Основы радиационной безопасности, страница 3

                                                                     (3.4)

Из уравнения (3.1) определим постоянную распада:

Отсюда видно, что  λ равна отношению доли распавшихся ядер за время dt. Величиной λ на практике пользоваться неудобно, поэтому введено понятие периода полураспада (Т). Период полураспада определяется време­нем, в течение которого число ядер уменьшается в результа­те радиоактивного распада в 2 раза. Тогда из уравнения (3.2), принимая во внимание отношение N/N0=1/2 или лога­рифмируя его, получим ln2 = λT, отсюда λ = 0,693 / Т. Вре­мя жизни радиоактивного ядра τ = 1 / λ.

Активность радионуклида связана с числом радиоактив­ных атомов следующим выражением:

AN = 0,693N / Т, или А=А0e-0,693N / Т.

Единицей активности в СИ является беккерель (Бк), 1Бк=1 расп /с. За внесистемную единицу взята активность 1 г радия и названа Кюри (Ки):

1Ки=3,7 1010Бк.

На практике пользуются понятием удельной активности радионуклидов, приходящейся на единицу площади, объема или массы в источнике. Их соответственно называют поверхност­ной, объемной или массовой удельной активностью. Для ха­рактеристики зараженной территории радионуклидами ис­пользуют поверхностную удельную активность Ки/км2, дру­гими словами, это плотность интенсивности распадов ра­дионуклидов.

3.3. ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКАИИ

Ионизирующее излучение — это излучение, взаимодейст­вие которого со средой приводит к образованию в этой сре­де ионов разных по знаку зарядов. ИИ делят на корпуску­лярные и фотонные.

Корпускулярные излучения состоят из частиц с массой отличной от нуля: альфа- и бета-излучения, нейтронное и протонное.

Фотонное (электромагнитное) излучение — гамма-излучение, тормозное, характеристическое и рентгеновское излучения.

Альфа-излучение — это ядра гелия, испускаемые некото­рыми элементами. Они также являются продуктами некото­рых ядерных реакций, протекающих под действием нейтро­нов или заряженных частиц. Энергия альфа-частиц состав­ляет 4-8,8 МэВ, скорость движения 1,4109-2109см/с.

Альфа-частицы обладают сильной ионизационной спо­собностью (до 254 тыс. пар). Длина пробега в воздухе до 9 см, в биологической ткани - сотые доли миллиметра. Задер­живаются листом бумаги, одеждой, неповрежденной кожей.

Бета-излучение — это поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде. Максимальная энергия достигает 13,5 МэВ, но са­ми частицы имеют очень широкий диапазон энергии. Ско­рость распространения 0,29-0,99 от скорости света. Пробег бета-частиц в воздухе доходит до 10 см, в ткани организма человека - до 2 см. Проникающая способность в 100 раз больше, чем у альфа-частиц, а ионизирующая способность меньше. Человека от бета-частиц полностью защищает слой дерева или плотная одежда. Нейтроны в свободном состоя­нии нестабильны, время их "жизни" 16 мин. Нейтронное излучение является косвенно ионизирующим: образование ионов происходит под действием не самих нейтронов, а вто­ричных, тяжелых заряженных частиц и гамма-квантов, ко­торым нейтроны отдают свою энергию. Тяжелые заряжен­ные частицы образуют ионы с очень высокой плотностью, что чрезвычайно опасно для человеческого организма. Ней­троны могут быть: тепловыми, с энергией менее 0,2 эВ; про­межуточными — до 200 кэВ; быстрыми — до 20 МэВ; сверх­быстрыми, с энергией более 20 МэВ.

Гамма-излучение — это электромагнитное излучение с очень высокой частотой, испускаемое возбужденными атомными ядрами. Длина волны гамма-излучения λγ = 10-8-10-11 см. Энергия и может достигать 20 МэВ, длина пробега - сотни и тысячи метров. При радиоактивном распаде ядер энергия гамма-квантов состав­ляет от 10 кэВ до 5 МэВ, при ядерных реакциях - до 20 МэВ.

Тормозное излучение возникает при уменьшении кине­тической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение образуется при изменении энергетического со­стояния электронов атома. Энергия этого излучения не пре­вышает 1 МэВ.

Рентгеновское излучение — это тормозное и характерис­тическое излучение с энергией от 1 кэВ до 1 МэВ.