Характеристика альфа-частиц

альфа-излучение имеет самую большую ионизирующую, но меньшую проникающую способность, наружное облучение альфа-частицами фактически безобидно, но попадание их вовнутрь организма очень небезопасно.

Закон смещения (альфа)

Правило смещения Содди для α-распада:

Пример:

В итоге α-распада элемент сдвигается на 2 клеточки к началу таблицы Менделеева, общее число дочернего ядра миниатюризируется на 4.

22) Бета Характеристика альфа-частиц-распа́д - тип радиоактивного распада, обусловленного слабеньким взаимодействием и изменяющего заряд ядра на единицу. При всем этом ядро может источать бета-частицу (электрон либо позитрон). В случае испускания электрона он именуется «бета-минус-распадом», а в случае испускания позитрона — «бета-плюс-распадом». Не считая +бета и -бета распадов Характеристика альфа-частиц, к бета-распадам относят также электрический захват, когда ядро захватывает атомный электрон. Во всех типах бета-распада ядро испускает электрическое нейтрино (электрический захват) либо антинейтрино.

Бета-излучение (бета-лучи) — поток электронов либо позитронов, испускаемых при бета-радиоактивном распаде атомов (см. Радиоактивность). Радиоактивные изотопы (см.), распад которых сопровождается бета-излучением Характеристика альфа-частиц, именуют бета-излучателями.

Бета-части́ца -заряженная частичка, испускаемая в итоге бета-распада. Поток бета-частиц именуется бета-лучи либо бета-излучение.

Черта бета-частиц

Энергии бета-частиц распределены безпрерывно от нуля до некой наибольшей энергии, зависящей от распадающегося изотопа; эта наибольшая энергия лежит в спектре от 2,5 кэВ (для рения-187) до 10-ов Характеристика альфа-частиц МэВ (для короткоживущих ядер, отдалёких от полосы бета-стабильности).

Бета-лучи под действием электронного и магнитного полей отклоняются от прямолинейного направления. Скорость частиц в бета-лучах близка к скорости света. Бета-лучи способны ионизировать газы, вызывать хим реакции, люминесценцию, действовать на фотопластинки.

Закон смещения (бета)

Правило смещения Содди для бета Характеристика альфа-частиц-распада:

Пример:

После бета-распада элемент сдвигается на 1 клеточку к концу таблицы Менделеева (заряд ядра возрастает на единицу), тогда как общее число ядра при всем этом не изменяется.

23) Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электрического излучения с очень малой длиной волны — < 5·10−3 нм и, вследствие Характеристика альфа-частиц этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми качествами.

Гамма-излучение - представляет собой поток гамма-квантов

- имеет длину волны 10-10-10-14 м

- появляется при ядерных превращениях

- обладает высочайшей проникающей способностью, которая зависит как от энергии гамма-квантов, так и от параметров вещества, длина пробега в воздухе добивается сотен метров

В процессе прохождения через вещество g-кванты Характеристика альфа-частиц (фотоны) ведут взаимодействие с электронами атомов, электронным полем ядра, также с нейтронами и протонами, входящими в состав ядра, в итоге чего происходит ослабление плотности потока излучения благодаря рассеянию g-квантов и передачи их энергии атомам среды.

Гамма-кванты относятся к косвенно ионизирующему излучению. Данное излучение в среде хоть Характеристика альфа-частиц какой толщины стопроцентно не поглощается, а только ослабляется в данное число раз за счет разных эффектов взаимодействия:

А) фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект) - фотоны (g-кванты) поглощаются и на сто процентов передают свою энергию электронам внутренней орбитали атома. Данная энергия равна энергии орбитали, расходуется на отрыв электрона и сообщение ему кинетической Характеристика альфа-частиц энергии. В итоге электрон вырывается из поля атома и производит в предстоящем ионизацию вещества. Место выбитого фотоэлектрона занимает другой электрон с более высочайшей орбитали, что сопровождается испусканием низкоэнергетического характеристического рентгеновского излучения либо Оже-электронов.

Чем больше энергия связи электрона, чем поближе он находится к ядру, тем больше возможность передачи Характеристика альфа-частиц ему всей энергии g-кванта. С ростом номера элемента либо его заряда возможность фотоэффекта растет, а с повышением энергии излучения она стремительно падает.

