کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت، علم و کشاورزی (طبق داده های مطبوعاتی)// انرژی اتمی. جلد 2، شماره. 1. - 1957. - ص 85-88.

کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت، علم و کشاورزی

(طبق داده های چاپی)

متالورژی آهنی

در کارخانه متالورژی استالین، با استفاده از رادیوکبالت موجود در یک ظرف کوچک، جوش های بدنه کوره بلند مستقیماً در حین نصب آن اسکن شدند، یعنی در شرایطی که عکاسی با اشعه ایکس کاملاً غیرممکن بود. عیوب یاب با استفاده از چنین ظروفی، عیوب داخلی دیواره های دیگ بخار، خطوط لوله گاز و غیره را تشخیص می دهد.

مدت زمان ذوب در کوره های اجاق باز و خالص سازی فولاد از گوگرد و فسفر در مراحل اولیه ذوب تا حد زیادی به ترتیب شارژ و مقدار مواد جامد بستگی دارد. تعدادی از گیاهان با استفاده از ایزوتوپ‌های رادیویی، مواد را باردار می‌کنند - آهک یا سنگ معدن - و با اندازه‌گیری رادیواکتیویته نمونه‌های فلز یا سرباره، سرعت تشکیل سرباره فعال را تعیین می‌کنند. به این ترتیب وابستگی نرخ انحلال آشکار می شود

سنگ آهک و سنگ معدن از عوامل تکنولوژیکی. سرعت ذوب قراضه نیز به همین ترتیب تعیین می شود. برای انجام این کار، قسمت فلزی شارژ "علامت گذاری شده است". چنین تحقیقاتی در حال حاضر در کارخانه های آزوفستال، استالینسکی، ماکیفسکی و مگنیتوگورسک و کوزنتسک انجام می شود.

پس از تولید فولاد در کوره اجاق باز، همیشه نمی توان با یک بازرسی معمولی وضعیت جوش را ارزیابی کرد، در عین حال، یک نقص ناشناخته می تواند منجر به حادثه جدی در گرمای بعدی شود. برای جلوگیری از این امر از رادیوایزوتوپ ها استفاده می شود. در کارخانه فولاد آزوف، رادیو فسفر موجود در آمپول های منیزیت در مکان های مختلف در کوره قرار داده شد. ظهور رادیواکتیویته در نمونه های سرباره گرفته شده در طول فرآیند ذوب نشان دهنده تخریب جوش است.

در زمینه شیمی تجزیه در رابطه با مسائل متالورژی، دو جهت تحقیق با استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو پدید آمده است. اولین مورد آزمایش و اصلاح روش های معمول آنالیز شیمیایی مانند فسفر است. در این حالت هنگام حل کردن نمونه فولاد یا سنگ معدن مقدار کمی رادیوفسفر اضافه می شود. در طول تجزیه و تحلیل، در مراحل مختلف آن، شدت تابش رادیواکتیو نمونه های محلول تعیین می شود. در صورت عدم وجود تلفات، مجموع رادیواکتیویته محلول های گرفته شده در تمام مراحل تجزیه و تحلیل باید برابر با رادیواکتیویته محلول اصلی باشد.

جهت دوم، توسعه روش‌هایی برای آنالیز سریع فولاد و سرباره برای هر عنصر است که مهمترین آنها برای این فناوری است، با وارد کردن ایزوتوپ‌های رادیواکتیو به طور مستقیم در کوره‌های ذوب فولاد. بنابراین، برای فناوری پردازش چدن با محتوای فسفر بالا، کارخانه Azovstal روشی را برای تعیین سریع پنتوکسید فسفر در سرباره ایجاد کرده است. مشخص شده است که با مصرف 0.04-0.05 میکروکوری ایزوتوپ فسفر رادیواکتیو در هر تن فلز، دقت آنالیز کافی با مدت زمان قابل توجهی کوتاهتر در مقایسه با تجزیه شیمیایی حاصل می شود. این روش به شما امکان می دهد رژیم ذوب سرباره را کنترل کنید و سرباره را با دقت بیشتری به عنوان کود مرتب کنید. روش مشابهی برای تعیین فسفر در فلز در حین دمیدن آهن خام در یک مبدل ایجاد شده است. این می تواند با موفقیت در توسعه فناوری جدید پردازش متالورژی و در تحقیقاتی که سرعت تعیین میزان فسفر در فلز یا سرباره بر روند فرآیند تأثیر می گذارد، استفاده شود. (روزنامه اقتصادی صنعتی 18 شهریور 56)

در مبارزه برای پیشرفت فنی، متالورژیست های اوکراینی به طور فزاینده ای از اتم های برچسب گذاری شده عناصر رادیواکتیو استفاده می کنند. با کمک کبالت رادیواکتیو، بدون توقف کوره بلند، وضعیت دیوارهای آن که با آجرهای نسوز اندود شده اند مشخص می شود.

با استفاده از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو، کارگران کوره‌باز سرعت بلور شدن شمش‌های فولادی را تعیین می‌کنند، محتوای فسفر در سرباره‌های باز را چندین برابر سریع‌تر از قبل تعیین می‌کنند، روند تشکیل سرباره را مشاهده می‌کنند و لحظه تکمیل فرآیند را ثبت می‌کنند. ذوب سنگ آهن و سنگ آهک در حین ذوب.

