54.Закон радиоактивного распада

Радиоактивность – самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. Радиоактивность бывает искусственной и естественной.

- закон радиоактивного распада,где N0- количество радиоактивных ядер в нач. реакции, N- количество нераспавшихся ядер за единицу времени, λ- постоянная распада.

- период полураспада

Виды радиоактивного распада:

1)α-распад: поток ядер гелия . Распад протекает по схеме:

2)β-распад:

1. Электронный:

2. Позитронный:

3. Электронный захват:

Активность – число распадов за единицу времени.

Единицы измерения активности: беккерель (Бк) = 1распад в сек., кюри (Ки) = 1 распад в мин.

55.Виды радиоактивного излучения

α-распад. Правило смещения. Энергия α-частиц. Проникающая способность α-излучения.

Альфа лучи представляют собой поток гелия . Распад происходит по следующей схеме: . Энергии частиц, испускаемы веществом строго определёны.

Бета-частица (β-частица), заряженная частица, испускаемая в результате бета-распада. Поток бета-частиц называется бета-лучи или бета-излучение. Отрицательно заряженные бета-частицы являются электронами (β−), положительно заряженные — позитронами (β+). Энергии бета-частиц распределены непрерывно от нуля до некоторой максимальной энергии, зависящей от распадающегося изотопа; эта максимальная энергия лежит в диапазоне от 2,5 кэВ до десятков МэВ.

Значительные дозы внешнего бета - излучения могут вызвать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни. Ещё более опасно внутреннее облучение от бета - активных радионуклидов, попавших внутрь организма.

β-распад:

1. Электронный:

2. Позитронный:

3. Электронный захват:

Нейтрино ( ) – нейтральная частица, масса которой стремится к 0.

Гамма-лучи имеют энергию выше 124 000 эВ и длину волны меньше 0,01 нм = 0,1 Å. Источники: космос, ядерные реакции, радиоактивный распад, синхротронное излучение. Прозрачность вещества для гамма-лучей, в отличие от видимого света, зависит не от химической формы и агрегатного состояния вещества, а в основном от заряда ядер, входящих в состав вещества, и от энергии гамма- квантов. Поэтому поглощающую способность слоя вещества для гамма- квантов в первом приближении можно охарактеризовать его поверхностной плотностью (в г/см²). Зеркал и линз для γ-лучей не существует. Резкой нижней границы для гамма-излучения не существует, однако обычно считается, что гамма- кванты излучаются ядром, а рентгеновские кванты — электронной оболочкой атома. Проникающая способность γ-излучения выше чем у рентгеновского. , где Х со звёздочкой- возбуждённое ядро, без – невозбуждённое ядро.

56.Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества.

После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело. В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации).

При прохождении -излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка -квантов, что является результатом их взаимодействия с атомами вещества.

Фотоэффект. Если энергия -кванта больше энергии связи электрона оболочки атома, происходит фотоэффект. Это явление состоит в том, что фотон целиком поглощается атомом, а один из электронов атомной оболочки выбрасывается за пределы атома. Используя закон сохранения энергии, можно определить кинетическую энергию фотоэлектрона E_е: E_е = - I_i - E_n, где I_i - ионизационный потенциал оболочки атома, из которой выбивается электрон; E_n - энергия отдачи ядра, - энергия гамма-кванта. Величина энергии отдачи ядра обычно мала, поэтому ею можно пренебречь.

> 2mec2 + Eя,

Образование пары электрон–позитрон. Процесс образования пар происходит лишь в кулоновском поле частицы, получающей часть энергии и импульса. Образование пар в поле ядра может иметь место, если энергия кванта удовлетворяет соотношению

где первый член справа соответствует энергии покоя пары электрон- позитрон, а второй - энергия отдачи ядра.

При энергиях гамма-кванта выше ~0.1 МэВ в веществе с малыми значениями Z и выше ~1 МэВ в веществах с большим Z главным механизмом ослабления первичного пучка гамма-квантов становится некогерентное рассеяние фотонов на электронах вещества (эффект Комптона).