Радиохимия

Description

«Радиоактивность и радиация» – первая часть учебного пособия «Радиохимия». Книга содержит систематические сведения по радиоактивности, радионуклидам и сопутствующим им излучениям, кинетике распада и накопления радиоактивных изотопов, строению ядра и ядерным процессам, источникам радиоактивных излучений, методам регистрации радиоактивных излучений, взаимодействию радиации с веществом, методам разделения изотопов, а также способам статистической обработки результатов радиометрических измерений. Приведены сведения о биологическом действии радиации, рассмотрены методы радиационной дозиметрии, и обсуждены правила безопасности при работе с радионуклидами. Описаны свойства некоторых радиоактивных изотопов. Пособие может быть полезно студентам-радиохимикам, студентам и аспирантам химических и политехнических вузов, исследователям, работающим с радиоактивными веществами, и всем интересующимся изотопами, радиоактивными излучениями и методами их использования в современной науке, технике и медицине. ПРЕДИСЛОВИЕ......Page 4 1.1 Основные элементарные частицы......Page 5 1.2 Рентгеновское излучение......Page 9 1.3 Радиоактивные элементы и изотопы......Page 11 1.4 Радиоактивные излучения......Page 14 1.5 Типы распада......Page 17 1.6 Строение ядра и ядерные реакции......Page 20 2. СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА......Page 22 2.1 Заряд атомного ядра......Page 26 2.2 Масса атомного ядра......Page 27 2.3 Энергия связи и устойчивость ядер......Page 28 2.4 Размеры ядра и распределение плотности ядерной материи......Page 32 2.5 Спин и магнитный момент ядра......Page 34 2.6 Электрический момент ядра......Page 36 2.7 Чётность......Page 38 2.8 Изоспин нуклонов и ядер......Page 39 2.9 Ядерные силы......Page 40 2.10.1 Гидродинамическая (капельная) модель ядра......Page 42 2.10.2 Оболочечная модель ядра......Page 44 2.10.3 Другие модели ядер......Page 47 3.1. Радиоактивность......Page 49 3.2. Статистика распада......Page 51 3.3.1 Основной закон радиоактивного распада......Page 55 3.3.2 Распад смеси радионуклидов......Page 60 3.3.3 Процессы накопления и распада генетически связанных радионуклидов......Page 61 3.3.4 Радиоактивные равновесия......Page 63 3.3.5 Разветвленный распад......Page 68 3.4. Радиоактивные семейства......Page 70 4.1.1 Альфа-распад......Page 76 4.1.2 Бета-распад......Page 82 4.1.2.1 Электронный бета-минус распад......Page 84 4.1.2.2 Позитронный бета-распад......Page 88 4.1.3. Электронный захват......Page 89 4.1.4 Изомерный переход......Page 90 4.1.5 Спонтанное деление......Page 93 4.2. Экзотические типы распада......Page 95 4.2.1 Протонная радиоактивность......Page 96 4.2.2 Нейтронная радиоактивность......Page 98 4.2.3 Запаздывающие aльфа-частицы......Page 99 4.2.5 Деление из изомерного ядерного состояния......Page 100 4.2.6 Запаздывающее деление......Page 101 4.2.7 Кластерная радиоактивность......Page 102 5.1. Ионизирующее излучение и его поле......Page 103 5.2.2 Альфа-излучение......Page 105 5.2.3 Нейтронное излучение......Page 106 5.2.4 Электронное излучение......Page 107 5.2.6 Космическое излучение.......Page 108 5.2.7 Электромагнитное излучение......Page 109 5.2.8 Рентгеновское излучение......Page 110 5.2.9 Гамма излучение......Page 113 5.2.11 Излучение Черенкова-Вавилова......Page 114 5.3.1 Характеристика источников излучений......Page 116 5.3.2 Источники рентгеновского излучения......Page 118 5.3.3 Ускорители......Page 119 5.3.5 Ядерные реакторы......Page 121 5.3.6 Нейтронные генераторы......Page 122 5.3.7 Фотоядерные реакции......Page 123 6.1 Прохождение излучения сквозь вещество......Page 124 6.1.1 Параметры взаимодействия излучений со средой......Page 125 6.1.2 Типы взаимодействия излучения с веществом......Page 126 6.2. Взаимодействие тяжелых частиц с веществом......Page 128 6.3. Взаимодействие электронов с веществом......Page 134 6.4. Взаимодействие гамма-излучения с веществом......Page 137 6.5 Взаимодействие нейтронов с веществом......Page 146 7.1 Химическое действие ионизирующих излучений......Page 149 7.2.1 Радиационно-химический выход......Page 152 7.2.2. Линейная передача энергии......Page 153 7.2.3 Доза ионизирующего излучения......Page 154 7.2.4 Дозиметрия в радиационной химии......Page 155 7.3.1 Газы......Page 156 7.3.2. Вода......Page 157 7.3.3. Водные растворы......Page 158 7.3.4 Органические вещества......Page 159 7.3.5. Твёрдые тела......Page 161 7.3.6. Радиационная химия полимеров......Page 163 8.1 Ядерные взаимодействия......Page 167 8.2.1 Сечение ядерной реакции......Page 169 8.2.3 Выход реакции......Page 173 8.3.1 Радиационный захват нейтрона......Page 174 8.3.2 Реакции с образованием протонов......Page 176 8.3.4 Реакции деления под действием нейтронов......Page 177 8.3.5 Реакции с образованием двух и большего числа нетронов......Page 180 8.3.6 Неупругое рассеяние нейтронов......Page 181 8.4. Ядерные реакции