Alfa spinduliuotė. Radiacijos rūšys Kaip vadinama alfa spinduliuotė?

Žodis „radiacija“ turi lotyniškas šaknis. Spindulys lotyniškai reiškia ray. Apskritai radiacija reiškia visą natūralią spinduliuotę. Tai radijo bangos, ultravioletiniai spinduliai, alfa spinduliuotė, netgi įprasta šviesa. Kai kurios spinduliuotės yra kenksmingos, kitos gali būti netgi naudingos.

Išsilavinimas

Alfa dalelių susidarymą palengvina branduolio alfa skilimas, branduolinės reakcijos arba visiška helio-4 atomų jonizacija. Pirminius kosminius spindulius daugiausia sudaro alfa dalelės.

Iš esmės tai yra pagreitinti helio branduoliai iš tarpžvaigždinių dujų srautų. Kai kurios dalelės atsiranda kaip lustai iš sunkesnių kosminių spindulių branduolių. Taip pat juos galima gauti naudojant įkrautų dalelių greitintuvą.

Charakteristika

Alfa spinduliuotė yra jonizuojančiosios spinduliuotės rūšis. Tai sunkiųjų dalelių srautas, teigiamai įkrautas, judantis apie 20 000 km/sek greičiu ir turintis pakankamai energijos. Pagrindiniai tokio tipo spinduliuotės šaltiniai yra radioaktyvūs medžiagų izotopai, kurie dėl atominių ryšių silpnumo turi skilimo savybių. Šis skilimas prisideda prie alfa dalelių išmetimo.

Pagrindinis šios spinduliuotės bruožas yra labai mažas jos prasiskverbimas. Dėl to ji skiriasi nuo kitų branduolinės spinduliuotės rūšių. Tai lemia jų didžiausi jonizuojantys gebėjimai. Bet kiekvienas jonizacijos veiksmas reikalauja tam tikro energijos kiekio.

Sunkiųjų įkrautų dalelių sąveika dažniau vyksta su atominiais elektronais, todėl jos beveik nenukrypsta nuo pradinės judėjimo krypties. Remiantis tuo, dalelių kelias matuojamas kaip tiesioginis atstumas nuo pačių dalelių šaltinio iki taško, kuriame jos sustoja.

Alfa dalelių diapazonas matuojamas medžiagos ilgio arba paviršiaus tankio vienetais. Ore tokio kelio vertė gali būti 3 - 11 cm, o skystoje ar kietoje terpėje - tik šimtosios milimetro dalys.

Poveikis žmonėms

Dėl labai aktyvios atomų jonizacijos alfa dalelės intensyviai praranda energiją. Todėl neužtenka net prasiskverbti į negyvą odos sluoksnį. Tai sumažina radiacijos poveikio riziką iki nulio. Bet jei dalelės buvo pagamintos naudojant greitintuvą, jos taps labai energingos.

Pagrindinis pavojus kyla dėl dalelių, susidarančių radionuklidų alfa skilimo metu. Jei jie patenka į organizmą, ūmiai spinduline ligai sukelti pakanka net mikroskopinės dozės. Ir labai dažnai ši liga baigiasi mirtimi.

Poveikis elektroninei įrangai

Alfa dalelės puslaidininkiuose sukuria elektronų skylių poras. Tai gali sukelti problemų puslaidininkiniai įtaisai. Siekiant išvengti nepageidaujamų pasekmių mikroschemų gamybai, naudojamos mažo alfa aktyvumo medžiagos.

Aptikimas

Norint sužinoti, ar yra alfa spinduliuotės ir kokiais kiekiais, ją reikia aptikti ir išmatuoti. Šiems tikslams yra detektoriai – dalelių skaitikliai. Šie instrumentai fiksuoja ir pačias daleles, ir atskirus atomų branduolius bei nustato jų charakteristikas. Garsiausias detektorius yra Geigerio skaitiklis.

Alfa dalelių apsauga

Dėl mažos alfa spinduliuotės prasiskverbimo galios jis yra gana saugus. Žmogaus organizmą jis veikia tik arti spinduliuotės šaltinio. Norint patikimai apsisaugoti, pakanka popieriaus lapo, guminių pirštinių ir plastikinių akinių.

Būtina sąlyga turi būti respiratoriaus buvimas. Pagrindinis pavojus – dalelių patekimas į organizmą, todėl kvėpavimo takus reikia saugoti ypač atsargiai.

Alfa spinduliuotės privalumai

Šio tipo spinduliuotės naudojimas medicinoje vadinamas alfa terapija. Jame naudojami iš alfa spinduliuotės gauti izotopai – radonas, toronas, kurių gyvavimo laikas trumpas.

Taip pat buvo sukurtos specialios procedūros, kurios teigiamai veikia gyvybines žmogaus organizmo sistemas, taip pat suteikia analgetinį ir priešuždegiminį poveikį. Tai radono vonios, alfa-radioaktyvūs kompresai, radono prisotinto oro įkvėpimas. IN tokiu atveju, alfa spinduliuotė yra naudingas radioaktyvumas.

JK gydytojai sėkmingai eksperimentuoja su naujomis priemonėmis, naudodami alfa dalelių poveikį. Eksperimentas buvo atliktas su 992 pacientais, kurių prostata buvo pažeista pažengusios stadijos vėžiu. Dėl to mirtingumas sumažėjo 30%.

