Ροή θετικά φορτισμένων σωματιδίων πυρήνων ηλίου. Τύποι ακτινοβολίας

Η λέξη «ακτινοβολία» έχει λατινικές ρίζες. Το Radius σημαίνει ακτίνα στα λατινικά. Γενικά, η ακτινοβολία αναφέρεται σε όλη τη φυσική ακτινοβολία. Αυτά είναι ραδιοκύματα, υπεριώδη, ακτινοβολία άλφα, ακόμη και συνηθισμένο φως. Ορισμένες ακτινοβολίες είναι επιβλαβείς, άλλες μπορεί να είναι ακόμη και ευεργετικές.

Εκπαίδευση

Ο σχηματισμός σωματιδίων άλφα διευκολύνεται από την πυρηνική διάσπαση άλφα, τις πυρηνικές αντιδράσεις ή τον πλήρη ιονισμό των ατόμων ηλίου-4. Οι πρωτογενείς κοσμικές ακτίνες αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από σωματίδια άλφα.

Βασικά, αυτοί είναι επιταχυνόμενοι πυρήνες ηλίου από ροές διαστρικού αερίου. Ορισμένα σωματίδια προκύπτουν ως τσιπ από βαρύτερους πυρήνες κοσμικής ακτίνας. Είναι επίσης δυνατό να τα αποκτήσετε χρησιμοποιώντας έναν επιταχυντή φορτισμένων σωματιδίων.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα

Η ακτινοβολία άλφα είναι ένας τύπος ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Πρόκειται για ένα ρεύμα βαρέων σωματιδίων, θετικά φορτισμένα, που κινούνται με ταχύτητα περίπου 20.000 km/sec και έχουν επαρκή ενέργεια. Οι κύριες πηγές αυτού του τύπου ακτινοβολίας είναι ραδιενεργά ισότοπα ουσιών που έχουν ιδιότητες διάσπασης λόγω της αδυναμίας των ατομικών δεσμών. Αυτή η διάσπαση συμβάλλει στην εκπομπή σωματιδίων άλφα.

Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της ακτινοβολίας είναι η πολύ χαμηλή διεισδυτική της ικανότητα.Αυτό το κάνει διαφορετικό από άλλους τύπους πυρηνικής ακτινοβολίας. Αυτό προκύπτει από τις υψηλότερες ιονιστικές τους ικανότητες. Αλλά κάθε ενέργεια ιονισμού απαιτεί ένα ορισμένο ποσό ενέργειας.

Η αλληλεπίδραση των βαρέων φορτισμένων σωματιδίων συμβαίνει συχνότερα με τα ατομικά ηλεκτρόνια, επομένως σχεδόν δεν αποκλίνουν από την αρχική κατεύθυνση κίνησης. Με βάση αυτό, η διαδρομή των σωματιδίων μετράται ως η άμεση απόσταση από την πηγή των ίδιων των σωματιδίων μέχρι το σημείο όπου σταματούν.

Το εύρος των σωματιδίων άλφα μετριέται σε μονάδες μήκους ή επιφανειακής πυκνότητας του υλικού. Στον αέρα, η τιμή μιας τέτοιας διαδρομής μπορεί να είναι 3 - 11 cm, και σε υγρά ή στερεά μέσα - μόνο εκατοστά του χιλιοστού.

Επιπτώσεις στον άνθρωπο

Λόγω του πολύ ενεργού ιονισμού των ατόμων, τα σωματίδια άλφα χάνουν έντονα ενέργεια. Επομένως, δεν αρκεί καν να διεισδύσει στο νεκρό στρώμα του δέρματος. Αυτό μειώνει τους κινδύνους έκθεσης σε ακτινοβολία στο μηδέν. Αλλά εάν τα σωματίδια παράγονται χρησιμοποιώντας έναν επιταχυντή, θα γίνουν πολύ ενεργητικά.

Ο κύριος κίνδυνος προέρχεται από τα σωματίδια που παράγονται κατά τη διάσπαση άλφα των ραδιονουκλεϊδίων.Εάν εισέλθουν στο σώμα, ακόμη και μια μικροσκοπική δόση είναι αρκετή για να προκαλέσει οξεία ασθένεια ακτινοβολίας. Και πολύ συχνά αυτή η ασθένεια καταλήγει σε θάνατο.

Επιπτώσεις στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό

Τα σωματίδια άλφα δημιουργούν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών σε ημιαγωγούς. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αστοχίες σε συσκευές ημιαγωγών. Για την αποφυγή ανεπιθύμητων συνεπειών για την παραγωγή μικροκυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται υλικά με χαμηλή δραστηριότητα άλφα.

Ανίχνευση

Για να γνωρίζουμε εάν υπάρχει ακτινοβολία άλφα και σε ποιες ποσότητες, πρέπει να ανιχνευθεί και να μετρηθεί. Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχουν ανιχνευτές - μετρητές σωματιδίων. Αυτά τα όργανα καταγράφουν τόσο τα ίδια τα σωματίδια όσο και τους μεμονωμένους ατομικούς πυρήνες και καθορίζουν τα χαρακτηριστικά τους. Ο πιο διάσημος ανιχνευτής είναι ο μετρητής Geiger.

Προστασία σωματιδίων άλφα

Η χαμηλή διεισδυτική ισχύς της ακτινοβολίας άλφα το καθιστά αρκετά ασφαλές. Επηρεάζει το ανθρώπινο σώμα μόνο σε κοντινή απόσταση από την πηγή ακτινοβολίας. Ένα φύλλο χαρτιού, λαστιχένια γάντια και πλαστικά γυαλιά είναι αρκετά για να προστατευτείτε αξιόπιστα.

Απαραίτητη προϋπόθεση πρέπει να είναι η παρουσία αναπνευστήρα. Ο κύριος κίνδυνος είναι η είσοδος σωματιδίων στο σώμα, επομένως η αναπνευστική οδός πρέπει να προστατεύεται ιδιαίτερα προσεκτικά.

Οφέλη της ακτινοβολίας άλφα

Η ιατρική χρήση αυτού του τύπου ακτινοβολίας ονομάζεται άλφα θεραπεία. Χρησιμοποιεί ισότοπα που λαμβάνονται από ακτινοβολία άλφα - ραδόνιο, θόρο, τα οποία έχουν μικρή διάρκεια ζωής.

Έχουν επίσης αναπτυχθεί ειδικές διαδικασίες που έχουν θετική επίδραση στα ζωτικά συστήματα του ανθρώπινου σώματος και παρέχουν επίσης αναλγητικά και αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα. Αυτά είναι λουτρά ραδονίου, άλφα-ραδιενεργές κομπρέσες, εισπνοή αέρα κορεσμένου με ραδόνιο. Σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία άλφα είναι χρήσιμη ραδιενέργεια.

Οι γιατροί στο Ηνωμένο Βασίλειο πειραματίζονται με επιτυχία με νέα μέσα χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα των σωματιδίων άλφα. Το πείραμα διεξήχθη σε 992 ασθενείς των οποίων ο προστάτης προσβλήθηκε από καρκίνο σε προχωρημένο στάδιο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της θνησιμότητας κατά 30%.

Τα ευρήματα των επιστημόνων υποδηλώνουν ότι τα σωματίδια άλφα είναι ασφαλή για τους ασθενείς.Είναι επίσης πιο αποτελεσματικά σε σύγκριση με τα σωματίδια βήτα που χρησιμοποιούνταν συνήθως. Επίσης, η επίδρασή τους είναι πιο στοχευμένη και δεν χρειάζονται περισσότερα από τρία χτυπήματα για να καταστραφεί ένα καρκινικό κύτταρο. Τα σωματίδια βήτα επιτυγχάνουν το ίδιο αποτέλεσμα μετά από αρκετές χιλιάδες χτυπήματα.

Πηγές ακτινοβολίας

Ένας ενεργά αναπτυσσόμενος πολιτισμός μολύνει ενεργά το περιβάλλον. Η ραδιενεργή μόλυνση του χώρου γύρω μας διευκολύνεται από εγκαταστάσεις της βιομηχανίας ουρανίου, πυρηνικούς αντιδραστήρες, επιχειρήσεις ραδιοχημικής βιομηχανίας και χώρους διάθεσης ραδιενεργών αποβλήτων.

Επίσης, η ακτινοβολία άλφα και άλλα είδη είναι δυνατά όταν χρησιμοποιούνται ραδιονουκλεΐδια σε εθνικές οικονομικές εγκαταστάσεις. Η διαστημική έρευνα και τα δίκτυα εργαστηρίων ραδιοϊσοτόπων προσθέτουν επίσης ακτινοβολία στη συνολική μάζα.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία (εφεξής καλούμενη IR) είναι η ακτινοβολία της οποίας η αλληλεπίδραση με την ύλη οδηγεί στον ιονισμό ατόμων και μορίων, δηλ. αυτή η αλληλεπίδραση οδηγεί στη διέγερση του ατόμου και στον διαχωρισμό των μεμονωμένων ηλεκτρονίων (αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) από τα ατομικά κελύφη. Ως αποτέλεσμα, στερούμενο ενός ή περισσότερων ηλεκτρονίων, το άτομο μετατρέπεται σε θετικά φορτισμένο ιόν - εμφανίζεται πρωτογενής ιονισμός. II περιλαμβάνει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ακτινοβολία γάμμα) και ροές φορτισμένων και ουδέτερων σωματιδίων - σωματιδιακή ακτινοβολία (ακτινοβολία άλφα, ακτινοβολία βήτα και ακτινοβολία νετρονίων).

