Ακτινοβολία άλφα. Τύποι ακτινοβολίας Τι ονομάζεται ακτινοβολία άλφα;

Η λέξη «ακτινοβολία» έχει λατινικές ρίζες. Το Radius σημαίνει ακτίνα στα λατινικά. Γενικά, η ακτινοβολία αναφέρεται σε όλη τη φυσική ακτινοβολία. Αυτά είναι ραδιοκύματα, υπεριώδη, ακτινοβολία άλφα, ακόμη και συνηθισμένο φως. Ορισμένες ακτινοβολίες είναι επιβλαβείς, άλλες μπορεί να είναι ακόμη και ευεργετικές.

Εκπαίδευση

Ο σχηματισμός σωματιδίων άλφα διευκολύνεται από την πυρηνική διάσπαση άλφα, τις πυρηνικές αντιδράσεις ή τον πλήρη ιονισμό των ατόμων ηλίου-4. Οι πρωτογενείς κοσμικές ακτίνες αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από σωματίδια άλφα.

Βασικά, αυτοί είναι επιταχυνόμενοι πυρήνες ηλίου από ροές διαστρικού αερίου. Ορισμένα σωματίδια προκύπτουν ως τσιπ από βαρύτερους πυρήνες κοσμικής ακτίνας. Είναι επίσης δυνατό να τα αποκτήσετε χρησιμοποιώντας έναν επιταχυντή φορτισμένων σωματιδίων.

Χαρακτηριστικός

Η ακτινοβολία άλφα είναι ένα είδος ιονίζουσας ακτινοβολίας. Πρόκειται για ένα ρεύμα βαρέων σωματιδίων, θετικά φορτισμένα, που κινούνται με ταχύτητα περίπου 20.000 km/sec και έχουν επαρκή ενέργεια. Οι κύριες πηγές αυτού του τύπου ακτινοβολίας είναι ραδιενεργά ισότοπα ουσιών που έχουν ιδιότητες διάσπασης λόγω της αδυναμίας των ατομικών δεσμών. Αυτή η διάσπαση συμβάλλει στην εκπομπή σωματιδίων άλφα.

Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της ακτινοβολίας είναι η πολύ χαμηλή διεισδυτική της ικανότητα.Αυτό το κάνει διαφορετικό από άλλους τύπους πυρηνικής ακτινοβολίας. Αυτό προκύπτει από τις υψηλότερες ιονιστικές τους ικανότητες. Αλλά κάθε ενέργεια ιονισμού απαιτεί ένα ορισμένο ποσό ενέργειας.

Η αλληλεπίδραση των βαρέων φορτισμένων σωματιδίων συμβαίνει συχνότερα με τα ατομικά ηλεκτρόνια, έτσι σχεδόν δεν αποκλίνουν από την αρχική κατεύθυνση κίνησης. Με βάση αυτό, η διαδρομή των σωματιδίων μετράται ως η άμεση απόσταση από την πηγή των ίδιων των σωματιδίων μέχρι το σημείο όπου σταματούν.

Το εύρος των σωματιδίων άλφα μετριέται σε μονάδες μήκους ή επιφανειακής πυκνότητας του υλικού. Στον αέρα, η τιμή μιας τέτοιας διαδρομής μπορεί να είναι 3 - 11 cm, και σε υγρά ή στερεά μέσα - μόνο εκατοστά του χιλιοστού.

Επιπτώσεις στον άνθρωπο

Λόγω του πολύ ενεργού ιονισμού των ατόμων, τα σωματίδια άλφα χάνουν έντονα ενέργεια. Επομένως, δεν αρκεί καν να διεισδύσει στο νεκρό στρώμα του δέρματος. Αυτό μειώνει τους κινδύνους έκθεσης σε ακτινοβολία στο μηδέν. Αλλά εάν τα σωματίδια παράγονται χρησιμοποιώντας έναν επιταχυντή, θα γίνουν πολύ ενεργητικά.

Ο κύριος κίνδυνος προέρχεται από σωματίδια που εμφανίζονται κατά την άλφα διάσπαση των ραδιονουκλεϊδίων.Εάν εισέλθουν στο σώμα, ακόμη και μια μικροσκοπική δόση είναι αρκετή για να προκαλέσει οξεία ασθένεια ακτινοβολίας. Και πολύ συχνά αυτή η ασθένεια καταλήγει σε θάνατο.

Επιπτώσεις στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό

Τα σωματίδια άλφα δημιουργούν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών σε ημιαγωγούς. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα σε συσκευές ημιαγωγών. Για την αποφυγή ανεπιθύμητων συνεπειών για την παραγωγή μικροκυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται υλικά με χαμηλή δραστηριότητα άλφα.

Ανίχνευση

Για να γνωρίζουμε εάν υπάρχει ακτινοβολία άλφα και σε ποιες ποσότητες, πρέπει να ανιχνευθεί και να μετρηθεί. Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχουν ανιχνευτές - μετρητές σωματιδίων. Αυτά τα όργανα καταγράφουν τόσο τα ίδια τα σωματίδια όσο και τους μεμονωμένους ατομικούς πυρήνες και καθορίζουν τα χαρακτηριστικά τους. Ο πιο διάσημος ανιχνευτής είναι ο μετρητής Geiger.

Προστασία σωματιδίων άλφα

Η χαμηλή διεισδυτική ισχύς της ακτινοβολίας άλφα το καθιστά αρκετά ασφαλές. Επηρεάζει το ανθρώπινο σώμα μόνο σε κοντινή απόσταση από την πηγή ακτινοβολίας. Ένα φύλλο χαρτιού, λαστιχένια γάντια και πλαστικά γυαλιά αρκούν για να προστατευθείτε αξιόπιστα.

Απαραίτητη προϋπόθεση πρέπει να είναι η παρουσία αναπνευστήρα. Ο κύριος κίνδυνος είναι η είσοδος σωματιδίων στο σώμα, επομένως η αναπνευστική οδός πρέπει να προστατεύεται ιδιαίτερα προσεκτικά.

Οφέλη της ακτινοβολίας άλφα

Η ιατρική χρήση αυτού του τύπου ακτινοβολίας ονομάζεται άλφα θεραπεία. Χρησιμοποιεί ισότοπα που λαμβάνονται από ακτινοβολία άλφα - ραδόνιο, θόρο, τα οποία έχουν μικρή διάρκεια ζωής.

Έχουν επίσης αναπτυχθεί ειδικές διαδικασίες που έχουν θετική επίδραση στα ζωτικά συστήματα του ανθρώπινου σώματος και παρέχουν επίσης αναλγητικά και αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα. Αυτά είναι λουτρά ραδονίου, άλφα-ραδιενεργές κομπρέσες, εισπνοή αέρα κορεσμένου με ραδόνιο. ΣΕ σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία άλφα είναι χρήσιμη ραδιενέργεια.