Mokslininkų išvados rodo, kad alfa dalelės yra saugios pacientams. Jie taip pat yra veiksmingesni, palyginti su paprastai naudojamomis beta dalelėmis. Be to, jų poveikis yra tikslingesnis, o vėžinei ląstelei sunaikinti nereikia daug. daugiau nei trys smūgiai. Beta dalelės pasiekia tą patį efektą po kelių tūkstančių paspaudimų.

Radiacijos šaltiniai

Aktyviai besivystanti civilizacija ir aplinką aktyviai teršia. Mus supančios erdvės radioaktyviąją taršą skatina urano pramonės objektai, branduoliniai reaktoriai, radiochemijos pramonės įmonės, radioaktyviųjų atliekų laidojimo aikštelės.

Taip pat, kai radionuklidai naudojami šalies ūkio objektuose, galimos alfa ir kitos spinduliuotės rūšys. Kosmoso tyrimai radioizotopų laboratorijų tinklai taip pat prideda radiaciją prie savo bendros masės.

Korpuskulinė spinduliuotė - jonizuojanti spinduliuotė, susidedanti iš dalelių, kurių masė skiriasi nuo nulio.

Alfa spinduliuotė - teigiamai įkrautų dalelių srautas (helio atomų branduoliai - 24He), kuris juda apie 20 000 km/s greičiu. Alfa spinduliai susidaro radioaktyviai irstant didelio atominio skaičiaus elementų branduoliams bei vykstant branduolinėms reakcijoms ir virsmams. Jų energija svyruoja nuo 4-9 (2-11) MeV. A-dalelių diapazonas medžiagoje priklauso nuo jų energijos ir nuo medžiagos, kurioje jos juda, pobūdžio. Vidutiniškai atstumas ore yra 2-10 cm, biologiniame audinyje - keli mikronai. Kadangi a-dalelės yra masyvios ir turi gana didelę energiją, jų kelias per materiją yra toks tiesmukai , jie sukelia stiprų jonizacijos efektą. Specifinė jonizacija yra maždaug 40 000 jonų porų 1 cm skrydžio oru (per visą kelionės ilgį galima sukurti iki 250 tūkst. jonų porų). Biologiniame audinyje taip pat susidaro iki 40 000 jonų porų 1-2 mikronų keliu. Visa energija perduodama kūno ląstelėms, o tai daro didelę žalą.

Alfa daleles sulaiko popieriaus lapas ir praktiškai nepajėgia prasiskverbti pro išorinį (išorinį) odos sluoksnį, jas sugeria raginis odos sluoksnis. Todėl a-spinduliuotė nekelia pavojaus, kol radioaktyviosios medžiagos, skleidžiančios a daleles, nepatenka į organizmą per atvirą žaizdą, su maistu ar įkvėptu oru – tada jos tampa itin pavojingas .

Beta spinduliuotė - b-dalelių srautas, susidedantis iš elektronų (neigiamai įkrautų dalelių) ir pozitronų (teigiamai įkrautų dalelių), kuriuos išskiria atomo branduoliai jų b-skilimo metu. Beta dalelių masė absoliučiais dydžiais yra 9,1x10-28 g. Beta dalelės turi vieną elementarą elektros krūvis ir sklinda aplinkoje nuo 100 tūkst. km/s iki 300 tūkst. km/s (t. y. iki šviesos greičio), priklausomai nuo spinduliavimo energijos. B dalelių energija labai skiriasi. Tai paaiškinama tuo, kad kiekvieno radioaktyviųjų branduolių skilimo metu susidariusi energija skirtingomis proporcijomis pasiskirsto tarp dukterinio branduolio, b-dalelių ir neutrinų, o b-dalelių energija gali svyruoti nuo nulio iki kokios nors didžiausios vertės. . Maksimali energija svyruoja nuo 0,015-0,05 MeV (minkšta spinduliuotė) iki 3-13,5 MeV (kieta spinduliuotė).

Kadangi b-dalelės turi krūvį, veikiamos elektrinių ir magnetinių laukų jos nukrypsta nuo tiesinės krypties. Turėdamos labai mažą masę b-dalelės, susidūrusios su atomais ir molekulėmis, taip pat lengvai nukrypsta nuo pradinės krypties (t.y. yra stipriai išsibarsčiusios). Todėl labai sunku nustatyti beta dalelių kelio ilgį – šis kelias per daug vingiuotas. Rida
b-dalelės dėl to, kad turi skirtingą energijos kiekį, taip pat patiria vibracijas. Bėgimo ore ilgis gali siekti
25 cm, o kartais ir kelių metrų. Biologiniuose audiniuose dalelių kelias yra iki 1 cm Judesio keliui įtakos turi ir terpės tankis.

Beta dalelių jonizuojantis gebėjimas yra žymiai mažesnis nei alfa dalelių. Jonizacijos laipsnis priklauso nuo greičio: mažesnis greitis – daugiau jonizacijos. 1 cm skrydžio atstumu ore susidaro b dalelė
50-100 jonų porų (1000-25 tūkst. jonų porų per visą orą). Didelės energijos beta dalelės, per greitai praskriejančios pro branduolį, nespėja sukelti tokio stipraus jonizuojančio poveikio kaip lėtos beta dalelės. Kai energija prarandama, ją sugauna teigiamas jonas, kad susidarytų neutralus atomas, arba atomas, kad susidarytų neigiamas jonas.

