Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационная безопасность

Бета-распад становится возможным тогда, когда замена в  атомном ядре нейтрона на протон (или, наоборот, протона на нейтрон) энергетически  выгодна и получающееся новое  ядро имеет меньшую массу покоя, т. е. большую энергию связи. Избыток  энергии распределяется между продуктами реакции.

Бета-распад бывает трех видов:

1. Один из нейтронов  (n) в ядре превращается в протон (р). При этом излучается электрон (е ) и антинейтрино (v,) Это — P- -распад.

A(Z,N)~A(Z + 1, N — 1) + е  + v, (n-+-р + е + ~,), где А (Z, N) — обозначение ядра с числом протонов Z и нейтронов N. Заряд ядра увеличивается на 1. Простейший вид из всех видов распада — распад свободного нейтрона, который тяжелее протона и поэтому нестабилен.

2. Протон, входящий  в состав ядра, распадается на  нейтрон (n), позитрон (e+) и нейтрино (v) . Это — P+ -распад.

А(Z, N)-+-А(Z — 1, N + 1) + е+ + v (p ~ n + е+ + v ).

Заряд ядра уменьшается  на 1. Процесс может происходить  только в ядре; свободный протон не распадается таким образом.

3. Наконец, ядро  может захватить ближайший из  атомных электронов (электронный  захват) и превратиться в другое  ядро с зарядом на 1 меньше:

A(Z, N) + е ~A(Z — 1, N + 1) + v, (р + n  -~-л + v ). р-частица при этом не излучается.

Источники бета-излучения: Цезий-137, Стронций-90, Калий-40, Иттрий-90, Тритий, Таллий-204 
Задерживается одеждой, если достигает тела, то проникает практически на глубину всего лишь нескольких миллиметров. Наибольшую опасность представляет для хрусталиков глаз - для защиты использовать очки из органического стекла или прозрачные плексигласовые щитки.

Ионизирующего способность излучения корпускулярной природа – представляет собой поток электронов (заряд 1 отрицательный, масса равна массе электрона), обладает относительно низкой проникающей способностью (2-3 см. при внешнем облучении), ионизирующая способность ниже, чем у альфа излучения (порядка 1000 пар ионов на 1 см. пробега). Пробег в воздухе – порядка 15 см. Таким образом, бэтта излучение может быть опасным при внешнем облучении (при условии контакта с кожей), но более опасно при внутреннем облучении, хотя менее опасно, чем альфа излучение. Защита от излучения – временем и расстоянием, может быть защита экраном (достаточно плотной одежды).

4. Написать  уравнение ядерной  реакции (n, np) для ядра азот-14. Оценить устойчивость ядра отдачи и написать уравнение возможного распада этого ядра.

14       1       15   7 N +0 n – 7N +hv 

15      15      0

 7N – 8O + 1e + v

Так как образовавшееся ядро отдачи азот-15 имеет массовое число  больше, чем указанное в таблице  Менделеева, то в нем образуется избыток нейтронов. Избыточный нейтрон  будет стремиться в протон, значит ядро отдачи будет неустойчивым, радиоактивным и распадается по  в-механизму. 

Литература.

1. Дорожко, С.В. Защита населения хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность:  учеб. Пособие в  3 ч. Ч. 3: Радиационная безопасность/ С.В. Дорожко, В.П. Бубнов, В.Т. Пустовит.- Мн., 2003.

2. В.В. Ушаков, Защита населения хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность: метод. Разработка/ В.В. Ушаков, А.А. Трутнев, Ю.А. Нетсев, А.В. Гречаников – Ветебск, УО «ВГТУ», 2005.

3. В. В. Калюжный, Справочник по оказанию доврачебной неотложной медецинской помощи. Издательство: Феникс – 2011.