Радиоактивно излъчване

Естествена радиоактивност наричаме излъчването на различни видове радиоактивни лъчи (, , ) и на някои елементарни частици при спонтанно превръщане на едни ядра в други. Тези ядра наричаме радиоактивни. Явлението естествена радиоактивност е открито от А. Бекерел (1896 г.). Той установява, че съединенията на урана излъчват невидими лъчи, които предизвикват почерняване на фотоплаката, проникват през тънки метални екрани и йонизират газовете, дори ако са се намирали в продължение на няколко години в пълна тъмнина. Той прави извода, че уранът излъчва особен, неизвестен дотогава вид лъчи. Наричаме тези лъчи радиоактивни и казваме, че съединенията на урана са радиоактивни. Забележителна особеност на откритото излъчване е неговата спонтанност и постоянство, пълната му независимост от външните условия: осветление, налягане и температура. Температурата на радиоактивните вещества е винаги по-висока от температурата на околната среда. Това показва, че радиоактивният процес е съпроводен от непрекъснато излъчване на енергия. Две години по-късно Пиер и Мария Кюри откриват два нови радиоактивни елемента полоний и радий, които излъчват лъчи, аналогични на тези, които излъчват урановите съединения и установяват, че радиоактивни свойства има и известният вече торий. С тези открития се поставя началото на изследването на явлението радиоактивност и изобщо на ядрените реакции. Изследванията показват, че радиоактивното излъчване не е еднородно, а се състои от три вида лъчи: , и .

-лъчите представляват поток от ядра на хелия. Те са положително заредени частици; големината на заряда на една -частица е 2е (е е големината на заряда на електрона).

Например, при -разпада на радия се получава -частица и радон

.

-лъчите предизвикват почерняване на фотоплаката, имат силно йонизиращо действие при преминаване през газове и имат относително малка способност за проникване във веществата; те се поглъщат лесно от относително тънки слоеве от веществата до няколко стотни от милиметъра. Радиоактивни елементи, затворени в стъклени ампули, не излъчват навън -частици, а обикновените дрехи на човека ги поглъщат изцяло; -частиците, обаче, могат да окажат значително биологично въздействие, ако попаднат в организма на човек, особено с храната или с вдишвания въздух.

-лъчите представляват поток от много бързи електрони, големината на скоростта на които превишава големината на скоростта на обикновените катодни (електронни) лъчи. Енергията на -частиците може да достигне 10 MeV, което съответства на скорост, близка по големина до големината на скоростта на светлината във вакуум. Протонно-неутронният строеж на ядрото, обаче, изключва възможността да излети от ядрото стабилно съществуващ електрон в ядрото няма електрони. -електроните се появяват при превръщането в ядрото на неутрон в протон с едновременното излитане на електрон и електронно неутрино (антинеутрино)

.

Тъй като -частиците имат много малка маса, заряд единица и скоростта им е много голяма, тяхната йонизираща способност е сравнително малка. Тя е примерно 100 пъти по-малка от тази на -частиците, поради което тяхната проникваща способност е много по-голяма, от тази на -частиците. Във въздух пробега на една -частица може да достигне до 200 m, а в оловото до 3 mm.

-лъчите представляват електромагнитно излъчване с по-голяма честота на вълната от рентгеновото излъчване (дължина на вълната около 0,01 (1= 10 ¹² m), поради което техните квантови свойства се проявяват в по-голяма степен отколкото при рентгеновите лъчи. Енергията на фотоните на -лъчите достига до милион eV. -лъчи се излъчват, когато ядрата преминават от възбудено в нормално или в междинно състояние. Възбудени състояния на ядрата често възникват при - и -разпад, поради което -лъчите се наблюдават при