متالوژیست ها با استفاده از اتم های برچسب دار، محتوای سیلیس در سنگ معدن را چندین برابر سریعتر از روش های شیمیایی تعیین می کنند. ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور گسترده ای برای تعیین ضخامت و ماهیت وقوع لایه های سنگ آهن و کنترل تعدادی از فرآیندهای تولید در کارخانه های خرد کردن، غربالگری و فرآوری استفاده می شوند. (پراودا اوکراین، 4 اوت 1956)

#در کارخانه Zaporozhye "Dneprospetsstal" آزمایشگاه روشهای تحقیقات فیزیکی مجهز به آخرین تجهیزات به بهره برداری رسید. این آزمایشگاه تحقیقاتی را در مورد فرآیند ذوب فولاد الکتریکی با استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو انجام می دهد. به طور خاص، علت آلودگی فولاد بلبرینگ به سرباره کوره با استفاده از کلسیم رادیواکتیو در حال بررسی است. (درست، 21 سپتامبر 1956)

مهندسی مکانیک

تحقیقات انجام شده در مؤسسه تحقیقاتی HAT I نشان می‌دهد که تنها با استفاده از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو، می‌توان تأثیر روان‌کاری، قدرت موتور، سرعت میل لنگ، گرد و غبار هوا، شکستگی‌های کاری (تست) را بر میزان سایش موتور و تعیین انتقال تعیین کرد. فلز از یک سطح مالشی به سطح دیگر. به عنوان مثال ثابت شده است که کاهش بار منجر به کاهش شدید نرخ سایش قطعات نمی شود.

با استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو، سایش را می توان با دقت یک ده میلیونم گرم اندازه گیری کرد.

آزمایش های انجام شده در موسسه مهندسی مکانیک آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی و سایر سازمان ها نتایج جالبی به همراه داشت. معلوم شد که با کمک ایزوتوپ های رادیواکتیو می توان پدیده های سایش ابزار را بدون توقف فرآیند برش عمیق و دقیق مطالعه کرد. به طور خاص، می توان وابستگی سایش را به نرخ تغذیه، عمق برش، زمان، روان کننده ها و سیالات خنک کننده و مواد در حال پردازش تعیین کرد.

همچنین می توان تعیین کرد که محصولات سایش برش در شرایط مختلف برش چگونه توزیع می شوند، چه مقدار از آن به تراشه ها، محصول و روان کننده خنک کننده می رود و چه مقدار به شکل گرد و غبار جدا می شود. همه اینها هنگام تعیین شرایط برش از اهمیت بالایی برخوردار است. (روزنامه اقتصادی صنعتی، 5 مهر 56)

کارخانه مهندسی حمل و نقل حدود پنج سال است که آزمایشگاه ایزوتوپ های رادیواکتیو دارد.

از جمله مسائلی که توسط آزمایشگاه حل می شود، باید به تعیین کلسیم موجود در سرباره در حین ذوب در کوره قوس الکتریکی اسیدی و سایش برخی آلیاژهای یاتاقان مورد استفاده در لوکوموتیو دیزل TE-3 اشاره کرد. تحقیقات در مورد تأثیر عملیات حرارتی، نوع روان کننده و تمیزی سطح بر سایش دنده، توزیع عناصر آلیاژی در فولاد بسته به سرعت خنک‌سازی و غیره در حال انجام است (کراسنویه زنامیا، خارکف، 7 اکتبر 1956).

صنعت نفت

گزارش گیری رادیویی به طور گسترده در بخش نفتی Archedinsky استفاده می شود. در مجموعه اجباری کارهای اندازه گیری انجام شده بر روی چاه ها گنجانده شد. ایزوتوپ های رادیواکتیو برای تشخیص نشت در رشته های تولیدی استفاده می شوند. بدین ترتیب با استفاده از ایزوتوپ کبالت، عمق نشتی ستون ها در چاه های شماره 39 و 27 تعیین شد.

با استفاده از همین ایزوتوپ ها، کار بر روی چاه اکتشافی دونین شماره 93 به میزان قابل توجهی تسریع شد و یک سازند حامل نفت جدید در آن کشف شد. (استالینگرادسکایا پراودا، 19 اوت 1956)

جوشکاری فلزات

استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو در جوشکاری در حال حاضر در سه جهت است: در تشخیص عیب جوش، در استفاده از ایزوتوپ ها در مدارهای کنترل خودکار.

و کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی و در نهایت در مطالعه با کمک ایزوتوپ های رادیواکتیو تعدادی از ویژگی های متالورژیکی جوشکاری فلزات.

برای تشخیص عیب جوش، ایزوتوپ رادیواکتیو کبالت-60 با تابش گامای نسبتاً سخت، و همچنین ایزوتوپ های یوروپیوم-154، ایریدیوم-192، سزیم-137 و تولیوم-170 با تشعشعات نرم تر، گسترده شده اند.

موسسه جوشکاری الکتریکی به نام E. Paton از آکادمی علوم SSR اوکراین روشی را برای کنترل خودکار سطح حوضچه فلزی در حین جوشکاری سرباره با استفاده از ایزوتوپ رادیواکتیو کبالت-60 ایجاد کرده است. تفاوت در ضرایب جذب تشعشعات گاما از سرباره و فلز امکان ساخت یک تنظیم کننده خودکار سطح حمام، یعنی خودکار کردن فرآیند ذوب فلزات ضخیم را فراهم کرد. (روزنامه اقتصادی صنعتی 19 مهر 56)

تکنولوژی ابزار دقیق

تیمی از کارمندان آزمایشگاه تحقیقاتی مرکزی نظارت بر معدن و نظارت فنی اتحاد جماهیر شوروی یک دستگاه تفاوت سنج ویژه ایجاد کرده اند.

نسخه "R-3" سنج چند جداره که در نمایشگاه صنعتی All-Union ارائه شده است، قابل حمل، سبک وزن و کارکرد آسان است. روش هایی که در حال حاضر در تولید برای بررسی ضخامت دیواره لوله ها استفاده می شود، پیچیده، دست و پا گیر و نادرست است.

چشم انداز بزرگی برای متر دیواری در صنایع مختلف باز می شود: در متالورژی آهنی برای اندازه گیری سریع و دقیق دیواره های لوله های تازه ریخته گری شده، در تعمیر دیگ های بخار، لوله های آبرسانی و فاضلاب.

تفاوت سنج در کنفرانس ژنو در مورد استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی ارائه شد و در آنجا بسیار مورد تحسین قرار گرفت.

