7.Альфа-, бета-распад, гамма-излучение. Защита от ионизирующего излучения.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия. Проникающая способность альфа-частиц, т.е. способность проходить через слой какого-либо вещества определенной толщины, небольшая. Поэтому внешнее воздействие альфа-частиц на живой организм не является опасным. Однако альфа-частицы обладают высокой ионизирующей способностью, и их попадание внутрь организма через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или раны вызывает серьезные заболевания. Бета-излучение состоит из потока электронов. Они имеют значительно большую проникающую, но меньшую ионизирующую способность по сравнению с альфа-частицами. Именно высокая проникающая способность электронов является опасным фактором при облучении этими частицами. Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны. Они не только глубоко проникают в организм, но и оказывают сильное ионизирующее воздействие. Вследствие этого гамма-излучение чрезвычайно опасно для человека. Ионизация тканей организма приводит к их разрушению в связи с расщеплением воды (ее содержание в живой ткани составляет 72%) и вступлением образовавшихся веществ в химическую реакцию с белковыми соединениями.

Альфа. Для предотвращения внутреннего облучения альфа - активными радионуклидами используют средства индивидуальной защиты органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и кожных покровов. 

Бетта. Задерживается одеждой, если достигает тела, то проникает практически на глубину всего лишь нескольких миллиметров. Наибольшую опасность представляет для хрусталиков глаз - для защиты использовать очки из органического стекла или прозрачные плексигласовые щитки. Для защиты кожи рук рекомендуется применять защитные перчатки.

Гамма-излучение. Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (то есть вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама, обеднённого урана и пр.).

8.Нейтроны. Наведенная активность. Защита от нейтронов.

Классификация нейтронов по энергии:

1. "Холодные" нейтроны , En < 5 .10-3 эВ.

2. Тепловые нейтроны , En = 5 .10 -3 ...5 .10 -1 эВ.

3. Промежуточные нейтроны , En= 0,5 эВ...200 кэВ.

4. Быстрые нейтроны , En= 0,2...20 МэВ.

5. Сверхбыстрые нейтроны , En>20 МэВ.

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая электрического заряда.

Нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков (протон состоит из одного

d-кварка и двух u-кварков, время жизни - 2,9·1029 лет - стабилен).

Источники нейтронов

Нейтронные генераторы (ядерные реакции с использованием ускорителей)

В результате этих реакций получаются нейтроны с энергиями около 2.5 МэВ

Радиоизотопные источники (ядерные реакции)

1. Спонтанное деление радионуклидов (например 252Cf)

2. Реакции типа (.,n)

3. Реакции типа (.,n)

Смесь радия и бериллия (ампула с солью радия внутри ампулы с порошком

бериллия) - 9Ве(.,n)8Ве (монохроматические нейтроны с энергией 110 кэВ).

Ядерные реакторы

Источники тепловых (< 0.5 эВ, доля в реакторе 90-95%), промежуточных (.5%.) и

быстрых нейтронов (> 0.5 МэВ, . 2%.).

Наведённая радиоактивность — это радиоактивность веществ, возникающая под действием облучения их ионизирующим излучением, как правило нейтронами.

При облучении нейтронами стабильные ядра могут превращаться в радиоактивные ядра с различным периодом полураспада, которые продолжают излучать длительное время после прекращения облучения.

Защита. Известно, что быстрый нейтрон теряет приблизительно 2/3 своей энергии при столкновении с атомом водорода. Поэтому хорошим защитным материалом от нейтронов является вода и водородосодержащие материалы (парафин). Бериллий имеет большое сечение захвата медленных нейтронов. Нейтроны малой энергии (тепловые) хорошо поглощаются бором и кадмием, поэтому бор в чистом виде или в виде соединений вводится в бетон, свинец и другие материалы, применяемые для защиты от нейтронов и -излучения, которое сопровождает поглощение нейтронов такими материалами, как бериллий, бор и кадмий.

9.Деление ядер.

Деление ядра - расщепление атомного ядра на два (реже три или четыре) ядра (осколка) с испусканием альфа-частиц, нейтронов и гамма-квантов.

Спонтанное деление – деление без внешнего возбуждения.

Спонтанное деление могут испытывать только ядра, содержащее большое количество протонов: Z2/A .45.

Спонтанное деление характерно для всех тяжелых ядер.

Вынужденное деление происходит под действием нейтронов:

92U+n>56Ba + 36Kr+kn

Вынужденное деление ядер с может быть вызвано любыми частицами: фотонами, нейтронами, протонами, дейтронами, альфа-частицами и т.д.

Если энергия их должна быть достаточна для преодоления барьера деления.

Цепная ядерная реакция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности.

Энергия, выделяющаяся при делении ядер, превращается в теплоту при торможении осколков деления. При делении ядра урана тепловой нейтрон с энергией ~ 0,1 эВ освобождает энергию ~ 200 МэВ.

Три основных делящихся изотопа:

Уран-235 Плутоний-239 Уран-233