Фундаментальная радиохимия. Николай Дмитриевич Бетенеков
образуются вдоль пути ионизирующей частицы, могут переходить в основное состояние, испуская электромагнитное излучение. У некоторых веществ часть спектра этого излучения лежит в видимой или ультрафиолетовой области, поэтому прохождение излучения через такие вещества сопровождается короткой вспышкой (сцинтилляцией). На этом принципе основаны сцинтилляционные методы регистрации излучения.
Энергия возбуждения многоатомных молекул может расходоваться на их диссоциацию с образованием химически активных атомов и радикалов. Далее возможны столкновения возбужденных атомов и радикалов между собой и с другими молекулами, в результате чего протекают различные химические реакции, в частности реакции окисления – восстановления. Так, например, в слабом водном растворе серной кислоты, содержащем ионы Fe2+, в процессе облучения происходит накопление ионов Fe3+. Этот принцип использован в работе химических дозиметров, предназначенных для измерения больших доз.
Одним из видов химического действия ядерных излучений является их способность воздействовать на фотографические эмульсии; на этом основаны фотографические (радиографические) методы регистрации излучений.
Основная часть энергии ядерного излучения, поглощаемого веществом, рассеиваясь, в конце концов превращается в теплоту. На определении количества теплоты, пропорционального количеству частиц или квантов и их энергии, базируются калориметрические методы регистрации излучений.
От характера взаимодействия излучения с веществом зависит проникающая способность излучения, знать которую необходимо для решения многих задач (таких, как выбор метода регистрации излучения, оценка абсолютной радиоактивности препарата по результатам радиометрических определений, расчет толщины защитных экранов). Далее будут более подробно рассмотрены вопросы поглощения (ослабления) излучения в веществе.
1.4.2. Взаимодействие α-излучения с веществом
При прохождении α-частиц через вещество их энергия расходуется главным образом на взаимодействие с электронами атомов и молекул среды, что приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул. α-частицы обладают большой линейной ионизацией – в среднем они создают в воздухе примерно 4 104 пар ионов на 1 см пути.
Чтобы оценить проникающую способность заряженных частиц, пользуются понятием пробега. Пробегом α-частиц называется длина траектории (трека) в данном веществе. Треки α-частиц обычно прямолинейны. Это связано с тем, что масса α-частицы примерно в 7000 раз больше массы электрона. Взаимодействуя с электронами среды, α-частицы получают импульс, который слишком мал, чтобы заметно отклонить их от прямолинейного пути.
На рис. 1.6. показано распределение числа α-частиц в параллельном пучке в зависимости от толщины поглощающего слоя. Не все α-частицы с равной начальной энергией имеют одинаковый пробег, что вызвано статистическими флуктуациями как в числе соударений,