این دستگاه اکنون در شرایط تولید در یکی از کارخانه های کشتی سازی لنینگراد در حال آزمایش است. دیروز تلگرامی از لنینگراد به آزمایشگاه رسید. آزمایش‌های گیج دیواری روی لوله‌های فولادی و مسی انجام می‌شود. نتایج خوب است."

تفاوت سنج تنها دستگاه اتمی نیست که توسط مهندس Yu. G. Kardash اختراع شده است. "گاما پالپومر" آن را می توان در طول ساخت نیروگاه های برق آبی کویبیشف، استالینگراد، کاخوفسک و سایر لایروبی ها مشاهده کرد. درصد خاک خمیر را تعیین می کند، مخلوطی از خاک و آب. بدون آن، اپراتور لایروبی کورکورانه کار می کند.

اکنون کارمندان آزمایشگاه مرکزی تحقیقات علمی گوسگورتکنادزور در تلاش هستند تا از انرژی هسته ای برای تضمین شرایط کار ایمن برای معدنچیان استفاده کنند. (کومسومولسکایا پراودا، 10 اکتبر 1956)

# موسسه تحقیقاتی دستگاه های انرژی حرارتی موسسه تحقیقاتی Teplopribor کار تحقیق و توسعه را بر روی ایجاد دستگاه های مختلف اتوماتیک بر اساس استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو انجام می دهد.

اخیراً تعدادی دستگاه جدید ساخته شده است که برخی از آنها با موفقیت آزمایش شده و در حال تولید هستند.

متر چگالی مایع رادیواکتیو PZHR-1 برای اندازه گیری خودکار چگالی هر مایعی در محدوده چگالی 0.1 تا 2 گرم بر سانتی متر مکعب طراحی شده است. (روزنامه اقتصادی صنعتی 23 مهر 56)

صنایع غذایی

موسسه تحقیقاتی اتحادیه صنعت کنسرو محاسبات تاسیساتی را برای پردازش پرتوی محصولات غذایی تکمیل کرده است. این نصب برای استریل کردن محصولات غذایی با دوز تابش حداکثر 3-10 تا 6 رونتگن به مدت 20-30 دقیقه و همچنین ضد عفونی کردن، پاستوریزه کردن و کرم زدایی با دوزهای 10 تا 4 رونتگن تا 10 تا 6 رونتگن در نظر گرفته شده است.

مسائل مربوط به استفاده مستقیم از انرژی فرآیندهای هسته ای در شیمی به طور فعال توسط تیم موسسه تحقیقاتی فیزیک و شیمیایی مسکو به نام L. Ya. Karpov در حال توسعه است.

در حال حاضر کارخانه‌های شیمیایی از پرمنگنات پتاسیم برای اکسید کردن پارافین‌ها استفاده می‌کنند که در نتیجه اسید چرب تولید می‌شود که ماده اولیه برای تولید مواد شوینده مختلف است.

تحقیقات انجام شده در این موسسه نشان داد که پارافین ها را می توان بدون کاتالیزور و با استفاده از تشعشعات رادیواکتیو اکسید کرد. اسید چرب حاصل از کیفیت بالاتری برخوردار است. انرژی فرآیندهای هسته ای امکان اکسیداسیون کامل تری را در این مورد فراهم می کند.

یکی از محصولات اولیه برای تولید پلاستیک فنل است که از اکسیداسیون بنزن با کمک یک کاتالیزور به دست می آید. به طور معمول، برای تهیه 1 کیلوگرم فنل، باید 2 کیلوگرم بنزن را اکسید کرد. تحقیقات آزمایشگاهی در این موسسه امکان به دست آوردن یک کیلوگرم فنل از یک کیلوگرم بنزن با استفاده از تشعشعات رادیواکتیو را آشکار کرد. دانشمندان شوروی به بازدهی ماده در هر انرژی مصرف شده دست یافتند که سه برابر بیشتر از دانشمندان خارجی بود.

هگزاکلران به طور گسترده در کشاورزی استفاده می شود. برای ساخت این محصول، بنزن کلر می شود. در نتیجه این فرآیند، چهار ایزومر به دست می‌آید که تنها یکی از آنها (^-ایزومر) کیفیت‌های لازم را دارد. به طور معمول حضور ایزومر گاما 12-15٪ است. استفاده از تشعشعات رادیواکتیو امکان افزایش محتوای ایزومر ^ را تا 25٪ فراهم کرد.

مشخص شده است که انرژی اتمی می تواند بر سرعت فرآیند پلیمریزاسیون نیز تأثیر بگذارد.

کار بر روی سنتز تعدادی از مواد جدید امیدوارکننده است. دانشمندان دریافته‌اند که بنزن وقتی در مخلوطی با آمونیاک تابش می‌کند، مستقیم و مستقیم آنیلین می‌دهد. کارکنان این مؤسسه سهم قابل توجهی در توسعه شیمی پرتوها دارند. از جمله پروفسور V. Veselovsky و M. Proskurnin، نامزدهای علوم شیمی V. Karpov و A. Zimin، محققین ارشد A. Balelko، V. Orekhov و دیگران (روزنامه اقتصادی صنعتی، 4 نوامبر 1956).

تکنولوژی کشاورزی

کارمندان آزمایشگاه میکروبیولوژی و فیزیولوژی موسسه تحقیقات علمی کشاورزی جنوب شرقی اتحاد جماهیر شوروی، نامزد علوم A. E. Fomin و N. K. Astakhova دریافتند که تغذیه گندم و ذرت با فسفر آلی باعث تسریع رسیدن آنها می شود. این کشف برای جنوب شرق کشور از اهمیت بالایی برخوردار است، جایی که این گیاه با تاریخ گلدهی زودتر می تواند از اثرات زیانبار خشکسالی در امان بماند. تکنیک جدید کشاورزی همچنین به ترویج گونه های جنوبی به شمال کمک خواهد کرد.

