Ядро спонтанно захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома и одновременно испускает электронное нейтрино. Примеры электронного захвата:

⁷Be + ⁰e → ⁷Li + ⁰,

¹³¹Cs + ⁰e → ¹³¹Xe +⁰

Электронный захват обнаруживают по сопровождающемуся его характеристическому рентгеновскому излучению.

Протонно-нейтронное строение ядра исключает возможность вылета электрона из ядра. Оказалось, что при распаде ядер нейтроны могут превращаться в протон с испусканием ^- электрона и антинейтрино:

¹n → ¹p + ⁰e + ⁰,

При ⁺ - распаде происходит превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона и электронного нейтрино по следующей схеме:

¹p → ¹n + ⁰e + ⁰,

Таким образом, при распаде возникают протонное и нейтронное излучения.

Спонтанное деление тяжелых ядер. Данный процесс протекает по следующей схеме:

^AX →^A Y₁ + ^AY₂ ,

где X – исходное тяжелое материнское ядро, Y₁ и Y_{2 -} дочерние ядра.

Механизм спонтанного деления подобен механизму -распада. Вероятность спон­танного деления обычно мала, но с ростом Z²/A она возрастает.

Протонная радиоактивность. Протонное излучение представляет собой поток протонов, возникающих при радиоактивном распаде некоторых элементов. Небольшое число легких ядер с относительно короткими временами жизни, обладая избытком протонов, могут претерпевать превращения, испуская один или два (двупротонная радиоактивность) протона. Кроме того, протонное излучение возникает и при -распаде.

Нейтронное излучение возникает также при радиоактивном распаде ядер элементов. Нейтрон ¹n является незаряженной элементарной частицей с массой равной массе протона. Реакции деления тяжелых ядер сопровождаются испусканием избыточных нейтронов, так называемых нейтронов деления. Под действием нейтронов деления возникают самоподдерживающаяся цепочка процессов деления, что делает возможной осуществление цепной реакции деления – ядерной реакции, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Энергия нейтрона также зависит от его скорости. Соответственно, нейтроны по скорости и энергии подразделяются на быстрые, медленные и тепловые нейтроны. Ионизирующая способность нейтронов, и соответственно, радиобиологический эффект нейтронного облучения зависят от энергии нейтронов в потоке ( см. табл. 1 на стр. ).

Контрольные вопросы и задания:

1. Назовите виды корпускулярного и электромагнитного ионизирующих излучений.

2. Что означают термины «естественная радиоактивность», «искусственная радиоактивность»?

3. Какие единицы используются для измерения энергии ионизирующих излучений?

4. Каково происхождение характеристического, «линейчатого» спектра рентгеновского излучения?

5. В чем сходства и различия рентгеновской трубки и электронно-лучевой трубки?

6. Существует ли рентгеновское излучение естественного происхождения? Ответ обоснуйте.

7. Объясните сходства и различия в понятиях «источник ионизирующих излучений» и «радионуклидный источник».

8. Как Вы понимаете словосочетание «стохастические эффекты облучения». Приведите примеры стохастических эффектов.

9. Относится ли отработавший свой ресурс рентгеновский аппарат к радиоактивным отходам?

10. Приведите примеры реакций a- распада.

11. В процессе радиоактивного распада образовалось новое ядро с тем же массовым числом, но с другим значением заряда. По какому типу распада произошла ядерная реакция?

12. В ядерной реакции появились дочерние ядра со значением заряда меньшим на 2, чем у материнских ядер. Какое излучение сопровождает эту реакцию?

13. Какие типы ионизирующих излучений могут возникать при работе телевизора, монитора персонального компьютера?

14. Может ли один и тот же радионуклид испускать одновременно: а) a- и b - излучения;

б) a- и  - излучения; в )  -и b - излучения.

15. Будут ли идентичны спектры излучения двух рентгеновских трубок, если анод одного из них сделан из вольфрама, другого – из ванадия? Ответ обоснуйте.

16. Как изменится спектр излучения рентгеновской трубки при повышении напряжения между катодом и анодом?

17. Дайте объяснения терминам «радионуклид», «радиоактивный изотоп». Приведите примеры естественных радионуклидов.

18. Как вы понимаете термины «жесткое ионизирующее излучение», «мягкое ионизирующее излучение» ? Как можно регулировать жесткость излучения рентгеновского аппарата?

Задачи

1. Какой наименьшей длиной волны будет обладать излучение рентгеновского аппарата, если напряжение между анодом и катодом составляет 100 кВ?

2. Каково напряжение между электродами в рентгеновской трубке, если минимальная длина волны в спектре излучения 0,1 нм ?

3. Чему равна начальная энергия квантов рентгеновского излучения с частотой  = 10¹² МГц?

4. Рассчитайте энергию квантов  - излучения с длиной волны λ = 310^-3 нм.

5. Начальная энергия квантов  - излучения Е₀ = 8,26 МэВ. Какая длина волны у этого излучения?