Радиоактивность

Содержание

В ключевое отличие между радиоактивностью и радиацией заключается в том, что радиоактивность — это процесс, при котором определенные элементы испускают излучение, тогда как радиация — это энергия или энергичные частицы, которые выделяются радиоактивными элементами.

Радиоактивность — это естественный процесс, существующий во Вселенной с незапамятных времен. Таким образом, это было случайным открытием, сделанным Генри Беккерелем в 1896 году, что мир узнал об этом. Более того, учёный Мария Кюри объяснила эту концепцию в 1898 году и получила за свою работу Нобелевскую премию. Мы называем тип радиоактивности, имеющей место в мире (читай звезды), естественной радиоактивностью, а тот, который вызывает человек, — искусственной радиоактивностью.

1. Обзор и основные отличия 2. Что такое радиоактивность 3. Что такое радиация 4. Параллельное сравнение — радиоактивность и радиация в табличной форме 5. Резюме

Радиоактивность и шлаки

Во всех странах очень остро стоит проблема переработки и захоронения металлических отходов, имеющих радиоактивность. Это тоже источник излучения — не только от аварий, как например, на Чернобыльской АЭС, но и от действующих атомных электростанций, где постоянно проводятся плановые замены агрегатов. Как при этом быть со старыми металлическими узлами и конструкциями, которые имеют высокую радиоактивность? Специалисты из института электросварки разработали плазменно-дуговой способ плавки в водоохлаждаемом тигле, который обеспечивает удаление в шлаки металла или сплава, которые имеют радиоактивность. Это физика самой безопасной очистки. При этом можно использовать различные шлаковые композиции с высокой ассимилирующей способностью. Этим способом можно удалить даже те радиоактивные элементы, которые находятся в трещинах и углублениях поверхности. Для разрезания металлических отходов предусмотрено применять плазменную резку и взрыв под водой, электрогидравлическую резку и уплотнение разрезаемых узлов и конструкций. Эти высокопроизводительные технологии исключают образование пыли при работе, следовательно, предотвращают загрязнение окружающей среды. Стоимость переработки радиоактивных отходов по отечественному проекту ниже, чем у иностранных разработчиков.

Законы радиоактивного распада

Поскольку радиоактивный распад имеет произвольный характер, то к большей совокупности ядер применяют статистические законы.

Для каждого радиоактивного ядра существует некоторая вероятность $\lambda $ того, что оно претерпевает распад за единицу времени. Если на момент времени $t$ существует $N$ радиоактивных ядер, то среднее количество ядер $dN$, которое распадается за время $dt$, пропорционально некоторому количеству ядер $N$ и величине $\lambda $, т.е.

Величину $\lambda $ называют постоянной распада. Она является характерной постоянной радиоактивного изотопа. Знак «$-$» показывает то, что количество радиоактивных ядер уменьшается. Проинтегрировав эту формулу получим

Эта формула выражает закон радиоактивного распада. С нее видно, что количество ядер радиоактивного изотопа со временем уменьшается по экспоненциальному закону. Этот закон является статистическим и справедливый для достаточно большого количества ядер радиоактивного изотопа. Закон полностью согласуется с опытами. Отметим, что величина $N$ показывает не количество ядер которые распались, а количество радиоактивных ядер на момент времени $t$. Время $T$ за которое распадается половина начального количества ядер, называется периодом полураспада. С соотношения

находим

Часто изотоп, который возникает в результате радиоактивного распада так же радиоактивный, тогда возникает цепочка радиоактивных преобразований. Так, при распаде ядер радиоактивного изотопа (ядра материнского изотопа) возникают ядра другого изотопа, которые так же являются радиоактивными (дочерние ядра изотопа). При этом выполняется условие:

Состояние, соответствующее этому равенству называют состоянием насыщения. Так же равенство называют условием радиоактивного равновесия. Физический смысл которого заключается в том, что распад дочерних атомов в любой момент времени компенсируется увеличением их количества из-за распада материнских ядер.