دانشمندان مؤسسه کشاورزی جنوب شرقی اتحاد جماهیر شوروی در حال گسترش دامنه تحقیقات با استفاده از روش برچسب گذاری اتم هستند. (روسیه شوروی، 16 سپتامبر 1956)

مؤسسه تحقیقات غلات اتحاد، همراه با مؤسسه بیوفیزیک آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، یک طرح اولیه برای یک نصب قدرتمند برای تابش دانه ایجاد کردند.

این نصب برای از بین بردن حشرات موجود در غلات به منظور افزایش عمر مفید آن طراحی شده است.

محاسبات برای انتخاب سودمندترین تنظیمات پرتوده انجام شد، زیرا پیکربندی پرتوده به طور قابل توجهی بر عملکرد نصب تأثیر می گذارد. پیشنهاد می شود از محصولات شکافت، که ضایعات صنعتی هستند، به عنوان منبع پرتو -(- استفاده شود.

نصب می تواند حداقل 20 تن دانه در ساعت را با دوز حدود 30000 روبل پردازش کند. انتظار می رود نصب قابل حمل باشد.

امروزه روش های تحقیق و درمان رادیونوکلئیدی به طور گسترده در زمینه های مختلف پزشکی علمی و عملی - در انکولوژی، قلب، کبد، اورولوژی و نفرولوژی، ریه، غدد درون ریز، تروماتولوژی، مغز و اعصاب و جراحی مغز و اعصاب، اطفال، آلرژولوژی، هماتولوژی، ایمونولوژی بالینی، استفاده می شود. و غیره.

طبقه بندی رادیونوکلئیدهای مورد استفاده در پزشکی هسته ای

رادیونوکلئیدها برای پزشکی هسته ای و رادیوداروهای متناظر بر اساس آنها، از نظر دامنه کاربرد، به گروه های جداگانه ای تقسیم می شوند. تشخیصو درمانی.

در RFP تشخیصهدف، رادیونوکلئید یک حامل اطلاعاتی است که تابش آن با نفوذ به خارج از بدن توسط آشکارسازهای خارجی ثبت می شود. علاوه بر این، بسته به نوع تابش، رادیونوکلئیدها برای اهداف تشخیصی را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد:

1. رادیوکولیدها برای SPECT (به انگلیسی SPECT) - توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون. رادیونوکلئیدهای بهینه برای SPECT شامل تابنده‌های γ با انرژی γ-کوانتا در محدوده 100-200 کو و نیمه عمر از چند دقیقه تا چند روز است.
2. رادیونوکلئیدها برای PET (PET) - توموگرافی انتشار پوزیترون - β+ - ساطع کننده با نیمه عمر از چند ثانیه تا چند ساعت.

در رادیوداروها برای اهداف درمانی، رادیونوکلئید اصل اصلی درمانی است که اجازه می دهد دوز درمانی پرتو مستقیماً در اندام هدف یا گاهی اوقات در سلول های آسیب دیده موضعی شود و بر این اساس، حداقل تابش سلول های سالم اطراف را تضمین کند. از اندام ها و بافت ها بسته به ماهیت و محلی سازی فرآیند پاتولوژیک، از رادیوتراپی استفاده می شود:

• تابش های β (-) با انرژی ذرات β (-) در ناحیه 2000-2000 کو.
• تابشگرهای α با انتقال انرژی خطی بالا (LET ~ 100 keV/μm) و مسیر ذرات کوتاه (50-100 میکرومتر).
• رادیونوکلئیدهایی که با جذب الکترون (EC) یا تبدیل الکترون داخلی (IEC) تجزیه می شوند.

اکثریت قریب به اتفاق روش‌های تشخیصی (حدود 80 درصد) با استفاده از فناوری SPECT در 30 سال گذشته با آماده‌سازی‌های 99 متر Tc انجام شده‌اند که «اسب کار پزشکی هسته‌ای» نامیده می‌شوند. I-123، Tl-201، In-111 به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند؛ در برخی موارد، در صورت لزوم، از تکنیک های تشخیصی با Cr-51، Ga-67، Kr-81m، I-131 و غیره استفاده می شود. رادیونوکلئیدها، C به طور عمده استفاده می شود -11، N-13، O-15 و F-18 (به طور گسترده استفاده می شود).

پرتودرمانی با منابع باز رادیونوکلئیدها نیز به شدت در حال توسعه است که یک روش مؤثر برای درمان مستقل و ترکیبی بیماران است. این روش ها به ویژه در پرتودرمانی لنفوم های بدخیم، سرطان تیروئید، تومورهای وابسته به هورمون، ضایعات متاستاتیک اسکلت و سیستم لنفاوی، آرتریت روماتوئید و غیره موثر است.

