44 Ионизирующее излучение. Источники ионизирующего излучения.

К ионизирующему излучению относят излучения различных видов микрочастиц, рентгеновского и гамма излучения, способные ионизировать вещество. Рентгеновское излучение - электромагнитные волны энергия фотонов, которых лежит на энергетической шкале между УФ излучением и гамма излучением, что составляет длину волн от 10-5*10^-3 нм. Гамма излучение- вид электромагнитного излучения с чрезвычайно маленькой длиной волны менее 5*10^-3нм и, вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабовыраженными волновыми свойствами. Гамма квантами являются фотоны, с высокой энергией, обычно считается, что энергия гамма квантов излучения превышает 10⁵ē\В, хотя резкая разница между гамма - и рентгена - излучением не видна. Источники ионизирующего излучения бывают естественного и искусственного происхождения. Источником естественного происхождения являются радиоактивные изотопы, содержащиеся в твердых породах, Н₂0 и воздухе. Обычно концентрация их мала и их влияние на человека незначительно. Кроме них естественный источник ионизирует излучения - солнечные и космические. Источником искусственного происхождения являются приборы и устройства, содержащие радиоактивные изотопы в концентрированном виде (топливо ядерных станций, ядерные реакторы, электрофизические приборы и устройства, ускорители частиц, которые применяются не только для физических исследований, но и в медицине, с/х, промышленном производстве).

45. Радиоактивный распад и ядерные реакции.

Радиоактивные вещества - это химические элементы, имеющие нестабильные ядра. Их нестабильность проявляется в возможности самопроизвольного распада ядра. Под радиоактивным распадом понимают любое превращение атома ядра, приводящее к изменению заряда, массы или энергетического состояния ядра. Существуют 5 видов распада радионуклидов: 1) α распад (испускание ядер гелия) ₈₈Ra²²⁶→₂He⁴+₈₆Rn²²²,радий испускает α частицу и превращается в радон, сопровождается испусканием γ (гамма) кванты. 2) электронный β распад ₃₈Sr⁹⁰→_-1β⁰+₃₉Y⁹⁰,стронций испускает электрон и превращается в иттрий. 3) Позитронный β распад ₇N¹³→₊₁β⁰+₆C¹³, азот испускает позитрон и превращает в углерод, позитрон встречает ē и образуется 2 кванта. 4) К захват. Происходит захват ядром ближайшего к ядру ē на К оболочке ₂₉Cu⁶⁴+_-1β ⁰→₂₈Ni⁶⁴ при захвате ядром меди образуется никель. 5) Изомерные переходы. Ядро может длительное время находиться в возбужденном состоянии (нестабильном), такое ядро называют изомером. Переход в основное состояние происходит либо при испускании γ квантов, либо энергетически передается ближайшему электрону К или α оболочке, которые вылетают за пределы атома.

Ядерные реакции - такие превращения элементов, которые происходят в результате взаимодействия атомов или частиц между собой. В процессе ядерной реакции образуется нестабильное ядро, которое в дальнейшем распадается. ₇N¹⁴+₂He⁴→₉F¹⁸→₈O¹⁷+₁H¹. Облучение α частицами азот дает нестабильный фтор, который распадается, образуя О₂ и пропан. ₄Be⁹+₂He⁴→₆C¹³→₆C¹³+₀n¹. Облучение α частицами бериллия дает нестабильный углерод, который распадаясь, образует углерод и нейтрон. Реакция сопровождается γ излучением. Ядерные реакции могут происходить и при взаимодействии атомов с высокоэнергичными β частицами и γ лучами. В результате ядерных реакций получают весь спектр ионизирующего излучения, включая нейтроны и протоны, которые не образуются в процессе радиоактивного распада.