Здравствуйте, дорогие слушатели! Сегодня я прочитаю вам лекцию третьего модуля "Явление радиоактивности". Этот модуль входит в курс "Элементы атомной и ядерной физики". В рамках сегодняшнего модуля я надеюсь, что мы познакомимся со следующими темами: история открытия явления радиоактивности, закон радиоактивного распада, виды распадов, естественная радиоактивность, радиоактивные ряды и познакомимся с физической величиной – активность радиоактивного вещества. Все эти темы для вас, возможно, новые, поэтому я буду стараться на примерах показывать вам, как можно использовать закон радиоактивного распада при решении задач и при определении продуктов распада. Французский физик Антуан Беккерель открыл радиоактивность солей урана. При этом он сделал это совершенно случайно. Изучая явление сонолюминесценции, которое связано со свечением солей урана под действием солнечного света, он завернул кристаллы сульфата уранил-калия в черную непроницаемую бумагу и положил сверток на фотопластинку. После проявления этой фотопластинки он обнаружил на ней очертания кристаллов. Что отличает физика от обычного человека? То, что сумев увидеть засвеченную пластинку, он не выбросил ее, как уже испорченную, а задумался: почему сверток, который на ней лежал, ее засветил? Почему он видит очертания того минерала, который был в этом свертке? Задумавшись, он поставил задачу своей ученице – Марии Склодовской-Кюри, которая со своим мужем работала в его лаборатории, изучать соли урана на предмет веществ, – которые вызывают засвечивание фотопластинок. Семейная пара – Пьер и Мария Склодовская-Кюри активно взялась за дело. И в 1898 году они открывают два новых элемента – полоний, радий. Эти элементы в то время не были изучены. И они показали, что именно полоний и радий несут основную радиоактивность, которая была в минерале урана. Это была настоящая революция в химии, так как до этого считалось, что атомы являются неделимыми объектами, а химические элементы – вечными и неразрушимыми. А тут можно было увидеть, как атомы что-то излучают и превращаются в другие атомы. Фактически в конце XIX века открытия этих двух элементов и открытие самих лучей, которые излучают соли урана, заложили фундамент нового физического мировоззрения, которое потом привело к революции в физике. Эта революция привела к созданию теории относительности, квантовой теории света и квантовой механике. В 1899 году британский физик Эрнест Резерфорд, заинтересовавшись излучением солей урана, поставил интересный опыт. Он поместил источник этой радиации (в то время эти лучи назывались Х-лучами) рядом с магнитным полем, и обнаружил, что Х-лучи разделяются на три потока. Один поток Резерфорд назвал альфа-потоком, как сегодня известно – это поток ядер гелия с двумя положительными зарядами. Другой поток повернул в другую сторону в рамках магнитного поля, и это означало, что у него есть отрицательный заряд (сейчас нам известно, что это поток электронов, летящих со скоростью, близкой к скорости света). Он назвал этот поток бета-поток. И еще часть лучей, пролетевших через магнитное поле, не меняло своей траектории, он назвал это гамма-поток. В настоящий момент известно, что гамма-поток – это электромагнитное излучение, которое распространяется со скоростью света и имеет очень большую энергию, в миллион раз превышающую энергию обычных квантов видимого света, который нас окружает. Этот шаг к классификации излучений дал начало фактически новой физике, ядерной физике, которая стала изучать явление радиоактивности с научных точек зрения. При этом она стала рассматривать вопросы воздействия данного излучения на различные объекты – живые и неживые. И, наконец, после того, как было осознано, что радиация может взаимодействовать с живыми объектами, люди стали искать методы защиты от радиации. На данном слайде приведены толщины, которые могут защитить от различных видов излучения. Альфа-частички легко защищаются листом обычной бумаги. При этом хотелось бы подчеркнуть, что даже кожа человека не пропускает альфа-частички, поэтому внешнее облучение альфа-источниками практически безвредное. Но, если альфа-активный препарат попадает внутрь человека, в его легкие или желудок, где у нас нет кожных покровов, где открытая слизистая оболочка, наоборот – это является очень опасным и вносит разрушение в наши внутренние органы. Поэтому не надо думать, что листом бумаги можно полностью защититься от альфа-излучения. Желательно знать нормы радиационной безопасности и правильно взаимодействовать с радиоактивными веществами, для того чтобы не навредить своему здоровью. Бета-частички легче проникают в вещество. Для того чтобы от них защититься, необходим тонкий лист металла, либо оконное стекло. Гамма-кванты, так как не имеют электрического заряда, проникают в вещество гораздо глубже, чем альфа- и бета-частицы. Для того чтобы от них защититься необходимо десятки сантиметров свинца или полуметровые слои бетона. Есть еще нейтронное излучение, от которого можно защититься парафином, водой или веществами, где много водорода, потому что нейтрон рассеивается, уменьшает энергию и поглощается в этом веществе.