ایزوتوپ های مختلف عناصر شیمیایی به طور گسترده در تحقیقات علمی، در زمینه های مختلف صنعت و کشاورزی، در انرژی هسته ای، زیست شناسی و پزشکی مدرن، در مطالعات زیست محیطی و سایر زمینه ها استفاده می شود. ایزوتوپ های پایدار بیشترین کاربرد را در شیمی (برای مطالعه مکانیسم واکنش های شیمیایی، فرآیندهای احتراق، کاتالیز، سنتز ترکیبات شیمیایی، در طیف سنجی)، در زیست شناسی، فیزیولوژی، بیوشیمی و شیمی کشاورزی (برای مطالعه فرآیندهای متابولیک در موجودات زنده، تبدیل پروتئین ها، اسیدهای چرب و آمینه، فرآیندهای فتوسنتز در گیاهان، حرکت آب از ریشه در امتداد ساقه به برگ ها و میوه ها). آنها همچنین در تجهیزات فیزیک هسته ای برای ساخت شمارنده های نوترون استفاده می شوند، که اجازه می دهد تا بازده شمارش را بیش از 5 برابر افزایش دهد، در انرژی هسته ای به عنوان تعدیل کننده و جاذب نوترون. با این حال، موارد فوق به دور از تمام شدن زمینه های موجود و احتمالی استفاده از ایزوتوپ ها است. علاوه بر این، دامنه استفاده از آنها به عنوان دستیاران مؤثر در حل تعدادی از مشکلات علمی و کاربردی هر سال در حال گسترش است. به همین دلیل است که علیرغم اینکه میزان بودجه دولتی برای تولید ایزوتوپ هر سال کاهش می یابد و تقریباً ناچیز می شود، کار روی توسعه آن در 10 سال گذشته ادامه داشته است. در تحقیقات علمی (به عنوان مثال، در تجزیه و تحلیل شیمیایی)، به عنوان یک قاعده، مقادیر کمی از ایزوتوپ های کمیاب از عناصر مختلف مورد نیاز است، که بر حسب گرم و حتی میلی گرم در سال محاسبه می شود. در عین حال، برای تعدادی از ایزوتوپ‌های پرکاربرد در انرژی هسته‌ای، پزشکی و سایر صنایع، نیاز به تولید آنها می‌تواند به کیلوگرم و حتی تن برسد. بنابراین، به دلیل استفاده از آب سنگین D 2 O در راکتورهای هسته ای، تولید جهانی آن تا اوایل دهه 1990 قرن گذشته حدود 5000 تن در سال بود. ایزوتوپ هیدروژن دوتریوم، که بخشی از آب سنگین است، غلظت آن در مخلوط طبیعی هیدروژن تنها 0.015٪ است، به گفته دانشمندان، به همراه تریتیوم در آینده به جزء اصلی سوخت انرژی حرارتی هسته ای تبدیل خواهد شد. راکتورهایی که بر اساس واکنش های همجوشی هسته ای کار می کنند. در این صورت نیاز به تولید ایزوتوپ های هیدروژن بسیار زیاد خواهد بود.

در زیست شناسی، ایزوتوپ ها برای حل مسائل بیولوژیکی اساسی و کاربردی استفاده می شوند که مطالعه آنها با روش های دیگر دشوار یا غیرممکن است. مزیت روش اتم برچسب گذاری شده که برای زیست شناسی قابل توجه است، این است که استفاده از ایزوتوپ ها یکپارچگی ارگانیسم و ​​عملکردهای اساسی حیاتی آن را نقض نمی کند. بسیاری از دستاوردهای عمده زیست شناسی مدرن با استفاده از ایزوتوپ ها مرتبط است که شکوفایی علوم زیستی را در نیمه دوم قرن بیستم تعیین کرد. با استفاده از ایزوتوپ های پایدار و رادیواکتیو هیدروژن (H و 3 H)، کربن (13 C و 14 C)، نیتروژن (15 N)، اکسیژن (18 O)، فسفر (32 P)، گوگرد (35 S)، آهن ( 59 Fe)، ید (131 I) و غیره، فرآیندهای پیچیده و به هم پیوسته بیوسنتز و تجزیه پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها و سایر ترکیبات فعال بیولوژیکی، و همچنین مکانیسم های شیمیایی تبدیل آنها در یک سلول زنده. ، تبیین و به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفتند. استفاده از ایزوتوپ ها منجر به تجدید نظر در ایده های قبلی در مورد ماهیت فتوسنتز و همچنین مکانیسم هایی شد که جذب مواد معدنی توسط گیاهان را تضمین می کند: کربنات ها، نیترات ها، فسفات ها و غیره. تعداد زیادی از مطالعات با انجام شده است. کمک ایزوتوپ ها در زمینه های مختلف زیست شناسی و بیوشیمی. یکی از زمینه ها شامل کار بر روی مطالعه دینامیک و مسیرهای حرکت جمعیت ها در بیوسفر و افراد در یک جمعیت معین، مهاجرت میکروب ها و همچنین ترکیبات فردی در بدن است. با وارد کردن یک برچسب به موجودات زنده با غذا یا با تزریق، می توان سرعت و مسیرهای مهاجرت بسیاری از حشرات (پشه، مگس، ملخ)، پرندگان، جوندگان و سایر حیوانات کوچک را مطالعه کرد و اطلاعاتی در مورد اندازه جمعیت آنها به دست آورد. در زمینه فیزیولوژی و بیوشیمی گیاهان، تعدادی از مسائل نظری و کاربردی با کمک ایزوتوپ ها حل شده است: مسیرهای ورود مواد معدنی، مایعات و گازها به گیاهان و همچنین نقش عناصر شیمیایی مختلف از جمله. عناصر ریز در زندگی گیاهی مشخص شده اند. به ویژه نشان داده شده است که کربن نه تنها از طریق برگ ها، بلکه از طریق سیستم ریشه نیز وارد گیاهان می شود؛ مسیرها و سرعت حرکت تعدادی از مواد از سیستم ریشه به ساقه و برگ و از این اندام ها به ریشه ها ایجاد شده است. در زمینه فیزیولوژی و بیوشیمی حیوانات و انسان، میزان ورود مواد مختلف به بافت آنها (شامل میزان ورود آهن به هموگلوبین، فسفر به بافت عصبی و عضلانی، کلسیم به استخوان) مورد بررسی قرار گرفته است. گروه مهمی از آثار مطالعات مکانیسم های واکنش های شیمیایی در بدن را پوشش می دهد. بنابراین، در بسیاری از موارد امکان برقراری ارتباط بین مولکول های اولیه و تازه تشکیل شده، ردیابی "سرنوشت" تک تک اتم ها و گروه های شیمیایی در فرآیندهای متابولیک و همچنین تعیین توالی و سرعت این دگرگونی ها وجود داشت. داده‌های به‌دست‌آمده نقش تعیین‌کننده‌ای در ساخت طرح‌های مدرن بیوسنتز و متابولیسم (نقشه‌های متابولیک)، مسیرهای تبدیل غذا، داروها و سموم در موجودات زنده ایفا کردند. کار این گروه شامل روشن کردن منشا اکسیژن آزاد شده در طول فتوسنتز است: معلوم شد که منبع آن آب است نه دی اکسید کربن. از سوی دیگر، استفاده از 14 CO 2 این امکان را فراهم کرد که مسیرهای تبدیل دی اکسید کربن در طول فتوسنتز مشخص شود. استفاده از مواد غذایی "برچسب" منجر به درک جدیدی از میزان جذب و توزیع مواد مغذی، "سرنوشت" آنها در بدن شد و به نظارت بر تأثیر عوامل داخلی و خارجی (گرسنگی، خفگی، کار زیاد و غیره) کمک کرد. روی متابولیسم روش ایزوتوپی امکان مطالعه فرآیندهای انتقال برگشت پذیر مواد از طریق غشاهای بیولوژیکی را فراهم کرد. نشان داده شد که غلظت مواد در هر دو طرف غشا ثابت می ماند در حالی که گرادیان غلظت مشخصه هر یک از محیط های جدا شده توسط غشاها حفظ می شود. این روش در مطالعه فرآیندهایی که در آن انتقال اطلاعات در بدن نقش تعیین کننده ای دارد (هدایت تکانه های عصبی، شروع و دریافت تحریک و غیره) کاربرد پیدا کرده است. به دلیل این واقعیت است که تحقیقات بر روی ارگانیسم های کامل و دست نخورده انجام می شود که کل سیستم پیچیده اتصالات عصبی و هومورال را دست نخورده نگه می دارند. در نهایت، گروهی از کارها شامل مطالعات خصوصیات استاتیک ساختارهای بیولوژیکی است که از سطح مولکولی (پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک) شروع می شود و به ساختارهای فوق مولکولی (ریبوزوم ها، کروموزوم ها و سایر اندامک ها) ختم می شود. به عنوان مثال، مطالعات مربوط به پایداری نسبی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک در 1H2O، 2H2O و H218O به روشن شدن ماهیت نیروهایی که ساختار بیوپلیمرها، به ویژه نقش هیدروژن را تثبیت می کنند، کمک کرده است. پیوندها در سیستم های بیولوژیکی هنگام انتخاب ایزوتوپ، مسائل مهم شامل حساسیت روش تجزیه و تحلیل ایزوتوپ و همچنین نوع واپاشی رادیواکتیو و انرژی تشعشع است. مزیت ایزوتوپ های پایدار (2 H، 18 O، 15 N و غیره) عدم وجود تشعشع است که اغلب عوارض جانبی بر روی سیستم زنده مورد مطالعه دارد. در عین حال، حساسیت نسبتاً کم روش‌ها برای تعیین آنها (طیف‌سنجی جرمی، چگالی سنجی)، و همچنین نیاز به جداسازی ترکیب نشان‌دار، استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار در زیست‌شناسی را محدود می‌کند. حساسیت بالای ثبت ایزوتوپ های فعال گاما (59 Fe، 131 I و غیره). ) اندازه گیری سرعت جریان خون در موجود زنده، تعیین مقدار خون و زمان گردش کامل آن و مطالعه کار غدد درون ریز را ممکن کرد.