Neutronų spinduliuotė - spinduliuotė, susidedanti iš neutronų, t.y. neutralios dalelės. Neutronai susidaro vykstant branduolinėms reakcijoms (sunkiųjų radioaktyviųjų elementų branduolių dalijimosi grandininė reakcija, vykstant sunkesnių elementų sintezei iš vandenilio branduolių). Neutronų spinduliuotė yra netiesiogiai jonizuojama; jonai susidaro ne veikiant patiems neutronams, o veikiant antrinėms sunkiosioms dalelėms ir gama spinduliams, kuriems neutronai perduoda savo energiją. Neutronų spinduliuotė yra itin pavojinga dėl didelio įsiskverbimo gebėjimo (atstumas ore gali siekti kelis tūkstančius metrų). Be to, neutronai gali sukelti indukuotą spinduliuotę (taip pat ir gyvuose organizmuose), paversdami stabilių elementų atomus radioaktyviais. Vandenilio turinčios medžiagos (grafitas, parafinas, vanduo ir kt.) yra gerai apsaugotos nuo neutroninės spinduliuotės.

Priklausomai nuo energijos, išskiriami šie neutronai:

1. Itin greiti neutronai, kurių energija 10-50 MeV. Jie susidaro, kai branduoliniai sprogimai ir branduolinių reaktorių veikimas.

2. Greitieji neutronai, jų energija viršija 100 keV.

3. Tarpiniai neutronai – jų energija nuo 100 keV iki 1 keV.

4. Lėti ir šiluminiai neutronai. Lėtųjų neutronų energija neviršija 1 keV. Šiluminių neutronų energija siekia 0,025 eV.

Neutronų spinduliuotė naudojama neutronų terapijai medicinoje, nustatant atskirų elementų ir jų izotopų kiekį biologinėse terpėse ir kt. Medicininėje radiologijoje daugiausia naudojami greitieji ir šiluminiai neutronai, daugiausia naudojamas kalifornis-252, kuris suyra ir išskiria neutronus, kurių vidutinė energija yra 2,3 MeV.

Elektromagnetinė radiacija skiriasi savo kilme, energija ir bangos ilgiu. Elektromagnetinė spinduliuotė apima rentgeno spindulius, radioaktyviųjų elementų gama spinduliuotę ir bremsstrahlung, kuris atsiranda, kai labai pagreitintos įkrautos dalelės praeina per medžiagą. Matoma šviesa ir radijo bangos taip pat yra elektromagnetinė spinduliuotė, tačiau jos nejonizuoja medžiagos, nes pasižymi dideliu bangos ilgiu (mažesniu standumu). Elektromagnetinio lauko energija skleidžiama ne nuolat, o atskiromis porcijomis – kvantais (fotonais). Todėl elektromagnetinė spinduliuotė yra kvantų arba fotonų srautas.

Rentgeno spinduliuotė. Rentgeno spindulius atrado Vilhelmas Konradas Rentgenas 1895 m. Rentgeno spinduliai yra kvantinė elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra 0,001-10 nm. Spinduliuotė, kurios bangos ilgis viršija 0,2 nm, paprastai vadinama „minkšta“ rentgeno spinduliuote, o iki 0,2 nm – „kieta“. Bangos ilgis yra atstumas, kurį spinduliuotė nukeliauja per vieną svyravimų periodą. Rentgeno spinduliuotė, kaip ir bet kuri elektromagnetinė spinduliuotė, sklinda šviesos greičiu – 300 000 km/s. Rentgeno spinduliuotės energija paprastai neviršija 500 keV.

Yra bremsstrahlung ir būdingi rentgeno spinduliai. Bremsstrahlung spinduliuotė atsiranda, kai greitieji elektronai sulėtėja elektrostatiniame atomo branduolių lauke (t. y. kai elektronai sąveikauja su atomo branduoliais). Kai šalia branduolio praeina didelės energijos elektronas, pastebima elektrono sklaida (lėtėjimas). Elektrono greitis mažėja, o dalis jo energijos išspinduliuoja bremsstrahlung rentgeno fotono pavidalu.

Būdingi rentgeno spinduliai atsiranda, kai greiti elektronai prasiskverbia giliai į atomą ir yra išmušami iš vidinių lygių (K, L ir net M). Atomas sužadinamas ir grįžta į pradinę būseną. Tokiu atveju elektronai iš išorinių lygių užpildo vidiniuose lygiuose esančias tuščias erdves ir tuo pačiu metu išsiskiria būdingos spinduliuotės fotonai, kurių energija lygi atomo energijos skirtumui sužadintoje ir pagrindinėje būsenose (neviršijant 250 keV). Tie. būdinga spinduliuotė atsiranda, kai pertvarkomi elektroniniai atomų apvalkalai. Įvairių atomų perėjimų metu iš sužadintos būsenos į nesužadintą būseną energijos perteklius taip pat gali išsispindėti matomos šviesos, infraraudonųjų ir ultravioletinių spindulių pavidalu. Nes rentgeno spinduliai turi trumpą bangos ilgį ir yra mažiau absorbuojami medžiagoje, tada jie turi didesnę prasiskverbimo galią.

