Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
blok_infy_rad_med.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
316 Кб
Скачать
☆

5. Радиоактивность. Единицы радиоактивности.

Радиоактивность представляет собой самопроизвольное превращение ядер одних элементов в другие с переходом ядер в более стабильное состояние с выделением избыточной энергии и испусканием ионизирующих излучений определенного вида (корпускулярных либо электромагнитных).

Радиоактивные превращения характеризуются:

1. способом выделения избыточной энергии, которая отдается либо в виде альфа- или бета-частиц определенной энергии, либо электромагнитного излучения;

2. временем протекания и вероятностью распада нестабильных ядер в единицу времени.

Радиоактивный распад ядер подчиняется статистическим законам, так как нельзя предвидеть, когда распадется конкретное нестабильное ядро, и характеризуется постоянной распада, константой - λ. За единицу времени в среднем распадается λN ядер. Величину λN называют активностью (А), она характеризует излучение группы ядер в целом, а не отдельного ядра.

Уменьшение количества активных ядер с течением времени происходит в соответствии с законом радиоактивного распада, который описывается экспоненциальной кривой и формулируется следующим образом: за равные промежутки времени происходит превращение равных долей активных атомов.

Активность описывает количество атомов, распадающихся в единицу времени. Скорость радиоактивного распада - величина постоянная для каждого радионуклида. Радиоактивный распад до полного самоуничтожения описывается уравнением:

Аt = A0·e-0,693·t/T

где А0 - активность в начальный момент,

Аt - активность по прошествии промежутка времени t, и

Т - период полураспада, т.е. время, в течение которого распадается половина радионуклида.

Существует 2 основные единицы активности.

В международной системе единиц измерения (системная) за единицу активности принят Беккерель (Бк, Вq). Единица названа в 1975 г. в честь французского ученого А. Беккереля (A. Becquerel, 1852-1908 г.).

1 Бк - это одно ядерное превращение за 1 секунду (1 распад в 1 с). Это малая активность. Поэтому на практике используют кратные производные (таблица 1.1):

Таблица 1.1. Кратные производные 1 Беккереля

101 Бк - декаБк (даБк,dаВq)

109 Бк-гигаБк (ГБк, GВq)

102 Бк-гектоБк (гБк, hВq)

1012Бк-тераБк(ТБк, ТВq)

103 Бк-килоБк (кБк, кВq)

1015 Бк - петаБк (ПБк, PВq)

106 Бк-мегаБк (МБк, MВq)

1018Бк-эксаБк (ЭБк, EВq)

Ранее широко использовалась единица радиоактивности, названная Кюри (Ки) (традиционная (внесистемная)), которая соответствовала активности 1 г радия-226. 1 кюри = 3,7-1010 распадов в секунду. Следовательно 1 Ки = 3,7-1010 Бк (37 ГБк). 1 Бк = 2,7·10-11 Ки (27 пКи). Единица названа в честь французских ученых П. Кюри и М. Складовской-Кюри и введена в 1910 г.

Кюри - крупная единица, поэтому на практике часто использовали дольные производные (таблица 1.2):

Таблица 1.2. Дольные производные 1 Кюри

10-1 Ки - децикюри (дКи, dCi)

10-9 Ки - нанокюри (нКи, nCi)

10-2 Ки - сантикюри (сКи, сCi)

10-12 Ки - пикокюри (пКи, рCi)

10 -3 Ки - милликюри (мКи, mCi)

10-15 Ки - фемтокюри (фКи, fCi)

10-6 Ки - микрокюри (мкКи,μCi)

10-18 Ки - аттокюри (аКи, аCi)

Нестабильные ядра претерпевают 4 основных типа радиоактивных превращений: альфа-распад, бета-превращение, гамма-превращение и спонтанное деление ядер. Тип радиоактивного превращения определяется видом частиц, испускаемых при распаде. Процесс радиоактивного распада всегда экзотермичен, т.е. идет с выделением энергии. Исходное ядро называется материнским, а получающееся после распада ядро – дочерним.

1 . Альфа-распад состоит в том, что тяжелое ядро самопроизвольно испускает альфа-частицу, т.е. это чисто ядерное явление.

2. Бета-превращение ядер - это внутринуклонный процесс, то есть в ядре распадается одиночный нуклон, происходит внутренняя перестройка ядра, вылетающие из ядра при в-распаде частицы (электрон e-, позитрон e +, нейтрино v, антинейтрино V) рождаются во время распада.

3. Гамма-распад: за счет энергии возбуждения ядро испускает гамма-квант, переходя в более стабильное состояние. Массовое число и атомный номер при этом не изменяются. Гамма-излучение - явление внутриядерное, спектр гамма-излучения всегда дискретен. Испускаемые ядрами гамма-кванты обычно имеют энергию от десятков кэВ до нескольких МэВ.

4. Спонтанное деление тяжелых ядер возможно у ядер, начиная с массового числа 232. Ядро делится на 2 сравнимых по массам осколка. Именно спонтанное деление ядер ограничивает возможности получения новых трансурановых элементов. В ядерной энергетике используется процесс деления тяжелых ядер при захвате ими нейтронов. В результате деления образуются осколки с избыточным количеством нейтронов, которые затем претерпевают несколько последовательных превращений (чаще - бета-распад).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]