Ионизирующие излучения и их взаимодействие с веществом Лекция 3

Радиоактивность самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Ионизи́роющее излуче́ние в самом общем смысле различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим [1][2][3][4][5], поскольку его энергии недостаточно для ионизации атомов и молекул в основном состоянии.микрочастиц полей ультрафиолетовое излучение видимого диапазона светамикроволновогорадиодиапазонов [1][2][3][4][5]

Классы ионизирующего излучения корпускулярное( альфа, бета, нейтронное); фотонное (рентгеновское, гамма)

Атом - это электронейтральная частица вещества, наименьшая часть химического элемента, является носителем его свойств

Строение атома (1913, Бор) Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг него по строго определенным орбитам

Ядро состоит из протонов, нейтронов и пи-мезонов Протоны придают ядру положительный заряд Нейтроны и пи-мезоны – электронейтральные частицы, придающие ядру прочность «ядерный клей»

Порядковый номер – количество ρ Массовое число – сумма ρ+ń

Сl Сl Сl Сl Изотопы – вид атомов с одинаковым зарядом ядра, но разным количеством нейтронов.

Радиоактивные превращения это способность ядер атомов различных химических элементов разрушаться, видоизменяться с испусканием атомных и субатомных частиц высоких энергий Радиоактивные превращения - это превращения атомов одних химических элементов (изотопов) в атомы других элементов (изотопов).

Общее количество: 300Общее количество: 2 000

Радиоактивный распад - это испускание, выбрасывание с огромными скоростями из ядер атомов "элементарных" (атомных, субатомных) частиц, которые принято называть радиоактивными частицами или радиоактивным излучением

Виды радиоактивных распадов Ядро атома частицы лучи 3

α-распад – испускание из ядра атома α-частиц, которая состоит из 2 протонов и 2 нейтронов

β-распад – наиболее распространённый вид радиоактивного распада, особенно среди искусственных радионуклидов. Он наблюдается практически у всех известных на сегодня химических элементов. Это означает, что у каждого химического элемента есть, по крайней мере, один β-активный, то есть подверженный β-распаду изотоп

β – распад β - - распад (бета-минус) β + - распад (бета-плюс)

β-минус распад - это выбрасывание из ядра β - -частицы - электрона, который образовался в результате самопроизвольного превращения одного из нейтронов в протон и электрон. При этом тяжёлый протон остаётся в ядре, а лёгкий электрон - бета-минус частица - с огромной скоростью вылетает из ядра.

β-плюс распад - это выбрасывание из ядра β-плюс частицы - позитрона (положительно заряженного "электрона"), который образовался в результате самопроизвольного превращения одного из протонов в нейтрон и позитрон.

При β + -распаде радиоактивный изотоп магния Mg-23 превращается в стабильный изотоп натрия (стоящего слева) - Na-23, а радиоактивный изотоп европия Eu-150 превращается в стабильный изотоп самария - Sm-150 Скорость вылета β-частиц из ядра составляет 9/10 скорости света км/сек.

Биологическое действии радиации осознали значительно раньше! Обелиск в Гамбурге: имена 115 исследователей, погибших в результате действия радиации Первый описанный случай радиационного ожога кожи Первый летальный исход (США) Первый описанный случай радиационно- индуцированной лейкемии 1946 – Первое описание «клинического синдрома обусловленного атомной бомбардировкой»

Радиобиологический парадокс: ничтожная энергия вызывает драматический биологический эффект! Фридрих Дессауер – «теория точечной теплоты»: радиация отдает энергию порциями, вызывая нагревание отдельных точек до очень высокой температуры. Далее локальное свертывание белков, что к ведет биологическому поражению. Полулетальная доза для человека = 4 Гр = 270 Дж = 67 кал = 1 чайная ложка горячего кофе = 2 секунды на пляже гибель в 50% случаев По энергетическим затратам:

Действие ИИ на живые организмы разрыв молекулярных связей, изменение химической структуры соединений, образование радикалов, нарушению структуры генного аппарата клетки

Виды облучения тканей организма ИИ внешнее (альфа, бета, нейтронное); внутреннее, к которым относятся все виды ИИ