Теоретичні відомості. Радіоактивністюназивають здатність деяких атомних ядер самовільно (спонтанно) перетворюватись в інші ядра з випусканням різних видів радіоактивного

Радіоактивністю називають здатність деяких атомних ядер самовільно (спонтанно) перетворюватись в інші ядра з випусканням різних видів радіоактивного випромінювання і елементарних частинок. Радіоактивність поділяють на природну (що спостерігається у нестійких ізотопів, які існують у природі) і штучну (що спостерігається у ізотопів, отриманих внаслідок ядерних реакцій). Радіоактивне випромінювання буває 3-х типів: ά -, β - і γ.

α -випромінювання - потік ядер гелію; заряд α - частинки дорівнює +2е, а маса співпадає з масою ядра ізотопу гелія ₂Не⁴. α -випромінювання відхи-ляється електричними та магнітними полями, має високу іонізуючу здатність і малу проникну здатність (наприклад, поглинається шаром алюмінію завтовшки приблизно 0, 05 мм).

β -випромінювання - потік електронів(е = - 1, 6*10^-19 Кл, m_e=9, 1*10^-31кг), із швидкістю приблизно 1 млн. м/с. Іонізуюча здатність β -частинок (електро-нів) значно менша, ніж у α -частинок (приблизно у 100 разів), а проникна здатність набагато більша (поглинається шаром алюмінію 2мм завтовшки).

γ -випромінювання являє собою короткохвильове електромагнітне випромінювання з надзвичайно малою довжиною хвилі (λ < 0, 1 нм). Це випромінювання не відхиляється електричними та магнітними полями, має відносно слабку іонізуючу здатність і дуже велику проникну здатність (наприклад, проходить шар свинцю 5 см завтовшки). Під дією цього випро-мінювання виникає фотоефект, комптонівське розсіяння, утворення електронно-позитронних пар, рентгенівське випромінювання (X-ray).

Досліди показують, що на сам ефект радіоактивного розпаду ядер

не впливають ні агрегатний стан речовини, яка випромінює, ні зовнішній механічний тиск, ні температура, ні електричні та магнітні поля.

Існує закон радіоактивного розпаду: «Кількість атомів радіоактивного препарату змінюється з часом за експоненціальним законом»:

де N — наявна кількість атомів радіоактивної речовини на момент часу t;

N_о — початкова їх кількість для t=0; α — стала розпаду, пов'язана з періодом

напіврозпаду Т_1/2 формулою:

Активністю А нукл іда (нуклід- радіоактивне ядро) зветься загальне число розпадів радіоактивних ядер джерела за одиницю часу:

Одиниці активності: в системі СІ 1 Беккерель=1 Бк = 1 розпад/с;

• позасистемні: 1 Кюрі = 1 Кі = 3, 7*10¹⁰Бк

1 мКі =3, 7*10⁷Бк

1 мкКі =3, 7*10⁴ Бк =37000 розп./с

Дія α -, β - і γ - випромінювання на речовину характеризується дозою іонізуючого опромінення.

Поглинена доза опромінення - фізична величина чисельно рівна відношенню енергії випромінювання до маси тіла, що опромінюється:

D=W/m

Одиниця поглиненої дози опромінення в системі СІ - грей (Гр):

1 Гр = 1 Дж/кг

Позасистемна одиниця поглиненої дози випромінювання:

1 рад = 0, 01 Гр.

Експозиційна доза опромінення –фізична величина, що дорівнює відношенню суми електричних зарядів усіх іонів одного знаку, створених електронами, вивільненими в опроміненому повітрі (за умови повного використання іонізуючої здатності електронів), до маси повітря.

Одиниця експозиційної дози опромінення в системі СІ– кулон на кілограм (Кл/кг). Позасистемна одиниця - рентген (Р): 1Р = 2, 58 10^-4 Кл/кг.

Біологічна доза – величина, що визначає дію опромінення на організм.

Одиниця біологічної дози – біологічний еквівалент рентгена (беР):

1 бер -доза будь-якого іонізуючого випромінювання, що чинить таку ж біологічну дію, як і доза рентгенівського або γ -випромінювання в 1 Рентген

1 бер = 0, 01 Дж/кг = 0, 01 Гр

Ефективна еквівалентна доза опромінення має одиницю вимірювання в системі СІ зіверт:

1 Зв=100беР.

Еквівалентна поглинена доза опромінення це поглинена доза помно-жена на коефіцієнт якості (для γ - випромінювання – 1, для β –випроміню-вання – 3, для нейтронів – 10, для ά -випромінювання – 20). Показує біологічний ефект поглиненої дози.

Потужність дози випромінювання - величина, що дорівнює відношен-ню дози опромінення до часу опромінення. Розрізнюють:

1 ) потужність поглиненої дози ( одиниця – грей на секунду (Гр./с));

2 ) потужність експозиційної дози (одиниця – ампер на кілограм (А/кг)). На практиці частіше використовуються позасистемні одиниці потужності експозиційної дози - міллірентген за годину (мР/год.) та мікрорентген за годину (мкР/год).

В даній роботі ми будемо визначати потужність експозиційної дози опромінення у мікрорентгенах за годину (мкР/год).