Чем измеряется облучение

Наиболее известный прибор — дозиметр; он предназначен для измерения полученной человеком эквивалентной дозы, и проградуирован в зивертах или бэрах (устаревшие модели могут быть проградуированы в рентгенах). Дозиметров существует много и разных, в нашей стране широко известны маленькие дозиметры в виде ручки.

Более сложный прибор — дозиметр-радиометр, у него есть и ещё один режим — замерять активность образца в распадах в минуту или секунду.

Счётчик Гейгера — простой и давно известный детектор радиации, один щелчок которого — это пролёт через камеру счётчика одной частицы. Когда он делает вот так: тик-так! тик-так! — это значит, что пора уносить ноги и глотать антирадин на всякий случай. Некоторые современные дозиметры представляют собой улучшенные счётчики Гейгера с прикрученной к ним электроникой для перевода попугаев в зиверты.

Плёночный значок — по принципу действия похож на старинную фотопластинку, но покрыт менее чувствительными солями, которым пофиг на свет. А на радиацию не пофиг, от неё они чернеют. Если значок из белого стал чёрным, значит, носитель значка схватил опасную дозу и ему пора лечиться.

Таблетки от радиации?

Всем, игравшим в Fallout, знакомы Рад-Х и Рад-Эвей (Антирадин), первый повышает устойчивость к радиации, а второй выводит ее из организма. А фанаты Сталкера непременно припомнят водку «Казаки» со свойствами, аналогичными Рад-Эвею. Существуют ли такие препараты в реальности? Да, существуют.

• Радиопротекторы — да, Рад-Х совершенно реален. Приняв шесть таблеток цистамина (найти его можно, например, в старых советских оранжевых аптечках ГО), можно повысить свою устойчивость к радиации в полтора-два раза, а более современный препарат индралин (он же Б-190) еще более эффективен. Принцип действия этих препаратов в том, что они являются сильными восстановителями, которые немедленно восстанавливают порождаемые радиацией свободные радикалы до безопасных нейтральных молекул.
• Препараты против радионуклидов. Если радиопротекторы защищают от проникающей радиации, то эти лекарства не дадут прописаться в вашем организме случайно проглоченным или вдохнутым радиоизотопам и помогут их вывести. Самый известный из них — йодистый калий, который защищает от радиоактивного йода. Также известна берлинская лазурь, которая способствует выведению цезия-137.
• ДНК-активные препараты. Экспериментальные лекарства, ни одно из которых пока не вышло на стадию производства, но испытания очень обнадеживают. Эти препараты, самые известные из которых DBIBB и Ex-Rad, ликвидируют повреждения ДНК, нанесенные проникающей радиацией. По сути, это самый настоящий Рад-Эвей, который можно принять после облучения и забыть о нем навсегда.
• А что же спиртное? Эффект от него есть, но небольшой. Сам по себе этиловый спирт после попадания в организм превращается в уксусный альдегид — сильный восстановитель, который действует как радиопротектор. Проблема в том, что уксусный альдегид — еще и яд, являющийся главной причиной тяжелого похмелья, так что вред для организма тут превосходит пользу. В красном вине содержатся менее опасные натуральные радиопротекторы, например, ресвератрол и кверцетин. Но, опять же, эффективность сильно ниже, чем у цистамина. Выведению специфических радионуклидов ни водка, ни вино не способствуют — разве что стимулируют общий выделительный процесс, чем в принципе могут помочь. В целом — спиртное как радиопротектор неэффективно, и польза от него ненамного превышает вред.

