Радиоактивность Эрнест Резерфорд (1871 -1937) Антуан Анри

Радиоактивность Эрнест Резерфорд (1871 -1937) Антуан Анри Беккерель, 1852 — 1908) Пьер Кюри (1859 -1906) Мария Склодовская-Кюри (1867 -1934)

- способность некоторых атомных ядер Радиоактивность самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием частиц • Протоны, нейтроны – нуклоны • Количество протонов в ядре – Z (порядковый номер хим. элемента) • Количество нуклонов в ядре – массовое число – А • Изотопы – ядра с одинаковым порядковым номером и различными массовыми числами Хим. свойства Физические свойства одинаковые могут различаться

Постоянная распада (λ) – вероятность того, что ядро данного изотопа распадется за единицу времени - вероятность распада за малое d. P = λdt время dt N 0 – число ядер радиоактивного N = N 0 exp (- λt ) изотопа в начальный момент времени (t=0) N – число ядер, оставшиеся к Основной закон моменту времени t радиоактивного распада: радиоактивных ядер убывает со временем Число по экспоненциальному закону

Период полураспада (Т) – время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер N = N 02 -t/T T = ln 2/ λ = 0. 693/ λ Убывание количества ядер исходного вещества при радиоактивном распаде

Активность – число ядер Ед. изм. (СИ) – беккерель (Бк) радиоактивного препарата, 1 Бк – один акт распада за 1 секунду распадающихся за единицу Внесистемная ед. изм. – кюри (Ки) времени: 1 г 226 Ra : 1 Ки = 3, 7▪ 1010 Бк А = d. N‘/dt

СХЕМА α-РАСПАДА: Альфа-распад состоит в самопроизвольном превращении ядер с испусканием α-частиц (ядра гелия)

СХЕМА β--РАСПАДА ЭЛЕКТРОННЫЙ РАСПАД

СХЕМА β+-РАСПАДА ПОЗИТРОННЫЙ РАСПАД

Взаимодействия ионизирующего излучения с веществом • Линейная тормозная способность вещества (S) – энергия, теряемая заряженной частицей на единице пути пробега: S = d. E/dx (кэ. В/мкм) • Линейная плотность ионизации (удельная ионизация) - количество пар ионов, образующихся на единице пути пробега частицы I = dn/dx (пар ионов/ мкм) Чем больше величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучений, т. е. тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии. Поэтому чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше его проникающая способность, и наоборот.

Использование радионуклидов Радионуклиды – радиоактивные изотопы химических элементов с малым периодом полураспада применение Диагностическое Терапевтическое • метод меченых атомов • гамма-терапия оухолей, альфа-терапия Ускорители заряженных частиц • использование самих ускоренных частиц • использование сопутствующего рентгеновского излучения * тормозное рентгеновское излучение * синхротронное рентгеновское излучение

Биофизические основы действия ионизирующего излучения • Физическая стадия Длительность 10 -16 – 10 -13 с • Физико-химическая стадия Длительность 10 -13 – 10 -10 с • Химическая стадия Длительность 10 -6 – 10 -3 с • Биологическая стадия Длительность от нескольких минут до десятков лет

Защита временем и расстоянием: X = kγAt/r 2 Защита материалом: • Альфа-частицы – бумага, слой воздуха толщиной несколько см • Бета-частицы – стекло толщиной несколько см • Рентгеновское и гамма-излучение – бетон толщиной 1, 5 -2 м, свинец