Ακτινοβολία άλφααναφέρεται στη σωματιδιακή ακτινοβολία. Αυτό είναι ένα ρεύμα βαρέων θετικά φορτισμένων σωματιδίων άλφα (πυρήνες ατόμων ηλίου) που προκύπτουν από τη διάσπαση ατόμων βαρέων στοιχείων όπως το ουράνιο, το ράδιο και το θόριο. Δεδομένου ότι τα σωματίδια είναι βαριά, το εύρος των σωματιδίων άλφα σε μια ουσία (δηλαδή η διαδρομή κατά την οποία παράγουν ιονισμό) αποδεικνύεται πολύ σύντομη: εκατοστά του χιλιοστού σε βιολογικά μέσα, 2,5-8 cm στον αέρα. Έτσι, ένα κανονικό φύλλο χαρτιού ή το εξωτερικό νεκρό στρώμα δέρματος μπορεί να παγιδεύσει αυτά τα σωματίδια.

Ωστόσο, οι ουσίες που εκπέμπουν σωματίδια άλφα έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Ως αποτέλεσμα τέτοιων ουσιών που εισέρχονται στο σώμα με τροφή, αέρα ή μέσω πληγών, μεταφέρονται σε όλο το σώμα από την κυκλοφορία του αίματος, εναποτίθενται σε όργανα που είναι υπεύθυνα για το μεταβολισμό και την προστασία του σώματος (για παράδειγμα, σπλήνα ή λεμφαδένες). προκαλώντας εσωτερική ακτινοβολία του σώματος . Ο κίνδυνος μιας τέτοιας εσωτερικής ακτινοβολίας του σώματος είναι μεγάλος, γιατί αυτά τα σωματίδια άλφα δημιουργούν έναν πολύ μεγάλο αριθμό ιόντων (έως και αρκετές χιλιάδες ζεύγη ιόντων ανά 1 μικρόν διαδρομής στους ιστούς). Ο ιονισμός, με τη σειρά του, καθορίζει μια σειρά από χαρακτηριστικά εκείνων των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στην ύλη, ιδιαίτερα στον ζωντανό ιστό (σχηματισμός ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων, ελεύθερου υδρογόνου και οξυγόνου, κ.λπ.).

Ακτινοβολία βήτα(ακτίνες βήτα, ή ρεύμα σωματιδίων βήτα) αναφέρεται επίσης στον σωματιδιακό τύπο ακτινοβολίας. Αυτό είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων (ακτινοβολία β ή, πιο συχνά, μόνο ακτινοβολία β) ή ποζιτρονίων (ακτινοβολία β+) που εκπέμπονται κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής βήτα διάσπασης των πυρήνων ορισμένων ατόμων. Τα ηλεκτρόνια ή τα ποζιτρόνια παράγονται στον πυρήνα όταν ένα νετρόνιο μετατρέπεται σε πρωτόνιο ή ένα πρωτόνιο σε νετρόνιο, αντίστοιχα.

Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ μικρότερα από τα σωματίδια άλφα και μπορούν να διεισδύσουν σε βάθος 10-15 εκατοστών σε μια ουσία (σώμα) (βλ. εκατοστά του χιλιοστού για τα σωματίδια άλφα). Όταν διέρχεται από την ύλη, η ακτινοβολία βήτα αλληλεπιδρά με τα ηλεκτρόνια και τους πυρήνες των ατόμων της, ξοδεύοντας την ενέργειά της σε αυτό και επιβραδύνοντας την κίνηση μέχρι να σταματήσει τελείως. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, για την προστασία από την ακτινοβολία βήτα, αρκεί να έχουμε ένα οργανικό γυαλί κατάλληλου πάχους. Η χρήση της ακτινοβολίας βήτα στην ιατρική για επιφανειακή, διάμεση και ενδοκοιλιακή ακτινοθεραπεία βασίζεται σε αυτές τις ίδιες ιδιότητες.

Ακτινοβολία νετρονίων- άλλος τύπος σωματιδιακού τύπου ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία νετρονίων είναι μια ροή νετρονίων (στοιχειώδη σωματίδια που δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο). Τα νετρόνια δεν έχουν ιονιστικό αποτέλεσμα, αλλά ένα πολύ σημαντικό ιονιστικό αποτέλεσμα συμβαίνει λόγω της ελαστικής και ανελαστικής σκέδασης στους πυρήνες της ύλης.

Οι ουσίες που ακτινοβολούνται από νετρόνια μπορούν να αποκτήσουν ραδιενεργές ιδιότητες, δηλαδή να λάβουν τη λεγόμενη επαγόμενη ραδιενέργεια. Η ακτινοβολία νετρονίων παράγεται κατά τη λειτουργία επιταχυντών σωματιδίων, σε πυρηνικούς αντιδραστήρες, βιομηχανικές και εργαστηριακές εγκαταστάσεις, κατά τη διάρκεια πυρηνικών εκρήξεων κ.λπ. Η ακτινοβολία νετρονίων έχει τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα. Τα καλύτερα υλικά για προστασία από την ακτινοβολία νετρονίων είναι τα υλικά που περιέχουν υδρογόνο.

Ακτίνες γάμμα και ακτίνες Χανήκουν στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων ακτινοβολίας έγκειται στον μηχανισμό εμφάνισής τους. Η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι εξωπυρηνικής προέλευσης, η ακτινοβολία γάμμα είναι προϊόν πυρηνικής διάσπασης.

Η ακτινοβολία ακτίνων Χ ανακαλύφθηκε το 1895 από τον φυσικό Ρέντγκεν. Πρόκειται για αόρατη ακτινοβολία ικανή να διεισδύσει, αν και σε διάφορους βαθμούς, σε όλες τις ουσίες. Είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος της τάξης του - από 10 -12 έως 10 -7. Η πηγή των ακτίνων Χ είναι ένας σωλήνας ακτίνων Χ, ορισμένα ραδιονουκλίδια (για παράδειγμα, εκπομποί βήτα), επιταχυντές και συσκευές αποθήκευσης ηλεκτρονίων (ακτινοβολία σύγχροτρον).

Ο σωλήνας ακτίνων Χ έχει δύο ηλεκτρόδια - την κάθοδο και την άνοδο (αρνητικά και θετικά ηλεκτρόδια, αντίστοιχα). Όταν η κάθοδος θερμαίνεται, εμφανίζεται εκπομπή ηλεκτρονίων (το φαινόμενο της εκπομπής ηλεκτρονίων από την επιφάνεια ενός στερεού ή υγρού). Τα ηλεκτρόνια που διαφεύγουν από την κάθοδο επιταχύνονται από το ηλεκτρικό πεδίο και προσκρούουν στην επιφάνεια της ανόδου, όπου επιβραδύνονται απότομα, με αποτέλεσμα την ακτινοβολία ακτίνων Χ. Όπως το ορατό φως, οι ακτίνες Χ κάνουν το φωτογραφικό φιλμ να μαυρίζει. Αυτή είναι μια από τις ιδιότητές του, θεμελιώδεις για την ιατρική - ότι διαπερνά την ακτινοβολία και, κατά συνέπεια, ο ασθενής μπορεί να φωτιστεί με τη βοήθειά της, και επειδή Οι ιστοί διαφορετικής πυκνότητας απορροφούν τις ακτίνες Χ διαφορετικά - μπορούμε να διαγνώσουμε πολλούς τύπους ασθενειών των εσωτερικών οργάνων σε πολύ πρώιμο στάδιο.

Η ακτινοβολία γάμμα είναι ενδοπυρηνικής προέλευσης. Συμβαίνει κατά τη διάσπαση των ραδιενεργών πυρήνων, τη μετάβαση των πυρήνων από μια διεγερμένη κατάσταση στη βασική κατάσταση, κατά την αλληλεπίδραση γρήγορα φορτισμένων σωματιδίων με την ύλη, την εκμηδένιση ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων κ.λπ.

Η υψηλή διεισδυτική ισχύς της ακτινοβολίας γάμμα εξηγείται από το μικρό μήκος κύματός της. Για την αποδυνάμωση της ροής της ακτινοβολίας γάμμα χρησιμοποιούνται ουσίες με σημαντικό αριθμό μάζας (μόλυβδος, βολφράμιο, ουράνιο κ.λπ.) και κάθε είδους συνθέσεις υψηλής πυκνότητας (διάφορα σκυροδέματα με μεταλλικά πληρωτικά).