Появление фотоэффекта Более типично для мягенького G-излучения (до 0,5 Мэв). Т. к. для био тканей энергия выбивания электрона не превосходит 0,5 Мэв, данный эффект более возможен при поглощении Характеристика альфа-частиц мягенького g-излучения.

Б) комптоновское рассеивание (Комптон-эффекта) - фотон (g-квант) передает электрону только часть собственной энергии, а сам меняет направление собственного движения. Выбитый электрон производит в предстоящем ионизацию. Потом вторичный фотон может вновь претерпевать эффект Комптона и т. д.

В отличие от фотоэффекта такое рассеивание происходит, в главном, на Характеристика альфа-частиц электронах наружных оболочек атомов с малой энергией связи. С ростом энергии излучения возможность такового взаимодействия понижается, но медлительнее, чем при фотоэффекте.

Комптон-эффект более возможен при энергии g-квантов 0,5-1 МэВ.

В) образовании пары "электрон-позитрон" - при значимой энергии g-кванта (>1 МэВ) он ведет взаимодействие с атомным ядром Характеристика альфа-частиц и в его поле преобразуется в пару частиц - электрон и позитрон, которые и создают в предстоящем ионизацию. Позитрон, встречая на собственном пути электрон, может объединиться с ним и перевоплотиться в 2 фотона (Эффект аннигиляции). Образующиеся фотоны поглощаются средой в итоге эффекта Комптона либо фотоэффекта.

24)Закон радиоактивного распада —физический закон, описывающий зависимость интенсивности Характеристика альфа-частиц радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образчике. Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом

dN/dt= - λ N

где N − количество радиоактивного материала, λ − положительная константа, зависящая от радиоактивного вещества. Символ минус в правой части значит, что количество радиоактивного материала N(t) с течением времени миниатюризируется

Период полураспада - интервал времени, в течение Характеристика альфа-частиц которого распадется половина начального количества ядер.

Неизменная РАСПАДА (λ) — статистическая возможность распада атома за единицу времени; П. р. назад пропорциональна средней длительности жизни (τ) атома изотопа. Связана с периодом полураспада Т½ соотношением λ= см. листок П. р. — величина неизменная для каждого радиоактивного изотопа и одна из главных его черт (константа Характеристика альфа-частиц распада).

25) Способы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц

Фактически все способы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений (a, b, g) и частиц основаны на их возможности создавать ионизацию и возбуждение атомов среды. Заряженные частички вызывают эти процессы конкретно, а g-кванты и нейтроны обнаруживаются по ионизации, вызываемой возникающими в итоге Характеристика альфа-частиц их взаимодействия с электронами и ядрами атомов среды резвыми заряженными частичками. Вторичные эффекты, сопровождающие рассмотренные процессы, такие, как вспышка света, электронный ток, потемнение фотопластинки, позволяют регистрировать пролетающие частички, считать их, отличать друг от друга и определять их энергию.

Приборы, используемые для регистрации радиоактивных излучений и частиц, делятся на Характеристика альфа-частиц две группы:

1) приборы, дозволяющие регистрировать прохождение частички через определенный участок места и в неких случаях определять ее свойства, к примеру энергию (сцинтилляционный счетчик, черенковский счетчик, импульсная ионизационная камера, газоразрядный счетчик, полупроводниковый счетчик);

2) приборы, дозволяющие следить, к примеру фотографировать, следы (треки) частиц в веществе (камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера Характеристика альфа-частиц, ядерные фотоэмульсии).

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера—Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частички через объём газа. Изобретён в 1908 году Гансом Гейгером.

Дополнительная электрическая схема обеспечивает счётчик питанием (обычно, более 300 V), обеспечивает, по мере Характеристика альфа-частиц надобности, гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Счётчики Гейгера делятся на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие наружной схемы прекращения разряда).

Чувствительность счётчика определяется составом газа, его объёмом, также материалом и шириной его стен.

Обширное применение счётчика Гейгера—Мюллера разъясняется высочайшей чувствительностью, возможностью регистрировать различного рода Характеристика альфа-частиц излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки. Счётчик был придуман в 1908 году Гейгером и усовершенствован Мюллером.