Радон — 222

В ходе исследований, которые проводились в России в последние годы, были проанализированы структура и величина существующих доз облучения и установлено, что для населения в помещениях главное опасное вещество, которое создает радиоактивность, — это радон. Содержание этого вещества в воздухе можно легко снизить, если увеличить вентилирование помещения или ограничить поступление газа герметизацией подвального пространства. По данным отдела радиационной гигиены, порядка 23 % жилого фонда не соответствуют требованиям действующей нормативной базы по содержанию радона в воздухе помещений. Если жилой фонд довести до действующих нормативов, убытки можно уменьшить вдвое.Расмотрим, почему же так вреден радон? Радиоактивность — это распад естественных радионуклидов уранового ряда, при котором радон-222 преобразуется в газ. При этом он образует коротко существующие дочерние продукты (ДПР): полоний, висмут, свинец, которые, присоединяясь к частицам пыли или влаги, образуют радиоактивный аэрозоль. Попадая в легкие, эта смесь через небольшой период полураспада ДПР радона-222 приводит к относительно высоким дозам облучения, которые могут быть причиной дополнительного риска заболеваний раком легких.

По данным обследования жилищного фонда отдельных регионов (28000 домов) специалистами института гигиены и медицинской экологии, средневзвешенная по отдельным областям среднегодовая эффективная доза облучения населения от радона составляет 2,4 мЗв/год, для сельского населения эта величина выше почти вдвое и составляет 4,1 мЗв/год. Для отдельных регионов дозы радона варьируются в достаточно широких пределах — от 1,2 мЗв/год до 4,3 мЗв/год, а индивидуальные дозы населения могут превышать дозовые лимиты для профессионалов категории А (20 мЗв/год).

Если оценить по принятым в мировой практике методам смертность от рака легких, обусловленного облучением радоном-222, то она составляет порядка 6000 случаев в год. Необходимо также учитывать, что в последние годы получены знания о влиянии радона. Так, по данным некоторых эпидемиологических исследований установлено, что радон может вызывать лейкемию у детей. По данным AS Evrard, связь между радоном и лейкемией у детей имеет прирост 20 % на каждые 100 Бк/м3. По данным Raaschou-Nielsen, этот прирост больше 34 % на каждые 100 Бк/м3.

История изучения радиоактивности

Все живое на нашей планете возникло, развивалось и существует в условиях, иногда далеких от благоприятных. На живые организмы действуют перепады температур, атмосферные осадки, движение воздуха, изменения атмосферного давления, чередование дня и ночи и другие факторы. Среди них особое место занимает ионизирующая радиация, образующаяся за счет 25 природных радиоактивных элементов, таких как уран, радий, радон, торий и др. Естественная радиоактивность — это частицы, летящие сквозь атмосферу от Солнца и звезд Галактики. Это два источника ионизирующего облучения всего живого и неживого.

Рентгеновское, или γ-излучение, представляет собой электромагнитные волны с высокой частотой и чрезвычайно большой энергией. Все виды ионизирующего излучения обусловливают ионизацию и изменение облучаемых объектов. Считается, что все живое на Земле приспособилось к действию ионизирующих излучений и не реагирует на них. Существует даже гипотеза, что естественная радиоактивность — это двигатель эволюции, благодаря которому возникло такое большое количество видов, самых разнообразных по форме и способам жизни организмов, поскольку мутации есть не что иное, как возникновение новых признаков организма, которые могут привести к появлению совершенно нового вида.

В течение XVIII-XIX столетий, а особенно сейчас, естественный радиационный фон на Земле повысился и продолжает увеличиваться. Причиной стала прогрессирующая индустриализация всех развитых стран, в результате которой при увеличении добычи металлических руд, угля, нефти, строительных материалов, удобрений и других полезных ископаемых на ее поверхность в больших количествах поступают различные минералы, содержащие природные радиоактивные элементы. При сжигании минеральных источников энергии, особенно таких, как уголь, торф, горючие сланцы, в атмосферу попадает много различных веществ, в том числе и радиоактивных. В середине XX века была открыта искусственная радиоактивность. Это привело к созданию атомной бомбы в США, а затем и в других странах, а также к развитию атомной энергетики. Во время атомных взрывов, работы АЭС (особенно при авариях), в окружающей среде, кроме постоянного естественного фона, накапливается искусственная радиоактивность. Это приводит к появлению очагов и больших территорий с высоким уровнем радиоактивности.

Искусственные источники радиации

Искусственные источники увеличивают дозу радиационного воздействия от естественных источников как для отдельных людей, так и для всего населения Земли.