 Θεωρία:Η ραδιενέργεια είναι μια αλλαγή στη σύνθεση του ατομικού πυρήνα.

Ακτινοβολία άλφα - ροή πυρήνων ηλίου (ροή θετικά φορτισμένων σωματιδίων)
Με την ακτινοβολία άλφα, ο αριθμός μάζας μειώνεται κατά 4 και ο αριθμός φορτίου μειώνεται κατά 2.
Κανόνας μετατόπισης: με την ακτινοβολία άλφα, ένα στοιχείο μετατοπίζεται δύο κελιά στην αρχή του περιοδικού πίνακα.

ακτινοβολία βήτα - ροή ηλεκτρονίων (ροή αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων)
Με την ακτινοβολία βήτα, ο αριθμός μάζας δεν αλλάζει, ο αριθμός φορτίου αυξάνεται κατά 1.
Κανόνας μετατόπισης: Η ακτινοβολία βήτα αναγκάζει ένα στοιχείο να μετατοπίσει ένα κελί προς το τέλος του περιοδικού πίνακα.

ακτινοβολία γάμμα - ηλεκτρομαγνητικό κύμα υψηλής συχνότητας και διεισδυτικής ικανότητας.

Όταν τα σωματίδια α και β εισέρχονται σε ένα μαγνητικό πεδίο, μια δύναμη ασκεί πάνω τους, εκτρέποντάς τα προς τα πλάγια. Η μάζα των σωματιδίων άλφα είναι μεγαλύτερη από τη μάζα των σωματιδίων βήτα, επομένως εκτρέπονται λιγότερο. Η κατεύθυνση της δύναμης είναι κατά μήκος . Οι ακτίνες γ δεν υποκλίνονται.

Ημιζωήείναι η χρονική περίοδος κατά την οποία διασπάται ο μισός αρχικός αριθμός ραδιενεργών πυρήνων. Όμως ο νόμος του χρόνου ημιζωής ισχύει μόνο για μεγάλο αριθμό ατόμων. Δεδομένου ότι είναι αδύνατο να προβλεφθεί πότε ένας μόνος πυρήνας θα διασπαστεί, αλλά για μεγάλο αριθμό σωματιδίων αυτός ο νόμος ισχύει.


Όταν εκπέμπει ένα γ-κβάντο
1) οι αριθμοί μάζας και φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζουν
2) ο αριθμός μάζας και φορτίου του πυρήνα αυξάνεται
3) ο μαζικός αριθμός του πυρήνα δεν αλλάζει, ο αριθμός φορτίου του πυρήνα αυξάνεται
4) ο μαζικός αριθμός του πυρήνα αυξάνεται, ο αριθμός φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζει
Λύση:Η ακτινοβολία γάμμα είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, δεν επηρεάζει τη σύνθεση του ατομικού πυρήνα, η μάζα και οι αριθμοί φορτίου του πυρήνα δεν αλλάζουν.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι μια αντίδραση β-διάσπασης;

1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Λύση:Η διάσπαση βήτα συνοδεύεται από εκπομπή ηλεκτρονίων· δεν υπάρχει ηλεκτρόνιο σε καμία από τις αντιδράσεις.
Απάντηση: 4
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι μια αντίδραση β-διάσπασης;
1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Λύση:Η διάσπαση βήτα συνοδεύεται από εκπομπή ηλεκτρονίων, και στις δύο αντιδράσεις σχηματίζεται ένα ηλεκτρόνιο..
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας το τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε ποιο ισότοπο του στοιχείου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διάσπασης άλφα του βισμούθου.

1) ισότοπο μολύβδου
2) ισότοπο θαλλίου
3) ισότοπο πολώνιου
4) ισότοπο αστατίνης
Λύση:ως αποτέλεσμα της διάσπασης άλφα, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου θα μειωθεί κατά 2, από το βισμούθιο (Z=83) το στοιχείο θα μετατραπεί σε ισότοπο του θαλλίου (Z=81)
Απάντηση: 2

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας ένα τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε ποιο ισότοπο του στοιχείου σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της ηλεκτρονικής βήτα διάσπασης του βισμούθιου.

1) ισότοπο μολύβδου
2) ισότοπο θαλλίου
3) ισότοπο πολώνιου
4) ισότοπο αστατίνης
Λύση:ως αποτέλεσμα της διάσπασης βήτα, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου θα αυξηθεί κατά 1, από το βισμούθιο (Z=83) το στοιχείο θα μετατραπεί σε ισότοπο του πολωνίου (Z=84)
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ένα δοχείο που περιέχει μια ραδιενεργή ουσία τοποθετείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, προκαλώντας τη διάσπαση μιας δέσμης ραδιενεργής ακτινοβολίας σε τρία συστατικά (βλ. σχήμα).

Το στοιχείο (3) αντιστοιχεί σε
1) ακτινοβολία γάμμα
2) Ακτινοβολία άλφα
3) ακτινοβολία βήτα
4) ακτινοβολία νετρονίων
Λύση:Ας χρησιμοποιήσουμε τον κανόνα του αριστερού χεριού, η ροή των σωματιδίων κατευθύνεται προς τα πάνω, δείχνει τέσσερα δάχτυλα προς τα πάνω. Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου κατευθύνονται στο επίπεδο της οθόνης (μακριά από εμάς), οι γραμμές μαγνητικού πεδίου κατευθύνονται στην παλάμη, ο αντίχειρας λυγισμένος 90 o δείχνει ότι τα θετικά φορτισμένα σωματίδια εκτρέπονται προς τα αριστερά. Το συστατικό (3) αποκλίνει προς τα δεξιά, επομένως αυτά τα σωματίδια είναι αρνητικά φορτισμένα. Η ακτινοβολία βήτα είναι ένα ρεύμα αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων.
Μέθοδος 2:Το στοιχείο (3) αποκλίνει περισσότερο από το στοιχείο (1), που σημαίνει ότι το (3) έχει μικρότερη μάζα. Ένα ηλεκτρόνιο έχει μάζα μικρότερη από αυτή ενός πυρήνα ηλίου, που σημαίνει ότι το συστατικό (3) είναι μια ροή ηλεκτρονίων (ακτινοβολία γάμμα)
Απάντηση: 3

Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ο χρόνος ημιζωής είναι η χρονική περίοδος κατά την οποία διασπάται ο μισός αρχικός αριθμός ραδιενεργών πυρήνων. Το σχήμα δείχνει ένα γράφημα των αλλαγών στον αριθμό N των ραδιενεργών πυρήνων με την πάροδο του χρόνου t.

Σύμφωνα με το γράφημα, ο χρόνος ημιζωής είναι
1) 10 δευτ
2) 20 δευτ
3) 30 δευτ
4) 40 δευτ
Λύση:Τη χρονική στιγμή t 1 = 20 δευτερόλεπτα υπήρχαν N 1 = 40 10 6 ραδιενεργοί πυρήνες, οι μισοί από τους ραδιενεργούς πυρήνες N 2 = 20 10 6 είχαν αποσυντεθεί τη στιγμή t 2 = 40 δευτερόλεπτα, επομένως ο χρόνος ημιζωής T = t 2 - t 1 = 40 - 20 = 20 s, το γράφημα δείχνει ότι κάθε 20 δευτερόλεπτα τα μισά από τα υπόλοιπα άτομα διασπώνται.
Απάντηση: 2
Ανάθεση OGE στη φυσική 2017:Κατά την άλφα διάσπαση ενός πυρήνα, ο αριθμός φορτίου του
1) μειώνεται κατά 2 μονάδες
2) μειώνεται κατά 4 μονάδες
3) αυξάνεται κατά 2 μονάδες
4) αυξάνεται κατά 4 μονάδες
Λύση:Κατά την άλφα διάσπαση ενός πυρήνα, ο αριθμός φορτίου του μειώνεται κατά 2 μονάδες, επειδή πετάει έξω ένας πυρήνας ηλίου με φορτίο +2e.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Κατά τη μελέτη της φυσικής ραδιενέργειας, ανακαλύφθηκαν τρεις τύποι ακτινοβολίας: ακτινοβολία άλφα (ένα ρεύμα σωματιδίων άλφα), ακτινοβολία βήτα (ένα ρεύμα σωματιδίων βήτα) και ακτινοβολία γάμμα. Ποιο είναι το πρόσημο και το μέγεθος του φορτίου των σωματιδίων βήτα;
1) θετικό και ίσο σε συντελεστή με το στοιχειώδες φορτίο
2) θετικό και ίσο σε συντελεστή με δύο στοιχειώδη φορτία
3) αρνητικό και ίσο σε συντελεστή με το στοιχειώδες φορτίο
4) Τα σωματίδια βήτα δεν έχουν φορτίο
Λύση:Η ακτινοβολία βήτα είναι μια ροή ηλεκτρονίων, το φορτίο του ηλεκτρονίου είναι αρνητικό και ίσο σε μέγεθος με το στοιχειώδες φορτίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Παρακάτω είναι οι εξισώσεις για δύο πυρηνικές αντιδράσεις. Ποια είναι μια αντίδραση α-διάσπασης;