Цилиндрический счётчик Гейгера—Мюллера состоит из железной трубки либо металлизированной изнутри стеклянной трубки, и узкой железной нити, натянутой по оси цилиндра. Нить служит анодом, трубка — катодом. Трубка заполняется разреженным газом, почти всегда употребляют великодушные газы — аргон Характеристика альфа-частиц и неон. Меж катодом и анодом создается напряжение порядка 400В.Для большинства счетчиков существует так называемое плато, которое лежит примерно от 360 до 460 В,в этом спектре маленькие колебания напряжения не оказывают влияние на скорость счета.

Работа счетчика базирована на ударной ионизации.γ-кванты, испускаемые радиоактивным изотопом, попадая на стены счетчика, выбивают Характеристика альфа-частиц из него электроны. Электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и делают положительные ионы и свободные электроны. Электронное поле меж катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Появляется лавина ионов, и ток через счетчик резко увеличивается. При всем Характеристика альфа-частиц этом на сопротивлении R появляется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство. Чтоб счётчик сумел регистрировать последующую попавшую в него частичку, лавинный разряд необходимо погасить. Это происходит автоматом. В момент возникновения импульса тока на сопротивлении R появляется огромное падение напряжения, потому напряжение меж анодом и катодом резко миниатюризируется — так Характеристика альфа-частиц, что разряд прекращается, и счетчик опять готов к работе.

Принципиальной чертой счётчика является его эффективность. Не все γ-фотоны, попавшие на счетчик, дадут вторичные электроны и будут зарегистрированы, потому что акты взаимодействия γ-лучей с веществом сравнимо редки, и часть вторичных электронов поглощается в стенах прибора, не достигнув газового объема.

Эффективность Характеристика альфа-частиц счётчика находится в зависимости от толщины стен счётчика, их материала и энергии γ-излучения. Большей эффективностью владеют счётчики, стены которых изготовлены из материала с огромным атомным номером Z, потому что при всем этом возрастает образование вторичных электронов. Не считая того, стены счётчика должны быть довольно толстыми. Толщина стены счётчика выбирается Характеристика альфа-частиц из условия её равенства длине свободного пробега вторичных электронов в материале стены. При большой толщине стены вторичные электроны не пройдут в рабочий объем счётчика, и появления импульса тока не произойдет. Потому что γ-излучение слабо ведет взаимодействие с веществом, то обычно эффективность γ-счётчиков также мала и составляет всего 1-2 %. Другим Характеристика альфа-частиц недочетом счётчика Гейгера—Мюллера будет то, что он не даёт возможность идентифицировать частички и определять их энергию. Эти недочеты отсутствуют в сцинтилляционных счётчиках.

26)Реакция деления томных ядер. Посреди ядерных реакций особенное место занимает реакция деления томных ядер. Реакция деления в первый раз была осуществлена при бомбардировке ядер урана нейтронами Характеристика альфа-частиц. Образующиеся в итоге деления продукты реакции радиоактивны. Сам процесс деления ядра сопровождается излучением нескольких (2-ух – 3-х) нейтронов, т.е. в итоге реакции деления происходит лавинообразное повышение числа нейтронов.

Распад ядра урана на два ядра – осколка сопровождается выделением огромного количества энергии – приблизительно 200 МэВ на каждое распадающееся ядро. При делении всех Характеристика альфа-частиц ядер, содержащихся в 1 грамме урана, в миллионные толики секунды выделяется количество энергии, эквивалентное сгоранию 2,6 тонны угля.

В базе теории деления томных ядер лежит капельная модель ядра, согласно которой ядро представляет собой вроде бы каплю заряженной воды. Как в капле обыкновенной воды, поверхность ядра может колебаться. Ядро делится Характеристика альфа-частиц в этом случае, если действие сил отталкивания меж протонами превосходит силы притяжения меж нуклонами. В томных ядрах это может быть из-за огромного числа протонов и огромных размеров ядра. Напомним, что ядерные силы короткодействующие и при огромных размерах ядра они не способны противостоять силам электронного отталкивания, действующим на всех расстояниях Характеристика альфа-частиц.

Для практического внедрения реакции деления томных ядер принципиальное значение имеет не только лишь выделение большой энергии при каждом акте деления, да и возникновение при всем этом 2-ух – 3-х нейтронов. Если любой из этих нейтронов, взаимодействуя с ядрами делящегося вещества, вызовет в их процесс деления, то число актов деления с течением Характеристика альфа-частиц времени будет лавинообразно нарастать, а реакция деления перевоплотится в цепную реакцию.