Gama spinduliuotė – Tai branduolinės kilmės spinduliuotė. Jį išskiria atomų branduoliai natūralių dirbtinių radionuklidų alfa ir beta skilimo metu tais atvejais, kai dukteriniame branduolyje yra perteklinės energijos, kurios nepagauna korpuskulinė spinduliuotė (alfa ir beta dalelės). Šis energijos perteklius akimirksniu išspinduliuojamas gama spindulių pavidalu. Tie. Gama spinduliuotė – tai elektromagnetinių bangų (kvantų) srautas, kuris išspinduliuojamas radioaktyvaus skilimo metu, kai keičiasi branduolių energetinė būsena. Be to, pozitrono ir elektrono antihiliacijos metu susidaro gama kvantai. Gama spinduliuotės savybės yra artimos rentgeno spinduliams, tačiau turi didesnį greitį ir energiją. Sklidimo greitis vakuume lygus šviesos greičiui – 300 000 km/s. Kadangi gama spinduliai neturi krūvio, jie nėra nukreipiami elektriniuose ir magnetiniuose laukuose, sklinda tiesiai ir tolygiai visomis kryptimis nuo šaltinio. Gama spinduliuotės energija svyruoja nuo dešimčių tūkstančių iki milijonų elektronų voltų (2-3 MeV), retai pasiekianti 5-6 MeV (vidutinė gama spindulių energija, susidaranti irstant kobaltui-60, yra 1,25 MeV). Gama spinduliuotės srautas apima įvairių energijų kvantus. Skilimo metu 131

Straipsnio naršymas:

Radiacija ir radioaktyviosios spinduliuotės rūšys, radioaktyviosios (jonizuojančiosios) spinduliuotės sudėtis ir pagrindinės charakteristikos. Radiacijos poveikis medžiagai.

Kas yra radiacija

Pirma, apibrėžkime, kas yra spinduliuotė:

Medžiagos irimo ar jos sintezės procese išsiskiria atomo elementai (protonai, neutronai, elektronai, fotonai), kitaip galima sakyti atsiranda spinduliuotėšie elementai. Tokia spinduliuotė vadinama - jonizuojanti radiacija ar kas dažniau radioaktyvioji spinduliuotė, ar dar paprasčiau radiacija . Jonizuojanti spinduliuotė taip pat apima rentgeno spindulius ir gama spinduliuotę.

Radiacija yra įkrautų elementariųjų dalelių elektronų, protonų, neutronų, helio atomų arba fotonų ir miuonų pavidalo išskyrimo procesas. Spinduliuotės tipas priklauso nuo to, kuris elementas skleidžiamas.

Jonizacija yra teigiamai arba neigiamai įkrautų jonų arba laisvųjų elektronų susidarymo procesas iš neutraliai įkrautų atomų ar molekulių.

Radioaktyvioji (jonizuojanti) spinduliuotė galima suskirstyti į keletą tipų, priklausomai nuo elementų, iš kurių jis susideda, tipo. Skirtingi tipai spinduliuotę sukelia skirtingos mikrodalelės, todėl turi skirtingą energetinį poveikį materijai, skirtingus gebėjimus prasiskverbti pro ją ir dėl to skirtingą biologinį radiacijos poveikį.

Alfa, beta ir neutronų spinduliuotė– Tai spinduliuotė, susidedanti iš įvairių atomų dalelių.

Gama ir rentgeno spinduliai yra energijos išmetimas.

Alfa spinduliuotė

• išskiriami: du protonai ir du neutronai
• prasiskverbimo galia: žemas
• švitinimas iš šaltinio: iki 10 cm
• emisijos greitis: 20 000 km/s
• jonizacija: 30 000 jonų porų per 1 cm kelionės
• aukštas

Alfa (α) spinduliuotė atsiranda nestabiliųjų irimo metu izotopų elementai.

Alfa spinduliuotė- tai sunkiųjų, teigiamai įkrautų alfa dalelių, kurios yra helio atomų (dviejų neutronų ir dviejų protonų) branduoliai, spinduliavimas. Alfa dalelės išsiskiria irstant sudėtingesniems branduoliams, pavyzdžiui, irstant urano, radžio ir torio atomams.

Alfa dalelės turi didelę masę ir yra išspinduliuojamos palyginti mažu greičiu, vidutiniškai 20 tūkstančių km/s, o tai yra maždaug 15 kartų mažesnis už šviesos greitį. Kadangi alfa dalelės yra labai sunkios, kontakto su medžiaga dalelės susiduria su šios medžiagos molekulėmis, pradeda su jomis sąveikauti, prarasdamos energiją, todėl šių dalelių prasiskverbimo gebėjimas nėra didelis ir net paprastas lakštas. popierius gali juos sulaikyti.

Tačiau alfa dalelės turi daug energijos ir, sąveikaudamos su medžiaga, sukelia didelę jonizaciją. O gyvo organizmo ląstelėse, be jonizacijos, alfa spinduliuotė ardo audinius, todėl gyvoms ląstelėms daroma įvairių pažeidimų.