1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Λύση:Η διάσπαση άλφα παράγει πυρήνες ηλίου· από τις δύο αντιδράσεις, μόνο η δεύτερη παράγει έναν πυρήνα ηλίου.
Απάντηση: 2
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ένα ραδιενεργό φάρμακο τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο μπορεί να αποκλίνει
Α. α-ακτίνες.
Β. ακτίνες β.
Η σωστή απάντηση είναι
1) μόνο Α
2) μόνο Β
3) και το Α και το Β
4) ούτε Α ούτε Β
Λύση:ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο εκτρέπεται, οι ακτίνες α και οι ακτίνες β έχουν φορτίο, επομένως, θα εκτρέπονται στο μαγνητικό πεδίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ποιοι τύποι ραδιενεργών ακτινοβολιών που διέρχονται από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο δεν εκτρέπονται;
1) Ακτινοβολία άλφα
2) ακτινοβολία βήτα
3) ακτινοβολία γάμμα
4) Ακτινοβολία άλφα και ακτινοβολία βήτα
Λύση:ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο που εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο εκτρέπεται· οι ακτίνες γάμμα δεν έχουν φορτίο, επομένως δεν εκτρέπονται σε ένα μαγνητικό πεδίο.
Απάντηση: 3
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Φυσική ραδιενέργεια του στοιχείου
1) εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος
2) εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση
3) εξαρτάται από τη χημική ένωση που περιέχει ένα ραδιενεργό στοιχείο
4) δεν εξαρτάται από τους αναφερόμενους παράγοντες
Απάντηση: 4
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Χρησιμοποιώντας ένα τμήμα του Περιοδικού Πίνακα Χημικών Στοιχείων που παρουσιάζεται στο σχήμα, προσδιορίστε τη σύνθεση του πυρήνα του φθορίου με αριθμό μάζας 19.

1) 9 πρωτόνια, 10 νετρόνια
2) 10 πρωτόνια, 9 νετρόνια
3) 9 πρωτόνια, 19 νετρόνια
4) 19 πρωτόνια, 9 νετρόνια
Λύση:ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό του στοιχείου, το φθόριο έχει 9 πρωτόνια, για να βρούμε τον αριθμό των νετρονίων από τον μαζικό αριθμό αφαιρούμε τον αριθμό φορτίου 19-9 = 10.
Απάντηση: 1
Ανάθεση OGE στη φυσική (fipi):Ποιος από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας - α, β ή γ - έχει τη μικρότερη διεισδυτική ισχύ;
1) α
2) β
3) γ

Λύση:Από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας, οι μεγαλύτεροι είναι τα σωματίδια α, οι πυρήνες ηλίου είναι μεγαλύτεροι από τα ηλεκτρόνια και τις ακτίνες γάμμα, επομένως είναι πιο δύσκολο για αυτούς να περάσουν μέσα από ένα εμπόδιο.
Απάντηση: 1
Ποιος από τους τρεις τύπους ακτινοβολίας - α, β ή γ - έχει τη μεγαλύτερη διεισδυτική δύναμη;
1) α
2) β
3) γ
4) η διεισδυτική ικανότητα όλων των τύπων ακτινοβολίας είναι η ίδια

Ραδιενέργεια είναι ο αυθόρμητος μετασχηματισμός ορισμένων ατομικών πυρήνων σε άλλους, που συνοδεύεται από την εκπομπή στοιχειωδών σωματιδίων. Μόνο ασταθείς πυρήνες υφίστανται τέτοιους μετασχηματισμούς. Οι ραδιενεργές διεργασίες περιλαμβάνουν: 1) α - διάσπαση, 2) β - διάσπαση (συμπεριλαμβανομένης της σύλληψης ηλεκτρονίων), 3) γ - πυρηνική ακτινοβολία, 4) αυθόρμητη σχάση βαρέων πυρήνων, 5) ραδιενέργεια πρωτονίων.

Η διαδικασία ραδιενεργού μετασχηματισμού των πυρήνων που υπάρχουν στη φύση και των πυρήνων που λαμβάνονται μέσω πυρηνικών αντιδράσεων υπακούει στους ίδιους νόμους.

Νόμος του ραδιενεργού μετασχηματισμού . Οι μεμονωμένοι ραδιενεργοί πυρήνες υφίστανται μετασχηματισμό ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Επομένως, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο αριθμός των πυρήνων dN που διασπώνται σε σύντομο χρονικό διάστημα dt είναι ανάλογος τόσο με τον αριθμό των διαθέσιμων πυρήνων N όσο και με το χρονικό διάστημα dt:

Εδώ το λ είναι ένα σταθερό χαρακτηριστικό κάθε ραδιενεργού ουσίας, που ονομάζεται σταθερή αποσύνθεσης. Το πρόσημο μείον λαμβάνεται έτσι ώστε το dN να μπορεί να θεωρηθεί ως μια αύξηση στον αριθμό των μη αποσυντιθέμενων πυρήνων N.

Η ολοκλήρωση της έκφρασης οδηγεί στη σχέση

N = N 0 e -λt ,

όπου N 0 είναι ο αριθμός των πυρήνων την αρχική στιγμή, N είναι ο αριθμός των μη αποσυντιθέμενων πυρήνων τη στιγμή t. Ο τύπος εκφράζει το νόμο του ραδιενεργού μετασχηματισμού. Αυτός ο νόμος είναι πολύ απλός: ο αριθμός των μη αποσυντιθέμενων πυρήνων μειώνεται εκθετικά με το χρόνο.

Ο αριθμός των πυρήνων που διασπώνται κατά τη διάρκεια του χρόνου t καθορίζεται από την έκφραση

Ν 0 - Ν = Ν 0 (1 - e -λt).

Ο χρόνος κατά τον οποίο διασπάται ο μισός αρχικός αριθμός πυρήνων ονομάζεται ημιζωήΤ. Αυτός ο χρόνος καθορίζεται από την συνθήκη

Ο χρόνος ημιζωής για τους γνωστούς επί του παρόντος ραδιενεργούς πυρήνες κυμαίνεται από 3·10 -7 δευτερόλεπτα έως 5·10 15 χρόνια.

Ας βρούμε τη μέση διάρκεια ζωής ενός ραδιενεργού πυρήνα. Ο αριθμός των πυρήνων dN(t) που υφίστανται μετασχηματισμό κατά τη διάρκεια του χρονικού διαστήματος από t έως (t + dt) προσδιορίζεται από το μέτρο της έκφρασης: dN(t) = λN(t)dt. Η διάρκεια ζωής καθενός από αυτούς τους πυρήνες είναι t. Κατά συνέπεια, το άθροισμα των ζωών όλων των αρχικά διαθέσιμων πυρήνων N 0 λαμβάνεται με την ολοκλήρωση της έκφρασης tdN(t). Διαιρώντας αυτό το άθροισμα με τον αριθμό των πυρήνων N 0 παίρνουμε τη μέση διάρκεια ζωήςτ ραδιενεργός πυρήνας:

Ας αντικαταστήσουμε την έκφραση με το N(t) εδώ:

(πρέπει να μεταβείτε στη μεταβλητή x = λt και να πραγματοποιήσετε ολοκλήρωση ανά μέρη). Έτσι, η μέση διάρκεια ζωής είναι το αντίστροφο της σταθεράς διάσπασης λ:

.

Η σύγκριση με δείχνει ότι ο χρόνος ημιζωής T διαφέρει από το τ κατά έναν αριθμητικό παράγοντα ίσο με ln2.

Συχνά συμβαίνει ότι οι πυρήνες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα του ραδιενεργού μετασχηματισμού, με τη σειρά τους, αποδεικνύονται ραδιενεργοί και διασπώνται με διαφορετικό ρυθμό, που χαρακτηρίζεται από διαφορετική σταθερά διάσπασης. Τα νέα προϊόντα αποσύνθεσης μπορεί επίσης να αποδειχθούν ραδιενεργά κ.λπ. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια ολόκληρη σειρά ραδιενεργών μετασχηματισμών. Στη φύση, υπάρχουν τρεις ραδιενεργές σειρές (ή οικογένειες), οι πρόγονοι των οποίων είναι
(σειρά ουρανίου),
(σειρά θόριο) και
(σειρά actinouranium). Τα τελικά προϊόντα και στις τρεις περιπτώσεις είναι ισότοπα μολύβδου - στην πρώτη περίπτωση
, στο δεύτερο
, και τέλος, στο τρίτο
.

