Ионизирующее излучение

Ионизирующим излучением называются потоки частиц и электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой вызывает ионизацию её атомов и молекул.

К ионизирующему излучению относятся жесткое рентгеновское излучение, излечение, потоки частиц, электронов, протонов, позитронов, нейтронов.

Человечество достигло высокого уровня цивилизации, в результате чего оно задействовало в круг своей хозяйственной деятельности ядерную энергию в промышленности, на атомных станциях (ядерные реакторы), осуществляет полеты человека в космос, где радиационное излучение значительно выше фонового на Земле, создало ядерное оружие. Именно эта деятельность человека привела к возникновению опасности для организмов, связанную с поражающим действием ионизирующего излучения. В связи с этим возникла необходимость в разработке методов защиты от поражающего действия радиоактивных излучений, что, в свою очередь, требует от биологов и врачей понимания некоторых вопросов ядерной физики и механизма действия излучений на организмы.

Кроме того, ионизирующее излучение применяется в терапии, т.к. имеет высокое действие на быстроразмножающиеся клетки, а также в диагностике – метод меченых атомов.

Строение атомного ядра

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которым дано общее название – нуклоны.

Заряды нуклонов: Заряд протона положительный, равный по величине заряду электрона . Нейтрон электрически нейтрален, его заряд .

Массы нуклонов равны

Число протонов в ядре равно числу электронов в данном атоме, т.е. число протонов равно порядковому номеру элемента периодической таблицы Менделеева.

Общее число нуклонов, т.е. общее число протонов и нейтронов, определяется массовым числом . Массовое число равно атомному весу элемента, округленному до целого числа.

Очевидно, число нейтронов в ядре определяется как

.

Например, в ядре урана с массовым числом и порядковым номером число нейтронов .

Ядро любого элемента обозначается химическим символом с указанием массового числа и числа протонов . Например,

Ядерные частицы обозначаются как

Ядра, имеющие одинаковые зарядовые числа , но разные атомные массы называются изотопами. Например,

Размер ядра: диаметр т.е. в раз меньше диаметра атома

Частицы, составляющие ядро, связаны между собой значительными силами взаимного притяжения, называемые ядерными силами. Основные свойства ядерных сил:

1. ядерные силы - короткодействующие силы, прояв-ляющиеся только на расстояниях порядка размеров самого ядра ;

2. ядерные силы относятся к сильным взаимодействиям: ;

3. ядерные силы действуют между нуклонами независимо от их зарядов, т.е. как между двумя нейтронами, двумя протонами, так и между нейтронами и протонами;

4. ядерные силы обладают свойством насыщения, т.е. частицы ядра взаимодействуют только с определенным числом нуклонов.

Имеются разные модели строения ядра. Мы рассмотрим

только наиболее распространённые.

Капельная модель – в этой модели ядро рассматривают как каплю жидкости, т.к. и в ядре и а капле жидкости частицы взаимодействуют между собой на малых расстояниях; и в ядре и в капле жидкости поверхностные частицы испытывают одностороннее притяжение со стороны внутренних, глубинных, частиц; и в ядре и в капле жидкости плотность вещества одинакова.

Оболочечная модель. Согласно этой модели протоны и нейтроны ядра, также как и электроны атома, располагаются на определённых энергетических уровнях. Наиболее устойчиво то ядро, энергетические уровни которого полностью заполнены. Т.о. ядро – это квантово-механическая система с дискретными энергетическими уровнями – основной уровень и возбужденные.