У склад радыеактыўнага выпраменьвання могуць уваходзіць ... Склад і характарыстыка радыеактыўных выпраменьванняў

Атамная выпраменьванне - адно з самых небяспечных. Яго наступствы непрадказальныя для чалавека. Што разумеецца пад паняццем радыеактыўнасці? Што значыць, што «вялікая» або «меншая» радыеактыўнасць? Якія часціцы ўваходзяць у склад розных відаў атамнага выпраменьвання?

Што такое радыёактыўнае выпраменьванне?

У склад радыеактыўнага выпраменьвання могуць уваходзіць розныя часціцы. Аднак усе тры тыпу выпраменьвання ставяцца да адной катэгорыі - іх называюць іанізуючага. Што пазначае гэты тэрмін? Энергія выпраменьванняў неверагодна высокая - настолькі, што, калі выпраменьванне дасягае пэўнага атама, яно выбівае з яго арбіты электрон. Тады атам, які стаў мішэнню выпраменьвання, ператвараецца ў іён, які з'яўляецца станоўча зараджаным. Менавіта таму атамная выпраменьванне завецца іянізавальным, да якога тыпу бы яно ні належала. Высокая магутнасць адрознівае іянізавальнае выпраменьванне ад іншых відаў, напрыклад ад мікрахвалевага або інфрачырвонага.

Як адбываецца іянізацыя?

Каб зразумець, што можа ўваходзіць у склад радыеактыўнага выпраменьвання, неабходна дэталёва разгледзець працэс іянізацыі. Адбываецца ён наступным чынам. Атам пры павелічэнні выглядае як маленькае макавае зерне (ядро атама), акружанае арбітамі яго электронаў, нібы абалонкай мыльнай бурбалкі. Калі адбываецца радыеактыўны распад, ад гэтага ядра вылятае драбнюткая крупінка - альфа- ці бэта-часціца. Калі адбываецца выпусканне зараджанай часціцы, змяняецца і зарад ядра, а гэта значыць, што утвараецца новае хімічнае рэчыва.

Часціцы, якія ўваходзяць у склад радыеактыўнага выпраменьвання, паводзяць сябе наступным чынам. Отлетевшая ад ядра крупінка ляціць з гіганцкай хуткасцю наперад. На сваім шляху яна можа ўрэзацца ў абалонку іншага атама і дакладна гэтак жа выбіць з яе электрон. Як ужо гаварылася, такі атам ператворыцца ў зараджаны іён. Аднак у гэтым выпадку рэчыва застанецца ранейшым, так як колькасць пратонаў у ядры засталося нязменным.

Асаблівасці працэсу радыеактыўнага распаду

Веданне пералічаных працэсаў дазваляе ацаніць тое, наколькі інтэнсіўна адбываецца радыеактыўны распад. Гэтая велічыня вымяраецца ў бекерэляў. Напрыклад, калі ў адну секунду мае месца адзін распад, то кажуць: «Актыўнасць ізатопа - 1 бекерэль». Калісьці замест гэтай адзінкі выкарыстоўвалі адзінку пад назвай кюры. Яна была роўная 37 мільярдаў бекерэляў. Пры гэтым неабходна параўноўваць актыўнасць аднолькавай колькасці рэчыва. Актыўнасць пэўнай адзінкі масы ізатопа носіць назву ўдзельнай актыўнасці. Гэтая велічыня зваротна прапарцыйная перыяду паўраспаду таго ці іншага ізатопа.

Характарыстыка радыеактыўных выпраменьванняў. іх крыніцы

Іянізавальнае выпраменьванне можа адбывацца не толькі ў выпадку радыеактыўнага распаду. Паслужыць крыніцамі для радыеактыўнага выпраменьвання могуць: рэакцыя дзялення (адбываецца ў выніку выбуху ці ж ўнутры атамнага рэактара), сінтэз так званых лёгкіх ядраў (адбываецца на паверхні Сонца, іншых зорак, а таксама ў вадароднай бомбе), а таксама розныя паскаральнікі зараджаных часціц. Усе гэтыя крыніцы выпраменьвання аб'ядноўвае адна агульная рыса - наймагутны ўзровень энергіі.

