Общие сведения о ядерных излучениях

Общие сведения о ядерных излучениях

Краткие сведения о строении атома

Все окружающие нас предметы и тела состоят из различных веществ, а любое вещество в свою очередь состоит из отдельных мельчайших частиц, сохраняющих химические свойства данного вещества. Такие частицы называются молекулами. Молекулы состоят из еще более мелких частиц – атомов.

Вещество, содержащее в своем составе атомы одного вида, называется простым , а вещество, состоящее из атомов разных видов, сложным .  

Атом состоит из ядра, имеющего положительный заряд и электронной оболочки, которую составляют вращающиеся с большой скоростью отрицательно заряженные электроны , размещенные на внутренних и внешних слоях оболочки.

Совокупность атомов одного вида с одинаковым зарядом образуют химический элемент.

Почти вся масса атома сосредоточена в его ядре (на долю  приходится менее 0,05% массы атома).

Ядра всех атомов состоят из протонов  и нейтронов , имеющих общее название – нуклоны.

Число  в ядре каждого химического элемента строго определенно, а число  может изменяться в некоторых пределах.

Сумма чисел  и  определяет массу ядра и называется массовым числом.

Плотность ядерного вещества очень велика (порядка ), что свидетельствует об огромной энергии внутриядерных сил. Для сравнения, плотность платины .

Число электронов в атоме  равно числу протонов, т.е. атом электрически нейтрален.

Число  для ядер элементов, находящихся в начале периодической системы элементов (ПСЭ), как правило, равно числу  или незначительно отличается от него . Для элементов, расположенных в конце ПСЭ, число  превышает число  примерно на 50-60% .

Атомы химических элементов в ПСЭ обозначаются символами:

Атомы одного и того же элемента, отличающиеся друг от друга массовым числом, называются изотопами этого элемента, например:

·  изотопы водорода:  

·  изотопы урана (U):  

Изотопы обладают одинаковыми химическими свойствами и занимают в ПСЭ одно место.

Известны изотопы элементов, которые самопроизвольно претерпевают ядерные превращения и испускают ионизирующее излучение (ИИ) в виде -квантов,  - частиц, и -частиц. Такие изотопы называются радиоактивными. Известно порядка 40 естественных радиоактивных изотопов (радионуклидов) и более 1200 искусственных.

ИИ – это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков (ионов).

Время, в течение которого распадается половина атомов исходного количества радиоактивного вещества, называется периодом полураспада .

Число ядер, распадающихся за единицу времени, называется активностью вещества А.

Процесс самопроизвольного распада нестабильного радионуклида называется радиоактивным распадом.

Виды радиоактивного распада ядер

Существуют два вида радиоактивного распада ядер: -распад и -распад.

- распад

При этом виде радиоактивного распада ядро радионуклида испускает  -частицы, состоящие из  и  каждая (это ядро атома ). Получающееся при  -распаде дочернее ядро имеет порядковый номер меньше материнского на 2 единицы, а массовое число – меньше на 4 единицы:

- распад

При распаде внутри ядра происходит превращение  в  или  в , при этом превращении внутри ядра образуются  или позитроны , называемые -частицами.

-распад с испусканием  - электронный -распад, а испускаемый ядром  называется отрицательной -частицей.

 -распад с испусканием  - позитронный распад, а испускаемый ядром  называется положительной -частицей. Примеры -распада:

Т.о., радиоактивный распад ядра сопровождается испусканием - или -частицы.

- или распады, как правило, сопровождаются испусканием из ядра - излучений, представляющими поток фотонов (-квантов), распространяющихся со скоростью света.

Ядерные изучения называют радиоактивными излучениями.

Взаимодействие ядерных излучений с веществом

Энергия, необходимая для возбуждения атома вещества, называется потенциалом возбуждения. Примерно через () с после возбуждения атом самопроизвольно возвращается в основное состояние, испустив при этом фотон.