Словарь научных терминов
Радиоактивность

РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат. radio - излучаю и activus-действенный), самопроизвольное превращение нестабильных атомных ядер в др. ядра, сопровождающееся испусканием частиц, а также жесткого электромагн. излучения (рентгеновского или g-излучения). Ядра нового нуклида, к-рые образуются в результате радиоактивного распада исходного нуклида (радионуклида), м. б. стабильными или радиоактивными.

Типы Р. Известны след. типы радиоактивности: 1) a-рас-пад, 2) b-распад, 3) спонтанное деление ядер, 4) протонная, двупротонная и двунейтронная Р., 5) двустадийная Р. a-Распад сопровождается испусканием ядер http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/8/5/12185.jpeg (a-частиц). При этом заряд Z исходного ядра уменьшается на 2 единицы (в единицах элементарного заряда), а массовое число А -на 4 единицы (в атомных единицах массы). Если Z' и А'-заряд и массовое число возникающего ядра, то для a-распада кратко можно сформулировать правило сдвига: Z' = Z — 2; А' = А — 4. a-Рашад наиб. характерен для тяжелых ядер (Zhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/8/6/12186.jpeg82). Существуют, однако, ок. 20 a-радио-нуклидов РЗЭ.

Энергия a-частиц, испускаемых тяжелыми ядрами, составляет 4-9 МэВ, для ядер РЗЭ-2-4,5 МэВ. При a-распаде ядер, находящихся в возбужденном состоянии, энергия испускаемых a-частиц может значительно превышать указанные значения (т. наз. длиннопробежные частицы). В редких случаях при a-распаде возникают a-частицы строго определенной энергии и не наблюдается сопутствующего электромагн. излучения (соответствующие радионуклиды наз. "чистыми" a-излучателями). Чаще всего при a-распаде испускается неск. групп a-частиц, каждая из к-рых обладает определенной энергией, т. е. энергетич. спектры a-распада дискретны. Испускание ядром a-частиц разл. энергий свидетельствует о наличии в этом ядре дискретных энергетич. уровней. Энергия испускаемых ядром квантов электромагн. излучения равна разности энергий a-частиц разл. групп. При прохождении через в-во a-частицы тормозятся, расходуя энергию на ионизацию и возбуждение атомов и молекул. Пути a-частиц в в-ве почти всегда прямолинейны и составляют: для воздуха не более 5-7 см, для плотных в-в не более 10-20 мкм.

b-Распад. Под термином "b-распад" объединяют радиоактивные превращения, сопровождающиеся испусканием из атомных ядер электронов е-, к-рые возникают при превращении нейтрона в протон (b--распад); испусканием позитронов е+, возникающих в ядрах при превращении протона в нейтрон (b+-распад); захватом орбитального электрона, чаще всего с K-оболочки ядра (К-захват), реже с L-оболочки (L-захват). Для b--распада правило сдвига имеет вид: Z' = Z + 1, А' = А; для b+-распада: Z' = Z — 1, А' = А', для электронного захвата (обычно обозначаемого Э.З.): Z' = Z—1, А' = А. Характерная особенность b-b+-распадов состоит в том, что энергии b-частиц не дискретны, а непрерывно изменяются почти от 0 до нек-рого макс. значения Емакс. При b--распаде из нейтрона n кроме протона р и электрона е- образуется также третья частица - антинейтриноhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/8/7/12187.jpegПри b+-распаде из протона кроме нейтрона и позитрона образуется нейтрино v: p:n+e++v. Непрерывный характер b-спектра объясняется распределением энергии между электронами и антинейтрино или позитронами и нейтрино соответственно.

