Альфа-, гама-, бэта-выпраменьвання. Ўласцівасці часціц альфа, гама, бэта

Што такое радыенуклідаў? Ня трэба пужацца гэтага слова: яно пазначае папросту радыеактыўныя ізатопы. Часам у прамовы можна пачуць словы «радіонуклеіды», ці яшчэ менш літаратурны варыянт - «радионуклеотид». Правільны тэрмін - менавіта радыенуклідаў. Але што такое радыеактыўны распад? Якія ўласцівасці розных відаў выпраменьвання і чым яны адрозніваюцца? Аб усім - па парадку.

Азначэнні ў радыялогіі

З тых часоў, калі адбыўся выбух першай атамнай бомбы, многія паняцці з радыялогіі зведалі змены. Замест фразы «атамны кацёл» прынята казаць «атамны рэактар». Замест словазлучэння «радыёактыўныя прамяні» карыстаюцца выразам «іянізавальныя выпраменьвання». Словазлучэнне «радыеактыўны ізатоп» заменена на «радыенуклідаў».

Доўгажывучых і кароткачасовых радыёнукліды

Альфа-, бэта-і гама-выпраменьвання суправаджаюць працэс распаду атамнага ядра. Што такое перыяд паўраспаду? Ядра радыенуклідаў не зьяўляюцца стабільнымі - гэтым яны і адрозніваюцца ад іншых устойлівых ізатопаў. У пэўны момант запускаецца працэс радыеактыўнага распаду. Радыёнукліды пры гэтым ператвараюцца ў іншыя ізатопы, у працэсе чаго выпускаюцца альфа-, бэта-і гама-прамяні. Радыёнукліды маюць розны ўзровень нестабільнасці - некаторыя з іх распадаюцца на працягу сотняў, мільёнаў і нават мільярдаў гадоў. Да прыкладу, усе ізатопы ўрану, якія сустракаюцца ў прыродзе, з'яўляюцца даўгавечнымі. Ёсць і такія радыёнукліды, якія распадаюцца на працягу секунд, дзён, месяцаў. Яны клічуцца кароткачасовых.

Выкід альфа-, бэта-і гама-часціц суправаджае не любы распад. Але на самой справе радыеактыўны распад суправаджаецца толькі выкідам альфа- ці бэта-часціц. У некаторых выпадках гэты працэс адбываецца ў суправаджэнні гама-прамянёў. Чыстае гама-выпраменьванне ў прыродзе не сустракаецца. Чым больш хуткасць распаду радыенукліду, тым вышэй яго ўзровень радыеактыўнасці. Некаторыя лічаць, што ў прыродзе існуе альфа-, бэта-, гама-і дэльта-распад. Гэта няправільна. Дэльта-распаду не існуе.

Адзінкі вымярэння радыеактыўнасці

Аднак у чым вымяраецца гэтая велічыня? Вымярэнне радыеактыўнасці дазваляе выказаць інтэнсіўнасць распаду ў лічбах. Адзінка вымярэння актыўнасці радыенукліду - бекерэль. 1 бекерэль (Бк) азначае, што 1 распад адбываецца ў 1 сек. Калісьці для гэтых вымярэнняў выкарыстоўвалася значна больш буйная адзінка вымярэння - кюры (Кі): 1 кюры = 37 млрд бекерэляў.

Натуральна, супастаўляць неабходна аднолькавыя масы рэчывы, напрыклад 1 мг ўрану і 1 мг торыя. Актыўнасць ўзятай адзінкі масы радыенукліду называецца удзельнай актыўнасцю. Чым больш перыяд паўраспаду, тым менш удзельная радыеактыўнасць.

Якія радыёнукліды ўяўляюць сабой вялікую небяспеку?

Гэта досыць правакацыйны пытанне. З аднаго боку, больш небяспечнымі з'яўляюцца кароткачасовых, бо яны больш актыўныя. Але ж пасля іх распаду сама праблема радыяцыі губляе актуальнасць, у той час як доўгажывучых ўяўляюць небяспеку на працягу многіх гадоў.