Η φυσική ραδιενέργεια ανακαλύφθηκε το 1896 από τον Γάλλο επιστήμονα A. Becquerel. Ο Pierre Curie και η Maria Sklodowska-Curie συνέβαλαν πολύ στη μελέτη των ραδιενεργών ουσιών. Έχει ανακαλυφθεί ότι υπάρχουν τρεις τύποι ραδιενεργού ακτινοβολίας. Μία από αυτές, που ονομάζεται α-ακτίνες, εκτρέπεται υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου προς την ίδια κατεύθυνση προς την οποία θα εκτρέπεται η ροή των θετικά φορτισμένων σωματιδίων. Η δεύτερη, που ονομάζεται ακτίνες β, εκτρέπεται από το μαγνητικό πεδίο προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλ. όπως ακριβώς θα εκτρέπονταν η ροή των αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων. Τέλος, η τρίτη ακτινοβολία, η οποία δεν αντιδρά με κανένα τρόπο στη δράση ενός μαγνητικού πεδίου, ονομάστηκε ακτίνες γ. Στη συνέχεια, αποδείχθηκε ότι οι ακτίνες γ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία πολύ μικρού μήκους κύματος (από 10 -3 έως 1 Α).

Άλφα αποσύνθεση . Οι ακτίνες άλφα είναι ένα ρεύμα πυρήνων ηλίου
. Η αποσύνθεση προχωρά σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Το γράμμα Χ υποδηλώνει το χημικό σύμβολο του αποσυντιθέμενου (μητρικού) πυρήνα και το γράμμα Υ υποδηλώνει το χημικό σύμβολο του προκύπτοντος (θυγατρικού) πυρήνα. Η διάσπαση άλφα συνήθως συνοδεύεται από την εκπομπή ακτίνων γ από τον θυγατρικό πυρήνα. Από το διάγραμμα διάσπασης είναι σαφές ότι ο ατομικός αριθμός της θυγατρικής ουσίας είναι 2 μονάδες και ο μαζικός αριθμός είναι 4 μονάδες μικρότερος από αυτόν της μητρικής ουσίας. Ένα παράδειγμα είναι η διάσπαση του ισοτόπου ουρανίου
, προχωρώντας στον σχηματισμό θορίου:

.

Οι ταχύτητες με τις οποίες τα σωματίδια α (δηλαδή οι πυρήνες
) πετάω έξω από

ο αποσυντιθέμενος πυρήνας είναι πολύ μεγάλος (~ 10 9 cm/s, κινητική ενέργεια της τάξης πολλών MeV). Πετώντας μέσα από την ύλη, ένα σωματίδιο α χάνει σταδιακά την ενέργειά του, ξοδεύοντάς την στον ιονισμό των μορίων της ουσίας και τελικά σταματά. Κατά μέσο όρο 35 eV δαπανώνται για το σχηματισμό ενός ζεύγους ιόντων στον αέρα. Έτσι, ένα α-σωματίδιο σχηματίζει περίπου 10 5 ζεύγη ιόντων κατά μήκος της διαδρομής του. Φυσικά, όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα της ουσίας, τόσο μικρότερο είναι το εύρος των σωματιδίων α πριν σταματήσουν. Έτσι, στον αέρα υπό κανονική πίεση το εύρος είναι αρκετά εκατοστά· σε μια στερεή ουσία το εύρος είναι της τάξης των 10 -3 cm (τα σωματίδια α συγκρατούνται πλήρως από ένα συνηθισμένο φύλλο χαρτιού).

Η κινητική ενέργεια των σωματιδίων α προκύπτει λόγω της περίσσειας της ενέργειας ηρεμίας του μητρικού πυρήνα έναντι της συνολικής ενέργειας ηρεμίας του θυγατρικού πυρήνα και του α-σωματιδίου. Αυτή η περίσσεια ενέργειας κατανέμεται μεταξύ του σωματιδίου α και του θυγατρικού πυρήνα σε αναλογία αντιστρόφως ανάλογη με τις μάζες τους. Οι ενέργειες (ταχύτητα) των σωματιδίων α που εκπέμπονται από μια δεδομένη ραδιενεργή ουσία αποδεικνύονται αυστηρά καθορισμένες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια ραδιενεργή ουσία εκπέμπει πολλές ομάδες σωματιδίων α παρόμοιας αλλά διαφορετικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο θυγατρικός πυρήνας μπορεί να προκύψει όχι μόνο σε κανονικές, αλλά και σε διεγερμένες καταστάσεις.

Στο Σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα διάγραμμα που εξηγεί την εμφάνιση διαφόρων ομάδων σωματιδίων α (εμφάνιση της λεπτής δομής του φάσματος α) που εκπέμπονται κατά τη διάσπαση των πυρήνων
(βισμούθιο-212).

Το διάγραμμα στα αριστερά δείχνει τα ενεργειακά επίπεδα του θυγατρικού πυρήνα
(θάλλιο-208). Η ενέργεια της βασικής κατάστασης λαμβάνεται ως μηδέν. Η περίσσεια της ενέργειας ηρεμίας του μητρικού πυρήνα έναντι της ενέργειας ηρεμίας του σωματιδίου α και του θυγατρικού πυρήνα στην κανονική κατάσταση είναι 6,203 MeV. Εάν ο θυγατρικός πυρήνας εμφανίζεται σε μη διεγερμένη κατάσταση, όλη αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή κινητικής ενέργειας και το σωματίδιο α αντιπροσωπεύει

(αυτή η ομάδα σωματιδίων χαρακτηρίζεται στο διάγραμμα με α 0). Εάν ο θυγατρικός πυρήνας εμφανίζεται στην πέμπτη διεγερμένη κατάσταση, η ενέργεια του οποίου είναι 0,617 MeV υψηλότερη από την ενέργεια της κανονικής κατάστασης, τότε η απελευθερωμένη ενέργεια θα είναι 6,203-0,617 = 5,586 MeV και το μερίδιο του σωματιδίου α θα είναι 5,481 MeV (ομάδα σωματιδίων α 5). Ο σχετικός αριθμός σωματιδίων είναι ~27% για το α0, ~70% για το α1 και μόνο ~0,01% για το α5. Οι σχετικές ποσότητες των α 2 , α 3 και α 4 είναι επίσης πολύ μικρές (της τάξης του 0,1-1%).

Η μέση διάρκεια ζωής τ των διεγερμένων καταστάσεων για τους περισσότερους πυρήνες κυμαίνεται από 10 -8 έως 10 -15 s. Σε χρόνο ίσο κατά μέσο όρο με τ, ο θυγατρικός πυρήνας μεταβαίνει σε κανονική ή χαμηλότερη διεγερμένη κατάσταση, εκπέμποντας ένα φωτόνιο γ. Στο Σχ. Το σχήμα 4 δείχνει την εμφάνιση γ – φωτονίων έξι διαφορετικών ενεργειών.

Η ενέργεια διέγερσης του θυγατρικού πυρήνα μπορεί να απελευθερωθεί με άλλους τρόπους. Ένας διεγερμένος πυρήνας μπορεί να εκπέμπει οποιοδήποτε σωματίδιο: ένα πρωτόνιο, ένα νετρόνιο, ένα ηλεκτρόνιο ή ένα σωματίδιο α. Τέλος, ο διεγερμένος πυρήνας που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διάσπασης α μπορεί να δώσει πλεονάζουσα ενέργεια απευθείας (χωρίς προηγούμενη εκπομπή γ - κβαντικού) σε ένα από τα ηλεκτρόνια του κελύφους K-, L- ή ακόμα και M- του ατόμου, όπως με αποτέλεσμα το ηλεκτρόνιο να πετάει έξω από το άτομο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εσωτερική μετατροπή. Προκύπτουν από την αναχώρηση

ηλεκτρόνιο, η κενή θέση θα γεμίσει με ηλεκτρόνια από υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Επομένως, η εσωτερική μετατροπή συνοδεύεται πάντα από την εκπομπή χαρακτηριστικών ακτίνων Χ.

Όπως ένα φωτόνιο δεν υπάρχει σε έτοιμη μορφή στα βάθη ενός ατόμου και εμφανίζεται μόνο τη στιγμή της ακτινοβολίας, έτσι και ένα σωματίδιο α εμφανίζεται τη στιγμή της ραδιενεργής διάσπασης ενός πυρήνα. Φεύγοντας από τον πυρήνα, το σωματίδιο α πρέπει να ξεπεράσει ένα φραγμό δυναμικού, το ύψος του οποίου υπερβαίνει τη συνολική ενέργεια του σωματιδίου α, που είναι κατά μέσο όρο 6 MeV (Εικ. 5). Η εξωτερική πλευρά του φραγμού, που πέφτει ασυμπτωτικά στο μηδέν, προκαλείται από την απώθηση Coulomb του σωματιδίου α και του θυγατρικού πυρήνα. Η εσωτερική πλευρά του φράγματος οφείλεται σε πυρηνικές δυνάμεις. Πειράματα σχετικά με τη διασπορά σωματιδίων α από βαρείς α-ραδιενεργούς πυρήνες έδειξαν ότι το ύψος του φραγμού υπερβαίνει σημαντικά την ενέργεια των σωματιδίων α που εκπέμπονται κατά τη διάσπαση. Σύμφωνα με τις κλασικές έννοιες, είναι αδύνατο για ένα σωματίδιο να ξεπεράσει ένα δυνητικό εμπόδιο υπό τις καθορισμένες συνθήκες. Ωστόσο, σύμφωνα με την κβαντομηχανική, υπάρχει μια μη μηδενική πιθανότητα ένα σωματίδιο να διαρρεύσει μέσα από το φράγμα, σαν να διέρχεται από μια σήραγγα στο φράγμα. Αυτό το φαινόμενο, που ονομάζεται φαινόμενο τούνελ, συζητήθηκε νωρίτερα. Η θεωρία της α - διάσπασης, βασισμένη στην έννοια του φαινομένου της σήραγγας, οδηγεί σε αποτελέσματα που είναι σε καλή συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα.

