Физика радиоактивности.

Природа радиоактивных излучений хорошо изучена. Чтобы по­нять, как возникают такие излучения, необходимо вспомнить некото­рые сведения из атомной физики.

Атомы можно разделить на две части: ядро, имеющее положительный заряд, и электроны, которые вращаются вокруг ядра и имеют отрицательный заряд.

По современным представлениям, ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, называемых нуклонами. Протон имеет положительный заряд, нейтрон заряда не имеет.

Нуклоны в ядре связаны особыми силами взаимного притяжения, называемые ядерными силами. Они не являются ни гравитационными ни электрическими ни магнитными. По величине они значительно превышают электростатические силы отталкивания между протонами.

По мере увеличения общего числа нуклонов в ядре устойчивость ядра ослабляется, чем тяжелее ядро, чем больше его масса, тем «сложней» удержать нуклоны вместе.

И начиная с висмута, количество нуклонов в ядре достигает такого значения, что ядерные силы уже не в силах их удержать и происходит самопроизвольный спонтанный распад атомного ядра. Такой распад всегда сопровождается выделением энергии.

Процесс самопроизвольного распада нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид – радионуклидом. Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и многие более лёгкие элементы.

Уровень нестабильности радионуклидов неодинаков: одни распадаются очень быстро, другие — очень медленно.

Время, в течение которого распадается половина всех радионуклидов данного типа, называется периодом полураспада. Например, период полураспада урана-238 равен 4,47 млрд лет, а протактиния-234 — чуть больше одной минуты.

Радиоактивность – это свойство ядер определенных элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным. Это излучение способно при взаимодействии с любой средой вызывать ионизацию и возбуждение атомов и молекул вещества среды. Поэтому оно получило название – ионизирующее излучение. Таким образом, радиоактивность и сопровождающее этот процесс ионизирующее излучение является свойством атомного ядра при его распаде.

Оказалось, что лучи, испускаемые радиоактивными веществами, не однородны, а имеют сложный состав.

Было обнаружено, что радиоактивное излучение в поперечном магнитном поле разделяется обычно на три пучка. Когда была полностью изучена природа ИИ оказалось, что только гамма-лучи представляют собой истинные лучи, так как они даже в сильном магнитном поле не отклоняются; альфа- и бета-лучи являются заряженными частицами и способны к отклонению.

По своей природе все ИИ подразделяются наэлектромагнитные и корпускулярные излучения.

К электромагнитным относятся: рентгеновское и g-излучение.

К корпускулярным относят: электроны и позитроны (b-частицы), a-частицы (ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов). Кроме того, к корпускулярным излучениям относят не имеющие заряда нейтроны.