Що таке радіоактивне випромінювання?
До складу радіоактивного випромінювання можуть входити різні частинки. Однак всі три типи випромінювання відносяться до однієї категорії – їх називають іонізуючими. Що означає цей термін? Енергія випромінювань неймовірно висока – настільки, що, коли випромінювання досягає певного атома, воно вибиває з його орбіти електрон. Тоді атом, що став мішенню випромінювання, перетворюється на іон, що є позитивно зарядженим. Саме тому атомне випромінювання називається іонізуючим, до якого типу б воно не належало. Висока потужність відрізняє іонізуюче випромінювання від інших видів, наприклад від мікрохвильового або інфрачервоного.Як відбувається іонізація?
Щоб зрозуміти, що може входити до складу радіоактивного випромінювання, необхідно детально розглянути процес іонізації. Відбувається наступним чином. Атом при збільшенні виглядає як маленьке макове зерно (ядро атома), оточене орбітами його електронів, немов оболонкою мильного міхура. Коли відбувається радіоактивний розпад, від цього ядра вилітає найдрібніша крупинка – альфа - або бета-частинка. Коли відбувається випущення зарядженої частинки, змінюється і заряд ядра, а це значить, що утворюється нове хімічна речовина.Частинки, що входять до складу радіоактивного випромінювання, ведуть себе таким чином. Отлетевшая від ядра крупинка несеться з гігантською швидкістю вперед. На своєму шляху вона може врізатися в оболонку іншого атома і точно так само вибити з неї електрон. Як вже говорилося, такий атом перетвориться в заряджений іон. Однак у цьому випадку речовина залишиться попереднім, бо кількість протонів у ядрі залишилося незмінним.
Особливості процесу радіоактивного розпаду
Знання перелічених процесів дозволяє оцінити те, наскільки інтенсивно відбувається радіоактивний розпад. Ця величина вимірюється в беккерелях. Наприклад, якщо в одну секунду має місце один розпад, то кажуть: «Активність ізотопу – 1 беккерель». Коли-то замість цієї одиниці використовували одиницю під назвою кюрі. Вона була дорівнює 37 мільярдів бекерелів. При цьому необхідно порівнювати активність однакової кількості речовини. Активність певної одиниці маси ізотопу носить назву питомої активності. Ця величина обернено пропорційна періоду напіврозпаду того чи іншого ізотопу.
Характеристика радіоактивних випромінювань. Їх джерела
Іонізуюче випромінювання може відбуватися не тільки в разі радіоактивного розпаду. Стати джерелами для радіоактивного випромінювання можуть: реакція ділення (відбувається в результаті вибуху або ж всередині атомного реактора), синтез так званих легких ядер (відбувається на поверхні Сонця, інших зірок, а також у водневій бомби), а також різні прискорювачі заряджених часток. Всі ці джерела випромінювання об'єднує одна спільна риса – найпотужніший рівень енергії.Які частинки входять до складу радіоактивного випромінювання виду альфа?
Відмінності між трьома типами іонізуючих випромінювань – альфа, бета і гамма – знаходяться в їх природі. Коли були відкриті ці випромінювання, ніхто й гадки не мав, що вони можуть представляти собою. Тому їх просто називали літерами грецького алфавіту. Як і випливає з їхньої назви, альфа-промені були відкриті першими. Вони входили до складу радіоактивного випромінювання при розпаді важких ізотопів, таких як уран або торій. Їх природа була визначена по закінченні часу. Вчені з'ясували, що альфа-випромінювання є досить важким. У повітрі воно не може подолати навіть кількох сантиметрів. Виявилося, що до складу радіоактивного випромінювання можуть входити ядра атомів гелію. Саме це відноситься до альфа-випромінювання. Головним його джерелом є радіоактивні ізотопи. Іншими словами, воно являє собою позитивно заряджені «набори» з двох протонів і такого ж числа нейтронів. У цьому випадку говорять, що до складу радіоактивного випромінювання входять а -частинки, або альфа-частинки. Два протони і два нейтрона утворюють ядро гелію, властиве альфа-випромінювання. Вперше в людство таку реакцію зміг отримати Е. Резерфорд, займався перетворенням ядер азоту в ядра кисню.
Бета-випромінювання, відкрите пізніше, але не менш небезпечне
Потім виявилося, що до складу радіоактивного випромінювання можуть входити не тільки ядра гелію, а й просто звичайні електрони. Це справедливо для бета-випромінювання – воно і складається з електронів. Але їх швидкість набагато більше, ніж швидкість альфа-випромінювання. Цей тип випромінювання також володіє меншим зарядом, ніж альфа-випромінювання. Від батьківського атома бета-частинки «успадковують» різний заряд і різну швидкість. Вона може сягати від 100 тис. км/сек аж до швидкості світла. Але в відкритому повітрі бета-випромінювання може поширитися на декілька метрів. Проникаюча здатність дуже мала. Бета-промені не можуть подолати папір, тканина, тонкий лист металу. Вони лише проникають всередину цієї матерії. Однак опромінення без захисту може привести до опіку шкіри або очі, як це відбувається і з ультрафіолетовими променями.Негативно заряджені бета-частинки мають назву електронів, а позитивно заряджені називаються позитронами. Велика кількість бета-випромінювання дуже небезпечно для людини і може призвести до променевої хвороби. Набагато більш небезпечним може бути потрапляння всередину радіонуклідів.
Гамма-випромінювання: склад і властивості
Наступним було відкрито гамма-випромінювання. В цьому випадку виявилося, що до складу радіоактивного випромінювання можуть входити фотони з певною довжиною хвилі. Гамма-випромінювання схоже на ультрафіолет, інфрачервоні промені, радіохвилі. Іншими словами, воно являє собою електромагнітне випромінювання, однак енергія входять в нього фотонів дуже висока. Цей тип випромінювання володіє надзвичайно високою здатністю проникати крізь будь-які перешкоди. Чим щільніше стоїть на шляху цього іонізуючого випромінювання матеріал, тим краще він може затримати небезпечні гамма-промені. Для цієї ролі найчастіше обирається свинець або бетон. В відкритому повітрі гамма-випромінювання може легко долати сотні і тисячі кілометрів. Якщо він впливає на людину, то це призводить до пошкодження шкіри і внутрішніх органів. За своїми властивостями гамма-випромінювання може бути порівняно з рентгенівським. Але вони відрізняються за своїм походженням. Адже рентгенівське випромінювання отримують тільки в штучних умовах.
Яке випромінювання найнебезпечніше?
Багато з тих, хто вже вивчив, які промені входять до складу радіоактивного випромінювання, переконані в небезпеці гамма-променів. Адже саме вони легко можуть подолати багато кілометрів, руйнуючи життя людей і призводить до страшної променевої хвороби. Саме для того щоб захиститися від гамма-променів, ядерні реактори оточують величезними бетонними стінами. Невеликі шматочки ізотопів завжди поміщають в контейнери, зроблені зі свинцю. Однак головна небезпека для людини полягає в дозі опромінення. Доза – це кількість, яке зазвичай розраховується з урахуванням маси тіла людини. Наприклад, для одного пацієнта буде підходити доза ліків у 2 мг. Для іншого та ж доза може надати несприятливий вплив. Так само оцінюють і дозу радіоактивного випромінювання. Його небезпека визначається поглиненою дозою. Щоб її визначити, спочатку вимірюють кількість радіації, яка була поглинена тілом. А потім це кількість порівнюється з масою тіла.