Удзельную актыўнасць радыенуклідаў можна параўнаць са зброяй. Якая зброя будзе больш небяспечным: тое, што робіць пяцьдзесят стрэлаў за хвіліну, або тое, што страляе адзін раз у паўгадзіны? На гэтае пытанне адказаць нельга - усё залежыць ад таго, які калібр зброі, чым яно зараджана, даляціць куля да мэты, якім будзе пашкоджанне.

Адрозненні паміж відамі выпраменьванняў

Альфа-, гама-і бэта-тыпы выпраменьванняў можна аднесці да «калібру» зброі. У гэтых выпраменьванняў ёсць і агульнае, і адрозненні. Галоўнае агульнае ўласцівасць - ўсе з іх адносяць да небяспечных іянізавальным выпраменьванням. Што азначае гэтае азначэнне? Энергія іанізуючых выпраменьванняў валодае надзвычайнай магутнасцю. Трапляючы ў іншы атам, яны выбіваюць з яго арбіты электрон. Калі адбываецца выпусканне часціцы, мяняецца зарад ядра - пры гэтым утворыцца новае рэчыва.

Прырода альфа-прамянёў

А агульнае паміж імі складаецца ў тым, што гама-, бэта-і альфа-выпраменьвання маюць падобную прыроду. Самымі першымі былі адкрыты альфа-прамяні. Яны ўтвараліся пры распадзе цяжкіх металаў - ўрану, торыя, радону. Ужо пасля таго як адбылося адкрыццё альфа-прамянёў, была высветленая іх прырода. Яны апынуліся ляцяць з велізарнай хуткасцю ядрамі гелія. Іншымі словамі, гэта цяжкія «наборы» з 2 пратонаў і 2 нейтронаў, якія маюць станоўчы зарад. У паветры альфа-прамяні праходзяць зусім невялікую адлегласць - не больш за некалькі сантыметраў. Папера ці, да прыкладу, эпідэрміс цалкам спыняюць гэты выпраменьванне.

Бэта-выпраменьванне

Бэта-часціцы, адкрытыя наступнымі, апынуліся звычайнымі электронамі, аднак валодаюць велізарнай хуткасцю. Яны нашмат менш, чым альфа-часціцы, а таксама валодаюць малодшым электрычным зарадам. Бэта-часціцы лекго пранікаюць унутр розных матэрыялаў. У паветры яны пераадольваюць адлегласць да некалькіх метраў. Затрымаць іх могуць наступныя матэрыялы: адзенне, шкло, тонкі металічны ліст.

Ўласцівасці гама-прамянёў

Гэты від выпраменьвання мае тую ж прыроду, што і ультрафіялетавае выпраменьванне, інфрачырвоныя прамяні або радыёхвалі. Гама-прамяні ўяўляюць сабой фатон выпраменьванне. Аднак з надзвычай высокай хуткасцю фатонаў. Гэты тып выпраменьвання вельмі хутка пранікае скрозь матэрыялы. Каб затрымаць яго, звычайна выкарыстоўваюць свінец і бетон. Гама-прамяні здольныя пераадольваць тысячы кіламетраў.

Міф пра небяспеку

Параўноўваючы альфа-, гама-і бэта-выпраменьванне, людзі звычайна лічаць гама-прамяні найбольш небяспечнымі. Бо яны ўтвараюцца пры ядзерных выбухах, пераадольваюць сотні кіламетраў і выклікаюць прамянёвую хваробу. Усё гэта дакладна, аднак не мае непасрэднага дачынення да небяспекі прамянёў. Бо ў гэтым выпадку кажуць менавіта аб іх пранікальнай здольнасці. Вядома, альфа-, бэта-і гама-прамяні адрозніваюцца ў гэтых адносінах. Аднак небяспека ацэньваецца не пранікальнай здольнасцю, а паглынутай дозай. Гэты паказчык вылічваецца ў джоўль на кілаграм (Дж / кг).

Такім чынам, доза паглынутага выпраменьвання вымяраецца шротам. У яе лічніку знаходзіцца не колькасць альфа-, гама-і бэта-часціц, а менавіта энергія. Да прыкладу, гама-выпраменьванне можа быць цвёрдым і мяккім. Апошняе валодае меншай энергіяй. Працягваючы аналогію са зброяй, можна сказаць: значэнне мае не толькі калібр кулі, важна і тое, з чаго вырабляецца стрэл - з рагаткі або з драбавіка.