Виды ионизирующих излучений. Главным объектом исследования ученых был сам атом, вернее его строение. Мы знаем теперь, что атом похож на Солнечную систему в миниатюре вокруг крошечного ядра движутся по орбитам планеты электроны. Размеры ядра в сто тысяч раз меньше размеров самого атома, но плотность его очень велика, поскольку масса ядра почти равна массе самого атома.
Ядро, как правило, состоит из нескольких более мелких частиц, которые плотно сцеплены друг с другом. Некоторые из этих частиц имеют положительный заряд и называются протонами. Число протонов в ядре и определяет, к какому химическому элементу относится данный атом ядро атома водорода содержит всего один протон, атома кислорода 8, урана 92. В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в ядре каждый электрон несет отрицательный заряд, равный по абсолютной величине заряду протона, так что в целом атом нейтрален.
В ядре, как правило, присутствуют и частицы другого типа, называемые нейтронами, поскольку они нейтральны. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, но число нейтронов в них может быть различным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разным разновидностям одного и того же химического элемента, называемым изотопами данного элемента.
Чтобы отличить их друг от друга, к символу приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона, но 143 нейтрона в уране-235 тоже 92 протона, но 143 нейтрона. Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу нуклидов. Некоторые нуклиды стабильны, то есть в отсутствии внешнего воздействия никогда не претерпевают никаких превращений. Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды.
В качестве примера возьмем хотя бы атом урана-238, в ядре которого протоны и нейтроны едва удерживаются вместе силами сцепления. Время от времени из него вырывается компактная группа из четырех частиц двух протонов и двух нейтронов б-излучение. Уран-238 превращается, таким образом, в торий-234, в ядре которого содержатся 90 протонов и 144 нейтрона Далее следуют иные превращения показанные ниже в таблице, сопровождаемые излучениями, и вся цепочка в конце концов оканчивается стабильным нуклидом свинца.
Разумеется, существует много таких цепочек самопроизвольных превращений разных нуклидов по разным схемам превращений и их комбинациям. Вид излученияНуклидПериод полураспадабУран-2384,47 млрд. летвТорий-23421,4 сутоквПроактиний-2341,17 минутбУран-234245000 летбТорий-2308000 летбРадий-2261600 летбРадон-2223,823 сутокбПолоний-2183,05 минутвСвинец-21426,8 минутвВисмут-21419,7 минутбПолоний-2140,000164 секундывСвинец-21022,3 летвВисмут-2105,01 сутокбПолоний-210134,8 сутокСвинец-206стабильный При каждом акте распада нуклида высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения.
Существуют три вида ионизирующих излучений б-излучение Представляет собой поток ядер атомов гелия, называемых б частицами. Начальная скорость альфа-частиц достигает 10000-20000 км.сек. Они обладают большой ионизирующей способностью. Длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет всего 10 см а в твердых телах еще меньше. Одежда, индивидуальные средства защиты полностью задерживают альфа-частицы.
Внешнее их воздействие не опасно для человека. Из-за высокой ионизирующей способности альфа-частицы крайне опасны при попадании внутрь организма. в-излучение Это поток электронов, называемых в частицами. Скорость бета-частиц может в некоторых случаях достигать скорости света. Проникающая способность их меньше, чем гамма-излучения. Одежда и индивидуальные средства защиты значительно ослабляют бета-излучение. Ионизирующее действие бета-излучения в сотни раз сильнее гамма-излучения. г-излучение Это электромагнитные волны, аналогичные рентгеновским лучам и лучам света, распространяющиеся в воздухе со скоростью 30км.сек. На сотни метров.
Они способны проникнуть через толщи защитных материалов и через индивидуальные средства защиты. Гамма излучение представляет основную опасность для людей. При радиоактивном заражении местности гамма-излучение действует в течение суток, недель и месяцев.