В $1896$ году Антуан Беккерель обнаружил неизвестное ранее излучение солей урана. Двумя годами позже Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри, исследуя урановую руду, открыли новые элементы, которые назвали полонием и радием. Эти элементы давали более интенсивное излучение чем уран. При одинаковой массе интенсивность излучения была больше в ${10}^{10}$, а радия в $2\cdot {10}^7$ раз.
Готовые работы на аналогичную тему
- Курсовая работа Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения 440 руб.
- Реферат Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения 260 руб.
- Контрольная работа Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения 230 руб.
Рисунок 1.
Под радиоактивностью необходимо понимать спонтанное преобразование изотопов химических элементов, обусловленное распадом ядер. На основании этого определения различают такие виды радиоактивности:
К видам радиоактивного распада по этому определению не входит $\gamma $ — излучение, поскольку оно не меняет состав ядра, а только меняет его энергию. $\gamma $ — излучение возникает тогда, когда ядро не появляется в результате распада другого ядра, а находится в возбужденном состоянии. Переход его с состояний с вышей энергией в состояние с низшей энергией сопровождается $\gamma $ — излучением. Многочисленные опыты показали, что связаны с ней процессы происходят в ядре. На скорость радиоактивного распада не влияют никакие внешние факторы (давление, температура, магнитные и электрические поля). Радиоактивный распад не зависит от химического соединения, до которого входит изотоп и его агрегатного состояния.
Радиоактивность, которая характерна нестабильным ядрам, называется природной. Кроме нее, ядра стабильных изотопов могут стать радиоактивными в результате их облучения, такая радиоактивность называется искусственной. Законы природной и искусственной радиоактивности не зависят от способа получения изотопа.
Поскольку радиоактивный распад имеет произвольный характер, то к большей совокупности ядер применяют статистические законы.
Величину $\lambda $ называют постоянной распада. Она является характерной постоянной радиоактивного изотопа. Знак «$-$» показывает то, что количество радиоактивных ядер уменьшается. Проинтегрировав эту формулу получим
находим
Состояние, соответствующее этому равенству называют состоянием насыщения. Так же равенство называют условием радиоактивного равновесия. Физический смысл которого заключается в том, что распад дочерних атомов в любой момент времени компенсируется увеличением их количества из-за распада материнских ядер.
Радиоактивные препараты характеризируются активностью, которая равняется количеству $N$ распадов радиоактивных ядер препарата за единицу времени: $A=N/t$. Мгновенная радиоактивность равна $\left|dN/dt\right|$ .
Количественной оценкой действия радиоактивного та рентгеновского излучения на вещество является доза облучения. Различают дозу экспозиционную, дозу поглощения и эквивалентную дозу.
Доза поглощения (поглощенная доза) $D_{погл}$ определяется соотношением энергии $\triangle E$, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе $\triangle m$ вещества в этом объеме ($D_{погл}=\triangle E/\triangle m$). Единицей измерения является грей (Гр). $1\ Гр=1\ Дж/кг$). Внесистемной единицей измерения является рад. $1\ рад=0,01\ Гр$.
Искусственная радиоактивность
Было установлено, что при бомбардировке атомных ядер разных элементов $\alpha $ — частицами, протонами, нейтронами, дейтронами и $\gamma $ — квантами возникают ядра новых радиоактивных изотопов, распад которых происходит за тем же законом.
Распад ядер ${}^{227}_{91}{Pa}\ $происходит следующим образом:
Искусственные радиоактивные ядра создаются так же в процессе деления тяжелых ядер. При делении ядер ${}^{235}_{92}U$ создаются два новых ядра, которые относятся к протонодефицытных, по этой причине все такие ядра излучат ${\beta }^-$ — частицы.