Βήτα διάσπαση . Υπάρχουν τρεις τύποι β - αποσύνθεσης. Σε μια περίπτωση, ο πυρήνας που υφίσταται μετασχηματισμό εκπέμπει ένα ηλεκτρόνιο, σε μια άλλη - ένα ποζιτρόνιο, στην τρίτη περίπτωση, που ονομάζεται ηλεκτρονική σύλληψη(μι-αρπάζω),ο πυρήνας απορροφά ένα από τα ηλεκτρόνια του κελύφους K, πολύ λιγότερο συχνά είτε το L - είτε το M - κέλυφος (ανάλογα, αντί για e - capture μιλούν για K - σύλληψη, L - σύλληψη ή M - σύλληψη).

Ο πρώτος τύπος αποσύνθεσης (β - – αποσύνθεση ή διάσπαση ηλεκτρονίων) προχωρά σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Για να τονίσουμε τη διατήρηση του φορτίου και του αριθμού των νουκλεονίων στη διαδικασία της β - διάσπασης, αποδώσαμε στο β - ηλεκτρόνιο έναν αριθμό φορτίου Z = -1 και έναν αριθμό μάζας A = 0.

Από το διάγραμμα φαίνεται ότι ο θυγατρικός πυρήνας έχει ατομικό αριθμό ένα μεγαλύτερο από αυτόν του μητρικού πυρήνα, οι μαζικοί αριθμοί και των δύο πυρήνων είναι ίδιοι. Μαζί με το ηλεκτρόνιο εκπέμπεται και ένα αντινετρίνο .Η όλη διαδικασία προχωρά σαν ένα από τα νετρόνια του πυρήνα
μετατράπηκε σε πρωτόνιο, που υφίσταται μετασχηματισμό σύμφωνα με το σχήμα. Γενικά, μια διαδικασία είναι μια ειδική περίπτωση μιας διαδικασίας. Επομένως, λένε ότι ένα ελεύθερο νετρόνιο β είναι ραδιενεργό.

Η διάσπαση βήτα μπορεί να συνοδεύεται από την εκπομπή ακτίνων γ. Ο μηχανισμός εμφάνισής τους είναι ο ίδιος όπως στην περίπτωση της α - διάσπασης - ο θυγατρικός πυρήνας εμφανίζεται όχι μόνο σε φυσιολογικές, αλλά και σε διεγερμένες καταστάσεις. Στη συνέχεια, περνώντας σε μια κατάσταση με χαμηλότερη ενέργεια, ο πυρήνας εκπέμπει ένα γ φωτόνιο.

Ένα παράδειγμα β - διάσπασης είναι ο μετασχηματισμός του θορίου
στο πρωτακτίνιο
με εκπομπή ηλεκτρονίων και αντινετρίνο:

Σε αντίθεση με τα σωματίδια α, τα οποία έχουν μια αυστηρά καθορισμένη ενέργεια σε κάθε ομάδα, τα β-ηλεκτρόνια έχουν μεγάλη ποικιλία κινητικών ενεργειών από 0 έως E max. Στο Σχ. Το σχήμα 6 δείχνει το ενεργειακό φάσμα των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται από τους πυρήνες κατά τη διάσπαση β. Η περιοχή που καλύπτεται από την καμπύλη θα δώσει τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων που εκπέμπονται ανά μονάδα χρόνου, dN - τον αριθμό των ηλεκτρονίων των οποίων η ενέργεια περιέχεται στο διάστημα dE. Η ενέργεια E max αντιστοιχεί στη διαφορά μεταξύ της μάζας του μητρικού πυρήνα και των μαζών του ηλεκτρονίου και του θυγατρικού πυρήνα. Κατά συνέπεια, διασπάσεις στις οποίες η ενέργεια ηλεκτρονίων E είναι μικρότερη από E max συμβαίνουν με προφανή παραβίαση του νόμου διατήρησης της ενέργειας.

Για να εξηγήσει την εξαφάνιση της ενέργειας (E max - E), ο Pauli πρότεινε το 1932 ότι κατά τη διάσπαση βήτα, ένα άλλο σωματίδιο εκπέμπεται μαζί με το ηλεκτρόνιο, το οποίο μεταφέρει ενέργεια (E max - E). Εφόσον αυτό το σωματίδιο δεν αποκαλύπτεται με κανέναν τρόπο, θα πρέπει να αναγνωριστεί ότι είναι ουδέτερο και έχει πολύ μικρή μάζα (έχει πλέον αποδειχθεί ότι η ηρεμία μάζα αυτού του σωματιδίου είναι μηδέν). Μετά από πρόταση του E. Fermi, αυτό το υποθετικό σωματίδιο ονομάστηκε νετρίνο (που σημαίνει «μικρό νετρόνιο»).

Υπάρχει ένας ακόμη λόγος για την υπόθεση των νετρίνων (ή αντινετρίνων). Το σπιν του νετρονίου, του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου είναι το ίδιο και ίσο με 1/2. Αν γράψουμε ένα σχήμα χωρίς αντινετρίνα, τότε το συνολικό σπιν των σωματιδίων που προκύπτουν (το οποίο για δύο σωματίδια με s = 1/2 μπορεί να είναι είτε μηδέν είτε ένα) θα διαφέρει από το σπιν του αρχικού σωματιδίου. Έτσι, η συμμετοχή ενός άλλου σωματιδίου στη διάσπαση β - υπαγορεύεται από το νόμο της διατήρησης της γωνιακής ορμής και σε αυτό το σωματίδιο πρέπει να εκχωρηθεί σπιν ίσο με 1/2 (ή 3/2). Έχει διαπιστωθεί ότι το σπιν των νετρίνων (και των αντινετρίνων) είναι ίσο με 1/2.

Η άμεση πειραματική απόδειξη της ύπαρξης νετρίνων ελήφθη μόλις το 1956.

Έτσι, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση βήτα κατανέμεται μεταξύ του ηλεκτρονίου και του αντινετρίνου (ή μεταξύ του ποζιτρονίου και του νετρίνου, βλέπε παρακάτω) σε μια μεγάλη ποικιλία αναλογιών.

Ο δεύτερος τύπος αποσύνθεσης (β + – αποσύνθεση ή διάσπαση ποζιτρονίων) προχωρά σύμφωνα με το σχέδιο

Ένα παράδειγμα είναι η μετατροπή του αζώτου
σε άνθρακα
:

Από το διάγραμμα φαίνεται ότι ο ατομικός αριθμός του θυγατρικού πυρήνα είναι ένα μικρότερος από αυτόν του μητρικού πυρήνα. Η διαδικασία συνοδεύεται από την εκπομπή ενός ποζιτρονίου e + (στον τύπο υποδεικνύεται με το σύμβολο ) και νετρίνο ν, είναι επίσης δυνατή η ανάδυση ακτίνων γ. Το ποζιτρόνιο είναι το αντισωματίδιο για το ηλεκτρόνιο. Επομένως, και τα δύο σωματίδια που εκπέμπονται κατά τη διάσπαση είναι αντισωματίδια σε σχέση με τα σωματίδια που εκπέμπονται κατά τη διάσπαση

Η διαδικασία διάσπασης β + - προχωρά σαν ένα από τα πρωτόνια του αρχικού πυρήνα να μετατράπηκε σε νετρόνιο, εκπέμποντας ένα ποζιτρόνιο και ένα νετρίνο:

Για ένα ελεύθερο πρωτόνιο, μια τέτοια διαδικασία είναι αδύνατη για ενεργειακούς λόγους, αφού η μάζα του πρωτονίου είναι μικρότερη από τη μάζα του νετρονίου. Ωστόσο, ένα πρωτόνιο στον πυρήνα μπορεί να δανειστεί την απαιτούμενη ενέργεια από άλλα νουκλεόνια που αποτελούν τον πυρήνα.

Ο τρίτος τύπος β - διάσπασης ( ηλεκτρονική σύλληψη) είναι ότι ο πυρήνας απορροφά ένα από τα ηλεκτρόνια Κ (λιγότερο συχνά ένα από τα ηλεκτρόνια L - ή M -) του ατόμου του, ως αποτέλεσμα του οποίου ένα από τα πρωτόνια μετατρέπεται σε νετρόνιο, εκπέμποντας ένα νετρίνο:

Ο πυρήνας που προκύπτει μπορεί να βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση. Στη συνέχεια, περνώντας σε καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας, εκπέμπει γ φωτόνια. Το διάγραμμα της διαδικασίας μοιάζει με αυτό:

Ο χώρος στο κέλυφος ηλεκτρονίων που εκκενώνεται από το συλλαμβανόμενο ηλεκτρόνιο γεμίζει με ηλεκτρόνια από τα υπερκείμενα στρώματα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ακτίνων Χ. Η σύλληψη ηλεκτρονίων ανιχνεύεται εύκολα από τη συνοδευτική εκπομπή ακτίνων Χ. Με αυτόν τον τρόπο ανακαλύφθηκε ο Κ - η σύλληψη από τον Alvarez το 1937.

