34. Понятия: "нуклон", "изотоп", "радионуклид"; их основные характеристики. Радиоактивность, традиционные и системные единицы радиоактивности и их соотношение. Закон радиоактивного распада.

Нуклон - любая частица, входящая в состав ядра (как протон, так и нейтрон). Основные характеристики нуклонов: заряд (у протона +1, у нейтрона 0) и масса (масса протона = массе нейтрона = 1,67*10-27 кг, в периодической системе масса 1 протона = массе 1 нейтрона = 1, масса электрона примерно в 2000 раз меньше и считается при расчетах пренебрежительно малой). А (атомная масса, количество нуклонов данного элемента) = N (число нейтронов в ядре) + Z (атомный номер элемента).

Изотопы - атомы с одним и тем же зарядом ядра (т.е. одинаковым Z), но разным массовым числом, т.е. отличающиеся количеством нейтронов в ядре (разные N и А).

Радионуклиды - ядра радиоактивных атомов: а) естественные - радионуклиды, которые образовались и постоянно образуются без участия человека б) искусственные - радионуклиды, получаемые искусственным путем в ядерных реакторах различного назначения и т.д. В настоящее время практически не существует таких элементов, у которых не было бы радиоактивного изотопа. По химическим свойствам радиоизотопы не отличаются от стабильных, то есть стабильный и радиоактивный изотопы следуют вместе по всем цепочкам в соответствии с химическими и биологическими законами круговорота в природе.

Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер одних элементов в другие, при котором ядро переходит в более устойчивое состояние. Процесс сопровождается испусканием ионизирующих излучений (корпускулярных либо электромагнитных).

За единицы радиоактивности приняты: а) системная - Беккерель (Бк, Bq). 1 Бк - активность нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит 1 акт распада (1 Бк = 1 распад/сек ). б) традиционная (внесистемная) - Кюри ( Ки, Ci). 1 Ки - количество радиоактивного вещества, которое распадается с интенсивностью 3,7*1010 распадов в 1 секунду, т.е. 1 Ки = 3,7*1010 Бк, 1 Бк = 2,703*10-11 Ки.

Радиоактивные превращения характеризуются: 1) способом выделения избыточной энергии, которая отдается либо в виде альфа- или бета-частиц определенной энергии, либо электромагнитного излучения; 2) временем протекания радиоактивного распада и вероятностью распада ядра за единицу времени.

Радиоактивный распад - явление статистическое - нельзя предсказать, когда именно распадется данное нестабильное ядро. Для описания статистических закономерностей радиоактивного распада используется естественная статистическая величина - постоянная распада любда, физический смысл которой заключается в том, что если взять большое число N одинаковых нестабильных ядер, то за единицу времени в среднем будет распадаться Nt ядер. Постоянная распада лямбда не зависит от времени. Величина Nt - активность, она характеризует излучение препарата в целом, а не отдельного ядра. Уменьшение количества активных ядер с течением времени происходит в соответствии с законом радиоактивного распада, который описывается экспоненциальной кривой и формулируется следующим образом: за равные промежутки времени происходит превращение равных долей активных атомов.

Закон радиоактивного распада имеет математическое выражение: Nt = No*e-лямбда*t, где No - исходное количество радиоактивных ядер; Nt - количество активных ядер, оставшихся спустя время распада t; e - основание натуральных логарифмов; лямбда - постоянная распада, t - время распада.

Период полураспада (Т1/2 или Tf) - время, в течение которого число радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Постоянная распада лямбда связана с периодом полураспада, поэтому закон радиоактивного распада можно записать следующим образом: Лямбда = -0,693/T.