Радиоактивность. Общие понятия

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, между которыми действует различные силы. Между положительно заряженными протонами действует кулоновские силы отталкивания, между протоном и нейтроном действуют ядерные силы притяжения:

P⁺ и P⁺ - отталкивание;

P⁺ и n⁰ – притяжение.

У тяжелых элементов после свинца (Pb) кулоновские силы отталкивания превышают ядерные силы притяжения. При этом ядро становится неустойчивым. Ядро, стремясь к устойчивому состоянию, либо распадается на более легкие ядра либо выбрасывает какие-либо частицы (альфа частицы α, бета частицы β, протоны P⁺, нейтроны n⁰) либо излучают энергию в виде электромагнитных колебаний (это и есть гамма излучение).

Альфа частица состоит из двух протонов и двух нейтронов. Проникающая способность в воздухе несколько сантиметров. Для просвечивания не используется. Очень сильная ионизация.

Бета частица может иметь положительный или отрицательный заряд фактически является электроном или позитроном. В воздухе проходит несколько метров, но в плотные вещества не проникает. Для просвечивания не используется.

Радиоактивность в 1896 г. открыл французский ученый-физик Анри Беккерель.

Радиоактивностью называется самопроизвольный распад неустойчивого ядра. Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность - это самопроизвольный распад неустойчивого ядра существующего в природе. Например:

Ra⁸⁸₂₂₆ -> Rn⁸⁶₂₂₂ + α²₄ + γ

и бета распада

Bi⁸³₂₀₉ -> Po⁸⁴₂₀₉ + β^-.

Ядро радия при распаде выбрасывает α частицу и образует новое ядро радона (Rn), которое выбрасывает энергию в виде гамма кванта (γ-квант) и переходит в устойчивое состояние.

Искусственная радиоактивность - это самопроизвольный распад неустойчивого ядра полученного искусственным путем.

Например: устойчивое ядро Кобальт (C²⁷₅₉) бомбардируют нейтронами (n⁰₁), получается радиоактивный изотоп Кобальт 60 (Co₆₀²⁷), который распадается, выбрасывая энергию в виде гамма лучей (γ) (Co⁵⁷₂₉ + n⁰₁ -> Co₆₀²⁷ + γ).

В ядерной физике принято обозначать только атомный вес элементов.

Изотоп - это вещество, имеющее одинаковые свойства, один порядковый номер, но имеет разное количество нейтронов, разный вес.

Радиоактивные вещества бывают в твердом, жидком и газообразном состоянии. Источники γ-излучения, применяемые при радиационном контроле, представляют собой ампулы из коррозионно-стойкой стали или алюминиевого сплава. Цилиндрический металлический стакан, в котором помещённый изотоп герметизируется в своей открытой части эпоксидным клеем. В контейнере-хранителе осуществляется с помощью манипулятора перенесение источника излучения в рабочий контейнер и возвращение из него в контейнер-хранилище. С помощью оптического устройства для создания параллельных пучков и пульта управления выпуском и перекрытием пучка γ-излучения гамма-дефектоскопа создаётся целенаправленный поток, который, проходя через объект контроля, регистрируется.