Якія часціцы ўваходзяць у склад радыеактыўнага выпраменьвання выгляду альфа?

Адрозненні паміж трыма тыпамі іанізуючых выпраменьванняў - альфа, бэта і гама - знаходзяцца ў іх прыродзе. Калі былі адкрыты гэтыя выпраменьвання, ніхто і паняцця не меў, што яны могуць сабой прадстаўляць. Таму іх проста называлі літарамі грэцкага алфавіту.

Як і вынікае з іх назвы, альфа-прамяні былі адкрыты першымі. Яны ўваходзілі ў склад радыеактыўнага выпраменьвання пры распадзе цяжкіх ізатопаў, такіх як уран ці торый. Іх прырода была вызначана па сканчэнні часу. Навукоўцы высветлілі, што альфа-выпраменьванне з'яўляецца дастаткова цяжкім. У паветры яно не можа пераадолець нават некалькіх сантыметраў. Аказалася, што ў склад радыеактыўнага выпраменьвання могуць уваходзіць ядра атамаў гелія. Менавіта гэта ставіцца да альфа-выпраменьвання.

Галоўным яго крыніцай з'яўляюцца радыеактыўныя ізатопы. Іншымі словамі, яно ўяўляе сабой станоўча зараджаныя «наборы» з двух пратонаў і такога ж колькасці нейтронаў. У гэтым выпадку кажуць, што ў склад радыеактыўнага выпраменьвання ўваходзяць а -частицы, або альфа-часціцы. Два пратона і два нейтрона ўтвараюць сабой ядро гелія, уласцівае альфа-выпраменьвання. Упершыню ў чалавецтве такую рэакцыю змог атрымаць Э. Радэрфорд, які займаўся ператварэннем ядраў азоту ў ядра кіслароду.

Бэта-выпраменьванне, адкрытае пазней, але не менш небяспечнае

Потым аказалася, што ў склад радыеактыўнага выпраменьвання могуць уваходзіць не толькі ядра гелія, але і проста звычайныя электроны. Гэта справядліва для бэта-выпраменьвання - яно і складаецца з электронаў. Але іх хуткасць нашмат больш, чым хуткасць альфа-выпраменьвання. Гэты тып выпраменьвання таксама валодае меншым зарадам, чым альфа-выпраменьванне. Ад бацькоўскага атама бэта-часціцы «ўспадкуюць» розны зарад і розную хуткасць.

Яна можа дасягаць ад 100 тыс. Км / сек аж да хуткасці святла. Але ў адкрытым паветры бэта-выпраменьванне можа распаўсюдзіцца на некалькі метраў. Пранікальная іх здольнасць вельмі малая. Бэта-прамяні не могуць пераадолець паперу, тканіна, тонкі ліст металу. Яны толькі пранікаюць унутр гэтай матэрыі. Аднак апрамяненне без абароны можа прывесці да апёку скуры або вочы, як гэта адбываецца і з ультрафіялетавыя промнямі.

Адмоўна зараджаныя бэта-часціцы носяць назву электронаў, а станоўча зараджаныя называюцца пазітронна. Вялікая колькасць бэта-выпраменьвання вельмі небяспечна для чалавека і можа прывесці да прамянёвай хваробы. Нашмат больш небяспечным можа быць трапленне ўнутр радыенуклідаў.

Гама-выпраменьванне: склад і ўласцівасці

Наступным было адкрыта гама-выпраменьванне. У гэтым выпадку аказалася, што ў склад радыеактыўнага выпраменьвання могуць уваходзіць фатоны з пэўнай даўжынёй хвалі. Гама-выпраменьванне падобна на ультрафіялет, інфрачырвоныя прамяні радыёхвалі. Іншымі словамі, яно ўяўляе сабой электрамагнітнае выпраменьванне, аднак энергія ўваходзяць у яго фатонаў вельмі высокая.

