Природа и свойства радиоактивных излучений
Автор naturalscience.ru   

Как вы помните, существуют три вида радиоактивных излучений: a, b и g-излучения. Возникали вопросы: что из себя представляет каждое излучение и почему они появляются?

Первой была установлена природа a-частиц. Резерфорд выяснил, что в емкости, куда они попадают, постепенно накапливается газ гелий. Этот факт позволил сделать вывод, что эти частицы - ни что иное, как ядра атомов гелия. Поэтому g-частицу обозначают ? . Например, в опыте Резерфорда a-частицы возникали вследствие распада радия:

...

Такой процесс называется a-распадом и характерен для ядер с большими массовыми числами. Для более легких ядер характерен b-распад:

...

Данная реакция показывает, что нуклоны являются сложными образованиями. Только так можно объяснить испускание ядром электрона и другой элементарной частицы - антинейтрино ( ).

Теперь о том, что же g-лучи из себя представляют. К тому времени уже были известны устройства, способные создавать потоки электронов в вакууме. Выяснилось, что в магнитном и электрическом полях эти потоки ведут себя так же, как и b-излучение. Этот, а также ряд других, установленных опытным путем, фактов позволили считать b-лучи потоком электронов.

Бета-частица (электрон) в схемах ядерных реакций обозначается ? . Массовое число "0" следует понимать, что масса электрона не равна нулю, а просто очень мала по сравнению с массой любого ядра.

Чем являются g-лучи, установить было гораздо труднее. Они не отклонялись ни в магнитном, ни в электрическом полях, как a- и b-лучи. Гамма-излучение обладало гораздо большей проникающей способностью, чем рентгеновское излучение. Этот факт позволил предположить, что g-лучи представляют собой электромагнитные волны. Предположение подтвердилось, когда обнаружили явление их дифракции. Длина волны оказалась очень малой: порядка 10-12 м.

Гамма-излучение сопровождает либо переход нестабильного ядра в стабильное, либо распад ядер. В первом случае превращение ядра не происходит, и общая схема реакции выглядит так:

...

Следующий пример иллюстрирует второй случай - распад ядра:

Вы, наверное, уже обратили внимание, что радиоактивные излучения иногда называют лучами, а иногда - потоком частиц. Противоречия в этом нет. Многочисленными экспериментами выяснено, что излучения обладают как свойствами электромагнитных волн (преломлением, отражением, дифракцией и др.), так и свойствами частиц. Для каждой из них можно определить, например, значение кинетической энергии, импульса и так далее.

Радиоактивные излучения опасны для человека. Из всех излучений a-излучение представляет наименьшую опасность. В воздухе эти частицы могут пролететь всего лишь несколько сантиметров, поэтому защитой от этого вида излучения служит любая одежда.

Намного бо'льшую опасность представляет b-излучение. При b-распаде электроны, как правило, обладают значительной энергией. Они проходят в воздухе расстояние около 5 метров и достаточно легко проникают через одежду и ткани организма. Защитой от них служат специальные материалы, например, бетонные и кирпичные стены, толстый слой земли.

Наибольший вред человеку наносят гамма- и нейтронное излучение. Гамма-лучи проникают даже через метровый слой воды и 6-ти сантиметровый лист свинца. Для поглощения g-лучей и нейтронов используются специальные материалы, такие как углерод, парафин, свинец, тяжелая вода и другие.