Физическа справка за откриването на радиоактивността
Откриване на радиоактивност. Естествена радиоактивност и нейните видове. Законът за радиоактивния разпад
Видове радиоактивно излъчване. През 1896 г. френският физик А. Бекерел установява, че някои естествени минерали (уранови соли) излъчват лъчи, които по това време не са били известни.
Веществата, излъчващи специално излъчване, бяха наречени радиоактивни, а свойството на веществото, свързано с наличието на това излъчване, беше наречено радиоактивност.
Мария и Пиер Кюри, Ърнест Ръдърфорд и други учени се заеха с изследването на радиоактивността. Кюри открива, че някои уранови руди имат способността да излъчват радиация, няколко пъти по-голяма от интензивността на урана. Те изолираха нови химични елементи от тези руди - радий [pic]
Няколко години след откритието на Бекерел беше установено, че съставът на радиоактивното излъчване е нехомогенен. С помощта на инсталацията, диаграмата на която е показана на фиг., Беше установено, че излъчването, излъчвано от радиоактивен елемент в магнитно поле, е разделено на три вида, които се наричат α, β- и γ-лъчи. По посока на отклонението на лъчите в магнитно поле можем да заключим, че α-лъчите са поток от частици с положителен заряд, β-лъчи -
отрицателен заряд, γ-лъчите, върху които магнитното поле не действа, са неутрални. Допълнителни изследвания показаха: [pic]
• алфа-лъчите са поток от алфа-частици, които са хелиеви ядра; [снимка]
• β бета лъчите са поток от електрони, чиято скорост е близка до скоростта на светлината във вакуум;
• γ гама лъчи е електромагнитно излъчване с честота надвишаваща
рентгенова честота.
Алфа радиация е поток от бързо летящи положително впрегнати хелиеви ядра. Алфа радиацията се наблюдава, като правило, в тежки радиоактивни елементи (радий, уран и др.). Йонизиращата сила на алфа частицата е огромна; по пътя си във въздуха, той образува до 150 000-200 000 йонни двойки. В същото време проникващата сила на алфа лъчите е незначителна; във въздуха тече до 9 см, във водата и телесните тъкани - само няколко десетки микрона. Лист хартия или алуминиево фолио с дебелина 0,05 мм блокира алфа радиацията. Следователно външното излагане на алфа лъчи не е опасно; достатъчно е да преместите източника на няколко сантиметра от тялото или да инсталирате тънък екран между тях, така че радиацията да се абсорбира напълно. При поглъщане обаче алфа-излъчвателите са най-опасни поради високата й йонизираща сила; цялата енергия на тяхното излъчване се абсорбира в малък обем тъкан и дава интензивен ефект. Следователно, при същото количество енергия, погълната от тъканите, алфа радиацията дава 10 пъти по-голям биологичен ефект от гама и бета радиацията.
Бета радиация е поток от бързо летящи електрони с различни енергии. Сред естествените и изкуствените радиоактивни изотопи много се разпадат, за да образуват бета-лъчение. Бета радиацията причинява йонизация на средата в пъти по-голяма от гама радиацията. Но бета лъчението е по-малко проникващо от гама лъчите. В зависимост от енергията на електроните, техният обхват в [връзка] от фракции от милиметър до 15 m, във вода и тъкани на човешкото тяло, средно 4-10 mm с максимум 17.4 mm. Стъклен слой, плексиглас или алуминий с дебелина няколко милиметра напълно блокира бета лъчението. Във връзка с посочените свойства, бета-излъчвателите са много по-опасни, когато попаднат в тялото, отколкото когато са изложени на външна радиация. В последния случай те най-силно засягат очите и кожата.
Гама лъчение е поток от фотони от електромагнитно излъчване. Гама-лъчението има най-ниската йонизираща сила в сравнение с други. Гама лъчите имат страхотна проникваща способност: във въздуха те се движат десетки и стотици метри, проникват в човешкото тяло и дори слой олово с дебелина няколко сантиметра не ги спира напълно. Следователно, радиоактивните изотопи гама-излъчватели могат да имат ефект върху човешкото тяло, не само ако са проникнали вътре в него през белите дробове, храносмилателния тракт или увредената кожа (вътрешна радиация), но и когато са извън тялото, дори на значително разстояние от него (външно излагане).
Проучванията показват, че радиоактивността е придружена от трансформацията
химични елементи и не зависи от това дали веществото е под формата на чист елемент или съединение, както и от външни условия (температура, налягане и др.). Оттук следва, че радиоактивността е свойство на атомните ядра.