Средняя энергияhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/8/8/12188.jpegb-частиц равна: http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/8/9/12189.jpeg Как и при a-распаде, b-распад одного ядра можетприводить к появлению групп b-частиц с разными значениями Eмакс (т. наз. сложный b-распад), к-рый сопровождается испусканием электромагн. излучения.

b--Распад наблюдается как у легких, так и у тяжелых ядер. Как правило, b--распад характерен для ядер, имеющих избыточное (по сравнению со стабильными ядрами) число нейтронов. Напр., в стабильных ядрах атомов 12С и 13С содержится соотв. 6 и 7 нейтронов, а у b--радиоактивного 14С-8 нейтронов. Напротив, b+-распад характерен для нейтронодефицитных ядер, число нейтронов в к-рых меньше, чем в ядрах стабильных атомов данного элемента. Напр., в стабильном ядре 23Na содержится 12 нейтронов, а в ядре b+-радиоактивного 21Na-10 нейтронов.

Траектории b-частиц в в-ве искривляются из-за сильного взаимодействия b-частиц с электронными оболочками атомов. Длина пробега b- -частиц в воздухе составляет до неск. десятков см, в плотных средах - от долей мм до 1 см и более. При прохождении b+-частиц через в-во практически сразу же происходит взаимод. позитронов с электронами, приводящее к образованию двух g-квантов (аннигиляция пары позитрон-электрон). Эти g-кванты суть аннигиляц. излучение, сопровождающее b+-распад.

При электронном захвате внеш. электроны в атоме (с более высоких по энергии оболочек) переходят на вакантные места внутр. электронов. Энергия, отвечающая переходу, может испускаться в виде характеристич. рентгеновского излучения. Часто, однако, энергия возбуждения атома не испускается в виде излучения, а непосредственно передается одному или неск. орбитальным электронам. Если полученная электронами энергия выше энергии их связи в атоме, наблюдается испускание оже-электронов, к-рые, в отличие от b--частиц, имеют дискретные значения энергии.

Спонтанное деление наблюдается только у ядер тяжелых элементов с Zhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/0/12190.jpeg90. При этом типе Р. образуются 2 новых ядра с приблизительно равными массами. Спонтанное деление часто сопровождается испусканием из каждого исходного ядра 2-3 нейтронов. Обнаружено также происходящее с очень малой вероятностью резко несимметричное спонтанное деление ядер с Zhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/1/12191.jpeg88 с испусканием в качестве легких осколков ядер 14С, 22Na, 28Mg и др. Подобное деление иногда рассматривают как 14С-Р., 22Na-P. и т.д. Др. назв. этого типа деления-кластерная Р. Спонтанное деление обозначают знаком f, напр. спонтанное деление ядер 238U записывают: 238U(f, 2n) 144Ba, 92Kr.

В редчайших случаях искусственно полученные радиоактивные ядра при распаде испускают 1 или 2 протона (соотв. протонная и двупротонная Р.) или 2 нейтрона (двунейтронная Р.). Все вышеперечисленные типы Р. относят к одностадийным превращениям. Известна и двустадийная Р., связанная с испусканием b--частицы и вылетом из ядра т. наз. запаздывающих частиц (протонов, нейтронов и др.) или последующим актом спонтанного деления.

Мн. радиоактивные ядра способны претерпевать превращения не одного, а сразу неск. типов. Так, ядра 238U способны одновременно к а-распаду и спонтанному делению, а ядра 64Сu-к b--, b+-распадам и к Э.З. В этих случаях указывают на вероятность распада поданному типу (в процентах).

Для нек-рых ядер, находящихся в возбужденном (метаста-бильном) состоянии, при переходе в стабильное состояние энергия возбуждения испускается только в виде квантов излучения (см. Изомерия атомных ядер). При этом состав ядер не изменяется, поэтому такие превращения обычно не относят к Р. См. также Ионизирующие излучения, Радионуклиды.

