Понятие о радиоактивности

Как известно, атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны, называемые нуклонами. Протоны и нейтроны имеют приблизительно одинаковую массу, которая в 1840 раз превышает массу электрона, поэтому масса атома определяется в основном массой нуклонов. Число нуклонов в ядре характеризуется массовым числом А (общее число протонов и нейтронов в ядре).

Нуклиды – это разновидности атомов с определенным массовым числом и атомным номером Z (число протонов в ядре или заряд ядра), например, нуклид стронция – , где А=90, а Z= 38

Изотопы – это атомы одного и того же элемента, имеющие разные массовые числа и одинаковый порядковый номер.

Радиоактивность – самопроизвольный распад атомных ядер некоторых элементов, приводящий к изменению их атомного номера и массового числа. Радиоактивный распад не может быть остановлен или ускорен, он осуществляется со строго определенной скоростью. Последняя измеряется периодом полураспада – временем, в течение которого распадается половина всех атомов. Радионуклиды (нестабильные нуклиды) - это изотопы, ядра которых способны самопроизвольно распадаться. Распад радиоактивных элементов сопровождается потоками ионизирующих излучений, каждый из которых характеризуется своими физико-химическими свойствами.

Ионизирующее излучение – это излучение, которое создается при радиоактивном распаде нестабильных нуклидов и представляет собой поток ядерных частиц, квантов энергии или тех и других вместе. Сходство между разными ионизирующими излучениями состоит в том, что все они обладают высокой энергией и осуществляют свое действие через эффекты ионизации и возбуждения атомов и молекул, дающих начало образованию высокотоксичных радикалов, вступающих затем в реакции с различными биологическими структурами клеток. Что может привести к их гибели. Ионизирующее излучение не воспринимается органами чувств человека, мы не чувствуем его воздействия на наше тело.

Ионизирующие излучения по своими физико-химическими свойствам бывают:

- корпускулярное излучение (-α, -β, нейтронное);

- квантовое или электромагнитное излучение (гамма -γ, рентгеновское).

α-излучение (а-распад) представляет собой поток тяжелых положительно заряженных частиц (атомов гелия – ⁴H_e), которые в следствии большой массы при взаимодействии с веществом быстро теряют свою энергию, но обладают большим ионизирующим действием. В воздухе они распространяются на расстоянии до 10 см, а при облучении человека проникают в глубину поверхностного слоя кожи. В случае внешнего облучения для защиты от неблагоприятного воздействия α-частиц достаточно использовать обычную одежду или лист бумаги. Высокая ионизирующая способность α-частиц делает их очень опасными при попадании внутрь организма с пищей, водой, воздухом. В этом случае α-частицы оказывают высокий разрушительный эффект. Для защиты органов дыхания от α-излучения достаточно использовать ватно-марлевую повязку, или любую подручную ткань, предварительно смочив водой.

β-излучение – это поток электронов или протонов, которые испускаются при радиоактивном распаде. Ионизирующее действие β-излучения значительно ниже, чем α-излучения, но проникающая способность гораздо выше, в воздухе β-излучение распространяется на 3 м и больше, в воде и биологической ткани до 2 см. Зимняя одежда защищает тело человека от внешнего β-излучения. На открытых поверхностях кожи при попадании β-частиц могут образоваться радиационные ожоги различной степени тяжести, а при попадании β-частиц на хрусталик глаза развивается лучевая катаракта. Для защиты органов дыхания от β-излучения персоналом используется респиратор или противогаз.

Для защиты кожи рук персоналом используются резиновые или прорезиненные перчатки. При попадании источника β-излучения внутрь организма происходит внутреннее облучение, которое приводит к тяжелому лучевому поражения организма.

Нейтронное облучение – представляет собой нейтральное не несущие электрического заряда поток частиц. Нейтронное излучение непосредственно взаимодействует с ядрами атомов и вызывает ядерную реакцию. Оно обладает большой проникающей способность, которая в воздухе может составлять 1 000 м. Нейтроны глубоко проникают в организм человека.

Отличительной особенностью нейтронного излучения является их способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы. Это называется наведенной радиоактивностью.

Для защиты от нейтронного облучения используется специализированное убежище или укрытия, построенные из бетона и свинца.

Гамма излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение, которое испускается при ядерных превращениях. По свой природе γ - излучение аналогично световому, ультрафиолетовому, рентгеновскому, оно обладает большой проникающей способностью. В воздухе распространяется на расстоянии 100м и более. Может проходить через свинцовую пластину, толщиной в несколько см, и полностью проходит через тело человека. Основную опасность γ - излучение представляет как источник внешнего облучения организма. Для защиты от γ -излучения используют специализированное укрытие, убежище, персонал использует экраны из свинца, бетона.

Рентгеновское излучение – основным источником является –солнце, однако рентгеновские лучи, приходящие из космоса, поглощаются полностью земной атмосферой. Рентгеновские лучи могут создаваться специальными приборами и аппаратами и используются в медицине, биологии.