Visų rūšių radiacijos poveikis, alfa spinduliuotė turi mažiausiai prasiskverbimo gebą, tačiau gyvų audinių apšvitinimo šios rūšies spinduliuote pasekmės yra sunkiausios ir reikšmingiausios, palyginti su kitomis spinduliuotės rūšimis.

Alfa spinduliuotės poveikis gali atsirasti, kai radioaktyvūs elementai patenka į organizmą, pavyzdžiui, per orą, vandenį ar maistą, arba per įpjovimus ar žaizdas. Patekę į kūną, šie radioaktyvieji elementai per kraują išnešami visame kūne, kaupiasi audiniuose ir organuose, darydami jiems galingą energetinį poveikį. Kadangi kai kurių tipų radioaktyviųjų izotopų, skleidžiančių alfa spinduliuotę, gyvavimo laikas yra ilgas, patekę į organizmą jie gali sukelti rimtus pokyčius ląstelėse ir sukelti audinių degeneraciją bei mutacijas.

Radioaktyvieji izotopai iš tikrųjų savaime nepasišalina iš organizmo, todėl patekę į organizmo vidų ilgus metus apšvitins audinius iš vidaus, kol sukels rimtų pokyčių. Žmogaus organizmas nesugeba neutralizuoti, apdoroti, pasisavinti ar panaudoti daugumos į organizmą patenkančių radioaktyviųjų izotopų.

Neutronų spinduliuotė

• išskiriami: neutronų
• prasiskverbimo galia: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: kilometrų
• emisijos greitis: 40 000 km/s
• jonizacija: nuo 3000 iki 5000 jonų porų 1 cm bėgimo
• biologinis poveikis spinduliuotė: aukštas

Neutronų spinduliuotė- tai žmogaus sukelta radiacija, atsirandanti įvairiose branduoliniai reaktoriai ir atominių sprogimų metu. Taip pat neutronų spinduliuotę skleidžia žvaigždės, kuriose vyksta aktyvios termobranduolinės reakcijos.

Neturėdama krūvio, neutronų spinduliuotė, susidūrusi su medžiaga, silpnai sąveikauja su atomų elementais atominiame lygmenyje, todėl turi didelę prasiskverbimo galią. Neutronų spinduliuotę galite sustabdyti naudodami medžiagas, kuriose yra daug vandenilio, pavyzdžiui, vandens indą. Be to, neutroninė spinduliuotė gerai neprasiskverbia į polietileną.

Neutronų spinduliuotė, eidama per biologinius audinius, daro didelę žalą ląstelėms, nes turi didelę masę ir didesnį greitį nei alfa spinduliuotė.

Beta spinduliuotė

• išskiriami: elektronai arba pozitronai
• prasiskverbimo galia: vidutinis
• švitinimas iš šaltinio: iki 20 m
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 40 iki 150 jonų porų 1 cm kelio
• Biologinis radiacijos poveikis: vidutinis

Beta (β) spinduliuotėįvyksta, kai vienas elementas virsta kitu, o procesai vyksta pačiame medžiagos atomo branduolyje, pasikeitus protonų ir neutronų savybėms.

Naudojant beta spinduliuotę, šios transformacijos metu neutronas paverčiamas protonu arba protonas neutronu, priklausomai nuo transformacijos tipo, išsiskiria elektronas arba pozitronas (elektronų antidalelė); Skleidžiamų elementų greitis artėja prie šviesos greičio ir yra maždaug lygus 300 000 km/s. Šio proceso metu išsiskiriantys elementai vadinami beta dalelėmis.

Turėdama iš pradžių didelį spinduliuotės greitį ir mažus skleidžiamų elementų dydžius, beta spinduliuotė turi didesnį įsiskverbimo gebą nei alfa spinduliuotė, tačiau turi šimtus kartų mažesnę galimybę jonizuoti medžiagą, palyginti su alfa spinduliuote.

Beta spinduliuotė lengvai prasiskverbia per drabužius ir iš dalies per gyvus audinius, tačiau prasiskverbdama per tankesnes medžiagos struktūras, pavyzdžiui, per metalą, ji pradeda intensyviau su ja sąveikauti ir praranda didžiąją dalį energijos, perkeldama ją į medžiagos elementus. . Kelių milimetrų metalinis lakštas gali visiškai sustabdyti beta spinduliuotę.

Jeigu alfa spinduliuotė pavojų kelia tik tiesiogiai kontaktuojant su radioaktyviuoju izotopu, tai beta spinduliuotė, priklausomai nuo jos intensyvumo, jau kelių dešimčių metrų atstumu nuo spinduliuotės šaltinio gali padaryti didelę žalą gyvam organizmui.

Jei radioaktyvusis izotopas, skleidžiantis beta spinduliuotę, patenka į gyvą organizmą, jis kaupiasi audiniuose ir organuose, darydamas juos energetinį poveikį, dėl kurio keičiasi audinio struktūra ir ilgainiui padaroma didelė žala.

Kai kurie radioaktyvieji izotopai su beta spinduliuote turi ilgą skilimo periodą, tai yra, patekę į organizmą, jie jį apšvitins metų metus, kol sukels audinių degeneraciją ir dėl to vėžį.

