5 Шпаргалки. Радиоактивный распад (альфа-распад)

Сопровождается испусканием из ядра неустойчивого элемента альфа-частицы, представляющей собой ядро атома гелия. При вылете альфа-частицы ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона и превращается в котором число протонов (заряд ядра) уменьшено на 2, а число частиц (массовое число) на 4. Дочерний элемент смещается на 2 клетки периодической таблицы элементов влево.

, где X – символ исходного ядра, Y – символ ядра продукта распада, Q – освобожденный избыток энергии.

Например:

Ядра атомов веществ с порядковым номером Z более 82 за редкими исключениями альфа-активны. С Z<82 – стабильны.

6. Взаимодействие гамма-излучения с веществом

Фотоэлектрическое поглощение – гамма-квант, сталкиваясь с прочно связанным электроном (чаще К-слоя) в атомах облучаемого вещества, полностью отдает ему свою энергию, сам исчезает, а электрон приобретает его кинетическую энергию.

Комптоновский эффект – гамма-кванты, сталкиваясь с электронами, передают им не всю энергию, а только часть ее, а после соударения изменяют свое направление движения, т. е. рассеиваются. Кванты взаимодействуют с внешними электронами (валентными).

Образование пар – преобразование гамма-квантов в частицы вещества. Образовавшаяся электронно-позитронная пара аннигилирует, превращаясь в 2 вторичных гамма-кванта. Вторичные способны вызывать лишь фото - или комптонэффект.

Закон ослабления пучка гамма-лучей:

, где I – интенсивность пучка лучей, прошедших через слой поглотителя d, I0 – интенсивность падающего пучка гамма-лучей, μ – линейный коэффициент ослабления, равный уменьшению интенсивности пучка гамма-лучей после прохождения слоя поглотителя толщиной 1 см.

7. Ядерные реакции. Реакция активации и ее практическое значение

Искусственное превращение ядра атома впервые совершил Резерфорд в 1919 г.:

Реакция активации (реакция радиационного захвата) – происходит захват нейтрона, причем ядро теряет часть избыточной энергии в форме γ-кванта:

Реакция активации возникает при столкновении потока медленных нейтронов со стабильными ядрами, которые захватывают их и превращают в собственный радиоактивных изотоп. Именно такая реакция наблюдается у стабильных элементов крови и других тканей при нейтронном облучении животных, вызывая наведенную радиоактивность организма.

Создание ускорителей, а также использование нейтронов в ядерных реакторах расширили возможности получения искусственных радиоактивных изотопов, которые нашли широкое применение в биологии, медицине, ветеринарии, а также в других отраслях науки и практики.

8. Шпора Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений и их воздействие на организм животных

Космическое излучение – это ИИ, непрерывно падающее на поверхность земли из мирового пространства: первичное космическое излучение и образующееся в результате взаимодействия с атомами воздуха вторичное.

Природные радиоактивные вещества: рубидий-87 характеризуется мягким бета-излучением и имеет большой период полураспада; калий-40 – жесткое бета - и гамма-излучение; уран и торий, содержащиеся в горных породах, дают радиоактивность до 1150 мрад/год при выходе слоев руды на поверхность, что превышает среднемировой уровень в 500 раз.

На организм животных оказывают влияние космическая радиация, излучения природные радионуклидов, рассеянных в почве, воде, воздухе, строительных и других материалах, содержащиеся в самом организме и поступающие с воздухом, водой и пищей калий-40, радий-226, углерод-14, водород-3, сообщая организму определенную поглощенную дозу.

Искусственные источники ИИ: рентгеновские установки, ускорители элементарных частиц, закрытые источники радиоизотопов, термоядерные и ядерные взрывы, продукты этих взрывов, которые вызывают локальное загрязнение.

Наведенная радиоактивность возникает в результате воздействия потока электронов, образующихся при цепной реакции деления урана и плутония, на ядра атомов различных веществ окружающей среды (реакция активации), что приводит к появлению радиоактивных изотопов с испусканием бета - и гамма-излучения.