Гэты тып выпраменьвання валодае надзвычай высокай здольнасцю пранікаць скрозь любыя перашкоды. Чым шчыльней які стаіць на шляху гэтага іанізуючага выпраменьвання матэрыял, тым лепш ён можа затрымаць небяспечныя гама-прамяні. Для гэтай ролі часцей за ўсё абіраецца свінец або бетон. У адкрытым паветры гама-выпраменьванне можа лёгка пераадольваць сотні і тысячы кіламетраў. Калі яно ўздзейнічае на чалавека, то гэта прыводзіць да пашкоджання скуры і ўнутраных органаў. Па сваіх уласцівасцях гама-выпраменьванне можа быць параўнальны з рэнтгенаўскім. Але яны адрозніваюцца па сваім паходжанні. Бо рэнтгенаўскае выпраменьванне атрымліваюць толькі ў штучных умовах.

Якое выпраменьванне самае небяспечнае?

Многія з тых, хто ўжо вывучыў, якія прамяні ўваходзяць у склад радыеактыўнага выпраменьвання, перакананыя ў небяспецы гама-прамянёў. Бо менавіта яны лёгка могуць пераадолець многія кіламетры, руйнуючы жыцця людзей і прыводзячы да страшнай прамянёвай хваробы. Менавіта для таго каб абараніцца ад гама-прамянёў, ядзерныя рэактары атачаюць велізарнымі бетоннымі сценамі. Невялікія кавалачкі ізатопаў заўсёды змяшчаюць у кантэйнеры, зробленыя са свінцу. Аднак галоўная небяспека для чалавека складаецца ў дозе апраменьвання.

Доза - гэта тое колькасць, якое звычайна разлічваецца з улікам масы цела чалавека. Напрыклад, для аднаго пацыента будзе падыходзіць доза лекі ў 2 мг. Для іншага тая ж доза можа аказаць неспрыяльны ўплыў. Гэтак жа ацэньваюць і дозу радыеактыўнага выпраменьвання. Яго небяспека вызначаецца паглынутай дозай. Каб яе вызначыць, спачатку вымераюць то колькасць радыяцыі, якое было паглынута целам. А затым гэтая колькасць параўноўваецца з масай цела.

Доза выпраменьвання - крытэр яго небяспекі

Розныя віды выпраменьванняў здольныя аказаць розны шкоду на жывыя арганізмы. Таму нельга блытаць пранікальную здольнасць розных відаў радыеактыўнага выпраменьвання і іх пашкоджваюць дзеянне. Напрыклад, калі ў чалавека няма магчымасці абараніцца ад радыяцыі, альфа-выпраменьванне аказваецца нашмат больш небяспечны, чым гама-прамянёў. Бо ў яго склад уваходзяць цяжкія ядра вадароду. А такі тып, як альфа-выпраменьванне, праяўляе сваю небяспека толькі ў тым выпадку, калі трапляе ўнутр арганізма. Тады адбываецца ўнутранае апраменьваньне.

Такім чынам, у склад радыеактыўнага выпраменьвання можа ўваходзіць тры тыпу часціц: гэта ядра гелія, звычайныя электроны, а таксама фатоны з пэўнай даўжынёй хвалі. Небяспека таго ці іншага віду выпраменьвання вызначаецца яго дозай. Паходжанне гэтых прамянёў не мае значэння. Для жывога арганізма абсалютна адсутнічае розніца, адкуль набралася радыяцыя: будзь гэта рэнтгенаўскі апарат, Сонца, атамная станцыя, радонавыя курорт ці ж выбух. Самае галоўнае - колькі небяспечных часціц было паглынута.

Адкуль бярэцца атамная выпраменьванне?

Нароўні з прыродным радыяцыйным фонам чалавечая цывілізацыя вымушана існаваць сярод многіх штучна зробленых крыніц небяспечнага іанізуючага выпраменьвання. Часцей за ўсё яно з'яўляецца следствам страшных аварый. Напрыклад, катастрофа на атамнай станцыі "Фукусіма-1" у верасні 2013 года прывяла да ўцечкі радыеактыўнай вады. У выніку гэтага ўтрыманне ізатопаў стронцыю і цэзію ў навакольным асяроддзі вырасла ў разы.