Ένα παράδειγμα σύλληψης ηλεκτρονίων είναι η μετατροπή του καλίου

στο αργό
:

Αυθόρμητη σχάση βαρέων πυρήνων . Το 1940, οι Σοβιετικοί φυσικοί N.G. Flerov και K.A. Ο Petrzak ανακάλυψε τη διαδικασία της αυθόρμητης σχάσης των πυρήνων ουρανίου σε δύο περίπου ίσα μέρη. Στη συνέχεια, αυτό το φαινόμενο παρατηρήθηκε για πολλούς άλλους βαρείς πυρήνες. Στα χαρακτηριστικά γνωρίσματά της, η αυθόρμητη διαίρεση πλησιάζει την αναγκαστική διαίρεση, η οποία αναλύεται στην επόμενη παράγραφο.

Ραδιενέργεια πρωτονίων . Όπως υποδηλώνει το όνομα, στη ραδιενέργεια πρωτονίων ο πυρήνας υφίσταται μετασχηματισμό, εκπέμποντας ένα ή δύο πρωτόνια (στην τελευταία περίπτωση μιλάμε για ραδιενέργεια δύο πρωτονίων). Αυτός ο τύπος ραδιενέργειας παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1963 από μια ομάδα σοβιετικών φυσικών με επικεφαλής τον Γ.Ν. Φλέροφ.

Δραστηριότητα μιας ραδιενεργής ουσίας . Η δραστικότητα ενός ραδιενεργού φαρμάκου είναι ο αριθμός των διασπάσεων που συμβαίνουν στο φάρμακο ανά μονάδα χρόνου. Εάν κατά τη διάρκεια του χρόνου dt dN οι πυρήνες διάσπασης αποσυντίθενται, τότε η δραστηριότητα είναι ίση με διάσπαση dN /dt. Σύμφωνα με

dN disp = |dN| = λNdt.

Από αυτό προκύπτει ότι η δραστικότητα του ραδιενεργού φαρμάκου είναι ίση με λΝ, δηλ. το γινόμενο της σταθεράς διάσπασης από τον αριθμό των μη αποσυντιθέμενων πυρήνων που υπάρχουν στο παρασκεύασμα.

Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), η μονάδα δραστηριότητας είναι dis/s. Επιτρέπεται η χρήση μη συστημικών μονάδων διασποράς/λεπτό και κιουρί (Ci). Η μονάδα δραστηριότητας, που ονομάζεται curie, ορίζεται ως η δραστηριότητα ενός τέτοιου φαρμάκου στην οποία συμβαίνουν 3.700·10 10 γεγονότα αποσύνθεσης ανά δευτερόλεπτο. Χρησιμοποιούνται κλασματικές μονάδες (millicuries, microcuries κ.λπ.), καθώς και πολλαπλές μονάδες (kilocuries, megacuries).

Σωματικές ακτινοβολίες - ιοντίζουσα ακτινοβολία που αποτελείται από σωματίδια με μάζα διαφορετική από το μηδέν.

Ακτινοβολία άλφα - ένα ρεύμα θετικά φορτισμένων σωματιδίων (πυρήνες ατόμων ηλίου - 24He), που κινείται με ταχύτητα περίπου 20.000 km/s. Οι ακτίνες άλφα σχηματίζονται κατά τη ραδιενεργή διάσπαση των πυρήνων στοιχείων με μεγάλο ατομικό αριθμό και κατά τη διάρκεια πυρηνικών αντιδράσεων και μετασχηματισμών. Η ενέργειά τους κυμαίνεται από 4-9 (2-11) MeV. Το εύρος των σωματιδίων α σε μια ουσία εξαρτάται από την ενέργειά τους και από τη φύση της ουσίας στην οποία κινούνται. Κατά μέσο όρο, η απόσταση στον αέρα είναι 2-10 cm, στον βιολογικό ιστό - αρκετά μικρά. Δεδομένου ότι τα σωματίδια α είναι τεράστια και έχουν σχετικά υψηλή ενέργεια, η διαδρομή τους μέσα από την ύλη είναι ειλικρινής , προκαλούν ισχυρό αποτέλεσμα ιονισμού. Ο ειδικός ιονισμός είναι περίπου 40.000 ζεύγη ιόντων ανά 1 cm διαδρομής στον αέρα (μέχρι 250 χιλιάδες ζεύγη ιόντων μπορούν να δημιουργηθούν σε όλο το μήκος διαδρομής). Στον βιολογικό ιστό, δημιουργούνται επίσης έως και 40.000 ζεύγη ιόντων κατά μήκος μιας διαδρομής 1-2 μικρών. Όλη η ενέργεια μεταφέρεται στα κύτταρα του σώματος, προκαλώντας μεγάλη ζημιά σε αυτό.

Τα σωματίδια άλφα παγιδεύονται από ένα φύλλο χαρτιού και πρακτικά δεν μπορούν να διεισδύσουν στο εξωτερικό (εξωτερικό) στρώμα του δέρματος· απορροφώνται από την κεράτινη στοιβάδα του δέρματος. Επομένως, η ακτινοβολία α δεν αποτελεί κίνδυνο έως ότου οι ραδιενεργές ουσίες που εκπέμπουν σωματίδια α εισέλθουν στο σώμα μέσω μιας ανοιχτής πληγής, με τροφή ή εισπνεόμενο αέρα - τότε γίνονται εξαιρετικά επικίνδυνο .

Ακτινοβολία βήτα - ένα ρεύμα σωματιδίων β που αποτελείται από ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) και ποζιτρόνια (θετικά φορτισμένα σωματίδια) που εκπέμπονται από τους ατομικούς πυρήνες κατά τη διάσπασή τους β. Η μάζα των σωματιδίων βήτα σε απόλυτες τιμές είναι 9,1x10-28 g. Τα σωματίδια βήτα φέρουν ένα στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο και διαδίδονται στο μέσο με ταχύτητα από 100 χιλιάδες km/s έως 300 χιλιάδες km/s (δηλαδή μέχρι το φως ταχύτητας) ανάλογα με την ενέργεια της ακτινοβολίας. Η ενέργεια των σωματιδίων β ποικίλλει ευρέως. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια κάθε b-διάσπασης ραδιενεργών πυρήνων, η ενέργεια που προκύπτει κατανέμεται μεταξύ του θυγατρικού πυρήνα, των σωματιδίων b και των νετρίνων σε διαφορετικές αναλογίες και η ενέργεια των σωματιδίων b μπορεί να κυμαίνεται από μηδέν σε κάποια μέγιστη τιμή . Η μέγιστη ενέργεια κυμαίνεται από 0,015-0,05 MeV (μαλακή ακτινοβολία) έως 3-13,5 MeV (σκληρή ακτινοβολία).

Δεδομένου ότι τα σωματίδια β έχουν φορτίο, υπό την επίδραση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων αποκλίνουν από την ευθύγραμμη κατεύθυνση. Έχοντας πολύ μικρή μάζα, τα σωματίδια β, όταν συγκρούονται με άτομα και μόρια, αποκλίνουν επίσης εύκολα από την αρχική τους κατεύθυνση (δηλαδή είναι έντονα διασκορπισμένα). Επομένως, είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί το μήκος της διαδρομής των σωματιδίων βήτα - αυτή η διαδρομή είναι πολύ ελικοειδής. Απόσταση σε μίλια
Τα σωματίδια β, λόγω του ότι έχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας, υφίστανται επίσης δονήσεις. Το μήκος του τρεξίματος στον αέρα μπορεί να φτάσει
25 cm, και μερικές φορές αρκετά μέτρα. Στους βιολογικούς ιστούς η διαδρομή των σωματιδίων είναι μέχρι 1 εκ. Η διαδρομή κίνησης επηρεάζεται και από την πυκνότητα του μέσου.

Η ικανότητα ιονισμού των σωματιδίων βήτα είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των σωματιδίων άλφα. Ο βαθμός ιοντισμού εξαρτάται από την ταχύτητα: μικρότερη ταχύτητα - περισσότερος ιονισμός. Σε απόσταση 1 cm στον αέρα, σχηματίζεται ένα σωματίδιο β
50-100 ζεύγη ιόντων (1000-25 χιλιάδες ζεύγη ιόντων σε όλη τη διαδρομή μέσω του αέρα). Τα σωματίδια βήτα υψηλής ενέργειας, που περνούν πολύ γρήγορα πέρα ​​από τον πυρήνα, δεν έχουν χρόνο να προκαλέσουν το ίδιο ισχυρό ιονιστικό αποτέλεσμα με τα αργά σωματίδια βήτα. Όταν χάνεται ενέργεια, συλλαμβάνεται είτε από ένα θετικό ιόν για να σχηματιστεί ένα ουδέτερο άτομο είτε από ένα άτομο για να σχηματιστεί ένα αρνητικό ιόν.