Gama spinduliuotė

• išskiriami: energija fotonų pavidalu
• prasiskverbimo galia: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: iki šimtų metrų
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija:
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

Gama (γ) spinduliuotė yra energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu.

Gama spinduliuotė lydi materijos atomų skilimo procesą ir pasireiškia skleidžiamos elektromagnetinės energijos pavidalu fotonų pavidalu, išsiskiriančiu pasikeitus atomo branduolio energetinei būklei. Gama spinduliai sklinda iš branduolio šviesos greičiu.

Kai įvyksta atomo radioaktyvusis skilimas, iš vienos medžiagos susidaro kitos medžiagos. Naujai susidarančių medžiagų atomas yra energetiškai nestabilios (sužadintos) būsenos. Veikdami vieni kitus, neutronai ir protonai branduolyje patenka į būseną, kai sąveikos jėgos yra subalansuotos, o energijos perteklių atomas išskiria gama spinduliuotės pavidalu.

Gama spinduliuotė turi didelį prasiskverbimo gebą ir lengvai prasiskverbia per drabužius, gyvus audinius ir šiek tiek sunkiau per tankias medžiagų struktūras, tokias kaip metalas. Norint sustabdyti gama spinduliuotę, reikės didelio plieno arba betono storio. Tačiau tuo pačiu metu gama spinduliuotė turi šimtą kartų silpnesnį poveikį medžiagai nei beta spinduliuotė ir dešimtis tūkstančių kartų silpnesnė nei alfa spinduliuotė.

Pagrindinis gama spinduliuotės pavojus yra jos gebėjimas nukeliauti didelius atstumus ir paveikti gyvus organizmus kelis šimtus metrų nuo gama spinduliuotės šaltinio.

Rentgeno spinduliuotė

• išskiriami: energija fotonų pavidalu
• prasiskverbimo galia: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: iki šimtų metrų
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 3 iki 5 porų jonų 1 cm kelionėje
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

Rentgeno spinduliuotė- tai energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu, atsirandanti, kai atomo viduje esantis elektronas juda iš vienos orbitos į kitą.

Rentgeno spinduliuotė savo poveikiu yra panaši į gama spinduliuotę, tačiau turi mažesnę prasiskverbimo galią, nes jos bangos ilgis yra ilgesnis.

Ištyrus įvairias radioaktyviosios spinduliuotės rūšis, akivaizdu, kad radiacijos sąvoka apima visiškai skirtingus spinduliuotės tipus, kurie turi skirtingą poveikį medžiagai ir gyviems audiniams, nuo tiesioginio bombardavimo. elementariosios dalelės(alfa, beta ir neutronų spinduliuotė) į energijos poveikį gama ir rentgeno spindulių gijimo forma.

Kiekviena aptarta spinduliuotė yra pavojinga!

Lyginamoji lentelė su įvairių tipų spinduliuotės charakteristikomis

Kaip matyti iš lentelės, priklausomai nuo spinduliuotės tipo, tokio paties intensyvumo spinduliuotė, pavyzdžiui, 0,1 Rentgeno, turės skirtingą naikinamąjį poveikį gyvo organizmo ląstelėms. Siekiant atsižvelgti į šį skirtumą, buvo įvestas koeficientas k, atspindintis gyvų objektų radioaktyviosios spinduliuotės poveikio laipsnį.

Kuo didesnis „k koeficientas“, tuo pavojingesnis tam tikros rūšies spinduliuotės poveikis gyvo organizmo audiniams.

Vaizdo įrašas:

Empirinė formulė vidutinei ridai ore įprastomis sąlygomis apskaičiuoti:

4MeV< Е α < 7 МэВ

Vidutinis alfa dalelių diapazonas medžiagoje

(Braggo formulė)

su žinomu absorbuojančios medžiagos atominiu numeriu

su žinomu alfa dalelių diapazonu ore su ta pačia energija

Beta dalelės yra elektronų ir pozitronų srautas. Jie turi tą patį krūvį ir masę. Tačiau įkrovos ženklas yra kitoks. Be to, vidutinė elektronų gyvenimo trukmė yra neribota, o pozitronų – 10–9 s. Kai sunaikinami, jie sudaro du gama spindulius: . Dirbtinių ir natūralių radionuklidų dalelių energija yra nuo 0 iki 10 MeV. Beta dalelių energijos pasiskirstymas vadinamas beta spektru. Beta dalelių skaičiaus priklausomybė, praeinant per medžiagos sluoksnį, priklauso nuo beta dalelių energijos ir absorberio storio (3- su minimaliu absorberio storiu):

(0,15<Е β <0,8 МэВ)

(0,8<Е β <3 МэВ)

(E β > 0,5 MeV) (E β<0,5 МэВ)

Jei absorberio storis yra daug mažesnis už didžiausią diapazoną, srauto tankis susilpnėja pagal eksponentinį dėsnį:

F(x) = F o exp (-μx),

čia x yra absorberio storis, ; μ- masės koeficientas n

Dalelių, praeinančių per absorberio sluoksnį, skaičius mažėja didėjant absorberio storiui x pagal dėsnį.

 Teorija: Radioaktyvumas yra atomo branduolio sudėties pokytis.