Медицина

В среднем на нее выпадает 98% радиационного воздействия от всех искусственных источников радиации . В здравоохранении используется рентгенография, магнитно-резонансная томография, ультразвуковое исследование.

В последнее время распространение получила ядерная медицина. Это комплекс процедур, предполагающих введение радиоактивных веществ внутрь организма с целью исследовать структуру или функцию органа.

Зеленая экономика

Почти вечный движок на энергии атома: вызовы ядерной энергетики

Для лечения злокачественных и доброкачественных опухолей используется радиотерапия. Ионизирующему излучению подвергается весь организм. Еще один метод — брахитерапия — предполагает размещение металлических или герметичных радиоактивных источников внутри тела.

Ядерные реакторы

Так называется оборудование, с помощью которого выделяется энергия. Это происходит за счет особой химической реакции — деления ядер урана. Она может использоваться для производства электричества на атомных электростанциях. Это высокоэкологичный способ получения энергии, без токсичных отходов.

Производство электроэнергии атомными электростанциями вызывает много вопросов: при нормальном функционировании оно вносит малый вклад в глобальное радиационное воздействие. Но катастрофа случается, когда на предприятии происходит форс-мажор. Подобное было в 1986 году во время взрыва Чернобыльской АЭС. Последствия катастрофы ощущаются до сих пор, хоть и прошло уже 35 лет.

В чем разница между радиоактивностью и радиацией?

Радиоактивность — это спонтанное ядерное преобразование, которое приводит к образованию новых элементов, тогда как излучение — это процесс, при котором волны или частицы энергии (например, гамма-лучи, рентгеновские лучи, фотоны) проходят через среду или пространство. Следовательно, мы можем сказать, что ключевое различие между радиоактивностью и излучением заключается в том, что радиоактивность — это процесс, посредством которого определенные элементы испускают излучение, тогда как излучение — это энергия или энергичные частицы, которые выделяются радиоактивными элементами. Короче говоря, радиоактивность — это процесс, а излучение — это форма энергии.

В качестве еще одного важного различия между радиоактивностью и излучением можно назвать единицу измерения. То есть; единицей измерения радиоактивности является Беккерель или Кюри, тогда как для излучения мы используем единицы измерения энергии, такие как электрон-вольт (эВ)

Лучевая болезнь

Радиоактивность — это излучение, которое является причиной лучевой болезни. Различают хроническую и острую формы этой болезни. Хроническая лучевая болезнь начинается в результате долгого облучения организма малыми (от 1 мЗв до 5 мЗв в сутки) дозами радиации после накопления суммарной дозы 0,7 … 1,0 Сб. Острая лучевая болезнь вызывается однократным интенсивным облучением от 1-2 Зв дозе более 6 Сб. Выполненные расчеты эквивалентной дозы облучения показывают, что дозы, которые получает человек в обычных условиях в городе, к счастью, значительно ниже, чем те, что вызывают лучевую болезнь.

Мощность эквивалентной дозы, вызванной естественным излучением, — от 0,44 до 1,75 мЗв в год. Во время медицинской диагностики (рентгеновские исследования, лучевая терапия и т.д.) человек получает примерно 1,4 мЗв в год. Добавим, что в строительных материалах (кирпиче, бетоне) в небольших дозах также присутствуют радиоактивные элементы. Поэтому доза облучения возрастает еще на 1,5 мЗв в течение года.

Для фактологической оценки вредности радиоактивного излучения используют такую характеристику, как риск. Под риском обычно понимают вероятность нанесения вреда здоровью или жизни человека в течение определенного отрезка времени (как правило, в течение одного календарного года), рассчитывая его по формуле относительной частоты наступления опасного случайного события в совокупности всех возможных событий. Основным проявлением ущерба, причиненного радиоактивным излучением, является заболевание человека раком.