Οι γιατροί στο Ηνωμένο Βασίλειο πειραματίζονται με επιτυχία με νέα μέσα χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα των σωματιδίων άλφα. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε 992 ασθενείς των οποίων ο προστάτης προσβλήθηκε από καρκίνο σε προχωρημένο στάδιο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της θνησιμότητας κατά 30%.

Τα ευρήματα των επιστημόνων υποδηλώνουν ότι τα σωματίδια άλφα είναι ασφαλή για τους ασθενείς.Είναι επίσης πιο αποτελεσματικά σε σύγκριση με τα σωματίδια βήτα που χρησιμοποιούνταν συνήθως. Επίσης, η επίδρασή τους είναι πιο στοχευμένη και δεν χρειάζονται πολλά για να καταστραφεί ένα καρκινικό κύτταρο. περισσότερα από τρίαχτυπήματα. Τα σωματίδια βήτα επιτυγχάνουν το ίδιο αποτέλεσμα μετά από αρκετές χιλιάδες χτυπήματα.

Πηγές ακτινοβολίας

Ένας ενεργά αναπτυσσόμενος πολιτισμός και περιβάλλορυπαίνει ενεργά. Η ραδιενεργή μόλυνση του χώρου γύρω μας διευκολύνεται από εγκαταστάσεις της βιομηχανίας ουρανίου, πυρηνικούς αντιδραστήρες, επιχειρήσεις ραδιοχημικής βιομηχανίας και χώρους διάθεσης ραδιενεργών αποβλήτων.

Επίσης, η ακτινοβολία άλφα και άλλα είδη είναι δυνατά όταν χρησιμοποιούνται ραδιονουκλεΐδια σε εθνικές οικονομικές εγκαταστάσεις. Διαστημική έρευνακαι δίκτυα εργαστηρίων ραδιοϊσοτόπων προσθέτουν επίσης ακτινοβολία στη συνολική τους μάζα.

Σωματικές ακτινοβολίες - ιοντίζουσα ακτινοβολία που αποτελείται από σωματίδια με μάζα διαφορετική από το μηδέν.

Ακτινοβολία άλφα - ένα ρεύμα θετικά φορτισμένων σωματιδίων (πυρήνες ατόμων ηλίου - 24He), που κινείται με ταχύτητα περίπου 20.000 km/s. Οι ακτίνες άλφα σχηματίζονται κατά τη ραδιενεργή διάσπαση των πυρήνων στοιχείων με μεγάλο ατομικό αριθμό και κατά τη διάρκεια πυρηνικών αντιδράσεων και μετασχηματισμών. Η ενέργειά τους κυμαίνεται από 4-9 (2-11) MeV. Το εύρος των σωματιδίων α σε μια ουσία εξαρτάται από την ενέργειά τους και από τη φύση της ουσίας στην οποία κινούνται. Κατά μέσο όρο, η απόσταση στον αέρα είναι 2-10 cm, στον βιολογικό ιστό - αρκετά μικρά. Δεδομένου ότι τα σωματίδια α είναι τεράστια και έχουν σχετικά υψηλή ενέργεια, η διαδρομή τους μέσα από την ύλη είναι ειλικρινής , προκαλούν ισχυρό αποτέλεσμα ιονισμού. Ο ειδικός ιονισμός είναι περίπου 40.000 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής στον αέρα (μέχρι 250 χιλιάδες ζεύγη ιόντων μπορούν να δημιουργηθούν σε όλο το μήκος διαδρομής). Στον βιολογικό ιστό, δημιουργούνται επίσης έως και 40.000 ζεύγη ιόντων κατά μήκος μιας διαδρομής 1-2 μικρών. Όλη η ενέργεια μεταφέρεται στα κύτταρα του σώματος, προκαλώντας μεγάλη ζημιά σε αυτό.

Τα σωματίδια άλφα παγιδεύονται από ένα φύλλο χαρτιού και πρακτικά δεν μπορούν να διεισδύσουν στο εξωτερικό (εξωτερικό) στρώμα του δέρματος, απορροφώνται από την κεράτινη στοιβάδα του δέρματος. Επομένως, η ακτινοβολία α δεν αποτελεί κίνδυνο έως ότου οι ραδιενεργές ουσίες που εκπέμπουν σωματίδια α εισέλθουν στο σώμα μέσω μιας ανοιχτής πληγής, με τροφή ή εισπνεόμενο αέρα - τότε γίνονται εξαιρετικά επικίνδυνο .

Ακτινοβολία βήτα - ένα ρεύμα σωματιδίων β που αποτελείται από ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) και ποζιτρόνια (θετικά φορτισμένα σωματίδια) που εκπέμπονται από τους ατομικούς πυρήνες κατά τη διάσπασή τους β. Η μάζα των σωματιδίων βήτα σε απόλυτες τιμές είναι 9,1x10-28 g ηλεκτρικό φορτίοκαι διαδίδονται στο μέσο με ταχύτητες από 100 χιλιάδες km/s έως 300 χιλιάδες km/s (δηλαδή μέχρι την ταχύτητα του φωτός) ανάλογα με την ενέργεια της ακτινοβολίας. Η ενέργεια των σωματιδίων β ποικίλλει ευρέως. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια κάθε b-διάσπασης ραδιενεργών πυρήνων, η ενέργεια που προκύπτει κατανέμεται μεταξύ του θυγατρικού πυρήνα, των σωματιδίων b και των νετρίνων σε διαφορετικές αναλογίες και η ενέργεια των σωματιδίων b μπορεί να κυμαίνεται από μηδέν σε κάποια μέγιστη τιμή . Η μέγιστη ενέργεια κυμαίνεται από 0,015-0,05 MeV (μαλακή ακτινοβολία) έως 3-13,5 MeV (σκληρή ακτινοβολία).

Δεδομένου ότι τα σωματίδια β έχουν φορτίο, υπό την επίδραση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων αποκλίνουν από την ευθύγραμμη κατεύθυνση. Έχοντας πολύ μικρή μάζα, τα σωματίδια β, όταν συγκρούονται με άτομα και μόρια, αποκλίνουν επίσης εύκολα από την αρχική τους κατεύθυνση (δηλαδή είναι έντονα διασκορπισμένα). Επομένως, είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί το μήκος της διαδρομής των σωματιδίων βήτα - αυτή η διαδρομή είναι πολύ ελικοειδής. Απόσταση σε μίλια
Τα σωματίδια β, λόγω του ότι έχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας, υφίστανται επίσης δονήσεις. Το μήκος του τρεξίματος στον αέρα μπορεί να φτάσει
25 cm, και μερικές φορές αρκετά μέτρα. Στους βιολογικούς ιστούς, η διαδρομή των σωματιδίων είναι μέχρι 1 cm Η διαδρομή της κίνησης επηρεάζεται επίσης από την πυκνότητα του μέσου.