Кинетика радиоактивных превращений. Скорость распада ядер данного радионуклида пропорциональна наличному числу ядер N. Осн. закон Р. в дифференц. форме имеет вид:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/2/12192.jpeg

где l.-Т. наз. постоянная распада (радиоактивная постоянная), значение к-рой, определенное для каждого нуклида, может изменяться в широких пределах. Приведенное ур-ние отражает независимость распада отдельного ядра от распада остальных ядер. В интегральной форме осн. закон Р. имеет вид:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/3/12193.jpeg

где N0 - исходное число ядер, Nt-число ядер, не распавшихся к моменту времени t. Значение l связано с периодом полураспада Т1/2-временем, в течение к-рого число ядер данного нуклида уменьшается в результате Р. вдвое:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/4/12194.jpeg

Законы Р. имеют статистич. характер, для отдельного ядра невозможно предсказать момент его распада. Поэтому соотношения, описывающие Р., выполняются не строго. Скорость распада за равные промежутки времени при постоянной средней скорости испытывает флуктуации. Среднюю квадратичную флуктуацию а (среднее квадратичное отклонение) можно найти по ф-ле: http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/5/12195.jpegгдеhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/6/12196.jpeg среднее число актов радиоактивного превращения, зафиксированное за все время регистрации, а средняя квадратичная флуктуация (среднее квадратичное отклонение) s1 числа актов радиоактивного распада за единицу времени http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/7/12197.jpeg= =http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/8/12198.jpeg где t - продолжительность измерения) равна: s1 = —http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/9/9/12199.jpeg С учетом флуктуации в случае практически всех типов Р. скорость распада ядер при варьировании внеш. условий (т-ры, давления и т. д.) в любых возможных пределах не изменяется. В случае Э. 3. значение Т1/2 в небольшой мере влияет хим. форма, степень окисления элемента и др. факторы.

Единицы Р. Для характеристики источника, в к-ром происходят радиоактивные превращения, используют понятие активности-физ. величины, характеризующей число распадов в единицу времени в источнике. Единица активности в СИ-беккерель (Бк): 1Бк-активность радионуклида в источнике, в к-ром за 1 с происходит 1 акт распада (размерность Бк-t-1). Широко используют кратные единицы: кБк (103Бк), МБк (106 Бк), ГБк (109 Бк), ТБк (1012 Бк) и др. Используют понятия уд. активности (Бк/кг), молярной активности (Бк/моль), объемной активности (Бк/м3), поверхностной активности (Бк/м2).

Внесистемная единица активности-кюри (Ки): 1 Ки- активность радионуклида в источнике, в к-ром за 1 с происходит 3,7·1010 актов распада, т.е. 1Ки = 3,7·1010 Бк. Кратные единицы: мКи (3,7·107 Бк), мкКи (3,7·104 Бк). Прежде в качестве единицы активности применяли также резер-форд, равный 106 Бк. В мед. практике, где имеют дело, как правило, с очень небольшими активностями (при отпуске радоновых ванн и т.п.), использовались единицы эман (1 эман = 10-10 Ки/л) и махе (1 махе = 3,64 эмана).

Пределы обнаружения радиоактивных свойств ядер. Скорости радиоактивных превращений для разл. радионуклидов изменяются в очень широких пределах. Известны прир. радионуклиды с Т1/2 1013 — 1015 лет; для малоустойчивых (короткоживущих) радионуклидов Т1/2 может достигать 1 мкс и менее. Верх. предел измерения T1/2 определяется техникой измерений: чем более чувствительна аппаратура, тем большие периоды полураспада удается обнаружить. Относительно ниж. предела принимают, что о Р. можно говорить лишь тогда, когда время жизни радиоактивного ядра т = 1/l превышает 10-12 с. Следует иметь в виду, что ядра, первоначально образующиеся при ядерных реакциях в результате поглощения ядром-мишенью падающей на него ядерной частицы, характеризуются временами жизни до 10-13 — 10-14 с; последующие превращения этих составных ядер не принято рассматривать как Р.

Теоретич. расчеты показывают, что наряду с известными к настоящему времени 288 стабильными нуклидами разл. элементов может существовать ок. 7,5 тыс. радионуклидов с Т1/2 ок. 1 мс. Стабильность ядер к радиоактивным превращениям определяется соотношением в них числа протонов и нейтронов; для легких стабильных ядер это отношение близко к 1, по мере роста Z отношение числа протонов и нейтронов в стабильных ядрах приближается к 1:1,5. Для легких элементов удается синтезировать радиоактивные ядра, в к-рых отношение числа нейтронов к числу протонов составляет 2,5-3 (22С, 23N) и даже 5 (6Н). Установлено, что у элементов с Zhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/2/0/0/12200.jpeg7 относительно устойчивы радионуклиды, в ядрах к-рых содержится четное число нейтронов.

