Jaké druhy záření existují?

Radioaktivita je jev, při kterém se jádra jednoho chemického prvku spontánně přeměňují na jádra jiného prvku nebo izotopy téhož prvku. Proces je doprovázen emisí částic a elektromagnetického záření. V tomto případě se mění složení atomového jádra: jeho náboj a hmotnostní číslo.

Byl zaveden pojem „radioaktivita“. Marie Skłodowská-Curie. Je shodný s konceptem radioaktivní rozpad. Definice obsahuje termín izotop. Než se na to podíváme, připomeňme si definici nuklidu.
Definice

Nuklid je samostatný typ atomu chemického prvku s určitými hodnotami hmotnosti a protonových čísel.

Pro označení konkrétního nuklidu se používá zápis tvaru Pro měření účinků záření se také používá pojem dávkový příkon. Jedná se o dávku přijatou objektem za zvolenou jednotku času.

Kdo zjistil, jak se to stalo

Předpokladem pro objev radioaktivity byl objev Wilhelm Conrad Roentgen. Na konci 19. století objevil vědec nový typ paprsků, které nazval rentgenové. V Rusku jsou známější jako „rentgenové paprsky“. Rentgenové záření je elektromagnetické záření s vlnovými délkami v rozmezí od . Fotonová energie těchto vln leží mezi ultrafialovým a gama zářením. Přestože je rentgenové záření méně škodlivé než radioaktivní záření, stále je ionizující a ve velkém množství může poškodit živé organismy. Krátce po Roentgenovi objevil nový typ paprsku francouzský fyzik Antoine Henri Becquerel. V roce 1896 se Becquerel zúčastnil zasedání Akademie věd, kde se dozvěděl o údajné souvislosti mezi rentgenovým zářením a fluorescencí. K ověření této hypotézy provedl Becquerel experiment s fotografickou deskou a solemi uranu. Zjistil, že paprsky procházejí překážkami a zanechávají na fotografické desce obraz. Becquerel nejprve předpokládal, že objevil nový, jednodušší způsob, jak pořizovat rentgenové záření. Ale po četných experimentech nedokázal vysvětlit, odkud uran získává energii. Navíc, na rozdíl od jeho údajů, uran fosforeskoval i bez slunečního světla, což nebylo v žádném případě v souladu s jeho hypotézou. Becquerel si tedy uvědomil, že objevil nový typ paprsků. Ale kvůli neschopnosti vyřešit nalezený rozpor vědec dočasně opustil studium, jak nyní víme, radioaktivity. V 1898 rok Marie a Pierre Curieovi zjistili, že nové paprsky jsou charakteristické nejen pro uran, ale také pro thorium. Později dvojice vědců objevila radioaktivitu polonia a radia. Od názvu posledně jmenovaného byl dán název jevu – radioaktivita. Becquerel a Curie navíc společně objevili biologické účinky radioaktivity. Na jedné ze svých přednášek měl Becquerel v kapse vesty radioaktivní látku ve zkumavce. Druhý den na svém těle pod kapsou objevil zarudnutí ve tvaru zkumavky. Pierre Curie pak nosil 10 hodin zkumavku radia a o pár dní později začal být červený. Toto zarudnutí se následně vyvinulo v těžký vřed, se kterým Pierre bojoval další dva měsíce. Škodlivé účinky radioaktivních látek vědce nezastavily. V roce 1934 zemřela Marie Sklodowska-Curie na komplikace způsobené dlouhodobou prací s radiem. Následně sehrál významnou roli ve studiu radioaktivity Ernest Rutherford. Vědec zjistil povahu radioaktivních přeměn a záření a objevil složité složení záření.

Druhy záření, vlastnosti a charakteristiky

Vědci identifikovali 3 typy záření: příklad
Zvažte beta mínus rozpad tritia na helium-3: příklad
Zvažte beta plus rozpad uhlíku:

Pozitronový rozpad je vždy doprovázen elektronické zachycení. Jádro zachytí elektron z atomového obalu a vyšle neutrino. Jaderný náboj se také sníží o jednu. Soddyho pravidlo posunutí pro elektronické zachycení: příklad

Uvažujme záchyt elektronů na příkladu záchytu berylia do lithia: Poločas rozpadu, modely atomů a jader, stručně

Vezměme si obecně přijímané model struktury atomu. Ve středu je nabité jádro, uvnitř kterého jsou neutrální neutrony a kladně nabité protony. Téměř celá hmotnost atomu je obsažena v těžkém jádru. Lehké záporně nabité elektrony se pohybují kolem kladně nabitého jádra. V neexcitovaném stavu a bez reakce je počet protonů a elektronů obvykle stejný, atom je tedy elektricky neutrální. Vizuální diagram je uveden níže. Zdroj: zen.yandex.ru Jednou z hlavních charakteristik radioaktivních atomů je jejich životnost. Počet rozpadů, ke kterým dochází každou sekundu, je úměrný počtu přítomných atomů. Teorém

Pokud se polovina původního počtu radioaktivních atomů rozpadne za určitou dobu, pak se polovina zbývajících atomů rozpadne během dalšího intervalu stejné doby. Čas příklad

Záření vzniká reakcemi na atomové úrovni. Proces je charakterizován uvolňováním proudu mikročástic, které mají náboj: protony, elektrony, fotony a neutrální mikroelementy – neutrony. Určují druh emitovaného záření.