Η ικανότητα ιονισμού των σωματιδίων βήτα είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των σωματιδίων άλφα. Ο βαθμός ιοντισμού εξαρτάται από την ταχύτητα: μικρότερη ταχύτητα - περισσότερος ιονισμός. Σε απόσταση 1 cm στον αέρα, σχηματίζεται ένα σωματίδιο β
50-100 ζεύγη ιόντων (1000-25 χιλιάδες ζεύγη ιόντων σε όλη τη διαδρομή μέσω του αέρα). Τα σωματίδια βήτα υψηλής ενέργειας, που περνούν πολύ γρήγορα πέρα ​​από τον πυρήνα, δεν έχουν χρόνο να προκαλέσουν το ίδιο ισχυρό ιονιστικό αποτέλεσμα με τα αργά σωματίδια βήτα. Όταν χάνεται ενέργεια, συλλαμβάνεται είτε από ένα θετικό ιόν για να σχηματιστεί ένα ουδέτερο άτομο είτε από ένα άτομο για να σχηματιστεί ένα αρνητικό ιόν.

Ακτινοβολία νετρονίων - ακτινοβολία που αποτελείται από νετρόνια, δηλ. ουδέτερα σωματίδια. Τα νετρόνια σχηματίζονται κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις (αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης πυρήνων βαρέων ραδιενεργών στοιχείων, κατά τη διάρκεια αντιδράσεων σύνθεσης βαρύτερων στοιχείων από πυρήνες υδρογόνου). Η ακτινοβολία νετρονίων είναι έμμεσα ιονιζόμενη. ο σχηματισμός ιόντων δεν συμβαίνει υπό την επίδραση των ίδιων των νετρονίων, αλλά υπό την επίδραση δευτερευόντων βαρέων φορτισμένων σωματιδίων και ακτίνων γάμμα, στα οποία τα νετρόνια μεταφέρουν την ενέργειά τους. Η ακτινοβολία νετρονίων είναι εξαιρετικά επικίνδυνη λόγω της υψηλής διεισδυτικής της ικανότητας (η εμβέλεια στον αέρα μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες μέτρα). Επιπλέον, τα νετρόνια μπορούν να προκαλέσουν επαγόμενη ακτινοβολία (συμπεριλαμβανομένων των ζωντανών οργανισμών), μετατρέποντας άτομα σταθερών στοιχείων στα ραδιενεργά τους. Υλικά που περιέχουν υδρογόνο (γραφίτης, παραφίνη, νερό κ.λπ.) προστατεύονται καλά από την ακτινοβολία νετρονίων.

Ανάλογα με την ενέργεια, διακρίνονται τα ακόλουθα νετρόνια:

1. Υπεργρήγορα νετρόνια με ενέργεια 10-50 MeV. Σχηματίζονται όταν πυρηνικές εκρήξειςκαι τη λειτουργία των πυρηνικών αντιδραστήρων.

2. Γρήγορα νετρόνια, η ενέργειά τους ξεπερνά τα 100 keV.

3. Ενδιάμεσα νετρόνια - η ενέργειά τους είναι από 100 keV έως 1 keV.

4. Αργά και θερμικά νετρόνια. Η ενέργεια των αργών νετρονίων δεν υπερβαίνει το 1 keV. Η ενέργεια των θερμικών νετρονίων φτάνει τα 0,025 eV.

Η ακτινοβολία νετρονίων χρησιμοποιείται για θεραπεία νετρονίων στην ιατρική, προσδιορίζοντας το περιεχόμενο μεμονωμένων στοιχείων και των ισοτόπων τους σε βιολογικά μέσα κ.λπ. Η ιατρική ακτινολογία χρησιμοποιεί κυρίως γρήγορα και θερμικά νετρόνια, χρησιμοποιώντας κυρίως καλιφόρνιο-252, το οποίο διασπάται για να απελευθερώσει νετρόνια με μέση ενέργεια 2,3 MeV.

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαφέρουν ως προς την προέλευση, την ενέργεια και το μήκος κύματος τους. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία περιλαμβάνει ακτίνες Χ, ακτινοβολία γάμμα από ραδιενεργά στοιχεία και bremsstrahlung, η οποία εμφανίζεται όταν φορτισμένα σωματίδια υψηλής επιτάχυνσης περνούν μέσα από την ύλη. Το ορατό φως και τα ραδιοκύματα είναι επίσης ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά δεν ιονίζουν την ύλη, γιατί χαρακτηρίζονται από μεγάλο μήκος κύματος (λιγότερη ακαμψία). Η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου δεν εκπέμπεται συνεχώς, αλλά σε ξεχωριστά τμήματα - κβάντα (φωτόνια). Επομένως, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι ένα ρεύμα κβαντών ή φωτονίων.

Ακτινοβολία ακτίνων Χ. Οι ακτίνες Χ ανακαλύφθηκαν από τον Wilhelm Conrad Roentgen το 1895. Οι ακτίνες Χ είναι κβαντική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος 0,001-10 nm. Η ακτινοβολία με μήκος κύματος άνω των 0,2 nm ονομάζεται συμβατικά «μαλακή» ακτινοβολία ακτίνων Χ και έως 0,2 nm - «σκληρή». Μήκος κύματος είναι η απόσταση στην οποία διανύει η ακτινοβολία σε μια περίοδο ταλάντωσης. Η ακτινοβολία ακτίνων Χ, όπως κάθε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός - 300.000 km/s. Η ενέργεια των ακτίνων Χ συνήθως δεν υπερβαίνει τα 500 keV.

Υπάρχουν bremsstrahlung και χαρακτηριστικές ακτινογραφίες. Η ακτινοβολία Bremsstrahlung συμβαίνει όταν τα γρήγορα ηλεκτρόνια επιβραδύνονται στο ηλεκτροστατικό πεδίο των ατομικών πυρήνων (δηλαδή, όταν τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τους ατομικούς πυρήνες). Όταν ένα ηλεκτρόνιο υψηλής ενέργειας περνά κοντά στον πυρήνα, παρατηρείται σκέδαση (επιβράδυνση) του ηλεκτρονίου. Η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μειώνεται και μέρος της ενέργειάς του εκπέμπεται με τη μορφή φωτονίου ακτίνων Χ bremsstrahlung.