استفاده از ایزوتوپ ها در پزشکی با کمک ایزوتوپ ها، مکانیسم های توسعه (پاتوژنز) تعدادی از بیماری ها آشکار شد. آنها همچنین برای مطالعه متابولیسم و ​​تشخیص بسیاری از بیماری ها استفاده می شوند. ایزوتوپ ها در مقادیر بسیار کم وارد بدن می شوند که قادر به ایجاد هیچ گونه تغییر پاتولوژیک نیستند. عناصر مختلف به طور نابرابر در بدن توزیع می شوند. ایزوتوپ ها به طور مشابه توزیع می شوند. تشعشعات ناشی از فروپاشی ایزوتوپ توسط ابزارهای رادیومتری، اسکن، اتورادیوگرافی و غیره ثبت می شود. بنابراین، وضعیت گردش خون سیستمیک و ریوی، گردش خون قلب، سرعت جریان خون و تصویر حفره های قلب با استفاده از ترکیباتی از جمله تعیین می شود. 24 Na, 131 I, 99 Tc; 99 Tc, 133 Xe برای مطالعه تهویه ریوی و بیماری های نخاع استفاده می شود. درشت تجمعات آلبومین سرم انسانی با 131 I برای تشخیص فرآیندهای التهابی مختلف در ریه ها، تومورهای آنها و برای بیماری های مختلف غده تیروئید استفاده می شود. غلظت و عملکردهای دفعی کبد با استفاده از رنگ رز بنگال با 131 I, 198 Au مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد کلیه در حین رنوگرافی با 131 I-hippuran و اسکن پس از تجویز نئوهیدرین نشاندار شده با 203 جیوه یا 99 Tc. تصاویر روده و معده با استفاده از 99 Tc، طحال با استفاده از گلبول های قرمز با 99 Tc یا 51 Cr به دست می آید. بیماری های پانکراس با استفاده از 75 Se تشخیص داده می شوند. 85 Sr و 85 P نیز کاربردهای تشخیصی دارند.