Alfa spinduliuotė - helio branduolių srautas (teigiamai įkrautų dalelių srautas)
Esant alfa spinduliuotei, masės skaičius sumažėja 4, o įkrovos skaičius sumažėja 2.
Poslinkio taisyklė: naudojant alfa spinduliuotę elementas perkeliamas dviem langeliais į periodinės lentelės pradžią.

beta spinduliuotė - elektronų srautas (neigiamai įkrautų dalelių srautas)
Esant beta spinduliuotei masės skaičius nesikeičia, krūvio skaičius padidėja 1.
Poslinkio taisyklė: Beta spinduliuotė priverčia elementą pasislinkti viena langeliu link periodinės lentelės pabaigos.

gama spinduliuotė - aukšto dažnio ir prasiskverbimo gebėjimo elektromagnetinė banga.

Kai α ir β dalelės patenka į magnetinį lauką, jas veikia jėga, nukreipdama jas į šoną. Alfa dalelių masė yra didesnė už beta dalelių masę, todėl jos mažiau nukrypsta. Jėgos kryptis yra išilgai. γ spinduliai nesilenkia.

Pusė gyvenimo yra laikotarpis, per kurį suyra pusė pradinio radioaktyviųjų branduolių skaičiaus. Tačiau pusėjimo trukmės dėsnis galioja tik daugeliui atomų. Kadangi neįmanoma numatyti, kada vienas branduolys suirs, tačiau daugeliui dalelių šis dėsnis yra teisingas.


Išspinduliuojant γ kvantą
1) branduolio masės ir krūvio skaičiai nekinta
2) didėja branduolio masės ir krūvio skaičiai
3) branduolio masės skaičius nekinta, branduolio krūvio skaičius didėja
4) branduolio masės skaičius didėja, branduolio krūvio skaičius nekinta
Sprendimas: Gama spinduliuotė yra elektromagnetinė banga, ji neturi įtakos atomo branduolio sudėčiai, branduolio masė ir krūvio skaičiai nekinta.
Atsakymas: 1
OGE užduotis fizikoje (fipi):Žemiau pateikiamos dviejų branduolinių reakcijų lygtys. Kuri iš jų yra β skilimo reakcija?

1) tik A
2) tik B
3) ir A, ir B
4) nei A, nei B
Sprendimas: Beta skilimą lydi elektronų emisija nė vienoje iš reakcijų.
Atsakymas: 4
OGE užduotis fizikoje (fipi):Žemiau pateikiamos dviejų branduolinių reakcijų lygtys. Kuri iš jų yra β skilimo reakcija?
1) tik A
2) tik B
3) ir A, ir B
4) nei A, nei B
Sprendimas: beta skilimą lydi elektronų emisija, abiejose reakcijose susidaro elektronas.
Atsakymas: 3

OGE užduotis fizikoje (fipi): Naudodami paveikslėlyje pateiktą periodinės cheminių elementų lentelės fragmentą, nustatykite, kuris elemento izotopas susidaro dėl bismuto alfa skilimo.

1) švino izotopas
2) talio izotopas
3) polonio izotopas
4) astatino izotopas
Sprendimas: dėl alfa skilimo elemento atominis skaičius sumažės 2, nuo bismuto (Z=83) elementas pavirs talio izotopu (Z=81)
Atsakymas: 2

OGE užduotis fizikoje (fipi): Naudodami paveikslėlyje pateiktą periodinės cheminių elementų lentelės fragmentą, nustatykite, kuris elemento izotopas susidaro dėl elektroninio bismuto beta skilimo.

1) švino izotopas
2) talio izotopas
3) polonio izotopas
4) astatino izotopas
Sprendimas: dėl beta skilimo elemento atominis skaičius padidės 1, nuo bismuto (Z=83) elementas virs polonio izotopu (Z=84)
Atsakymas: 3

OGE užduotis fizikoje (fipi): Talpykla, kurioje yra radioaktyvioji medžiaga, dedamas į magnetinį lauką, todėl radioaktyviosios spinduliuotės spindulys suskaidomas į tris komponentus (žr. pav.).

Komponentas (3) atitinka
1) gama spinduliuotė
2) alfa spinduliuotė
3) beta spinduliuotė
4) neutroninė spinduliuotė
Sprendimas: Pasinaudokime kairės rankos taisykle, dalelių srautas nukreiptas aukštyn, keturiais pirštais į viršų. Magnetinio lauko linijos nukreiptos į ekrano plokštumą (nuo mūsų), magnetinio lauko linijos nukreiptos į delną, nykštis sulenktas 90 o rodo, kad teigiamai įkrautos dalelės nukrypsta į kairę. Komponentas (3) nukrypo į dešinę, todėl šios dalelės yra neigiamai įkrautos. Beta spinduliuotė yra neigiamo krūvio dalelių srautas.
2 būdas: Komponentas (3) nukrypsta daugiau nei komponentas (1), o tai reiškia, kad (3) masė mažesnė. Elektrono masė mažesnė nei helio branduolio, o tai reiškia, kad komponentas (3) yra elektronų srautas (gama spinduliuotė)
Atsakymas: 3

OGE užduotis fizikoje (fipi): Pusinės eliminacijos laikas yra laikotarpis, per kurį suyra pusė pradinio radioaktyviųjų branduolių skaičiaus. Paveiksle parodytas radioaktyviųjų branduolių skaičiaus N pokyčių per laiką t grafikas.