Οι χαρακτηριστικές ακτίνες Χ προκύπτουν όταν γρήγορα ηλεκτρόνια διεισδύουν βαθιά σε ένα άτομο και εκτινάσσονται εκτός εσωτερικών επιπέδων (K, L και ακόμη και M). Το άτομο διεγείρεται και στη συνέχεια επιστρέφει στη βασική κατάσταση. Στην περίπτωση αυτή, τα ηλεκτρόνια από τα εξωτερικά επίπεδα γεμίζουν τους κενούς χώρους στα εσωτερικά επίπεδα και ταυτόχρονα εκπέμπονται φωτόνια χαρακτηριστικής ακτινοβολίας με ενέργεια ίση με τη διαφορά της ενέργειας του ατόμου στη διεγερμένη και στη θεμελιώδη κατάσταση (που δεν υπερβαίνει 250 keV). Εκείνοι. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία εμφανίζεται όταν τα ηλεκτρονικά κελύφη των ατόμων αναδιατάσσονται. Κατά τη διάρκεια διαφόρων μεταπτώσεων των ατόμων από μια διεγερμένη σε μια μη διεγερμένη κατάσταση, η περίσσεια ενέργειας μπορεί επίσης να εκπέμπεται με τη μορφή ορατού φωτός, υπέρυθρων και υπεριωδών ακτίνων. Επειδή ακτινογραφίεςέχουν μικρό μήκος κύματος και απορροφώνται λιγότερο από την ουσία, τότε έχουν μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ.

Ακτινοβολία γάμμα - Πρόκειται για ακτινοβολία πυρηνικής προέλευσης. Εκπέμπεται από ατομικούς πυρήνες κατά τη διάσπαση άλφα και βήτα των φυσικών τεχνητών ραδιονουκλεϊδίων σε περιπτώσεις όπου ο θυγατρικός πυρήνας περιέχει περίσσεια ενέργειας που δεν συλλαμβάνεται από τη σωματική ακτινοβολία (σωματίδια άλφα και βήτα). Αυτή η περίσσεια ενέργειας εκπέμπεται αμέσως με τη μορφή ακτίνων γάμμα. Εκείνοι. Η ακτινοβολία γάμμα είναι ένα ρεύμα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (κβάντα) που εκπέμπεται κατά τη διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης όταν αλλάζει η ενεργειακή κατάσταση των πυρήνων. Επιπλέον, τα κβάντα γάμμα σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της αποβολής ενός ποζιτρονίου και ενός ηλεκτρονίου. Οι ιδιότητες της ακτινοβολίας γάμμα είναι κοντά στις ακτίνες Χ, αλλά έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα και ενέργεια. Η ταχύτητα διάδοσης στο κενό είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός - 300.000 km/s. Δεδομένου ότι οι ακτίνες γάμμα δεν έχουν φορτίο, δεν εκτρέπονται σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, διαδίδοντας ευθεία και ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις από την πηγή. Η ενέργεια της ακτινοβολίας γάμμα κυμαίνεται από δεκάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια ηλεκτρον βολτ (2-3 MeV), σπάνια φθάνοντας τα 5-6 MeV (η μέση ενέργεια των ακτίνων γάμμα που παράγονται κατά τη διάσπαση του κοβαλτίου-60 είναι 1,25 MeV). Η ροή ακτινοβολίας γάμμα περιλαμβάνει κβάντα διαφόρων ενεργειών. Κατά την αποσύνθεση 131

Πλοήγηση άρθρου:

Ακτινοβολία και είδη ραδιενεργών ακτινοβολιών, η σύνθεση της ραδιενεργής (ιονίζουσας) ακτινοβολίας και τα κύρια χαρακτηριστικά της. Η επίδραση της ακτινοβολίας στην ύλη.

Τι είναι η ακτινοβολία

Αρχικά, ας ορίσουμε τι είναι η ακτινοβολία:

Στη διαδικασία της διάσπασης μιας ουσίας ή της σύνθεσής της απελευθερώνονται τα στοιχεία ενός ατόμου (πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, φωτόνια), διαφορετικά μπορούμε να πούμε εμφανίζεται ακτινοβολίααυτά τα στοιχεία. Μια τέτοια ακτινοβολία ονομάζεται - ιοντίζουσα ακτινοβολίαή τι είναι πιο συνηθισμένο ραδιενεργή ακτινοβολία, ή ακόμα πιο απλό ακτινοβολία . Η ιονίζουσα ακτινοβολία περιλαμβάνει επίσης ακτίνες Χ και ακτινοβολία γάμμα.

Ακτινοβολία είναι η διαδικασία εκπομπής φορτισμένων στοιχειωδών σωματιδίων από την ύλη, με τη μορφή ηλεκτρονίων, πρωτονίων, νετρονίων, ατόμων ηλίου ή φωτονίων και μιονίων. Ο τύπος της ακτινοβολίας εξαρτάται από το στοιχείο που εκπέμπεται.

Ιονισμόςείναι η διαδικασία σχηματισμού θετικά ή αρνητικά φορτισμένων ιόντων ή ελεύθερων ηλεκτρονίων από ουδέτερα φορτισμένα άτομα ή μόρια.

Ραδιενεργή (ιονίζουσα) ακτινοβολίαμπορεί να χωριστεί σε διάφορους τύπους, ανάλογα με τον τύπο των στοιχείων από τα οποία αποτελείται. Διαφορετικοί τύποιΟι ακτινοβολίες προκαλούνται από διαφορετικά μικροσωματίδια και επομένως έχουν διαφορετικές ενεργειακές επιδράσεις στην ύλη, διαφορετικές ικανότητες διείσδυσης μέσω αυτής και, κατά συνέπεια, διαφορετικές βιολογικές επιδράσεις της ακτινοβολίας.

Ακτινοβολία άλφα, βήτα και νετρονίων- Πρόκειται για ακτινοβολίες που αποτελούνται από διάφορα σωματίδια ατόμων.

Γάμμα και ακτίνες Χείναι η εκπομπή ενέργειας.

Ακτινοβολία άλφα

• εκπέμπονται: δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια
• διεισδυτική ικανότητα: χαμηλός
• ακτινοβολία από την πηγή: έως 10 cm
• ταχύτητα εκπομπής: 20.000 km/s
• ιονισμός: 30.000 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής
• ψηλά

Η ακτινοβολία άλφα (α) εμφανίζεται κατά τη διάσπαση του ασταθούς ισότοπαστοιχεία.

Ακτινοβολία άλφα- αυτή είναι η ακτινοβολία βαρέων, θετικά φορτισμένων σωματιδίων άλφα, που είναι οι πυρήνες των ατόμων ηλίου (δύο νετρόνια και δύο πρωτόνια). Τα σωματίδια άλφα εκπέμπονται κατά τη διάσπαση πιο πολύπλοκων πυρήνων, για παράδειγμα, κατά τη διάσπαση των ατόμων ουρανίου, ραδίου και θορίου.