Исторический очерк. Р. открыта А. Беккере.лем в_1896 как испускание солями U лучей, обладающих высокой проникающей способностью. Вскоре оказалось, что аналогичной способностью обладает и Th. В 1898 М. Склодовская-Кюри и П. Кюри обнаружили 2 новых элемента-Ra и Ро, радиоактивные св-ва к-рых проявлялись значительно сильнее, чем U и Th. Большое значение для изучения Р. имели работы Э. Резерфорда, Ф. Содди, К. Фаянса и др. Отдельные Компоненты испускаемого при радиоактивном превращении излучения по мере их выделения из общего потока с помощью электрич. и магнитных полей получили назв. по первым буквам греч. алфавита (a, b, g).

В 1934 И. и Ф. Жолио-Кюри обнаружили при искусственно проведенной ядерной р-ции образование нового радионуклида 30Р [27А1 (a, n)30Р]; с этого времени начался синтез искусств. радионуклидов. К настоящему времени получено ок. 2000 радионуклидов, обнаружено неск. десятков прир. радионуклидов. Радионуклиды (естественные и искусственно полученные) известны практически у всех элементов, кроме легких (Не и Li).

В 1938 О. Ган и Ф. Штрасман, обнаружили, что при облучении урана нейтронами образуются ядра элементов, атомный номер к-рых значительно меньше, чем у U (ядра щел.-зем. металла Ва). Вскоре Л. Майтнер и О. Фриш установили, что ядро 238U после поглощения нейтрона делится на 2 осколка (вынужденное деление). Т. к. при таком делении освобождается кинетич. энергия и выделяются своб. нейтроны, способные вызывать новые акты деления, стало возможным практич. использование Р. как цепной р-ции деления ядер в военных и мирных целях. В 1940 К. A. Петр-жак и Г. Н. Флеров_открыли спонтанное деление ядер (на примере 238U). В связи с работами по созданию ядерного оружия в 40-50-х гг. 20 в. интенсивность исследований Р. резко возросла.

Изучение Р. имеет большое значение для исследования структуры и св-в в-в. Лишь после открытия Р. стало возможным превращение одних хим. элементов в другие, синтез ядер элементов, не существовавших на Земле. Изучение Р. значительно расширило перспективы энергетики, привело к созданию ядерной энергетики, ядерного оружия; Р. нашла применение в с. х-ве, медицине и т.д. Вместе с тем перед человечеством возник целый ряд новых сложных проблем, связанных с предотвращением вредного воздействия излучения на живые организмы (см. Доза, Дозиметрия, Радиоэкология, Радиохимия).

Лит.: Учение о радиоактивности. История и современность, М., 1973; Трифонов Д.Н., Кривомазов А.Н., Лисневский Ю. И., Учение о периодичности и учение о радиоактивности. Комментированная хронология важнейших событий, М., 1974. См. также лит. при ст. Радиохимия.

С. С. Бердоносова.


