ВИДИ РАДІОАКТИВНИХ ВИМИКІВ І ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Радіоактивність була відкрита у 1896 р. французьким ученим Антуаном Анрі Беккерелем щодо люмінесценції солей урану. Виявилося, що уранові солі без зовнішнього впливу (самовільно) випромінювали випромінювання невідомої природи, яке засвічувало ізольовані від світла фотопластинки, іонізувало повітря, проникало крізь тонкі металеві пластинки, викликало люмінесценцію низки речовин. Такою ж властивістю володіли і речовини, що містять полоній 21084Ро і радій 22688Ra.
Ще раніше, у 1985 р. було випадково відкрито рентгенівське проміння німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Марія Кюрі ввела у вжиток слово «радіоактивність».
Радіоактивність - це мимовільне перетворення (розпад) ядра атома хімічного елемента, що призводить до зміни його атомного номера або зміни масового числа. При такому перетворенні ядра відбувається випромінювання радіоактивних випромінювань.
Розрізняються природна та штучна радіоактивності. Природною радіоактивністю називається радіоактивність, що спостерігається у існуючих у природі нестійких ізотопів. Штучною радіоактивністю називається радіоактивність ізотопів, одержаних у результаті ядерних реакцій.
Існує кілька видів радіоактивного випромінювання, що відрізняються за енергією та проникаючою здатністю, які надають неоднаковий вплив на тканини живого організму.
Альфа-випромінювання- це потік позитивно заряджених частинок, кожна з яких складається з двох протонів і двох нейтронів. Проникаюча здатність цього виду випромінювання невелика. Воно затримується кількома сантиметрами повітря, кількома аркушами паперу, звичайним одягом. Альфа-випромінювання може бути небезпечним для очей. Воно практично не здатне проникнути через зовнішній шар шкіри і не представляєнебезпеки до тих пір, поки радіонукліди, що випускають альфа-частинки, не потраплять усередину організму через відкриту рану, з їжею або повітрям, що вдихається — тоді вони можуть стати надзвичайно небезпечними. Внаслідок опромінення відносно важкими позитивно зарядженими альфа-частинками через певний час можуть виникнути серйозні пошкодження клітин та тканин живих організмів.
Бета-випромінювання- це потік, що рухаються з величезною швидкістю негативно заряджених електронів, розміри і маса яких значно менше, ніж альфа-частинок. Це випромінювання має більшу проникаючу здатність порівняно з альфа-випромінюванням. Від нього можна захиститися тонким листом металу типу алюмінію або шаром дерева товщиною 1.25 см. Якщо на людині немає щільного одягу, бета-частинки можуть проникнути через шкіру кілька міліметрів на глибину. Якщо тіло не прикрите одягом, бета-випромінювання може пошкодити шкіру, воно проходить у тканині організму на глибину 1-2 сантиметри.
Гамма-випромінювання,подібно до рентгенівських променів, являє собою електромагнітне випромінювання надвисоких енергій. Це випромінювання дуже малих довжин хвиль та дуже високих частот. З рентгенівськими променями знайомий кожен, хто проходив медичне обстеження. Гамма-випромінювання має високу проникаючу здатність, захиститися від нього можна лише товстим шаром свинцю або бетону. Рентгенівські та гамма-промені не несуть електричного заряду. Вони можуть зашкодити будь-які органи.
Усі види радіоактивного випромінювання не можна побачити, відчути чи почути. Радіація немає ні кольору, ні смаку, ні запаху. Швидкість розпаду радіонуклідів практично не можна змінити відомими хімічними, фізичними, біологічними та іншими способами. Чим більше енергії передасть випромінювання тканин, тим більше ушкоджень спричинить вонов організмі. Кількість переданої організму енергії називається дозою. Дозу опромінення організм може отримати від будь-якого виду випромінювання, зокрема радіоактивного. При цьому радіонукліди можуть бути поза організмом або всередині нього. Кількість енергії випромінювання, яке поглинається одиницею маси тіла, що опромінюється, називається поглиненою дозою і вимірюється в системі СІ в греях (Гр).