Τα σωματίδια άλφα έχουν μεγάλη μάζα και εκπέμπονται με σχετικά χαμηλή ταχύτητα 20 χιλιάδων km/s κατά μέσο όρο, που είναι περίπου 15 φορές μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός. Δεδομένου ότι τα σωματίδια άλφα είναι πολύ βαριά, όταν έρθουν σε επαφή με μια ουσία, τα σωματίδια συγκρούονται με τα μόρια αυτής της ουσίας, αρχίζουν να αλληλεπιδρούν μαζί τους, χάνοντας την ενέργειά τους, και επομένως η διεισδυτική ικανότητα αυτών των σωματιδίων δεν είναι μεγάλη και ακόμη και ένα απλό φύλλο το χαρτί μπορεί να τα συγκρατήσει.

Ωστόσο, τα σωματίδια άλφα μεταφέρουν πολλή ενέργεια και, όταν αλληλεπιδρούν με την ύλη, προκαλούν σημαντικό ιονισμό. Και στα κύτταρα ενός ζωντανού οργανισμού, εκτός από τον ιονισμό, η ακτινοβολία άλφα καταστρέφει τον ιστό, οδηγώντας σε διάφορες βλάβες στα ζωντανά κύτταρα.

Παντοειδής έκθεση σε ακτινοβολία, η ακτινοβολία άλφα έχει τη μικρότερη διεισδυτική ικανότητα, αλλά οι συνέπειες της ακτινοβόλησης ζωντανών ιστών με αυτόν τον τύπο ακτινοβολίας είναι οι πιο σοβαρές και σημαντικές σε σύγκριση με άλλους τύπους ακτινοβολίας.

Η έκθεση στην ακτινοβολία άλφα μπορεί να συμβεί όταν ραδιενεργά στοιχεία εισέρχονται στο σώμα, για παράδειγμα μέσω αέρα, νερού ή τροφής ή μέσω κοψίματος ή πληγών. Μόλις εισέλθουν στο σώμα, αυτά τα ραδιενεργά στοιχεία μεταφέρονται μέσω της κυκλοφορίας του αίματος σε όλο το σώμα, συσσωρεύονται σε ιστούς και όργανα, ασκώντας μια ισχυρή ενεργειακή επίδραση σε αυτά. Δεδομένου ότι ορισμένοι τύποι ραδιενεργών ισοτόπων που εκπέμπουν ακτινοβολία άλφα έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, όταν εισέρχονται στο σώμα, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές αλλαγές στα κύτταρα και να οδηγήσουν σε εκφυλισμό ιστών και μεταλλάξεις.

Τα ραδιενεργά ισότοπα στην πραγματικότητα δεν αποβάλλονται από το σώμα από μόνα τους, επομένως μόλις εισέλθουν στο εσωτερικό του σώματος, θα ακτινοβολούν τους ιστούς από το εσωτερικό για πολλά χρόνια μέχρι να οδηγήσουν σε σοβαρές αλλαγές. Το ανθρώπινο σώμα δεν είναι σε θέση να εξουδετερώσει, να επεξεργαστεί, να αφομοιώσει ή να χρησιμοποιήσει τα περισσότερα ραδιενεργά ισότοπα που εισέρχονται στο σώμα.

Ακτινοβολία νετρονίων

• εκπέμπονται: νετρόνια
• διεισδυτική ικανότητα: ψηλά
• ακτινοβολία από την πηγή: χιλιόμετρα
• ταχύτητα εκπομπής: 40.000 km/s
• ιονισμός: από 3000 έως 5000 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής
• βιολογική επίδρασηακτινοβολία: ψηλά

Ακτινοβολία νετρονίων- αυτή είναι η ανθρωπογενής ακτινοβολία που προκύπτει σε διάφορα πυρηνικούς αντιδραστήρεςκαι κατά τις ατομικές εκρήξεις. Επίσης, η ακτινοβολία νετρονίων εκπέμπεται από αστέρια στα οποία συμβαίνουν ενεργές θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.

Χωρίς φορτίο, η ακτινοβολία νετρονίων που συγκρούεται με την ύλη αλληλεπιδρά ασθενώς με τα στοιχεία των ατόμων σε ατομικό επίπεδο και επομένως έχει υψηλή διεισδυτική ισχύ. Μπορείτε να σταματήσετε την ακτινοβολία νετρονίων χρησιμοποιώντας υλικά με υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο, για παράδειγμα, ένα δοχείο με νερό. Επίσης, η ακτινοβολία νετρονίων δεν διαπερνά καλά το πολυαιθυλένιο.

Η ακτινοβολία νετρονίων, όταν διέρχεται από βιολογικούς ιστούς, προκαλεί σοβαρές βλάβες στα κύτταρα, αφού έχει σημαντική μάζα και μεγαλύτερη ταχύτητα από την ακτινοβολία άλφα.

Ακτινοβολία βήτα

• εκπέμπονται: ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια
• διεισδυτική ικανότητα: μέσος
• ακτινοβολία από την πηγή: έως 20 μ
• ταχύτητα εκπομπής: 300.000 km/s
• ιονισμός: από 40 έως 150 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής
• βιολογικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας: μέσος

Ακτινοβολία βήτα (β).συμβαίνει όταν ένα στοιχείο μετασχηματίζεται σε άλλο, ενώ οι διεργασίες συμβαίνουν στον ίδιο τον πυρήνα του ατόμου της ουσίας με αλλαγή στις ιδιότητες των πρωτονίων και των νετρονίων.

Με την ακτινοβολία βήτα, ένα νετρόνιο μετατρέπεται σε πρωτόνιο ή ένα πρωτόνιο σε νετρόνιο κατά τη διάρκεια αυτού του μετασχηματισμού, εκπέμπεται ένα ηλεκτρόνιο ή ένα ποζιτρόνιο (αντίσωματίδιο ηλεκτρονίου), ανάλογα με τον τύπο του μετασχηματισμού. Η ταχύτητα των εκπεμπόμενων στοιχείων πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός και είναι περίπου ίση με 300.000 km/s. Τα στοιχεία που εκπέμπονται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας ονομάζονται σωματίδια βήτα.

Έχοντας αρχικά υψηλή ταχύτητα ακτινοβολίας και μικρά μεγέθη εκπεμπόμενων στοιχείων, η ακτινοβολία βήτα έχει υψηλότερη ικανότητα διείσδυσης από την ακτινοβολία άλφα, αλλά έχει εκατοντάδες φορές λιγότερη ικανότητα να ιονίζει την ύλη σε σύγκριση με την ακτινοβολία άλφα.

Η ακτινοβολία βήτα διεισδύει εύκολα στα ρούχα και εν μέρει μέσω του ζωντανού ιστού, αλλά όταν περνά μέσα από πυκνότερες δομές ύλης, για παράδειγμα, μέσα από μέταλλο, αρχίζει να αλληλεπιδρά με αυτό πιο έντονα και χάνει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς της, μεταφέροντάς το στα στοιχεία της ουσίας. Ένα μεταλλικό φύλλο λίγων χιλιοστών μπορεί να σταματήσει εντελώς την ακτινοβολία βήτα.

