Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации»

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ИЗУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ

Методические указания для лабораторной работы № 12

Тверь 2004

Методические указания составлены кафедрой медбиофизики ТГМА и предназначены в помощь студентам лечебного, стоматологического, педиатрического и фармацевтического факультетов при подготовке и выполнении лабораторной работы.

Методические указания подготовили

доцент Бахтилов В.В.

доцент Шабанова О.М.

Лабораторная работа №12 ИЗУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Изучить явление радиоактивного распада.

2. Определить характеристики радиоактивного распада.

3. Изучить взаимодействие ионизирующего излучения с веществом.

4. Приобрести практические навыки работы с радиометром.

5. Ознакомиться с применением радиоактивных изотопов в медицине.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: радиоактивный препарат, набор пластин-поглотителей из различных материалов, штангенциркуль, секундомер и радиометр, состоящий из трубки Гейгера-Мюллера, высоковольтного источника питания и регистрирующего устройства.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Радиоактивность - это свойство ядер ряда элементов спонтанно (т.е. самопроизвольно, без внешних воздействий) превращаться в ядра других элементов с одновременным испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным излучением. Само это явление получило название радиоактивный распад.

Атомные ядра состоят из нуклонов: положительно заряженных протонов р и нейтральных нейтронов n, количество которых в ядре обозначается соответственно Z и N. Различные ядра отличаются друг от друга разными комбинациями Z и N. На опыте зарегистрировано около 2000 атомных ядер - различных комбинаций Z и N. Большинство из них радиоактивны, и лишь 270 комбинаций образуют стабильные, абсолютно устойчивые к спонтанным превращениям, ядра.

2

Чтобы отличать ядра с разным составом, в современной физике используют термин "нуклид". Нуклиды с одинаковыми Z, но разными N, называют изотопами. Исследуя радиоактивное вещество, мы имеем дело с радионуклидами. Для обозначения нуклида (так же как и изотопа данного химического элемента Х ) используют символ , сокращенно, или ^AX. При этом Z называют зарядовым числом, так как заряд ядра определяется количеством протонов. Число А =Z+N называют массовым числом нуклида.

На заре ядерной физики исследователи радиоактивности могли использовать в своих опытах лишь естественные, содержащиеся в земных породах в достаточно больших количествах, радионуклиды – изотопы тория и урана ²³²Th, ²³⁵U, ²³⁶U. Радиоактивный распад встречающихся в природе изотопов получил название естественной радиоактивности. Она была обнаружена французским физиком А. Беккерелем в 1896 году при исследовании солей урана.

Подавляющее большинство радионуклидов из почти 2000 известных нуклидов получены искусственным путем в различных ядерных реакциях, осуществленных на созданных человеком ядерных реакторах и ускорителях. Радиоактивный распад, наблюдаемый в искусственно полученных радионуклидах, назван искусственной радиоактивностью. Еe обнаружили французские ученые И. Кюри и Ф. Жолио-Кюри в 1934 году при бомбардировке различных веществ -частицами. Между естественной и искусственной радиоактивностью нет никакого принципиального различия. Радиоактивное ядро, независимо от того, каким способом оно образовалось: в ядерной ли реакции или в результате распада другого ядра, естественным или искусственным путем - обладает строго индивидуальными характеристиками распада, наиболее общей из которых является вид радиоактивного распада.

Рассмотрим основные типы радиоактивного распада.

15