Закон за радиоактивното разпадане.Биологично действие на радиоактивността .

Основните научни работи на френския физик Антоан Анри Бекерел са посветени на магнитооптиката, фосфоресценсията и радиоактивността. През 1896г., изучавайки действието на различни луминесцирати върху фотопластинка, по-специално върху уранови соли, открива неизвестно излъчване от солите, което представлява радиоактивност.

В последствие се оказало, че подобна способност притежават и други елементи. За откриването на явлението естествена радиоактивност на урана, Бекерел е удостоен с Нобелова награда. През 1900г. Мария Кюри открива, че торият също излъчва радиоактивност.През 1903г. Бекерел получава половината от награда за физика “за изключителните му заслуги за откриването на естествената радиоактивност”. Другата половина от наградата получават Мария Кюри и Пиер Кюри за изучаването на естествената радиоактивност.

Радиоактивност се нарича способността на някои ядра

спонтанно да се превръщат в други ядра, което се съпровожда с изпускане на микрочастици. Лъченията, изпускани от атомните ядра при техните радиоактивни превръщания се наричат ядрени или радиоактивни лъчения. Трите вида ядрени лъчения се означават с първите букви от гръцката азбука: α, β и γ.

Алфа-лъчите /алфа-частиците/ се състоят от два протона и два неутрона. Те проникват в тъканите само на 0,1 мм дълбочина и практически не са опасни за човека при външно облъчване. Алфа-лъчите представляват двукратно йонозирани хелиеви атоми, т.е. хелиеви ядра.

Алфа-разпад

Бета-лъчите са поток от електрони, които се движат със скорост, близка на скоростта на светлината. Тъй като масата им е няколко хиляди пъти по-малка от тази на алфа-частиците, отклонението им в магнитното поле е по-голямо. Йонизационната способност на бета-лъчите е по-малка, а прониквателната им по-голяма.

Бета-разпад

Гама-лъчите представляват поток от фотони, които по физическата си същност приличат на рентгеновите лъчи, но притежават още по-голяма енергия. Те имат голяма прониквателна способност като могат да преминат през няколко сантиментров метален лист.

При взимодействие на магнит

с тяло, гама-лъчите са праволинейни

и винаги с най-голяма

енергия.

Времето, за което се разпадат половината от всички атоми

на радионуклида се нарича период на полуразпад Т1/2. Този период варира за различните нуклиди от части от секундата до милиони години. Ако преди достигане на стабилния нуклид се извършат серия разпади с преминаване от един радиоактивен елемент в друг, то се образуват вериги на разпад. Междинните елементи се наричат радиоактивни продукти на майчиния нуклид.

За време Т1/2 броят на ядрата в образеца намалява наполовина и става 1/2N0. За още един период Т1/2 се разпадат половината от тези 1/2N0 ядра и в момента t = 2 Т1/2, в образеца остават 1/2(1/2N0 ) = ( 1/2 )2N0 неразпаднали се ядра. След изтичане на n интервала Т1/2, т.е. в момента t = n Т1/2 в образеца ще останат неразпаднали се ядра.

Закон за радиоактивното разпадане:

N = ( 1/2 )nN0 ( n = t/ Т1/2 )

При разпадането на радиоактивните вещества се изпускат йонизиращи лъчи. Те се наричат така, защото превръщат неутралните атоми в положителни или в отрицателни йони. Те биват алфа-, бета-, гама-, рентгенови и космически лъчи и неутрони. Освен йонизиране на атомите те могат да предизвикат образуване на нови нуклиди. Космическите лъчи достигат Земята от Космоса и представляват сложна група частици и електромагнитни лъчи. Облъчването на човека с йонизиращи лъчи може да стане по два начина:

1. От източници извън организма /външно облъчване/;

2 . От проникнали в тъканите радиоактивни вещества чрез храната,въздуха и водата /вътрешно облъчване/. При вътрешно облъчване

основното количество радионуклиди постъпва с храната и се разсейва в целия организъм. При някои промишлени аварии обаче поглъщането чрез въздуха има по-голямо значение. Например радиоактивното олово не се поглъща от стомашночревния тракт, но се задържа от белите дробове при вдишане.

1. Атомни електорцентрали/АЕЦ/

2. Въздушни радиоактивни взривове;

3. Наземни радиоактивни взривове;

4. Лаборатории .

Най-разпространените радиоизотопи след авария в АЕЦ или след ядрен взрив са йод 131, стронций 90 и цезий 137.

Периодът на полуразпад на йод 131 е 8 дни. Затова той е опасен само в първите дни след ядрения взрив. За два месеца активността му в продуктите намалява 100 пъти. Излъчва бета- и гама-лъчи. Натрупва се главно в щитовидната жлеза.

Радионуклидите, които са опасни за продължително време, са продуктите на делене на урана – цезий 137 и стронций 90. Цезий 137 е с период на полуразпад 30 години. Той и дъщерните му продукти излъчват бета- и гама-лъчи. Всмуква се лесно в червата и свободно циркулира в целия организъм, като облъчва еднакво всички тъкани. Най-опасният от трите изотопа е стронций 90, който има период на полуразпад 28 години.

Облъчването с йонизираща радиация може да бъде външно или върешно:- от източник, разположен извън организма- от погълнати радиоактивни вещества.

При много голями дози радиация и в двата случая се развива остра лъчева болест, която има пет форми :

1. Мълниеносна форма - болните умират веднага;

2. Церебрална форма - облъчените умират за 1-2 дни от мозъчна увреда;

3. Токсемична форма - смъртта настъпва за една седмица от образуваните в организма радиоотрови;

4. Стомашно-чревна форма - облъчените умират след две седмици от увреда на стомашно-1ревната лигавица и от загуба на вода;

5. Костно-мозъчна форма - болните уми рат от кръвоизливи и инфекции поради силно намален брой на кръвните клетки.

1. Откриване на естествената радиоактивност.

2. Същност на радиоактивността.

3. Алфа, Бета и Гама разпад.

4. Закон за радиоактивното разпадане.

5. Йонизиращи лъчи.

6. Източници на радиоактивно замърсяване.

7. Биологично действие на йонизираща радиация.

8. Най-опасните изотопи.