Εάν η ακτινοβολία άλφα αποτελεί κίνδυνο μόνο σε άμεση επαφή με ένα ραδιενεργό ισότοπο, τότε η ακτινοβολία βήτα, ανάλογα με την έντασή της, μπορεί ήδη να προκαλέσει σημαντική βλάβη σε έναν ζωντανό οργανισμό σε απόσταση πολλών δεκάδων μέτρων από την πηγή ακτινοβολίας.

Εάν ένα ραδιενεργό ισότοπο που εκπέμπει ακτινοβολία βήτα εισέλθει σε έναν ζωντανό οργανισμό, συσσωρεύεται σε ιστούς και όργανα, ασκώντας ενεργειακή επίδραση σε αυτά, οδηγώντας σε αλλαγές στη δομή του ιστού και, με την πάροδο του χρόνου, προκαλώντας σημαντική βλάβη.

Μερικά ραδιενεργά ισότοπα με ακτινοβολία βήτα έχουν μακρά περίοδο αποσύνθεσης, δηλαδή, μόλις εισέλθουν στο σώμα, θα τα ακτινοβολούν για χρόνια μέχρι να οδηγήσουν σε εκφυλισμό ιστών και, ως αποτέλεσμα, καρκίνο.

Ακτινοβολία γάμμα

• εκπέμπονται: ενέργεια με τη μορφή φωτονίων
• διεισδυτική ικανότητα: ψηλά
• ακτινοβολία από την πηγή: μέχρι εκατοντάδες μέτρα
• ταχύτητα εκπομπής: 300.000 km/s
• ιονισμός:
• βιολογικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας: χαμηλός

Ακτινοβολία γάμμα (γ).είναι η ενεργειακή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τη μορφή φωτονίων.

Η ακτινοβολία γάμμα συνοδεύει τη διαδικασία διάσπασης των ατόμων της ύλης και εκδηλώνεται με τη μορφή εκπεμπόμενης ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας με τη μορφή φωτονίων, που απελευθερώνεται όταν αλλάζει η ενεργειακή κατάσταση του ατομικού πυρήνα. Οι ακτίνες γάμμα εκπέμπονται από τον πυρήνα με την ταχύτητα του φωτός.

Όταν συμβαίνει ραδιενεργή διάσπαση ενός ατόμου, άλλες ουσίες σχηματίζονται από μια ουσία. Το άτομο των νεοσχηματισμένων ουσιών βρίσκεται σε ενεργειακά ασταθή (διεγερμένη) κατάσταση. Επηρεάζοντας το ένα το άλλο, τα νετρόνια και τα πρωτόνια στον πυρήνα έρχονται σε μια κατάσταση όπου οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης εξισορροπούνται και η περίσσεια ενέργειας εκπέμπεται από το άτομο με τη μορφή ακτινοβολίας γάμμα

Η ακτινοβολία γάμμα έχει υψηλή διεισδυτική ικανότητα και διεισδύει εύκολα στα ρούχα, τους ζωντανούς ιστούς και λίγο πιο δύσκολα μέσα από πυκνές δομές ουσιών όπως το μέταλλο. Για να σταματήσει η ακτινοβολία γάμμα, θα απαιτηθεί σημαντικό πάχος χάλυβα ή σκυροδέματος. Αλλά ταυτόχρονα, η ακτινοβολία γάμμα έχει εκατοντάδες φορές ασθενέστερη επίδραση στην ύλη από την ακτινοβολία βήτα και δεκάδες χιλιάδες φορές ασθενέστερη από την ακτινοβολία άλφα.

Ο κύριος κίνδυνος της ακτινοβολίας γάμμα είναι η ικανότητά της να διανύει σημαντικές αποστάσεις και να επηρεάζει ζωντανούς οργανισμούς αρκετές εκατοντάδες μέτρα από την πηγή της ακτινοβολίας γάμμα.

Ακτινοβολία ακτίνων Χ

• εκπέμπονται: ενέργεια με τη μορφή φωτονίων
• διεισδυτική ικανότητα: ψηλά
• ακτινοβολία από την πηγή: μέχρι εκατοντάδες μέτρα
• ταχύτητα εκπομπής: 300.000 km/s
• ιονισμός: από 3 έως 5 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής
• βιολογικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας: χαμηλός

Ακτινοβολία ακτίνων Χ- αυτή είναι η ενεργειακή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τη μορφή φωτονίων που προκύπτουν όταν ένα ηλεκτρόνιο μέσα σε ένα άτομο μετακινείται από τη μια τροχιά στην άλλη.

Η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι παρόμοια με την ακτινοβολία γάμμα, αλλά έχει μικρότερη διεισδυτική ισχύ επειδή έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος.

Έχοντας εξετάσει τους διάφορους τύπους ραδιενεργής ακτινοβολίας, είναι σαφές ότι η έννοια της ακτινοβολίας περιλαμβάνει εντελώς διαφορετικούς τύπους ακτινοβολίας που έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στην ύλη και τους ζωντανούς ιστούς, από τον άμεσο βομβαρδισμό στοιχειώδη σωματίδια(ακτινοβολία άλφα, βήτα και νετρονίων) σε ενεργειακά αποτελέσματα με τη μορφή θεραπείας με ακτίνες γ και ακτίνες Χ.

Κάθε μία από τις ακτινοβολίες που συζητήθηκαν είναι επικίνδυνη!

Συγκριτικός πίνακας με χαρακτηριστικά διαφορετικών τύπων ακτινοβολίας

Όπως φαίνεται από τον πίνακα, ανάλογα με τον τύπο της ακτινοβολίας, η ακτινοβολία στην ίδια ένταση, για παράδειγμα 0,1 Roentgen, θα έχει διαφορετική καταστροφική επίδραση στα κύτταρα ενός ζωντανού οργανισμού. Για να ληφθεί υπόψη αυτή η διαφορά, εισήχθη ένας συντελεστής k, που αντανακλά τον βαθμό έκθεσης σε ραδιενεργά ακτινοβολία ζωντανών αντικειμένων.

Όσο υψηλότερος είναι ο «συντελεστής k», τόσο πιο επικίνδυνη είναι η επίδραση ενός συγκεκριμένου τύπου ακτινοβολίας στους ιστούς ενός ζωντανού οργανισμού.