Záření se dělí na energetické záření, které zahrnuje proudy částic gama a rentgenového záření, a atomové záření, které je založeno na uvolňování prvků hmoty: částic alfa, beta a gama. Záření je klasifikováno v závislosti na struktuře částic, vzdálenosti jejich působení, schopnosti pronikat tkáněmi, buňkami a stupni dopadu na ně, rychlosti záření.
Téměř všechny druhy záření, s výjimkou záření alfa, lze detekovat pomocí domácího dozimetru záření.

Alfa záření (α)

Alfa částice jsou výsledkem rozpadu nestabilních izotopů atomu. Mají kladný náboj a skládají se ze 2 párů protonů a neutronů. Částice vznikají jako důsledek rozpadu prvků jako je radium a uran, vyznačují se nízkou radiační rychlostí – 20 000 km/s a mají nízkou penetrační schopnost díky vysoké měrné hmotnosti. Překážka malé tloušťky a hustoty zastaví částice alfa. Ochranu před nimi může poskytnout i papír.

Nízká penetrační schopnost částic alfa a jejich vysoký energetický náboj určují vysokou úroveň interakce s buňkami těla. To vede k mutaci, patogenním změnám ve tkáni. Alfa částice se usazují v lidském těle, pronikají poškozenou kůží, vodou, vzduchem a působí na něj dlouhodobě. Proto jsou pro živé organismy nebezpečné a je téměř nemožné je z tkání odstranit.

záření beta (β)

Vzhled beta částic je způsoben procesy probíhajícími v jádru hmoty. Jejich výsledkem je změna vlastností neutronů a protonů. V důsledku toho se vytvoří proud částic s kladným nábojem. Tento typ záření se vyznačuje:

• krátký dosah – ne více než 20 m;
• vysoká rychlost záření – 300 000 km/s;
• průměrná penetrační schopnost. Kovový plech o tloušťce větší než 3 mm bude chránit před beta částicemi;
• střední stupeň dopadu na tkáňové buňky.

Beta částice mají schopnost se hromadit ve tkáních a mají na ně dlouhodobý ionizační účinek. Výsledkem je těžká rakovina.

Neutronové záření

Neutronový tok vzniká v důsledku činností vytvořených člověkem – práce rektorů, výbuchy jaderných zbraní. Částice, které nemají náboj, mají ve srovnání s jinými typy záření nejdelší dosah. Člověk dostane život ohrožující dávku záření ve vzdálenosti 1,3–1,5 km od jeho zdroje.

Neutrony pronikají hluboko do tkání, vyvolávají mutace a patogenní změny. Voda a další látky obsahující hodně vodíku zajistí ochranu před takovými částicemi. Neutronové záření je pro člověka nejnebezpečnější díky svému dlouhému dosahu.

rentgenové záření

V důsledku změny drah elektronů ve struktuře atomu vznikají fotony nebo elektromagnetické, energetické záření. Vyznačuje se:

• malý akční rádius – do 100m;
• vysoká rychlost – 300 000 km/s;
• vysoká penetrační schopnost.

Fotony mají slabý vliv na buňky a tkáně živých organismů, proto jsou široce používány v medicíně pro diagnostické studie.

gama záření (y)

Proud fotonů vyplývající ze změny energetického stavu atomů. Gama záření má vysokou pronikavost, proto se k ochraně proti němu používá silná vrstva kovu nebo betonu. Jeho dosah dosahuje několika set metrů. Gama záření nemá závažný patogenní účinek na buňky a tkáně a je méně nebezpečné než záření alfa, beta nebo neutronové.

Dozimetr – funkční vlastnosti

Přístroj umožňuje měřit dávku záření, kterou organismy za určitou dobu obdrží. Neměl by být zaměňován s radiometrem, který ukazuje aktivitu částic. Poskytuje představu o radiačním pozadí, zatímco dozimetr určuje dávkový příkon záření, což pomáhá posoudit poškození způsobené člověku a jeho možné následky.

Zde je video s ukázkou moderního dozimetru záření.