с участием заряженных частиц......Page 182 8.4.1 Реакции под действием альфа-частиц......Page 183 8.4.2 Реакции под действием протонов и дейтронов......Page 184 8.4.3 Ядерные реакции с тяжёлыми ионами......Page 187 8.4.4 Ядерные реакции с участием электронов, мюонов, мезонов, гиперонов и античастиц......Page 189 8.5. Фотоядерные реакции......Page 190 8.6. Ядерные реакции синтеза......Page 192 9.1 Явление изотопии......Page 194 9.2. Радиоактивные изотопы......Page 196 9.2.1 Тритий......Page 197 9.2.2 Углерод-14......Page 203 9.2.3 Фосфор-32 и фосфор-33......Page 208 9.2.4 Сера-35......Page 210 9.2.5 Йод-125 и йод-131......Page 211 9.2.6 Калий-40 и калий-42......Page 213 9.2.7 Стронций-89 и стронций-90......Page 214 9.2.8 Цезий-137......Page 217 10.1 Производство стабильных изотопов......Page 221 10.2. Получение изотопов в ядерных реакторах......Page 225 10.3. Получение изотопов на ускорителях......Page 229 10.4.1 Генераторы радиоактивных изотопов......Page 230 10.4.2 Генератор технеция......Page 231 10.4.4 Генератор рения......Page 233 10.5 Анализ изотопного состава......Page 234 11.2 Газонаполненные детекторы ионизационного типа......Page 238 11.3 Ионизационная камера......Page 242 11.4 Пропорциональный счётчик......Page 244 11.5 Счётчик Гейгера-Мюллера......Page 246 11.6. Черенковский детектор......Page 248 11.7. Сцинтилляционные счётчики......Page 249 11.8. Полупроводниковые детекторы......Page 252 11.9. Кристаллические детекторы......Page 254 11.10. Метод совпадений и антисовпадений......Page 255 11.11. Спектроскопия ионизирующих излучений......Page 256 11.12. Диэлектрические детекторы......Page 261 11.13.1 Макроавторадиография......Page 262 11.13.2 Микрорадиография......Page 263 11.14. Химические методы......Page 264 12. РАДИОМЕТРИЯ......Page 265 12.1. Радиоактивные препараты......Page 266 12.1.1 Образцовые препараты......Page 267 12.1.2 Способы приготовления радиоактивных препаратов......Page 268 12.2.1 Выбор детектора......Page 269 12.2.2 Оптимальные условия регистрации излучения......Page 271 12.3.1 Абсолютная радиоактивность......Page 274 12.3.2 Параметры, влияющие на скорость счёта......Page 276 12.3.3 Связь между регистрируемой и абсолютной активностью......Page 280 12.3.4 Относительные измерения радиоактивности......Page 281 12.4. Радиометрия газов......Page 282 12.4.1. Радиометрия радиоактивных благородных газов......Page 283 12.4.2 Достоверное детектирование нестационарных концентраций радиоактивных газов......Page 285 12.4.3 Радиометрия газов, меченных радионуклидами смягким бета-излучением......Page 287 12.4.4 Газожидкостная радиохроматография......Page 289 13. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЙ......Page 290 13.1.1. Немного истории......Page 291 13.1.2. Некоторые понятия и термины......Page 292 13.2. Лучевые поражения......Page 293 13.2.1. Молекулярный уровень воздействия......Page 296 13.2.2. Клеточный уровень воздействия......Page 298 13.2.3 Уровень воздействия ионизирующего излучения на организм......Page 301 13.3.1. Детерминированные эффекты......Page 302 13.3.2. Стохастические эффекты при облучении......Page 303 13.4. Лучевая болезнь......Page 304 13.5 Онкологические заболевания, возникающие под действием ионизирующего излучения......Page 307 13.6 Генетические изменения при облучении......Page 309 13.7 Радиационный гормезис......Page 310 13.8.1 Радиопротекторы......Page 312 13.8.2 Изменение эндогенного фона радиорезистентности......Page 314 14.1.2 Единицы измерений дозиметрических величин......Page 316 14.1.3 Виды физических доз......Page 319 14.2. Биологическая доза......Page 323 14.3.1 Доза от гамма-излучения......Page 330 14.3.3 Доза от бета-излучения......Page 337 14.3.4 Тормозное излучение радиоактивных изотопов......Page 339 14.4. Эквивалентная доза при внутреннем облучении......Page 340 14.5.2 Факторы накопления......Page 344 14.5.3 Расчёт толщины защитных барьеров......Page 345 15.1. Определение некоторых понятий......Page 347 15.2 Принципы и цели радиационной безопасности......Page 350 15.3 Международные организации по радиационной безопасности......Page 352 15.4.1 Организации, ответственные в России за радиацион-ную безопасность......Page 354 15.4.2 Нормы радиационной безопасности......Page 356 15.4.3 Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности......Page 361 16.1.1 Функция распределения случайной величины......Page 368 16.1.2.2 Моменты......Page 371 16.1.3.1 Распределение Пуассона......Page 375 16.1.3.2 Нормальное распределение......Page 378 16.1.4 Статистические критерии......Page 381 16.1.4.1 Распределение Стьюдента......Page 382 16.1.4.2 хи-квадрат- распределение Пирсона......Page 384 16.1.5 Доверительные интервалы......Page 385 16.2 Примеры статистической обработки результатов радиометрических измерений......Page 388 РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА......Page 392 Оглавление......Page 393