Βίντεο:

Εμπειρικός τύπος για τον υπολογισμό της μέσης χιλιομετρικής απόστασης στον αέρα υπό κανονικές συνθήκες:

4 MeV< Е α < 7 МэВ

Μέσο εύρος σωματιδίων άλφα στην ύλη

(φόρμουλα Bragg)

με γνωστό ατομικό αριθμό της απορροφητικής ουσίας

με γνωστό εύρος σωματιδίων άλφα στον αέρα με την ίδια ενέργεια

Τα σωματίδια βήτα είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων. Έχουν το ίδιο φορτίο και μάζα. Αλλά το πρόσημο της χρέωσης είναι διαφορετικό. Επιπλέον, η μέση διάρκεια ζωής των ηλεκτρονίων είναι απεριόριστη, ενώ αυτή των ποζιτρονίων είναι 10 -9 s. Όταν εκμηδενίζονται, σχηματίζουν δύο ακτίνες γάμμα: . Τα σωματίδια από τεχνητά και φυσικά ραδιονουκλεΐδια έχουν ενέργεια από 0 έως 10 MeV. Η κατανομή ενέργειας των σωματιδίων βήτα ονομάζεται φάσμα βήτα. Η εξάρτηση του αριθμού των σωματιδίων βήτα μετά τη διέλευση από ένα στρώμα ύλης εξαρτάται από την ενέργεια των σωματιδίων βήτα και το πάχος του απορροφητή (3- με ελάχιστο πάχος του απορροφητή):

(0,15<Е β <0,8 МэВ)

(0,8<Е β <3 МэВ)

(Ε β >0,5 MeV) (Ε β<0,5 МэВ)

Εάν το πάχος του απορροφητή είναι πολύ μικρότερο από το μέγιστο εύρος, τότε η εξασθένηση της πυκνότητας ροής συμβαίνει σύμφωνα με τον εκθετικό νόμο:

F(x) = F o exp (-μx),

όπου x είναι το πάχος του απορροφητή, ; μ- συντελεστής μάζας n

Ο αριθμός των σωματιδίων που διέρχονται από το στρώμα απορρόφησης μειώνεται με την αύξηση του πάχους του απορροφητή x σύμφωνα με το νόμο.

 Θεωρία:Η ραδιενέργεια είναι μια αλλαγή στη σύνθεση του ατομικού πυρήνα.

Ακτινοβολία άλφα - ροή πυρήνων ηλίου (ροή θετικά φορτισμένων σωματιδίων)
Με την ακτινοβολία άλφα, ο αριθμός μάζας μειώνεται κατά 4 και ο αριθμός φορτίου μειώνεται κατά 2.
Κανόνας μετατόπισης: με την ακτινοβολία άλφα, ένα στοιχείο μετατοπίζεται δύο κελιά στην αρχή του περιοδικού πίνακα.

ακτινοβολία βήτα - ροή ηλεκτρονίων (ροή αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων)
Με την ακτινοβολία βήτα, ο αριθμός μάζας δεν αλλάζει, ο αριθμός φορτίου αυξάνεται κατά 1.
Κανόνας μετατόπισης: Η ακτινοβολία βήτα αναγκάζει ένα στοιχείο να μετατοπίσει ένα κελί προς το τέλος του περιοδικού πίνακα.

ακτινοβολία γάμμα - ηλεκτρομαγνητικό κύμα υψηλής συχνότητας και διεισδυτικής ικανότητας.

Όταν τα σωματίδια α και β εισέρχονται σε ένα μαγνητικό πεδίο, μια δύναμη ασκεί πάνω τους, εκτρέποντάς τα προς τα πλάγια. Η μάζα των σωματιδίων άλφα είναι μεγαλύτερη από τη μάζα των σωματιδίων βήτα, επομένως εκτρέπονται λιγότερο. Η κατεύθυνση της δύναμης είναι κατά μήκος . Οι ακτίνες γ δεν υποκλίνονται.

Χρόνος ημιζωήςείναι η χρονική περίοδος κατά την οποία διασπάται ο μισός αρχικός αριθμός ραδιενεργών πυρήνων. Όμως ο νόμος του χρόνου ημιζωής ισχύει μόνο για μεγάλο αριθμό ατόμων. Δεδομένου ότι είναι αδύνατο να προβλεφθεί πότε ένας μόνος πυρήνας θα διασπαστεί, αλλά για μεγάλο αριθμό σωματιδίων αυτός ο νόμος ισχύει.


Όταν εκπέμπει ένα γ-κβάντο
1) οι αριθμοί μάζας και φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζουν
2) ο αριθμός μάζας και φορτίου του πυρήνα αυξάνεται
3) ο μαζικός αριθμός του πυρήνα δεν αλλάζει, ο αριθμός φορτίου του πυρήνα αυξάνεται
4) ο μαζικός αριθμός του πυρήνα αυξάνεται, ο αριθμός φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζει
Διάλυμα:Η ακτινοβολία γάμμα είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, δεν επηρεάζει τη σύνθεση του ατομικού πυρήνα, η μάζα και οι αριθμοί φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζουν.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι αντίδραση β-διάσπασης;

1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Διάλυμα:Η διάσπαση βήτα συνοδεύεται από την εκπομπή ηλεκτρονίων δεν υπάρχει ηλεκτρόνιο σε καμία από τις αντιδράσεις.
Απάντηση: 4
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι αντίδραση β-διάσπασης;
1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Διάλυμα:Η διάσπαση βήτα συνοδεύεται από εκπομπή ηλεκτρονίων, και στις δύο αντιδράσεις σχηματίζεται ένα ηλεκτρόνιο..
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας το τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε ποιο ισότοπο του στοιχείου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διάσπασης άλφα του βισμούθου.

1) ισότοπο μολύβδου
2) ισότοπο θαλλίου
3) ισότοπο πολώνιου
4) ισότοπο αστατίνης
Διάλυμα:ως αποτέλεσμα της διάσπασης άλφα, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου θα μειωθεί κατά 2, από το βισμούθιο (Z=83) το στοιχείο θα μετατραπεί σε ισότοπο του θαλλίου (Z=81)
Απάντηση: 2

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας ένα τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε ποιο ισότοπο του στοιχείου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της ηλεκτρονικής βήτα διάσπασης του βισμούθιου.

1) ισότοπο μολύβδου
2) ισότοπο θαλλίου
3) ισότοπο πολώνιου
4) ισότοπο αστατίνης
Διάλυμα:ως αποτέλεσμα της διάσπασης βήτα, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου θα αυξηθεί κατά 1, από το βισμούθιο (Z=83) το στοιχείο θα μετατραπεί σε ισότοπο του πολωνίου (Z=84)
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ένα δοχείο που περιέχει μια ραδιενεργή ουσία τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, προκαλώντας τη διάσπαση μιας δέσμης ραδιενεργής ακτινοβολίας σε τρία συστατικά (βλ. σχήμα).