Ακτινοβολία νετρονίων - ακτινοβολία που αποτελείται από νετρόνια, δηλ. ουδέτερα σωματίδια. Τα νετρόνια σχηματίζονται κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις (αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης πυρήνων βαρέων ραδιενεργών στοιχείων, κατά τη διάρκεια αντιδράσεων σύνθεσης βαρύτερων στοιχείων από πυρήνες υδρογόνου). Η ακτινοβολία νετρονίων είναι έμμεσα ιονιζόμενη. ο σχηματισμός ιόντων δεν συμβαίνει υπό την επίδραση των ίδιων των νετρονίων, αλλά υπό την επίδραση δευτερευόντων βαρέων φορτισμένων σωματιδίων και ακτίνων γάμμα, στα οποία τα νετρόνια μεταφέρουν την ενέργειά τους. Η ακτινοβολία νετρονίων είναι εξαιρετικά επικίνδυνη λόγω της υψηλής διεισδυτικής της ικανότητας (η εμβέλεια στον αέρα μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες μέτρα). Επιπλέον, τα νετρόνια μπορούν να προκαλέσουν επαγόμενη ακτινοβολία (συμπεριλαμβανομένων των ζωντανών οργανισμών), μετατρέποντας άτομα σταθερών στοιχείων στα ραδιενεργά τους. Υλικά που περιέχουν υδρογόνο (γραφίτης, παραφίνη, νερό κ.λπ.) προστατεύονται καλά από την ακτινοβολία νετρονίων.

Ανάλογα με την ενέργεια, διακρίνονται τα ακόλουθα νετρόνια:

1. Υπεργρήγορα νετρόνια με ενέργεια 10-50 MeV. Σχηματίζονται κατά τη διάρκεια πυρηνικών εκρήξεων και τη λειτουργία πυρηνικών αντιδραστήρων.

2. Τα γρήγορα νετρόνια, η ενέργειά τους ξεπερνά τα 100 keV.

3. Ενδιάμεσα νετρόνια - η ενέργειά τους είναι από 100 keV έως 1 keV.

4. Αργά και θερμικά νετρόνια. Η ενέργεια των αργών νετρονίων δεν υπερβαίνει το 1 keV. Η ενέργεια των θερμικών νετρονίων φτάνει τα 0,025 eV.

Η ακτινοβολία νετρονίων χρησιμοποιείται για θεραπεία νετρονίων στην ιατρική, προσδιορίζοντας το περιεχόμενο μεμονωμένων στοιχείων και των ισοτόπων τους σε βιολογικά μέσα κ.λπ. Η ιατρική ακτινολογία χρησιμοποιεί κυρίως γρήγορα και θερμικά νετρόνια, χρησιμοποιώντας κυρίως καλιφόρνιο-252, το οποίο διασπάται για να απελευθερώσει νετρόνια με μέση ενέργεια 2,3 MeV.

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαφέρουν ως προς την προέλευση, την ενέργεια και το μήκος κύματος τους. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία περιλαμβάνει ακτίνες Χ, ακτινοβολία γάμμα από ραδιενεργά στοιχεία και bremsstrahlung, η οποία εμφανίζεται όταν φορτισμένα σωματίδια υψηλής επιτάχυνσης περνούν μέσα από την ύλη. Το ορατό φως και τα ραδιοκύματα είναι επίσης ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά δεν ιονίζουν την ύλη, γιατί χαρακτηρίζονται από μεγάλο μήκος κύματος (λιγότερη ακαμψία). Η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου δεν εκπέμπεται συνεχώς, αλλά σε ξεχωριστά τμήματα - κβάντα (φωτόνια). Επομένως, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι ένα ρεύμα κβαντών ή φωτονίων.

Ακτινοβολία ακτίνων Χ. Οι ακτίνες Χ ανακαλύφθηκαν από τον Wilhelm Conrad Roentgen το 1895. Οι ακτίνες Χ είναι κβαντική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος 0,001-10 nm. Η ακτινοβολία με μήκος κύματος άνω των 0,2 nm ονομάζεται συμβατικά «μαλακή» ακτινοβολία ακτίνων Χ και έως 0,2 nm - «σκληρή». Μήκος κύματος είναι η απόσταση στην οποία διανύει η ακτινοβολία κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ταλάντωσης. Η ακτινοβολία ακτίνων Χ, όπως κάθε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός - 300.000 km/s. Η ενέργεια των ακτίνων Χ συνήθως δεν υπερβαίνει τα 500 keV.

Υπάρχουν bremsstrahlung και χαρακτηριστικές ακτινογραφίες. Η ακτινοβολία Bremsstrahlung συμβαίνει όταν τα γρήγορα ηλεκτρόνια επιβραδύνονται στο ηλεκτροστατικό πεδίο των ατομικών πυρήνων (δηλαδή, όταν τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τους ατομικούς πυρήνες). Όταν ένα ηλεκτρόνιο υψηλής ενέργειας περνά κοντά στον πυρήνα, παρατηρείται σκέδαση (επιβράδυνση) του ηλεκτρονίου. Η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μειώνεται και μέρος της ενέργειάς του εκπέμπεται με τη μορφή φωτονίου ακτίνων Χ bremsstrahlung.

Οι χαρακτηριστικές ακτίνες Χ προκύπτουν όταν γρήγορα ηλεκτρόνια διεισδύουν βαθιά σε ένα άτομο και εκτινάσσονται εκτός εσωτερικών επιπέδων (K, L και ακόμη και M). Το άτομο διεγείρεται και στη συνέχεια επιστρέφει στη βασική κατάσταση. Στην περίπτωση αυτή, τα ηλεκτρόνια από τα εξωτερικά επίπεδα γεμίζουν τους κενούς χώρους στα εσωτερικά επίπεδα και ταυτόχρονα εκπέμπονται φωτόνια χαρακτηριστικής ακτινοβολίας με ενέργεια ίση με τη διαφορά της ενέργειας του ατόμου στη διεγερμένη και στη θεμελιώδη κατάσταση (που δεν υπερβαίνει 250 keV). Εκείνοι. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία εμφανίζεται όταν τα ηλεκτρονικά κελύφη των ατόμων αναδιατάσσονται. Κατά τη διάρκεια διαφόρων μεταπτώσεων των ατόμων από μια διεγερμένη σε μια μη διεγερμένη κατάσταση, η περίσσεια ενέργειας μπορεί επίσης να εκπέμπεται με τη μορφή ορατού φωτός, υπέρυθρων και υπεριωδών ακτίνων. Δεδομένου ότι οι ακτίνες Χ έχουν μικρά μήκη κύματος και απορροφώνται λιγότερο από την ύλη, έχουν μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ.

Ακτινοβολία γάμμα - Πρόκειται για ακτινοβολία πυρηνικής προέλευσης. Εκπέμπεται από ατομικούς πυρήνες κατά τη διάσπαση άλφα και βήτα των φυσικών τεχνητών ραδιονουκλεϊδίων σε περιπτώσεις όπου ο θυγατρικός πυρήνας περιέχει περίσσεια ενέργειας που δεν συλλαμβάνεται από τη σωματική ακτινοβολία (σωματίδια άλφα και βήτα). Αυτή η περίσσεια ενέργειας εκπέμπεται αμέσως με τη μορφή ακτίνων γάμμα. Εκείνοι. Η ακτινοβολία γάμμα είναι ένα ρεύμα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (κβάντα) που εκπέμπεται κατά τη διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης όταν αλλάζει η ενεργειακή κατάσταση των πυρήνων. Επιπλέον, τα κβάντα γάμμα σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της αποβολής ενός ποζιτρονίου και ενός ηλεκτρονίου. Οι ιδιότητες της ακτινοβολίας γάμμα είναι κοντά στις ακτίνες Χ, αλλά έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα και ενέργεια. Η ταχύτητα διάδοσης στο κενό είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός - 300.000 km/s. Δεδομένου ότι οι ακτίνες γάμμα δεν έχουν φορτίο, δεν εκτρέπονται σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, διαδίδοντας ευθεία και ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις από την πηγή. Η ενέργεια της ακτινοβολίας γάμμα κυμαίνεται από δεκάδες χιλιάδες έως εκατομμύρια ηλεκτρον βολτ (2-3 MeV), σπάνια φθάνοντας τα 5-6 MeV (η μέση ενέργεια των ακτίνων γάμμα που παράγονται κατά τη διάσπαση του κοβαλτίου-60 είναι 1,25 MeV). Η ροή ακτινοβολίας γάμμα περιλαμβάνει κβάντα διαφόρων ενεργειών. Κατά την αποσύνθεση 131