Ядерные реакции классифицируются:

· по энергии вызывающих их частиц - реакции при малых, средних и высоких энергиях;

· по роду участвующих в них частиц — под дей­ствием нейтронов; под действием заряженных частиц — протонов, дейтронов,α-частиц, под действием γ-квантов;

· по роду участвующих в них ядер — реакции на легких ядрах (А < 50), на средних (50 < А <100) и на тяжелых ядрах (А > 100).

Первое наблюдение превращения ядра (Резерфорд, 1919 г.):

или сокращенно: .

Открытие нейтрона (1932 г.):

или сокращенно: .

Первое использование искусственно ускоренных "снарядов" (протонов) и одновременно первое рас­щепление ядра (1932 г., Харьков):

или сокращенно:

Первое получение искусственного радиоактив­ного нуклида и открытие позитрона Жюлио-Кюри в 1932 г.:

или сокращенно:

Р* — представляет собой источник -излучения, звездочка (*) означает радиоактивность.

Получение кобальта 60:

или

Получение углерода 14:

сокращенно: , или

сокращенно: .

Закон радиоактивного распада.

Закон радиоактивного распада - число не распавшихся ядер убывает со временем по экспоненте.

Где - количество ядер в начальный момент,

N – количество не распавшихся атомов в момент времени t.

- постоянная распада.

Период полураспада – время, в течении которого распадается половина свободных к распаду ядер,

Виды излучения.

Радиоактивный распад сопровождается излучение. Излучение бывает .

α – распад – распад, сопровождающейся α – излучением.

α – излучение представляет собой поток α - частиц , т. е. ядер гелия. Начальная скорость . С испусканием α – частицы распадаются только ядра с большим массовым числом А>200. При испускании одной частицы массовое число уменьшится на 4, а заряд ядра на 2 единицы.

Бета излучение представляет собой поток электронов со скоростями от  до , где .

Альфа – частица, проходя через вещество, растрачивают свою энергию на столкновение с атомами и ядрами. При этом атомы либо ионизируются т.е. превращаются в положительно заряженные ионы, либо возбуждаются, а альфа – частица при этом присоединяет два свободных электрона и превращается в атом гелия.

Электронный -распад характерен как для естественных, так и для искусственных радиоактивных элементов. После вылета β -частицы порядковый номер нового атома увеличивается на еди­ницу, а масса практически не изменяется. Этот распад типичен для ядер, содержащих избыточное число нейтронов, и эквивалентен превращению нейтрона ядра в протон согласно реакции.

Пример:      

Спектр β -распада — непрерывный, так как вылет электронов со­провождается вылетом из ядра нейтрино — элементарной частицы с массой, равной ~ 0,002 массы покоя электрона. Суммарная энергия β -частицы и нейтрино равна максимальной энергии, харак­терной для данного радиоактивного изотопа.

Позитронный -распад наблюдается у некоторых искусствен­ных радиоактивных изотопов. После вылета позитрона порядковый номер вновь образованного атома уменьшается на единицу, а масса практически не изменяется. Позитронный распад характерен для ядер, содержащих избыточное число протонов, и он эквивалентен превращению протона ядра в нейтрон согласно реакции

Пример:           

Позитрон недолговечен, он соединяется с электроном, в резуль­тате чего образуются два γ-кванта. Этот процесс называется анни­гиляцией. Аналогично спектру энергии электронного -распада спектр энергии позитронного распада также непрерывен.

К -захват (захват ядром орбитального электрона). В некоторых случаях ядро может захватить электрон с К -оболочки. При этом по­рядковый номер нового радиоактивного атома уменьшается на еди­ницу, а масса остается практически без изменения. Захват электро­на происходит согласно реакции

Пример:           

Проходя через вещество бета – частица производит ионизацию и возбуждение атомов.

γ – Излучение.

- Излучение – электромагнитное излучение с длиной волны λ порядка и частотой ν порядка  Гц. Оно не откланяется электрическими и магнитными полями. Испускание - квантов сопутствует α и β – распаду. В результате этого ядро переходит из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией. Заряд и массовое число при этом не изменяются.

Нейтронное излучение – излучение возникающее при ядерных реакциях и состоящих из нейтронов. Не имеют заряда. Взаимодействуя с ядрами вещества, образуют новые радионуклиды.

Радиоактивные вещества могут попасть в организм при вдыхании воздуха или при глотании загрязненных продуктов питания или через открытые раны на теле.

При этом возникает облучение внутреннее и внешнее.

Внутреннее облучение – при попадании радиоактивного вещества вовнутрь организма. Опасность накопления радионуклида избирательно в отдельных органах и тканях тела.

Внешнее облучение – называется воздействие на организм ИИ от внешних по отношению к нему источников излучения.