استفاده از ایزوتوپ ها در کشاورزی (3H، 14 C، 22 Na، 32 P، 35 S، 42 K، 45 Ca، 60 Co، 65 Zn، 99 Mo و غیره) به طور گسترده ای برای تعیین خواص فیزیکی خاک استفاده می شود. و ذخایر عناصر غذای گیاهی، مطالعه برهمکنش خاک و کودها، فرآیندهای جذب مواد غذایی از چربی های معدنی توسط گیاهان، ورود مواد معدنی به گیاهان از طریق برگ و سایر مسائل خاکشناسی و شیمی کشاورزی. ایزوتوپ‌ها برای تشخیص اثر آفت‌کش‌ها، به‌ویژه علف‌کش‌ها، بر روی ارگانیسم‌های گیاهی استفاده می‌شوند که تعیین غلظت و زمان درمان آنها را ممکن می‌سازد. با استفاده از روش ایزوتوپی، مهمترین خواص بیولوژیکی محصولات کشاورزی (هنگام ارزیابی و انتخاب مواد اصلاحی)، عملکرد، زودرسی و مقاومت به سرما مورد بررسی قرار می گیرد. در دامپروری، فرآیندهای فیزیولوژیکی که در بدن حیوانات اتفاق می‌افتد مورد مطالعه قرار می‌گیرند، خوراک برای محتوای مواد سمی (که تعیین دوزهای کوچک آن با روش‌های شیمیایی دشوار است) و عناصر ریز تجزیه و تحلیل می‌شود. با کمک ایزوتوپ ها، تکنیک هایی برای خودکارسازی فرآیندهای تولید در حال توسعه است، به عنوان مثال، جدا کردن محصولات ریشه از سنگ ها و توده های خاک هنگام برداشت با کمباین در خاک های سنگی و سنگین.

کار دوره

با موضوع: «رادیواکتیویته.

کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو در فناوری

معرفی

1. انواع تشعشعات رادیواکتیو

2. سایر انواع رادیواکتیویته

3. فروپاشی آلفا

4. فروپاشی بتا

5. واپاشی گاما

6. قانون واپاشی رادیواکتیو

7. سری رادیواکتیو

8. اثر تشعشعات رادیواکتیو بر انسان

9. استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو

فهرست ادبیات استفاده شده

معرفی

رادیواکتیویته- تبدیل هسته اتم به هسته های دیگر، همراه با انتشار ذرات مختلف و تشعشعات الکترومغناطیسی. از این رو نام این پدیده: در رادیو لاتین - تشعشع، فعال - موثر است. این کلمه توسط ماری کوری ابداع شد. هنگامی که یک هسته ناپایدار - یک رادیونوکلئید - تجزیه می شود، یک یا چند ذره با انرژی بالا با سرعت زیاد از آن خارج می شوند. جریان این ذرات را تشعشعات رادیواکتیو یا به سادگی تشعشع می نامند.

اشعه ایکس.کشف رادیواکتیویته ارتباط مستقیمی با کشف رونتگن داشت. علاوه بر این، مدتی فکر می کردند که اینها همان نوع تشعشعات هستند. اواخر قرن 19 به طور کلی، او در کشف انواع مختلفی از "تابش های" ناشناخته قبلی غنی بود. در دهه 1880، فیزیکدان انگلیسی جوزف جان تامسون شروع به مطالعه حامل های بار منفی اولیه کرد؛ در سال 1891، فیزیکدان ایرلندی جورج جانستون استونی (1826-1911) این ذرات را الکترون نامید. سرانجام در ماه دسامبر ویلهلم کنراد رونتگن کشف نوع جدیدی از اشعه را اعلام کرد که آن را اشعه ایکس نامید. تاکنون در اکثر کشورها به این شکل نامیده می‌شود، اما در آلمان و روسیه پیشنهاد زیست‌شناس آلمانی رودولف آلبرت فون کولیکر (1817–1905) مبنی بر نامیدن پرتوهای اشعه ایکس پذیرفته شده است. این پرتوها زمانی ایجاد می شوند که الکترون هایی که به سرعت در خلاء پرواز می کنند (پرتوهای کاتدی) با یک مانع برخورد می کنند. مشخص بود که وقتی پرتوهای کاتدی به شیشه برخورد می کنند، نور مرئی ساطع می کند - لومینسانس سبز. اشعه ایکس کشف کرد که در همان زمان برخی از پرتوهای نامرئی دیگر از نقطه سبز روی شیشه ساطع می شوند. این اتفاق به طور تصادفی رخ داد: در یک اتاق تاریک، یک صفحه نمایش در نزدیکی پوشیده شده با باریم تتراسیانوپلاتینات Ba (که قبلاً سولفید پلاتین باریم نامیده می شد) می درخشید. این ماده تحت تأثیر پرتوهای فرابنفش و کاتدی، درخشندگی زرد مایل به سبز روشن ایجاد می کند. اما پرتوهای کاتدی به صفحه نمایش برخورد نکردند و علاوه بر این، هنگامی که دستگاه با کاغذ سیاه پوشانده شد، صفحه نمایش همچنان به درخشش ادامه می داد. رونتگن به زودی متوجه شد که تشعشع از بسیاری از مواد مات عبور می کند و باعث سیاه شدن صفحه عکاسی می شود که در کاغذ سیاه پیچیده شده یا حتی در یک جعبه فلزی قرار داده شده است. پرتوها از یک کتاب بسیار ضخیم، از یک تخته صنوبر به ضخامت 3 سانتی متر، از یک صفحه آلومینیومی به ضخامت 1.5 سانتی متر عبور کردند... رونتگن به احتمالات کشف خود پی برد: "اگر دست خود را بین لوله تخلیه و صفحه نگه دارید." او نوشت: "شما می توانید استخوان های سایه های تیره را در پس زمینه خطوط روشن تر دست ببینید." این اولین معاینه فلوروسکوپی در تاریخ بود.

کشف رونتگن فوراً در سراسر جهان گسترش یافت و نه تنها متخصصان را شگفت زده کرد. در آستانه سال 1896، عکسی از یک دست در یک کتابفروشی در یکی از شهرهای آلمان به نمایش گذاشته شد. استخوان های یک انسان زنده روی آن نمایان بود و روی یکی از انگشتان آن حلقه ازدواج بود. این یک عکس اشعه ایکس از دست همسر رونتگن بود. اولین پیام رونتگن درباره نوع جدیدی از پرتوها"در 28 دسامبر در «گزارش‌های انجمن فیزیکی و پزشکی وورزبورگ» منتشر شد، بلافاصله ترجمه و در کشورهای مختلف منتشر شد، معروف‌ترین مجله علمی «نیچر» منتشر شده در لندن مقاله رونتگن را در 23 ژانویه 1896 منتشر کرد.