Pagal grafiką pusinės eliminacijos laikas yra
1) 10 s
2) 20 s
3) 30 s
4) 40 s
Sprendimas: Laiku t 1 = 20 sekundžių buvo N 1 = 40 10 6 radioaktyvių branduolių, pusė radioaktyviųjų branduolių N 2 = 20 10 6 iki laiko t 2 = 40 sekundžių buvo suirę, todėl pusinės eliminacijos laikas T = t 2 - t 1 = 40 - 20 = 20 s, grafikas rodo, kad kas 20 sekundžių pusė likusių atomų skyla.
Atsakymas: 2
OGE užduotis fizikoje 2017 m.: Branduolio alfa skilimo metu jo krūvio skaičius
1) sumažėja 2 vienetais
2) sumažėja 4 vnt
3) padidėja 2 vnt
4) padidėja 4 vnt
Sprendimas: Branduolio alfa skilimo metu jo krūvio skaičius sumažėja 2 vienetais, nes išskrenda helio branduolys, kurio krūvis +2e.
Atsakymas: 1
OGE užduotis fizikoje (fipi): Tiriant natūralų radioaktyvumą, buvo aptiktos trys spinduliuotės rūšys: alfa spinduliuotė (alfa dalelių srautas), beta spinduliuotė (beta dalelių srautas) ir gama spinduliuotė. Koks yra beta dalelių krūvio ženklas ir dydis?
1) teigiamas ir modulis lygus elementariajam krūviui
2) teigiamas ir modulis lygus dviems elementariesiems krūviams
3) neigiamas ir moduliu lygus elementariajam krūviui
4) beta dalelės neturi krūvio
Sprendimas: beta spinduliuotė yra elektronų srautas, elektrono krūvis yra neigiamas ir savo dydžiu lygus elementariajam krūviui.
Atsakymas: 3
OGE užduotis fizikoje (fipi):Žemiau pateikiamos dviejų branduolinių reakcijų lygtys. Kuri iš jų yra α skilimo reakcija?

1) tik A
2) tik B
3) ir A, ir B
4) nei A, nei B
Sprendimas: Alfa skilimo metu susidaro helio branduoliai iš dviejų reakcijų, tik antroje susidaro helio branduolys.
Atsakymas: 2
OGE užduotis fizikoje (fipi): Radioaktyvus vaistas dedamas į magnetinį lauką. Šis laukas gali skirtis
A. α spinduliai.
B. β spinduliai.
Teisingas atsakymas yra
1) tik A
2) tik B
3) ir A, ir B
4) nei A, nei B
Sprendimas:į magnetinį lauką patenkanti judanti įkrauta dalelė yra nukreipta, α spinduliai ir β spinduliai turi krūvį, todėl magnetiniame lauke jie bus nukreipti.
Atsakymas: 3
OGE užduotis fizikoje (fipi): Kokių tipų radioaktyvioji spinduliuotė, einanti per stiprų magnetinį lauką, nėra nukreipta?
1) alfa spinduliuotė
2) beta spinduliuotė
3) gama spinduliuotė
4) alfa spinduliuotė ir beta spinduliuotė
Sprendimas:į magnetinį lauką patenkanti judanti įkrauta dalelė yra nukreipta gama spinduliai neturi jokio krūvio, todėl jie nenukrypsta į magnetinį lauką.
Atsakymas: 3
OGE užduotis fizikoje (fipi): Natūralus elemento radioaktyvumas
1) priklauso nuo aplinkos temperatūros
2) priklauso nuo atmosferos slėgio
3) priklauso nuo cheminio junginio, kuriame yra radioaktyvus elementas
4) nepriklauso nuo išvardytų veiksnių
Atsakymas: 4
OGE užduotis fizikoje (fipi): Naudodami paveikslėlyje pateiktą periodinės cheminių elementų lentelės fragmentą, nustatykite fluoro branduolio, kurio masės numeris 19, sudėtį.

1) 9 protonai, 10 neutronų
2) 10 protonų, 9 neutronai
3) 9 protonai, 19 neutronų
4) 19 protonų, 9 neutronai
Sprendimas: protonų skaičius lygus elemento atominiam skaičiui, fluoras turi 9 protonus, norėdami rasti neutronų skaičių iš masės skaičiaus, atimame krūvio skaičių 19-9 = 10.
Atsakymas: 1
OGE užduotis fizikoje (fipi): Kuris iš trijų spinduliuotės tipų – α, β ar γ – turi mažiausią prasiskverbimo galią?
1) α
2) β
3) γ

Sprendimas: Iš trijų spinduliuotės rūšių didžiausios yra α dalelės, helio branduoliai didesni už elektronus ir gama spindulius, todėl jiems sunkiau prasilenkti per kliūtį.
Atsakymas: 1
Kuris iš trijų spinduliuotės tipų – α, β ar γ – turi didžiausią prasiskverbimo galią?
1) α
2) β
3) γ
4) visų rūšių spinduliuotės prasiskverbimo gebėjimas yra vienodas