Радзишевского реакция Радиационная защита Радиационная полимеризация Радиационная стойкость Радиационная химия Радий Радикалов теория Радикалы свободные Радикальная полимеризация Радикальные пары Радикальные реакции Радиоактивационный анализ Радиоактивность Радиоактивные отходы Радиоактивные ряды Радиография Радиозащитные средства Радиолиз Радиометрия Радионуклиды Радиопоглощающие и радиопрозрачные материалы Радиопрозрачные материалы Радиоспектроскопия Радиохимическая чистота Радиохимия Радиоэкология Радон Раймера-тимана реакция Райссерта реакция Ракетные топлива Рамановская спектроскопия Рамберга-бэклунда реакция Рамноза Рапсовое масло Расклинивающее давление Распиливание Расплавы Рассеянные элементы Растворение Растворимость Растворители Растворы Растворы неэлектролитов Растворы полимеров Растворы электролитов Растительные масла Расходомеры Расщепление рацематов Раффиноза Рацематы Рацемизация Рашига реакции Рвотные средства Реагенты органические Реадиновые алкалоиды Реактивные топлива Реактивы химические Реактопласты Реакторы химические Реакции в растворах Реакции в твердых телах Реакции химические Реакционная способность Реакционная хроматография Ребиндера эффект Регуляторные белки Регуляторы роста растений Регуляторы ферментов Редкие элементы Редкоземельные элементы Редокс-иониты Редукторные масла Резерпин Резина Резиновая смесь Резиновые клей Резольные смолы Резонанса теория Резонансное взаимодействие Резорцин Рекомбинация Рекомбинация генетическая Ректификация Релаксационные методы Релаксация Ремантадин Рений Ренийорганические соединения Ренин Рения оксиды Рентгеновская спектроскопия Рентгенография Реология Репарация Репелленты Репликация Реппе реакции Репрография Рестриктазы Ретаболил Ретроионилиденовая перегруппировка Ретросинтетический анализ Реформатского реакция Рефрактометрия Рефракция молярная Рецепторные белки Рибоза Рибонуклеазы Рибонуклеиновые кислоты Рибонуклеозид-дифосфат-редуктазы Рибосома Рибофлавин Риттера реакция Риформат Риформинг Рицин Рицинолевая кислота Робинсона-манниха реакция Робинсона-шепфа реакция Родамины Роданиды Роданины Родентициды Родий Родийорганические соединения Родионова реакция Родопсин Розенмунда реакция Розеноксйд Росы точка Ротаксаны Ротенон Роторные аппараты Ртути галогениды Ртути оксиды Ртути сульфиды Ртути халькогениды Ртуть Рубеановодородная кислота Рубидий Рубидия галогениды Руда Руле перегруппировка Рутений Рутил Рыжиковое масло Ряд напряжений
www.pravda.ru: В Канаде с 15-метровой высоты упал контейнер с химикатами
14.03.2014
… произошел по вину оператора портового крана. На месте происшествия работает бригада по предотвращению техногенных катастроф. Сообщается, что радиоактивное заражение территории в несколько квадратных километров вокруг места утечки может произойти в очень короткие сроки. …
www.pravda.ru: Роспотребнадзор не пустил в Россию японские радиоактивные автомобили
05.01.2014
… justify;">Роспотребнадзор продолжает внимательно следить за продукцией, которая поступает в Россию из Японии. Недавно специалисты забраковали 132 подержанных автомобиля, которые оказались радиоактивными. …
www.pravda.ru: Нижегородцы покорили Сеул
10.12.2013
… "РФЯЦ-ВНИИЭФ" за разработку "Устройство для хранения и подачи газообразного топлива" удостоен специального приза Торговой палаты Республики Корея, а за разработку "Сферосорбенты для очистки жидких радиоактивных отходов" — специального приза делегации Польши. …
www.pravda.ru: Уровень радиации на "Фукусиме" снова растет
04.12.2013
… также: Робот помог обнаружить места утечки радиоактивной воды с "Фукусимы" …
www.pravda.ru: Робот помог обнаружить места утечки радиоактивной воды с "Фукусимы"
14.11.2013
… компании-оператора аварийной АЭС "Фукусима-1" ТЕРСО сумели определить места повреждений в первом реакторе станции, через которые происходили утечки радиоактивной воды. …
www.pravda.ru: На одной из АЭС в США произошла утечка радиоактивной воды
