В 1895 р. німецький фізик Вільгельм Конрад Рентген (1845-1923) відкрив електромагнітне випромінювання (Х-промені), якому вла стива виключно висока проникаюча здатність. На засіданні Парижської академії наук 24 лютого 1896 р. Беккерель повідомив про відкриття ним раніше невідомого випромінювання уранових солей, яке здатне проникати через непрозорі предмети і викликати почорнін ня фотографічної пластинки. Згодом були виявлені й інші елементи, які володіють такими властивостями: Полоній, Радій (М. Склодовська-Кюрі і П. Кюрі), Актиній, радіоторій та ін. За відкриття явища природної радіоактивності Урану та обгрунтування приро ди радіоактивного розпаду Беккерель у 1903 р. був удостоєний Но белівської премії. Радіоактивність - це здатність деяких атомних ядер самовільно розпадатись із випромінюванням елементарних частинок і утворен ням ядра іншого елементу. Новоутворений елемент має масу - 4 і займає місце у таблиці Менделєєва через дві клітинки вліво, на приклад, 26 — 22 Розпад триває до утворення стабільних ізо 2Ra > 2Rn. топів свинцю (26 27 28 0РЬ, 0РЬ, 0РЬ). Він супроводжується трьома вида ми випромінювання: а-, Р-, у-променями. Було встановлено, що а-промені - це позитивно заряджені ядра Гелію, Р-промені - від’ємно заряджені електрони, а у-промені - потік електромагнітного випромінювання, аналогічного рентгенівським променям. Радіоактивність є внутрішньою особливістю ядер, вона не зале жить від зовнішніх умов їх існування, цей процес неможливо при скорити чи уповільнити. Атомне ядро складається із позитивно заряджених протонів, кількість яких визначає заряд ядра і порядковий номер елемента в періодичній системі, та електрично нейтральних нейтронів. Нейт рон відсутній тільки в ядрі Гідрогену, яке складається лише з одно го протона. Спільна назва протонів і нейтронів - нуклон (від лат. nucleus - ядро). Сума нуклонів дорівнює атомній масі елемента. Навколо ядра на значній відстані від нього обертаються електро ни, які утворюють електронну оболонку атома. У ядрі сконцентро вано 99,9 % маси атома, оскільки протон у 1840 разів важчий за електрон. Атом у цілому електронейтральний. Сили, що утриму
ють нуклони в ядрі, називають ядерними силами. Вони мають обмінний характер, оскільки між протонами і нейтронами в ядрі відбувається мезонний обмін. Ядра всіх ізотопів хімічних елементів прийнято називати нуклі дами. Радіонукліди - це радіоактивні атоми з даним масовим чис лом і атомним номером, а для ізомерних атомів - із визначеним енергетичним станом атомного ядра. Основною властивістю ядерних сил, що впливають на радіоак тивність, є їх коротка дія. В ядрі кожен нуклон ядерними силами зв’язаний не з усіма нуклонами, а тільки з близько розташовани ми. Радіус дії ядерних сил порядку 10 1 м. Ядро такого розміру, в 5 якому ядерні сили досягають насичення, найбільш стійке. Це ядро Гелію з двома протонами і двома нейтронами або у-частинки, якщо це ядро має кінетичну енергію. Ядра інших елементів, які можуть бути складені з ядер Гелію, володіють також максимальною стійкістю і найбільшою різновидністю в гірських породах. Це ядра Оксиґену (8 протонів і 8 нейтронів), Силіцію (14 і 14), Кальцію (20 і 20). Ядра таких елементів за відсутності зовнішнього впливу ніко ли не зазнають ніяких перетворень. Більшість же нуклідів не стабільні, вони весь час перетворюються в інші нукліди. Чим склад ніше ядро, чим більше у ньому протонів і нейтронів, тим менша енергія зв’язку в розрахунку на нуклон. Тому радіоактивність - це властивість переважно важких металів. Всі елементи, порядковий номер яких 81 (Талій) і більший є радіоактивними, або містять ра діоактивні ізотопи. Флора і фауна Землі піддаються безперервному опроміненню з природних джерел іонізуючих випромінювань. Природний радіо активний фон формується космічним випромінюванням (заряджені частинки високої енергії, які надходять із міжзоряного простору та із сонячної Галактики), а також іонізуючими випромінювання ми від природних радіонуклідів, що містяться у гірських породах, ґрунті, воді, повітрі. Він значно змінювався протягом геологічної історії Землі (рис. 10.1). У наш час відомо понад 60 природних ра діонуклідів, які формують радіоактивність біосфери. За походжен ням їх ділять на дві групи: космогенні і природні радіонукліди. Космогеннірадіонукліди - нукліди, що утворюються у резуль таті взаємодії космічного випромінювання з атомами Нітрогену, Гідрогену та ін.; із великого числа космогенних радіонуклідів по мітний вклад у дозу опромінення вносять 3 7 І4 2№. Н, Ве, С, 2 Природнірадіонукліди - нукліди радіоактивних рядів 23 и, В8и, 5 і “ ТИ, а також '“’К і 8ЯЬ, які знаходяться в об’єктах зовнішнього 7 середовища з часу утворення Землі (Анненков, 1991).
Час після утворення Землі, млрд років Рис. 10.1. Зміни радіоактивності земної кори протягом геологічної історії Землі
Концентрація природних радіонуклідів в геосферах змінюється у широких ме жах. З XX ст. значний вплив на біосферу спричиняє штучна (антропогенна) радіоак тивність. Головним джере лом надходження у довкілля штучних радіонуклідів є ви користання атомної енергії в промислових, військових і наукових цілях, зокрема, у процесі керованих реакцій в атомних реакторах, вибухів, активації конструкцій уста новок і навколишнього сере довища.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Загальні відомості про радіоактивність» з дисципліни «Геофізична екологія»
