2) ионизацией
3) рассеянием
4) поглощением
Радиоактивность — это свойство нестабильных атомных ядер самопроизвольно превращаться в ядра другого элемента или в более устойчивое состояние с испусканием ионизирующего излучения. Такое превращение называется радиоактивным распадом и обусловлено изменением состава или энергетического состояния ядра. В результате могут испускаться α-частицы, β-частицы, γ-кванты, а также сопутствующие нейтрино.
При α-распаде ядро теряет два протона и два нейтрона, при β-распаде изменяется соотношение протонов и нейтронов, а γ-излучение сопровождает переход возбужденного ядра в состояние с меньшей энергией. Ионизация является не исходным свойством ядра, а эффектом взаимодействия излучения с веществом: из атомов и молекул выбиваются электроны и образуются ионы. Рассеяние и поглощение характеризуют распространение и ослабление излучения в веществе, но не самопроизвольное превращение атомных ядер.
Радиоактивный распад подчиняется статистическому закону и описывается периодом полураспада — временем, за которое распадается половина исходных ядер. Количественной характеристикой радиоактивного источника служит активность, измеряемая в беккерелях и равная числу распадов в секунду. Эти понятия имеют практическое значение для радиационной гигиены, оценки дозы и выбора мер защиты.
| Вид радиоактивного превращения | Что испускается или изменяется | Основные свойства | Радиационно-гигиеническое значение |
|---|---|---|---|
| α-распад | Ядро гелия: 2 протона и 2 нейтрона | Высокая ионизирующая способность, малая проникающая способность | Особенно опасен при попадании радионуклида внутрь организма |
| β−-распад | Электрон и антинейтрино; нейтрон превращается в протон | Средняя проникающая способность, ионизация вдоль траектории частиц | Требует защиты от внешнего и внутреннего облучения |
| β+-распад | Позитрон и нейтрино; протон превращается в нейтрон | Позитрон аннигилирует с электроном с образованием двух γ-квантов | Используется, в частности, в позитронно-эмиссионной томографии |
| γ-излучение | Электромагнитный квант при переходе ядра в состояние с меньшей энергией | Высокая проникающая способность, сравнительно низкая удельная ионизация | Критичны экранирование, расстояние и сокращение времени облучения |
| Период полураспада | Время распада 50% исходных ядер | Постоянен для данного радионуклида и не зависит от количества вещества | Определяет длительность потенциальной радиационной опасности |
| Активность | Число радиоактивных распадов за единицу времени | Измеряется в беккерелях; уменьшается по мере распада | Используется при учёте источников и расчёте радиационных рисков |
Радиоактивность может быть естественной или индуцированной в искусственно полученных радионуклидах. Биологический эффект определяется видом и энергией излучения, поглощённой дозой, мощностью дозы и чувствительностью тканей. Для защиты применяют принцип оптимизации, а также сокращение времени работы, увеличение расстояния до источника и экранирование. Наиболее значимыми последствиями облучения являются повреждение ДНК, детерминированные тканевые реакции при высоких дозах и вероятностное увеличение риска злокачественных новообразований.