Но не все образующиеся при делении ядер нейтроны захватываются примыкающими ядрами. Часть нейтронов захватывается неделящимися ядрами, часть вылетает из зоны реакции, не успев вступить в процесс деления, и т.д. Потому обязательным условием появления цепной реакции Характеристика альфа-частиц является наличие массы делящегося вещества, превосходящей некую наименьшую, либо критичную массу. Если масса вещества меньше критичной, бóльшая часть нейтронов покидает активную зону, не успев вступить в реакцию. Для уменьшения утрат нейтронов делящееся вещество окружают отражателем, который возвращает нейтроны в активную зону. В качестве отражателя в большинстве случаев использую графит либо томную Характеристика альфа-частиц воду, в какой изотоп обыденного водорода заменен изотопом томного водорода – дейтерием .

Цепна́я я́дерная реа́кция — последовательность единичных ядерных реакций, любая из которых вызывается частичкой, показавшейся как продукт реакции на прошлом шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых частей, при Характеристика альфа-частиц которой основное число актов деления инициируется нейтронами, приобретенными при делении ядер в прошлом поколении.

27) Косми́ческое излуче́ние — электрическое либо корпускулярное излучение, имеющее инопланетный источник; подразделяют на первичное (которое, в свою очередь, делится на галактическое и солнечное) и вторичное. В узеньком смысле время от времени отождествляют галлактическое излучение и галлактические лучи.

28) Био Характеристика альфа-частиц действие радиоактивных излучений

Исследования био деяния радиоактивных излучений были начаты сходу после открытия рентгеновского излучения (1895) и радиоактивности (1896). В 1896 российский физиолог И.Р. Тарханов показал, что рентгеновское излучение, проходя через живы организмы, нарушает их жизнедеятельность. В особенности активно стали развиваться исследования био деяния радиоактивных излучений с началом внедрения Характеристика альфа-частиц атомного орудия (1945), а потом и мирного использования атомной энергии.

Для био деяния радиоактивных излучений характерен ряд общих закономерностей:

1) Глубочайшие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего, животного либо человека при облучении смертельной дозой, при превращении в термическую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С Характеристика альфа-частиц. Попытка разъяснить "несоответствие" количества энергии результатам воздействия привела к созданию теории мишени, согласно которой лучевое повреждение развивается при попадании энергии в в особенности радиочувствительную часть клеточки — "мишень".

2) Био действие радиоактивных излучений не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на следующие поколения, что разъясняется действием на наследный Характеристика альфа-частиц аппарат организма. Эта самая особенность очень остро ставит перед населением земли вопросы исследования био деяния радиоактивных излучений и защиты организма от излучений.

3) Для био деяния радиоактивных излучений характерен сокрытый (латентный) период, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сходу. Длительность латентного периода может разнообразить от нескольких минут до 10-ов лет зависимо Характеристика альфа-частиц от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой функции. Так, при облучении в очень огромных дозах (10-ки тыс. рад) можно вызвать "погибель под лучом", долгое же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к появлению опухолей спустя годы после облучения.

Огромное значение имеют также возраст Характеристика альфа-частиц, физиологическое состояние, интенсивность обменных процессов организма, также условия облучения. При всем этом, кроме дозы облучения организма, играют роль: мощность, ритм и нрав облучения (однократное, неоднократное, прерывающееся, хроническое, наружное, общее либо частичное, внутреннее), его физические особенности, определяющие глубину проникания энергии в организм (рентгеновское и гамма-излучение просачивается на огромную Характеристика альфа-частиц глубину, альфа-частицы до 40 мкм, бета-частицы — на несколько мм), плотность вызываемой излучением ионизации (под воздействием альфа-частиц она больше, чем при действии других видов излучения).

Все эти особенности воздействующего лучевого агента определяют относительную биологическую эффективность излучения. Если источником излучения служат попавшие в организм радиоактивные изотопы, то большущее значение для Характеристика альфа-частиц био деяния радиоактивных излучений испускаемого этими изотопами, имеет их хим черта, определяющая роль изотопа в обмене веществ, концентрацию в том либо ином органе, а как следует, и нрав облучения организма.

Первичное действие радиации хоть какого вида на хоть какой био объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается возбуждением Характеристика альфа-частиц молекул и их ионизацией.