Το στοιχείο (3) αντιστοιχεί σε
1) ακτινοβολία γάμμα
2) Ακτινοβολία άλφα
3) ακτινοβολία βήτα
4) ακτινοβολία νετρονίων
Διάλυμα:Ας χρησιμοποιήσουμε τον κανόνα του αριστερού χεριού, η ροή των σωματιδίων κατευθύνεται προς τα πάνω, δείχνει τέσσερα δάχτυλα προς τα πάνω. Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου κατευθύνονται στο επίπεδο της οθόνης (μακριά από εμάς), οι γραμμές μαγνητικού πεδίου κατευθύνονται στην παλάμη, ο αντίχειρας λυγισμένος 90 o δείχνει ότι τα θετικά φορτισμένα σωματίδια εκτρέπονται προς τα αριστερά. Το συστατικό (3) αποκλίνει προς τα δεξιά, επομένως αυτά τα σωματίδια είναι αρνητικά φορτισμένα. Η ακτινοβολία βήτα είναι ένα ρεύμα αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων.
Μέθοδος 2:Το στοιχείο (3) αποκλίνει περισσότερο από το στοιχείο (1), που σημαίνει ότι το (3) έχει μικρότερη μάζα. Ένα ηλεκτρόνιο έχει μάζα μικρότερη από αυτή ενός πυρήνα ηλίου, που σημαίνει ότι το συστατικό (3) είναι μια ροή ηλεκτρονίων (ακτινοβολία γάμμα)
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ο χρόνος ημιζωής είναι η χρονική περίοδος κατά την οποία διασπάται ο μισός αρχικός αριθμός ραδιενεργών πυρήνων. Το σχήμα δείχνει ένα γράφημα των αλλαγών στον αριθμό N των ραδιενεργών πυρήνων με την πάροδο του χρόνου t.

Σύμφωνα με το γράφημα, ο χρόνος ημιζωής είναι
1) 10 δευτ
2) 20 δευτ
3) 30 δευτ
4) 40 δευτ
Διάλυμα:Τη χρονική στιγμή t 1 = 20 δευτερόλεπτα υπήρχαν N 1 = 40 10 6 ραδιενεργοί πυρήνες, οι μισοί από τους ραδιενεργούς πυρήνες N 2 = 20 10 6 είχαν αποσυντεθεί τη στιγμή t 2 = 40 δευτερόλεπτα, επομένως ο χρόνος ημιζωής T = t 2 - t 1 = 40 - 20 = 20 s, το γράφημα δείχνει ότι κάθε 20 δευτερόλεπτα τα μισά από τα υπόλοιπα άτομα διασπώνται.
Απάντηση: 2
Ανάθεση OGE στη φυσική 2017:Κατά την άλφα διάσπαση ενός πυρήνα, ο αριθμός φορτίου του
1) μειώνεται κατά 2 μονάδες
2) μειώνεται κατά 4 μονάδες
3) αυξάνεται κατά 2 μονάδες
4) αυξάνεται κατά 4 μονάδες
Διάλυμα:Κατά τη διάσπαση άλφα ενός πυρήνα, ο αριθμός φορτίου του μειώνεται κατά 2 μονάδες, επειδή πετάει έξω ένας πυρήνας ηλίου με φορτίο +2e.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Κατά τη μελέτη της φυσικής ραδιενέργειας, ανακαλύφθηκαν τρεις τύποι ακτινοβολίας: ακτινοβολία άλφα (ένα ρεύμα σωματιδίων άλφα), ακτινοβολία βήτα (ένα ρεύμα σωματιδίων βήτα) και ακτινοβολία γάμμα. Ποιο είναι το πρόσημο και το μέγεθος του φορτίου των σωματιδίων βήτα;
1) θετικό και ίσο σε συντελεστή με το στοιχειώδες φορτίο
2) θετικό και ίσο σε συντελεστή με δύο στοιχειώδη φορτία
3) αρνητικό και ίσο σε συντελεστή με το στοιχειώδες φορτίο
4) Τα σωματίδια βήτα δεν έχουν φορτίο
Διάλυμα:Η ακτινοβολία βήτα είναι μια ροή ηλεκτρονίων, το φορτίο του ηλεκτρονίου είναι αρνητικό και ίσο σε μέγεθος με το στοιχειώδες φορτίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι αντίδραση α-διάσπασης;

1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Διάλυμα:Η διάσπαση άλφα παράγει πυρήνες ηλίου από τις δύο αντιδράσεις, μόνο η δεύτερη παράγει έναν πυρήνα ηλίου.
Απάντηση: 2
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ένα ραδιενεργό φάρμακο τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο μπορεί να αποκλίνει
Α. α-ακτίνες.
Β. ακτίνες β.
Η σωστή απάντηση είναι
1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Διάλυμα:ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο εκτρέπεται, οι ακτίνες α και οι ακτίνες β έχουν φορτίο, επομένως, θα εκτρέπονται στο μαγνητικό πεδίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ποιοι τύποι ραδιενεργών ακτινοβολιών που διέρχονται από ισχυρό μαγνητικό πεδίο δεν εκτρέπονται;
1) Ακτινοβολία άλφα
2) ακτινοβολία βήτα
3) ακτινοβολία γάμμα
4) Ακτινοβολία άλφα και ακτινοβολία βήτα
Διάλυμα:Ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο εκτρέπεται, οι ακτίνες γάμμα δεν έχουν φορτίο, επομένως δεν εκτρέπονται σε ένα μαγνητικό πεδίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Φυσική ραδιενέργεια του στοιχείου
1) εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος
2) εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση
3) εξαρτάται από τη χημική ένωση που περιέχει ένα ραδιενεργό στοιχείο
4) δεν εξαρτάται από τους αναφερόμενους παράγοντες
Απάντηση: 4
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας ένα τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε τη σύνθεση του πυρήνα του φθορίου με αριθμό μάζας 19.

1) 9 πρωτόνια, 10 νετρόνια
2) 10 πρωτόνια, 9 νετρόνια
3) 9 πρωτόνια, 19 νετρόνια
4) 19 πρωτόνια, 9 νετρόνια
Διάλυμα:ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου, το φθόριο έχει 9 πρωτόνια, για να βρούμε τον αριθμό των νετρονίων από τον μαζικό αριθμό αφαιρούμε τον αριθμό φορτίου 19-9 = 10.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ποιος από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας - α, β ή γ - έχει τη μικρότερη διεισδυτική ισχύ;
1) α
2) β
3) γ

Διάλυμα:Από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας, οι μεγαλύτεροι είναι τα σωματίδια α, οι πυρήνες ηλίου είναι μεγαλύτεροι από τα ηλεκτρόνια και τις ακτίνες γάμμα, επομένως είναι πιο δύσκολο για αυτούς να περάσουν μέσα από ένα εμπόδιο.
Απάντηση: 1
Ποιος από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας - α, β ή γ - έχει τη μεγαλύτερη διεισδυτική δύναμη;
1) α
2) β
3) γ
4) η διεισδυτική ικανότητα όλων των τύπων ακτινοβολίας είναι η ίδια