Применение эффекта сегодня

Радиоактивность нашла широкое применение в разных сферах человеческой жизни. Недаром ученые, которые сделали важные достижения в этой сфере, удостоились Нобелевской премии по физике. Это явление применяется при производстве электроэнергии. В данном случае речь идет об атомных электростанциях и изготовлении ядерного топлива.

Также радиоактивность используется в химии, геологии, медицине, сельском хозяйстве. В биологии это явление применяют при изучении клеток. К тому же радиация получила широкое распространение в самых разных отраслях промышленности. Ее используют для контроля сварных швов в металлургии, выявления возгораний, стерилизации медицинских инструментов.

Открытие радиоактивности стало важнейшим этапом в развитии науки. Первым это явление описал французский физик Анри Беккерель. Также важный вклад в развитие этой области знаний внесли Пьер и Мари Кюри. Со временем многие ученые занимались этой проблемой, что позволило внедрить данное явление в различные сферы человеческой жизни.

Радиация, испытанная на себе

Тревожные звоночки об опасности радиации поступали, но игнорировались супругами Кюри. Так, в апреле 1902 года Анри Беккерель выпросил у супругов вещество для лекции (хлорид бария BaCl2) и положил герметично закрытую стеклянную трубочку в карман жилетки. Так он проходил шесть часов, а через десять дней после конференции в месте, где была пробирка, у него появилось красное пятно. Когда оно превратилось в язву, ученый поделился этим «случайным» открытием с Кюри со словами: «Я очень люблю радий, но я на него в обиде». Язву лечили как обычный ожог, и она хоть и прошла, но оставила рубец на теле. Так человек, открывший радиацию, стал и первым пострадавшим от ее действия. Случай подробно описан в биографической книге об Анри Беккереле.

Пьер Кюри повторил опыт на себе: он нарочно носил пробирку с радием и вскоре обнаружил ожог. На ужине в честь защиты диссертации супруги он демонстрировал гостям колбу со светящейся солью радия и признавался, что она висит в их спальне вместо ночника. Кюри нравился необычный эффект: если 10 минут подержать колбу в руке, получается легкий ожог. О том, что радий может быть опасен, ученые еще долго не догадывались. В те времена среди химиков было принято пробовать новые вещества на вкус, и Мария Кюри беззаботно работала с убийственными материалами даже во время беременности: ее второй ребенок родился раньше срока и вскоре умер (третья дочь прожила 102 года и была личным библиографом матери). Пьер Кюри успел понять опасность радиации в опыте на мышах, прежде чем погиб под колесами конного экипажа в 1906 году.

В начале XX века не было ни защитной одежды, ни специальных приборов для регистрации излучения. Но медицина уже тогда стала искать применение открытию радия. В России начало радиотерапии положила лично Мария Кюри. В 1903 году она познакомилась с Владимиром Зыковым, заместителем директора первой в Европе раковой лечебницы — будущего Московского НИИ онкологии им. Герцена. Кюри передала Зыкову несколько миллиграммов радия, и именно с них началась российская лучевая терапия, которая по большому счету с тех пор не изменилась (об этом рассказывается в фильме канала «Доктор» «Мари Кюри: сгоревшая заживо»). Во Франции этот метод назывался кюритерапией: облучением радия стали лечить волчанку, стригущий лишай и рак. Кюри как единица измерения радиоактивности была введена в употребление в 1910 году на Международном конгрессе по радиологии и электричеству в Брюсселе.

Первые успехи в лечении опухолей посредством радиации породили всеобщий ажиотаж: публика увидела в радии источник вечной жизни. Радий стали рекламировать как панацею от всех болезней. Выпускались пищевые продукты, косметика и даже часы с радием. В 1924 году на фабрике в Нью-Джерси (США) по производству светящихся часов началась вспышка лучевой болезни среди работниц, которые наносили краску с радием на циферблат и облизывали кисточки для точного мазка. У девушек выпали зубы, челюсти превратились в труху, десять работниц умерли, остальным после суда назначили пенсию по инвалидности.