При ионизации молекул воды (косвенное действие излучения) в присутствии кислорода появляются активные радикалы (ОН- и др.), гидратированные электроны, также молекулы перекиси водорода, включающиеся потом в цепь хим реакций в клеточке.

При ионизации органических молекул (прямое действие излучения) появляются свободные радикалы, которые, включаясь Характеристика альфа-частиц в протекающие в организме хим реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая возникновение нехарактерных организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении в дозе 1000 р в клеточке средней величины (10-9 г) появляется около 1 млн. таких радикалов, любой из которых в присутствии кислорода воздуха может дать начало цепным реакциям окисления, во много раз увеличивающим количество Характеристика альфа-частиц модифицированных молекул в клеточке и вызывающим предстоящее изменение надмолекулярных (субмикроскопических) структур. Выяснение большой роли свободного кислорода в цепных реакциях, ведущих к лучевому поражению, т.н. кислородного эффекта, содействовало разработке ряда действенных радиозащитных веществ, вызывающих искусственную гипоксию в тканях организма. Огромное значение имеет и миграция энергии по молекулам биополимеров Характеристика альфа-частиц, в итоге которой поглощение энергии, происшедшее в любом месте макромолекулы, приводит к поражению её активного центра (к примеру, к инактивации белка-фермента). Физические и физико-химические процессы, лежащие в базе био деяния радиоактивных излучений, т. е. поглощение энергии и ионизация молекул, занимают толики секунды.

Следующие биохимические процессы лучевого Характеристика альфа-частиц повреждения развиваются медлительнее. Образовавшиеся активные радикалы нарушают обычные ферментативные процессы в клеточке, что ведёт к уменьшению количества богатых энергией (макроэргических) соединений. В особенности чувствителен к облучению синтез дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) в активно делящихся клеточках. Т. о., в итоге цепных реакций, возникающих при поглощении энергии излучения, меняются многие составляющие клеточки, в Характеристика альфа-частиц том числе макромолекулы (ДНК, ферменты и др.) и сравнимо малые молекулы (аденозинтрифосфорная кислота, коферменты и др.).

Это приводит к нарушению ферментативных реакций, физиологических процессов и клеточных структур. Воздействие ионизирующего излучения вызывает повреждение клеток. Более принципиально нарушение клеточного деления — митоза. При облучении в сравнимо малых дозах наблюдается временная остановка Характеристика альфа-частиц митоза. Огромные дозы могут вызвать полное прекращение деления либо смерть клеток. Нарушение обычного хода митоза сопровождается хромосомными перестройками, появлением мутаций, ведущими к сдвигам в генетическом аппарате клеточки, а как следует, к изменению следующих клеточных поколений (цитогенетический эффект.)

При облучении половых клеток многоклеточных организмов нарушение генетического аппарата ведёт к изменению наследных параметров Характеристика альфа-частиц развивающихся из их организмов. При облучении в огромных дозах происходит набухание и пикноз ядра (уплотнение хроматина), потом структура ядра исчезает. В цитоплазме при облучении в дозах 10 000—20 000 р наблюдаются изменение вязкости, набухание протоплазматических структур, образование вакуолей, увеличение проницаемости. Всё это резко нарушает жизнедеятельность клеточки. Сравнительное исследование радиочувствительности ядра и цитоплазмы Характеристика альфа-частиц показало, что почти всегда чувствительно к облучению ядро (к примеру, облучение ядер сердечной мускулы тритона в дозе нескольких протонов на ядро вызвало обычные деструктивные конфигурации; доза в несколько тыщ раз большая не повредила цитоплазмы). Бессчетные данные демонстрируют, что клеточки более радиочувствительны в период деления и дифференцировки: при облучении поражаются Характеристика альфа-частиц, сначала, растущие ткани. Это делает облучение более небезопасным для деток и беременных дам. На этом же базирована и радиотерапия опухолей — возрастающая ткань опухоли гибнет при облучении в дозах, которые меньше повреждают окружающие обычные ткани.


h-rrss-rr-rrsryosr-rsrr-ryorrrrryorrr-ryo-rryos-s-rsryosryosrsrryorryo-rrrrrrrrrryosrryo-r-rrryorsr.html
h-shlam-sounds-of-a-crippled-life.html
h-vi-mne-otvette-na-vopros-chem-otlichaetsya-znanie-ot-sposoba-shedrovickij-04-06-81.html