12.11.2013
… одном из крупнейших АЭС в США произошла утечка радиоактивной воды. Авария случилась на АЭС "Окони" в Южной Каролине, после чего руководство компании принято решение остановить один из трех реакторов. …
www.pravda.ru: На "Фукусиме" готовятся к тайфуну
24.10.2013
… станции "Фукусима-1" идет подготовка к приближающемуся тайфуну "Франциско". Компанией ТЕПКО было принято решение перекачивать высокорадиоактивную воду в подземные бассейны, которыми перестали пользоваться в апреле этого года после произошедшей утечки. …
www.pravda.ru: Для спасения океана от "Фукусимы" применят крайнюю меру
23.10.2013
… спасти океан от заражения, ликвидаторы аварии на АЭС "Фукусима-1" готовы пойти на крайние меры. Радиоактивную воду, предупреждая дальнейшие утечки, планируют замораживать. …
www.pravda.ru: Уровень радиации на "Фукусиме-1" за день увеличился в 6500 раз
18.10.2013
… АЭС "Фукусима-1" в колодце для проб, расположенном неподалеку от бака, из которого в августе произошла утечка трехсот тонн радиоактивной воды, 17 октября было обнаружено бета излучение, уровень которого более чем в 6 тысяч раз превышает показатели предыдущего дня.  …
www.pravda.ru: Мощнейший за десятилетие тайфун "Вифа" убил 13 японцев
16.10.2013
… опасаются в связи с тайфуном ухудшения ситуации на аварийной "Фукусиме", здесь из-за накопившихся осадков пришлось сбросить 40 тонн радиоактивной воды. …
www.pravda.ru: Роспотребнадзор предупреждает о радиоактивной рыбе из Японского моря
08.10.2013
… Промышленный вылов рыбы в этом районе не осуществляется, однако Роспотребнадзор ввел разрешение на поставку данной продукции из Японии только при наличии декларации, подтверждающей содержание радиоактивных веществ в ней на уровне ниже нормативов, установленных Таможенным союзом, а также справки о проверке на радиоактивность. Также ведется работа по радиационному мониторингу грузов, поступающих в …
www.pravda.ru: На “Фукусиме” снова утечка радиоактивной воды
01.10.2013
… АЭС "Фукусима-1" в Японии произошла очередная утечка радиоактивной воды. …
www.pravda.ru: Шторм разрушил защиту от радиации на аварийной "Фукусиме"
26.09.2013
… волны повредили заграждение, которое препятствует распространению радиоактивных частиц за пределы аварийной станции "Фукусима-1". Сегодня сотрудники АЭС в ходе планового осмотра обнаружили проблемы с заграждением. …
www.pravda.ru: Добытую в водах Фукусимы рыбу сочли безвредной
26.09.2013
… justify;">Возобновить рыболовецкий промысел в водах Фукусимы планировалось еще 5 сентября, но от этой идеи пришлось отказаться из-за зафиксированной в августе из-за утечки 300 тонн радиоактивной
www.pravda.ru: Радиационные воды с "Фукусимы-1" направляются к Америке - эксперт
16.09.2013
… ученые прогнозируют, что утечки радиоактивной воды с "Фукусимы-1" приведут к заражению морей. …
Card image cap

Weleda Шампунь-уход с экстрактом овса 190 мл

Для сухих и поврежденных волос Weleda шампунь подойдет как нельзя кстати. Экстракт овса, который входит в состав шампуня питает волосы, возвращает гладкость волосам, а также помогает их структуре быстрее восстанавливаться и не дает появляться секущимся кончикам.

Купить 730 руб
Card image cap

Semper Пюре фрикадельки Кролик с 7 мес. 125 г

Пюре Semper Фрикадельки из кролика представляет собой нежное мясо кролика однородной консистенции, сформированное в виде сочных фрикаделек, которые при необходимости можно легко размять вилкой. Крольчатина - это уникальное гипоаллергенное диетическое мясо, которое усваивается на 96%.

Купить 160 руб
Card image cap

Конструктор Lego Super Heroes 76050 Лего Супер Герои Опасное ограбление

Конструктор Lego Super Heroes 76050 Лего Супер Герои Опасное ограбление Коварный Кроссбоунс похитил кейс с радиоактивным элементом и пытается спрятать его в своём логове. Для этого суперзлодей использует маневренный и проходимый внедорожник.

Купить 1870 руб