Сама Мария Склодовская-Кюри умерла от радиационной апластической анемии в 1934 году в возрасте 66 лет, не дожив всего год до того, как ее старшая дочь с зятем получили Нобелевскую премию по химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов»

Похоронили Марию Кюри с особыми предосторожностями. Деревянный гроб поместили в свинцовый и затем во второй деревянный

Когда в 1995 году ее саркофаг переносили в парижский Пантеон, то обнаружили колоссальное излучение, которое было в 30 раз выше, чем фоновое значение.

Прошло более 100 лет, а вещи Марии Кюри все еще опасно радиоактивны. Ее книги, дневники, письма с конца 1960-х годов хранятся в свинцовых коробках в Национальной библиотеке Парижа. К записям нельзя прикасаться без защитного снаряжения еще 1500 лет (период полураспада радия-226 — около 1600 лет). На одном из листков сохранился радиоактивный отпечаток пальца Пьера Кюри.

Естественная радиоактивность

Подробности

Просмотров: 579

Естественной радиоактивностью называется самопроизвольное превращение атомных ядер одного химического элемента в ядра атомов другого химического элемента, сопровождаемое радиоактивным излучением.
Открытие явления — 1896 г. французский ученый Анри Беккерель при постановке опытов с солями урана.
Без каких-либо внешних влияний на уран А. Беккерелем было зарегистрировано неизвестное излучение.

В 1898 г. М. Склодовская — Кюри обнаружила излучение тория. а также открыла новые радиоактивные химические элементы полоний и радий.
Все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными.
Естественная радиоактивность химических элементов не зависит от внешних условий.

Три вида радиоактивного излучения

В 1899 г. Э. Резерфорд обнаружил, что радиоактивное излучение состоит из двух компонентов, которые он назвал «альфа-лучи» и «бета-лучи».
В 1900г. французский физик Ф. Вилард установил, что в состав излучения входят еще и гамма-лучи.

Опыт Резерфорда

Поведение радиоактивного излучения было изучено в магнитном поле. Радиоактивный элемент был помещен в узкий свинцовый стакан, напротив которого размещалась фотопластинка. Вся установка размещалась в вакууме.
В отсутствие магнитного поля на фотопластинке было обнаружено в центре одно пятно засветки от излучения.
В магнитном поле пучок излучения распался на три. Составляющие отклонялись в противоположные стороны: пятно на фотопластинке по середине оставляла составляющая, не имеющая заряда, две другие составляющие радиоактивного излучения отклонялись в противоположные стороны, что доказывало присутствие заряженных частиц в излучении.
В результате опыта Э.Резерфорд доказал, что радиоактивное излучение является неоднородным.

Свойства радиоактивных лучей

Альфа-излучение (альфа лучи) — это поток полностью ионизированных ядер атомов гелия.

Бета-излучение (бета-лучи) — это поток электронов.

Гамма-излучение (гамма-лучи) — это электромагнитное излучение.

Электромагнитные кванты гамма-излучения не имеют массы покоя и электрического заряда, поэтому при прохождении через вещество они очень слабо взаимодействуют с ядрами и электронами. Их энергия почти не меняется, поэтому гамма-излучение обладает большой проникающей способностью. Защитой от гамма-излучения является толстый слой свинца.

Следующая страница «Виды радиоактивного распада»

Назад в раздел

Вспомни тему «Атомная физика» за 9 класс:

Радиоактивность —
Радиоактивные превращения —
Состав атомного ядра. Ядерные силы —
Энергия связи. Дефект масс —
Деление ядер урана —
Ядерная цепная реакция —
Ядерный реактор —
Термоядерная реакция

Вредные радиоактивные вещества, примеры и предостережения

Самое опасное радиоактивное вещество — это Полоний-210. Из-за излучения вокруг него даже видно своеобразную светящуюся «ауру» голубого цвета. Стоит сказать о том, что существует стереотип, будто все радиоактивные вещества светятся. Это совсем не так, хотя и встречаются такие варианты, как Полоний-210. Большинство радиоактивных веществ внешне совсем не подозрительные.

