Открытие радиоактивности

ЯВЛЕНИЕ

РАДИОАКТИВНОСТИ

• Развитие индустриального общества опирается на постоянно растущий уровень производства и потребления различных видов энергии.

• Как известно, в основе производства тепловой и электрической энергии лежит процесс сжигания ископаемых энергоресурсов – угля, нефти, газа

• В атомной энергетике - деление ядер атомов урана и плутония при поглощении нейтронов.

• Масштаб добычи и расходования ископаемых энергоресурсов, металлов, потребления воды, воздуха для производства необходимого человечеству количества энергии огромен, а запасы ресурсов, увы, ограничены. Особенно остро стоит проблема быстрого исчерпания запасов органических природных энергоресурсов.

• Легко оценить, что органические ископаемые ресурсы, даже если учесть вероятное замедление темпов роста энергопотребления, будут в значительной мере израсходованы в будущем веке.

• Использование энергии атомного ядра, развитие атомной энергетики снимает остроту этой проблемы.

• Важным этапом в развитии атомной энергетики

считается открытие явления радиоактивности.

• 28 декабря 1895 г. профессор Вюрцбургского

университета Вильгельм Конрад Рентген направил

свою статью «О новом роде лучей» со снимком

кисти своей жены председателю

Физико-медицинского общества университета.

• 20 января 1896 г. американские врачи пустили

открытие Рентгена в дело.

В этот же день проходило заседание

Парижской академии наук, на котором

А. Пуанкаре сделал сообщение об открытии

Рентгена, высказав при этом гипотезу о том,

что Х-лучи испускаются при фосфоресценции.

• Член академии физик Антуан Анри Беккерель тут же поспешил в свою лабораторию, чтобы эту гипотезу проверить.
• Для вызывания фосфоресценции Беккерель выдерживал фотопластинки с кусочками урановой соли на солнечном свете. Но 26 февраля в Париже была пасмурная погода, которая стояла над городом до 1 марта. Всё это время препараты лежали в темном ящике. А вот в том, что произошло дальше, основную роль сыграла интуиция экспериментатора.
• Беккерель не вынес пластинки на солнце, появления которого собственно и дожидался, пряча препараты в темном ящике. Он решил прежде проявить их. И вот тут-то гипотеза Пуанкаре и рухнула.

• Беккерель не вынес пластинки на солнце, появления которого собственно и дожидался, пряча препараты в темном ящике. Он решил прежде проявить их. И вот тут-то гипотеза Пуанкаре и рухнула.
• Осенью 1896 года Беккерель сообщил о своих результатах на очередном заседании академии, назвав невидимые лучи урановыми.

• После этого многие ученые окрестили их беккерелевскими. Но ни первое, ни второе название почему-то не прижилось. Явление вошло в науку и жизнь как радиоактивность. Этот термин принадлежит Марии Кюри-Склодовской.
• А. Беккерель был знаком с её мужем - Пьером Кюри и как-то, демонстрируя ему свои эксперименты, предложил проверить, нет ли в исследуемых образцах каких-либо специфических примесей, продуцирующих излучение.
• В 1897 г. Пьер Кюри поставил эту задачу перед своей молодой женой как тему её будущей докторской диссертации.
• Работая с многочисленными образцами минералов, Мария обнаружила, что так называемые урановые

лучи испускают и другие

элементы, и потому им лучше

дать иное название.

• Она предложила понятие

«радиоактивность»

• В ноябре 1903 г. супруги Кюри

разделили с Беккерелем лавры

Нобелевской премии по физике за

выдающиеся открытия в области

радиоактивности.

Сложный состав радиоактивного излучения

• 1899г. - Английский физик Э.Резерфорд в результате проведенных опытов открыл неоднородность радиоактивного излучения.

Альфа-излучение

• поток альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс. км/с. Их ионизирующая способность огромна, их проникающая способность незначительна: длина пробега в воздухе составляет 3—11 см, а в жидких и твердых средах — сотые доли миллиметра. Лист плотной бумаги полностью задерживает их. Надежной защитой от альфа-частиц является также одежда человека.
• Поскольку альфа-излучение имеет наибольшую ионизирующую, но наименьшую проникающую

способность, внешнее

облучение альфа-частицами

практически безвредно, но

попадание их внутрь

организма весьма опасно.

Бета-излучение

• поток бета-частиц, которые в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (300 тыс. км/с). Заряд бета-частиц меньше, а скорость больше, чем у альфа-частиц, поэтому они имеют меньшую ионизирующую, но большую проникающую способность. Длина пробега бета-частиц с высокой энергией составляет в воздухе до 20 м, воде и живых тканях — до 3 см, металле — до 1 см. На практике бета-частицы почти полностью поглощают оконные или автомобильные стекла и металлические экраны толщиной в несколько миллиметров. Одежда поглощает до 50 % бета-частиц.
• При внешнем облучении

организма на глубину около

1 мм проникает 20—25 %

бета-частиц. Поэтому внешнее

бета-облучение представляет

серьезную опасность лишь при

попадании радиоактивных

веществ непосредственно

на кожу (особенно на глаза) или

же внутрь организма.

Гамма-излучение

• это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно, как правило, сопровождает бета-распад, реже альфа-распад. По своей природе гамма-излучение представляет собой электромагнитную волну. Оно испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света. Ионизирующая способность его значительно меньше, чем у бета-частиц и тем более у альфа-частиц.
• Гамма-излучение имеет наибольшую проникающую способность и в воздухе может распространяться на сотни метров. Для ослабления его энергии в два раза необходим слой вещества толщиной: воды — 23 см, стали — около 3, бетона — 10, дерева — 30 см.
• Из-за наибольшей проникающей способности

гамма-излучение является важнейшим фактором

поражающего действия радиоактивных излучений

при внешнем облучении.

• Хорошей защитой от гамма-излучений

являются тяжелые металлы, например свинец,

который для этих целей используется наиболее

часто.

ДЕЙСТВИЕ Р/А ИЗЛУЧЕНИЯ

• Радиоактивные излучения оказывают сильное биологическое действие на ткани живого организма, заключающееся в ионизации атомов и молекул среды.
• Возбуждённые 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 излучения приводят к смерти.  

• Поражение клеток в значительной степени зависит от того, насколько интенсивно в них проходят обменные процессы: чем выше уровень обменных процессов, тем выше и их поражаемость радиоактивным излучением.
• Наиболее поражаемыми клетками являются клетки органов кроветворения, кишечного эпителия (в нем много иммунных клеток), половые клетки, эпителий кожи, сумки хрусталика глаза, соединительная ткань, хрящи, кости, мышцы, нервная ткань.
• Поражение некоторых видов белков клеток, может вызвать рак, а также генетические мутации, передающиеся через несколько поколений.

Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой.