Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Марта 2011 в 09:32, реферат
Радиоэкология – сравнительно молодая наука, сформировавшаяся в начале XX века. Радиоэкология, раздел экологии, изучающий концентрацию и миграцию радиоактивных нуклидов в биосфере и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - биоценозы. Элементы адиоэкологии содержатся в работах по биогеохимии радиоактивных веществ В. И. Вернадского (20-е гг. 20 века), в монографии чешских учёных Ю. Стокласа и Ж. Пенкава «Биология радия и урана» (1932).
Естественной
радиоактивностью называется самопроизвольное
превращение ядер неустойчивых
изотопов одного химического элемента
в ядра других химических элементов. Естественная
радиоактивность сопровождается испусканием
определенных частиц: альфа-, бета-излучений,
антинейтрино, а также электромагнитного
излучения (гамма-излучение). Естественная
радиоактивность наблюдается у тяжелых
ядер элементов, располагающихся в периодической
системе Д.И.Менделеева за свинцом. Существуют
и легкие радиоактивные ядра: изотоп калия
40К, изотоп углерода 14С и другие
(http://vlad-ezhov.narod.ru/
Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции. Это радиоактивность, искусственно создаваемая в устойчивых химических элементах путем их облучения потоками нейтронов в ядерных реакторах или бомбардировки этих элементов тяжелыми частицами — протонами, альфа-частицами и др.
Вследствие огромного разнообразия свойств (вид излучения, энергия, время жизни, масса испускаемых частиц и др.) радиоактивные вещества, получаемые искусственным путем, применяют значительно шире, чем естественные. В связи с открытием искусственной радиоактивности оказалось возможным осуществить мечту средневековых алхимиков — превращать атомы одних химических элементов в атомы других элементов.
Вслед за этим открытием ученые в различных странах стали подвергать бомбардировке ядерными частицами буквально все химические элементы таблицы Менделеева. При этом выяснилось, что почти все они могут образовывать новые искусственные радиоактивные изотопы. В сравнительно короткий срок число таких искусственных излучателей дошло до тысячи и с каждым годом открываются все новые и новые.
Сейчас
искусственные радиоактивные
Искусственную
радиоактивность открыли
Обнаружение
искусственной радиоактивности
сразу было оценено как одно из
крупнейших открытий века. До этого
радиоактивность, которая была присуща
некоторым элементам, не могла быть
ни вызвана, ни уничтожена, ни как-нибудь
изменена человеком. Супруги Жолио-Кюри
впервые искусственно вызвали радиоактивность,
получив новые радиоактивные изотопы.
Ученые предвидели большое теоретическое
значение этого открытия и возможности
его практических приложений в области
биологии и медицины. (http://www.bibliotekar.ru/
4 Закон радиоактивного распада
Э. Резерфорд, исследуя превращения радиоактивных веществ, установил опытным путем, что их активность убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного вещества существует период полураспада Т - время, в течение которого распадается половина первоначального количества ядер. Период полураспада определяет скорость радиоактивного распада, и чем он меньше, тем больше активность радиоактивного вещества.
Главное свойство радиоактивного вещества - способность к спонтанному распаду. Это означает, что ядра вещества распадаются по случайному, статистическому закону. Важно понять, что невозможно точно определить, сколько времени проживет отдельное ядро, прежде чем оно распадется. Вопрос о времени жизни радиоактивного вещества может быть корректно поставлен только в том случае, когда рассматривается большой коллектив одинаковых ядер и говорится о вероятности распада определенного количества ядер за какое-то время. Представьте два ядра одного и того же радиоактивного элемента. Одно ядро было создано внутри звезды 5 миллиардов лет тому назад, другое - в ядерной реакции в земной лаборатории 5 минут назад. Вероятность распада в течение следующей минуты одинакова для обоих ядер, независимо от того, когда они были созданы. Это главное свойство статистического закона радиоактивного распада иногда формулируют в виде утверждения, что радиоактивные ядра не стареют .
Пусть имеется N радиоактивных ядер. Количество распавшихся за время dt ядер обозначим dN . Тогда относительное уменьшение числа ядер dN/N должно быть пропорционально интервалу времени dt (в этом и заключается статистический характер распада, независимость вероятности распада от времени):
Знак минус в этом выражении соответствует уменьшению числа ядер при распаде, константа l характеризует конкретное радиоактивное вещество и называется постоянной распада. Написанное уравнение можно легко проинтегрировать. В результате
Здесь
N 0 - число распадающихся ядер в
начальный момент времени.
Из полученного закона радиоактивного распада видно, что чем больше постоянная распада, тем быстрее происходит распад. Величина t = 1/ l носит название времени жизни данного радиоактивного ядра . Найдем время, за которое распадается половина первоначально имевшихся ядер. Это время называется периодом полураспада Т1/2. Подставляя N0 /N = 2 и беря натуральный логарифм от обеих частей равенства, находим: ln 2 = l T1/2 , откуда
Чем
больше постоянная распада l , тем меньше
период полураспада (http://www.goldref.ru/
Современная формулировка закона:
,
что означает, что число распадов за интервал времени в произвольном веществе пропорционально числу имеющихся в образце атомов .
В
этом математическом выражении
— постоянная распада, которая характеризует
вероятность радиоактивного распада за
единицу времени и имеющая размерность
с−1. (http://ru.wikipedia.org/wiki/ Радиоактивный_распад).
5 Основные виды радиоактивных излучений.
Английский физик Э. Резерфорд исследовал радиоактивное излучение в электрических и магнитных полях и открыл три составляющие этого излучения, которые были названы α-, β-, γ-излучением.
α-Распад представляет собой излучение альфа-частиц (ядер гелия) высоких энергий. При этом масса ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд — на 2 единицы. Альфа-частица характеризуется большой ионизирующей и малой проникающей способностями. Вследствие этих свойств α-частицы не проникают через внешний слой кожи. Вредное действие на организм человека проявляется при соприкосновении с веществом, излучающим α-частицы.
β-Распад — излучение электронов, заряд которых возрастает на единицу, массовое число не изменяется. Бета-частицы представляют собой поток электронов или позитронов, излучаемых ядрами атомов радиоактивных веществ. По сравнению с α-частицами они обладают большей проникающей способностью и поэтому одинаково опасны как при непосредственном прикосновении к излучающему веществу, так и на расстоянии.
γ-излучение представляет собой испускание возбужденным ядром квантов света высокой частоты. Параметры ядра при γ-излучении не меняются, ядро лишь переходит в состояние с меньшей энергией. Распавшееся ядро тоже радиоактивно, т. е. происходит цепочка последовательных радиоактивных превращений. Процесс распада всех радиоактивных элементов идет до свинца. Свинец — конечный продукт распада.
Радиоактивные
излучения оказывают сильное
биологическое действие на ткани
живого организма, заключающееся в
ионизации атомов и молекул среды.
Возбужденные атомы и ионы обладают
сильной химической активностью, поэтому
в клетках организма появляются новые
химические соединения, чуждые здоровому
организму. Под действием ионизирующей
радиации разрушаются сложные молекулы
и элементы клеточных структур. В человеческом
организме нарушается процесс кроветворения,
приводящий к дисбалансу белых и красных
кровяных телец. Человек заболевает белокровием,
или так называемой лучевой болезнью.
Большие дозы облучения приводят к смерти
(http://www.examens.ru/otvet/
Список литературы