ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Источники излучеиин из "Радиационная химия" Явление радиоактивности обусловлено распадом нестабильных ядер. Единицей радиоактивности служит кюри (I кюри соответствует 3,7 10 ° распадам в секунду). Для радиоактивных источников обычно указывают удельную активность и содержание радиоактивного вещества. [c.10] Любое ядро характеризуется определенным соотношением числа протонов и нейтронов, при заметном отклонении от которого ядро оказывается нестабильным. Нестабильные ядра претерпевают один или несколько видов распада и в конечном счете превращаются в стабильные ядра. [c.10] Лишь немногие из естественных ядер способны к радиоактивному распаду. При распаде ядра испускают либо а-, либо р-частицы, и оба типа распада могут сопровождаться излучением у-квантов. Искусственные радиоактивные ядра могут распадаться, испуская позитроны и у-кванты. Ядерные реакции, такие, как деление ядра, (у, п), (а, п) и (п, р), сопровождаются вылетом протонов и нейтронов. [c.10] Среди продуктов радиоактивного распада ранее других были исследованы а-частицы. Оказалось, что они представляют собой дважды ионизованные атомы гелия. а-Частицы, испускаемые определенным ядром, бывают либо моноэнергетическими, либо имеют небольшой набор дискретных энергий. Радионуклид, испускающий а-частицы различных энергий, испускает также и у-кванты, энергия которых, как правило, коррелирует с энергетическими различиями в спектре а-частиц. [c.10] Другим источником электромагнитной радиации является тормозное излучение, которое возникает при ускорении или торможении заряженных частиц в электрическом поле. Тормозное излучение имеет обычно непрерывный энергетический спектр. Примером такого излучения могут служить рентгеновские лучи, возникающие при торможе1[ии быстрых электронов в электрическом ноле атом([ых ядер. [c.11] При бомбардировке высокоэиергетическими электронами металлической мишени, например золота, возникает рентгеновское излучение с максимальной энергией, равной максимальной энергии электронов. Его спектр непрерывен и простирается от энергий, близких к нулю, до энергии электронов. Таким образом, если говорится о 250-киловольтпом рентгеновском излучении, то это означает, что использовался электронный источник с напряжением 250 кв. Большая часть фотонов, возникающих в рентгеновской трубке, имеет энергии гораздо меньшие, чем энергия бомбардирующих электронов. Рентгеновское излучение с низкой энергией принято называть длинноволновым, с высокой энергией — коротковолновым. [c.11] Не следует считать, что в тормозное излучение превращается вся энергия быстрого электрона. Часть энергии затрачивается на характеристическое рентгеновское излучение вещества мишени, часть расходуется в других процессах. Эффективность превраще1гия кинетической энергии в тормозное излучение зависит от энергии электрона и возрастает при увеличении электронной энергии и росте атомного номера мишени. [c.11] Р-Частицы представляют собой электроны. Как правило, их испускают ядра, в которых нейтрон-нротонное отношение выше, чем в стабильных ядрах. Энергетический спектр р-излучения непрерывен и простирается от нуля до максимальной энергии. Р-Излучение сопровождается испусканием второй частицы — нейтрино, не несущей электрического заряда и обладающей массой меньше 0,05 массы электрона . Сечение взаимодействия, или, другими словами, вероятность реакции нейтрино с частицами вещества, настолько мала, что с точки зрения радиационной химии нейтрино интереса не представляют. [c.11] Электронный /(-захват сопровождается рентгеновским излучением, соответствующи.м переходу электронов внешних оболочек на освободившееся место. Наблюдается полный рентгеновский спектр атома, однако /(-линии наиболее интенсивны, /(-захват часто сопровождается испусканием электронов Оже. Обычно эффект Оже наблюдается в тех случаях, когда рентгеновские лучи выбивают электрон одной из оболочек, например -оболочки. Энергия выбитого электрона равна разности энергий рентгеновского фотона и связи электрона в атоме. Электроны Оже образуются также при -излучении возбужденных ядер. [c.12] Особый случай реакции горячих атомов—реакция Сциллар-да — Чалмерса. При захвате тепловых нейтронов ядром прсис-ходит превращение (п, у) при этом энергия отдачи атома оказывается достаточной для разрыва химических связей. [c.13] ТЫ радиоактивных превращений и измерены периоды полураспада. Все эти данные можно найти в соответствующих справочниках. Схемы распада для °Со и Сз показаны на рис. 1.1. [c.13] Почти все вещества при облучении нейтронами становятся радиоактивными. Все элементы при взаимодействии с тепловыми нейтронами претерпевают реакцию активации (п, ). Могут захватываться ядрами также и быстрые нейтроны. Сечения взаимодействия для этих двух процессов обычно сильно отличаются. [c.13] Число падающих частиц задается потоком (плотностью потока), который равен числу частиц или фотонов, входящих в-данной точке в сферу с единичным сечением за единицу времени. Интенсивность излучения характеризуется энергией, попадающей в данной точке в сферу с единичным сечением за единицу време1[и. Единица и1Гтснсивности равна 1 эрг/ сек-см ) или 1 вт/см . [c.14] Относительное содержание двух радионуклидов определяется соотношением периодов их полураспада. [c.15] В случае многоатомных веществ уравнение (1.24) должно применяться для расчета активности каждого изотопа в отдельности. Если необходимо учесть превращение данного нуклида в другой радионуклид, то следует использовать уравнение (1.20). [c.15] Пример 1.3. Найти полную активность образца кобальта, облученного потоком медленных нейтронов с плотностью 10 2 нейтрон (см -сек) в течение 6 месяцев. Сечение образования Со из Со равно 21,7 барн, период полураспада Со составляет 5,26 года . [c.15] Значение 1,10 кюри/г представляет собой удельную активность образца. [c.16] Три вида излучений наиболее существенны для радиационной химии. Это заряженные частицы (электроны, протоны, а-частицы, продукты деления и т. д.), фотоны (рентгеновское и у-излучение) и нейтроны. Для каждого излучения характерен свой способ взаимодействия с веществом. Напри.мер, заряженные частицы в воздухе имеют определенный максималыгый пробег, тогда как у нейтронов и электромагнитного излучения определенного пробега не существует. В этой главе рассмотрены разные способы взаимодействия излучения с веществом. [c.17] Частицы взаимодействуют с веществом либо в процессах рассеяния, либо в процессах ядерного захвата. Рассеянием называют такое взаимодействие частицы (или частиц) с веществом, при котором сама частица не исчезает. Существует два основных вида рассеяния — упругое и неупругое. При упругом рассеянии налетающая частица при любом угле рассеяния не теряет своей энергии. При неупругом рассеянии налетающая частица теряет энергию. [c.17] Существуют два основных механизма неупругого рассеяния в результате столкновения 1) смещение атомов и 2) возбуждение и ионизация атомов и молекул. [c.17] Вернуться к основной статье