Самым радиоактивным металлом на данный момент считают ливерморий. Его изотопу Ливерморию-293 достаточно 61 миллисекунды, чтобы распасться. Это выяснили еще в 2000 году. Немного уступает ему унунпентий. Время распада Унунпентия-289 составляет 87 миллисекунды.

Также интересный факт состоит в том, что одно и то же вещество может быть как безвредным (если его изотоп стабильный), так и радиоактивным (если ядра его изотопа вот-вот разрушатся).

Что от неё бывает

Если кратко — ничего хорошего. От радиации нельзя стать супергероем, суперзлодеем или существом, превращающим людей в супергероев с помощью укуса. Также от неё не вырастает щупалец, третьих ног и шестых пальцев. А что же от неё можно схватить?

• Лучевую болезнь. Её основные симптомы — это разрушение костного мозга, отравление радиотоксинами — продуктами расщепления тушки радиацией (обломками белков и жиров, раздолбанных частицами), расстройства пищеварения и нервной системы. Самое опасное в этом списке — первое: костный мозг является кроветворным органом, и при его разрушении производство новых кровяных клеток останавливается и кровь быстро превращается в водицу. Отчего и наступает смерть.
• Рак. Случайное и не гарантированное, но очень неприятное последствие облучения.
• Генные мутации и хромосомные аберрации. Вот они, добрались до самой мякотки. На самом облучённом человеке они в основном никак не проявляются (если проявляются, то всё тем же раком), зато встают в полный рост при рождении потомства. И в большинстве случаев приводят к тому, что ребёнок просто не рождается, а происходит выкидыш или мертворождение. Или рождается, но хронически больной.

Почему так? Яички находятся вне тела и защищены только тонким слоем кожи. Так природа захотела, ибо спермогенез лучше протекает при температуре ниже температуры тела на градус. Поэтому так популярна шутка о просвинцованных трусах. При этом сам спермогенез — процесс постоянно обновляющийся: в процессе митоза все новые и новые клетки делятся напополам и образуют сперматозоиды. Миллионами. И если яички не были поражены фатально, т. е. до полной неспособности производить сперматозоиды, то шансы произвести здоровое потомство ненамного ниже среднего.

Период полураспада, модели атомов и ядра, кратко

Рассмотрим общепринятую модель строения атома. В центре находится заряженное ядро, внутри которого — нейтральные нейтроны и положительно заряженные протоны. Почти вся масса атома приходится на тяжелое ядро. Вокруг положительно заряженного ядра движутся легкие отрицательно заряженные электроны. В невозбужденном состоянии и вне реакции количество протонов и электронов, как правило, равно, так что атом электронейтрален.

Наглядная схема представлена ниже.

Одной из главных характеристик радиоактивных атомов является его время жизни. Число ежесекундно происходящих распадов пропорционально количеству имеющихся атомов. 

На основе периода полураспада некоторых радиоизотопов основан исторический метод радиоизотопного датирования. Для определения возраста некоторых объектов определяют, какая доля радиоактивного изотопа в составе успела распасться. Используют:

• уран-свинцовый метод;
• калий-аргоновый метод;
• радиоуглеродный метод и др.

Любой радиоактивный распад происходит по закону радиоактивного распада. Математически данный закон выражается в следующем виде:

N=N·2-tT,

где N — число нераспавшихся атомов в любой момент времени, N — число радиоактивных атомов в начальный момент времени, T — период полураспада, t — период времени.

Радиоактивность

Радиоактивность — это свойство ядер не­стабильных атомов излучать энергию. Большинство тяжелых атомов нестабильны, а у более легких атомов бывают радиоизотопы, т.е. радиоактивные изотопы. Причина радиоактивности в том, что атомы стремятся стать стабильными (см. статью «Атомы и молекулы«). Существуют три вида радиоактивного излучения: альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи. Они называются так по трем первым буквам греческого алфавита. Вначале ядро испускает альфа или бета-лучи, а если оно все еще остается нестабильным, ядро испускает и гамма-лучи.