При однаковій поглиненій дозі альфа-випромінювання набагато небезпечніше бета-і гамма-випромінювань. Ступінь впливу різних видів випромінювання на людину оцінюють за допомогою такої характеристики, як еквівалентна доза. різному ушкоджувати тканини організму. У системі СІ її вимірюють в одиницях, які називаються зівертами (Зв).
Радіоактивним розпадом називається природне радіоактивне перетворення ядер, що відбувається мимоволі. Ядро, що зазнає радіоактивного розпаду, називається материнським; виникає дочірнє ядро, як правило, виявляється збудженим, і його перехід в основний стан супроводжується випромінюванням -фотона. Т.о. гамма-випромінювання – основна форма зменшення енергії збуджених продуктів радіоактивних перетворень.
Альфа-розпад. β-промені є потік ядер гелію Не. Альфа-розпад супроводжується вильотом з ядра α-частки (Не), при цьому спочатку перетворюється на ядро атома нового хімічного елемента, заряд якого менший на 2, а масове число – на 4 одиниці.
Швидкості, з якими α-частки (тобто ядра Не) вилітають з ядра, що розпалося, дуже великі (
Пролітаючи через речовину, α-частка поступово втрачає свою енергію, витрачаючи її на іонізацію молекул речовини, і зрештою зупиняється. α-частка утворює на своєму шляху приблизно 106 пар іонів на 1 см шляху.
Чим більша щільність речовини, тим менше пробіг α-часток дозупинки. У повітрі при нормальному тиску пробіг становить кілька см, у воді, тканинах людини (м'язи, кров, лімфа) 0,1-0,15 мм. α-частинки повністю затримуються звичайним аркушем паперу.
α-частки дуже небезпечні у разі зовнішнього опромінення, т.к. можуть затримуватись одягом, гумою. Але α-частинки дуже небезпечні при потраплянні всередину людського організму, через велику щільність іонізації, що виробляється імім. Ушкодження, що виникають у тканинах не оборотні.
Бета-розпад буває трьох різновидів. Перший - ядро, яке зазнало перетворення, випускає електрон, друге - позитрон, третє - називається електронний захоплення (е-захоплення), ядро поглинає один з електронів.
Третій вид розпаду (електронне захоплення) полягає в тому, що ядро поглинає один з електронів свого атома, в результаті чого один із протонів перетворюється на нейтрон, випускаючи при цьому нейтрино:
Швидкість руху β-частинок у вакуумі дорівнює 0,3 – 0,99 швидкості світла. Вони швидше ніж α-частинки, пролітають через зустрічні атоми та взаємодіють із ними. β-частинки мають менший ефект іонізації (50-100 пар іонів на 1 см шляху в повітрі) і при попаданні β-частинки всередину організму вони менш небезпечні ніж α-частинки. Однак проникаюча здатність β-часток велика (від 10 см до 25 м і до 17,5 мм у біологічних тканинах).
Гамма-випромінювання – електромагнітне випромінювання, яке випускається ядрами атомів при радіоактивних перетвореннях, яке поширюється у вакуумі з постійною швидкістю 300 000 км/с. Це випромінювання супроводжує, як правило, β-розпад і рідше – α-розпад.
γ-випромінювання подібно до рентгенівського, але має значно більшу енергію (при меншій довжині хвилі). γ-промені, будучи електрично нейтральними, не відхиляються в магнітному та електричному полях. У речовині тавакуумі вони поширюються прямолінійно і рівномірно на всі боки від джерела, не викликаючи прямої іонізації, при русі в середовищі вони вибивають електрони, передаючи їм частину або всю свою енергію, які виробляють процес іонізації. На 1см пробігу γ-промені утворюють 1-2 пари іонів. У повітрі вони проходять шлях від кількох сотень метрів і навіть кілометрів, у бетоні – 25 см, у свинці – до 5 см, у воді – десятки метрів, а живі організми пронизують наскрізь.
γ-промені становлять значну небезпеку для живих організмів як джерело зовнішнього опромінення.