І. Теоретичні відомості. Радіоактивністю називають спонтанне (самовільне) перетворення ядер нестійких ізотопів одних елементів на ядра ізотопів інших елементів

Радіоактивністю називають спонтанне (самовільне) перетворення ядер нестійких ізотопів одних елементів на ядра ізотопів інших елементів, яке зумовлене внутрішніми причинами та супроводжується випромінювання a-, b- частинок та g-фотонів.

Радіоактивність поділяють на природну та штучну залежно від того, як був створений нестійкий ізотоп – штучно чи існував у природі.

Радіоактивне a-випромінювання являє собою потік ядер гелію з високою кінетичною енергією (2-9 МеВ), швидкістю від 14 до 20 тисяч км/с, великою іонізуючою здатністю (у повітрі 30 тис. пар іонів на 1 см пробігу) і відповідно малою проникною здатністю – повністю поглинаються шаром біологічної тканини товщиною 0,12 мм (у повітрі 3-9 см).

Радіоактивне b-випромінювання – це потік швидких електронів або позитронів, які називаються b - частинками. Швидкість b-частинок порядку 160 тис. км/с, маса в 7350 разів менша за масу a-частинок, іонізуюча здатність в 100 разів менша, а проникна здатність у стільки ж разів більша, ніж у a-частинок (пробіг у біологічній тканині електрона становить 6 см, у повітрі – до 40 м).

g-випромінювання є потоком фотонів (квантів) із дуже короткою довжиною хвилі (меншою за 0,05 нм). Швидкість g-квантів дорівнює швидкості світла. Іонізуюча здатність g - квантів у повітрі незначна – 1-2 пари іонів на 1 см пробігу, проникна здатність велика: тіло людини пронизують наскрізь, повітря – на декілька сотень метрів, шар свинцю – до 5 см.

Важливими параметрами, які характеризують процес взаємодії іонізуючих випромінювань з різними речовинами є коефіцієнт лінійного вбирання m та шар половинного вбирання d.

Коефіцієнт лінійного вбирання m чисельно дорівнює відносному зменшенню інтенсивності випромінювання на одиницю довжини l проникнення:

, (1)

де N ₀ – кількість частинок радіоактивного випромінювання, що падають на тіло; N – кількість частинок радіоактивного випромінювання, що пройшли через тіло. Одиниця вимірювання см^-1.

Шар половинного вбирання – це така товщина шару даної речовини, яка зменшує інтенсивність радіоактивного випромінювання вдвічі (інтенсивність радіоактивного випромінювання пропорційна числу b - частинок). Визначивши коефіцієнт лінійного вбирання m речовини, товщину шару половинного вбирання обчислюють за формулою

. (2)

Відношення m/r (де r - густина речовини) називається масовим коефіцієнтом вбирання (вимірюється в см²/г). Досліди показують, що відношення m/r майже не залежить від речовини, яка опромінюється.

Радіоактивне випромінювання застосовують для діагностики захворювань внутрішніх органів; вивчення процесів, що відбуваються в організмі; лікування злоякісних пухлин.

У великих дозах радіоактивне випромінювання шкідливо діє на організм і викликає променеву хворобу.