Альфа-частицы движутся медленно, и слой вещества бо­лее толстый, чем лист бумаги, задерживает их. Они ничем не отличаются от ядер атомов гелия. Ученые полагают, что гелий на Земле есть продукт естественной радиоактивности. Альфа-частица пролетает менее 10 см, и лист плотной бумаги задержит её. Бета-частица пролетает в воздухе около 1 метра. Задержать её может лист меди толщиной 1 миллиметр. Интенсивность гамма-лучей спадает наполовину при проходе через слой свинца в 13 миллиметров или слой воздуха в 120 метров. 

Радиоактивные вещества транспортируются в свинцовых контейнерах с толстыми стенками, чтобы предотвратить утечку радиации. Воз­действие радиации вызывает у человека ожоги, катаракту, рак. Уровень радиации измеряется при помощи счетчика Гейгера. Этот прибор издаёт щелчки при обнаружении радиоактивного излучения. Испустив части­цы, ядро приобретает новый атомный   номер  и превращается в ядро другого элемента. Этот процесс называют радиоактивным распадом. Если новый элемент также нестабилен, процесс распада продолжается до тех пор, пока не образуется стабильное ядро. К примеру, когда атом плутония-2 (его масса 242) испускает альфа-частицу относительная атомная масса которой 4 (2 протона и 2 нейтрона), он превращается в атом урана — 238 (атомная масса 238). Период полураспада — это время, за которое распадается половина всех атомов в образце данного вещества. Разные элементы имеют разные периоды полураспада. Период полураспада радия-221 равен 30 секунд, тогда как у урана он  составляет 4,5 млрд. лет.

Ядерные реакторы

Это установка, способная вызывать продолжительные цепные реакции. Они используются для: производства тепла, используемого для выработки электроэнергии для различных нужд населения. Они также используются для производства материалов, предназначенных для морских ядерных двигателей, искусственных спутников и ракет.

Они позволяют трансмутировать химические элементы для создания радиоактивных изотопов; например, америций, используемый в детекторах дыма, и кобальт-60 для медицинского применения. И, наконец, эти реакторы производят плутоний для ядерного оружия и топливо для других реакторов.

Виды радиоактивного излучения

Радиоактивное излучение бывает нескольких типов, о которых сейчас и пойдет речь. Уже упоминалось альфа- и бета-излучение, но это не весь список.

Альфа-излучение — это самое слабое излучение, которое представляет опасность в том случае, если частицы попадают непосредственно в тело человека. Такое излучение реализуется тяжелыми частицами, и именно поэтому легко останавливается даже листом бумаги. По этой же причини альфа-лучи не пролетают больше 5 см.

Бета-излучение более сильное, чем предыдущее. Это излучение электронами, которые намного легче альфа-частиц, поэтому могут проникать на несколько сантиметров в кожу человека.

Гамма-излучение реализуется фотонами, которые достаточно легко проникают еще дальше к внутренним органам человека.

Самое мощное по проникновению излучение — это нейтронное. От него спрятаться достаточно сложно, но в природе его, по сути, и не существует, разве что в непосредственной близости к ядерным реакторам.

Понятие радиоактивности

Радиоактивностью называю «умение» атомов некоторых изотопов расщепляться и создавать этим излучения. Термин «радиоактивность» появился не сразу. Изначально такое излучение называли лучами Беккереля, в честь ученого, открывшего его в работе с изотопом урана. Уже теперь мы называем этот процесс термином «радиоактивное излучение».

В этом достаточно сложном процессе изначальный атом превращается в атом совсем другого химического элемента. За счет выбрасывания альфа- или бета-частиц, массовое число атома изменяется и, соответственно, это перемещает его по таблице Д. И. Менделеева. Стоит заметить, что массовое число изменяется, но сама масса остается практически такой же.

Опираясь на данную информацию, можем немного перефразировать определение понятия. Итак, радиоактивность — это также способность неустойчивых ядер атомов самостоятельно превращаться в другие, более стабильные и устойчивые ядра.