پرتوهای جدید در سراسر جهان شروع به کاوش کردند؛ تنها در یک سال، بیش از هزار مقاله در مورد این موضوع منتشر شد. دستگاه های اشعه ایکس با طراحی ساده نیز در بیمارستان ها ظاهر شدند: استفاده پزشکی از پرتوهای جدید آشکار بود.

در حال حاضر اشعه ایکس به طور گسترده (و نه تنها برای اهداف پزشکی) در سراسر جهان استفاده می شود.

پرتوهای بکرل.کشف رونتگن به زودی به کشفی به همان اندازه قابل توجه منجر شد. در سال 1896 توسط فیزیکدان فرانسوی آنتوان هانری بکرل ساخته شد. در 20 ژانویه 1896، او در جلسه آکادمی شرکت کرد که در آن فیزیکدان و فیلسوف هنری پوانکاره در مورد کشف رونتگن صحبت کرد و عکس های اشعه ایکس از دست انسان را که در فرانسه گرفته شده بود را به نمایش گذاشت. پوانکاره خود را به صحبت در مورد پرتوهای جدید محدود نکرد. او پیشنهاد کرد که این پرتوها با لومینسانس مرتبط هستند و شاید همیشه با این نوع درخشش به طور همزمان ظاهر شوند، به طوری که احتمالاً بدون پرتوهای کاتدی امکان پذیر است. درخشندگی مواد تحت تأثیر تابش فرابنفش - فلورسانس یا فسفرسانس (در قرن نوزدهم تمایز دقیقی بین این مفاهیم وجود نداشت) برای بکرل آشنا بود: هم پدرش الکساندر ادموند بکرل (1820-1891) و هم پدربزرگش آنتوان سزار بکرل. (1788-1878) در آن شرکت داشتند. پسر آنتوان هانری بکرل، ژاک، نیز فیزیکدان شد که کرسی فیزیک موزه تاریخ طبیعی پاریس را «وارث» کرد؛ بکرل به مدت 110 سال، از 1838 تا 1948، ریاست این صندلی را بر عهده داشت.

بکرل تصمیم گرفت آزمایش کند که آیا اشعه ایکس با فلورسانس مرتبط است یا خیر. برخی از نمک های اورانیوم، به عنوان مثال، نیترات اورانیل UO 2 (NO 3) 2، فلورسانس زرد-سبز روشن را نشان می دهند. چنین موادی در آزمایشگاه بکرل، جایی که او کار می کرد، وجود داشت. پدرش همچنین با آماده سازی اورانیوم کار می کرد که نشان داد پس از قطع نور خورشید، درخشش آنها خیلی سریع - در کمتر از یک صدم ثانیه - از بین می رود. با این حال، هیچ کس بررسی نکرده است که آیا این درخشش با انتشار برخی پرتوهای دیگر که می توانند از مواد مات عبور کنند، همراه است یا خیر، همانطور که در مورد رونتگن بود. این دقیقاً همان چیزی است که بکرل پس از گزارش پوانکاره تصمیم گرفت بررسی کند. در 24 فوریه 1896، در جلسه هفتگی آکادمی، او گفت که یک صفحه عکاسی پیچیده شده در دو لایه کاغذ سیاه ضخیم گرفت و کریستال هایی از پتاسیم اورانیل سولفات دوگانه K 2 UO 2 (SO 4) 2 2H2O را روی آن قرار داد. و همه آن را برای چندین ساعت در معرض نور خورشید قرار دهید، سپس پس از توسعه صفحه عکاسی می توانید طرح کلی کریستال ها را تا حدودی تار روی آن ببینید. اگر یک سکه یا یک شکل بریده شده از قلع بین صفحه و کریستال ها قرار گیرد، پس از توسعه تصویر واضحی از این اشیاء روی صفحه ظاهر می شود.

همه اینها می تواند نشان دهنده ارتباط بین فلورسانس و تابش اشعه ایکس باشد. اشعه ایکس اخیراً کشف شده را می توان بسیار ساده تر به دست آورد - بدون پرتوهای کاتدی و لوله خلاء و ولتاژ بالا که برای این کار لازم است، اما لازم بود بررسی شود که آیا معلوم می شود نمک اورانیوم، هنگامی که در خورشید گرم می شود، مقداری آزاد می کند. نوعی گاز که به زیر کاغذ سیاه نفوذ می کند و بر روی امولسیون عکاسی اثر می گذارد.بکرل برای رد این احتمال، یک ورقه شیشه ای را بین نمک اورانیوم و صفحه عکاسی قرار داد - هنوز روشن بود. بکرل پیام کوتاه خود را به پایان رساند: «از اینجا می‌توان نتیجه گرفت که نمک درخشان پرتوهایی از خود ساطع می‌کند که از کاغذ سیاه نفوذ می‌کند، در مقابل نور مات است و نمک‌های نقره موجود در صفحه عکاسی را بازیابی می‌کند.» انگار حق با پوانکاره بود و اشعه ایکس از اشعه ایکس را می توان به روشی کاملاً متفاوت به دست آورد.

بکرل شروع به انجام آزمایش های زیادی برای درک بهتر شرایط ظاهر شدن پرتوهایی که صفحه عکاسی را روشن می کند و بررسی خواص این پرتوها کرد. او مواد مختلفی را بین کریستال ها و صفحه عکاسی قرار داد - صفحات کاغذ، شیشه، آلومینیوم، مس و سربی با ضخامت های مختلف. نتایج مشابه نتایج به دست آمده توسط رونتگن بود که می تواند به عنوان استدلالی برای شباهت هر دو تشعشع عمل کند. بکرل علاوه بر نور مستقیم خورشید، نمک اورانیوم را با نور منعکس شده از آینه یا شکسته شدن توسط یک منشور روشن کرد. او دریافت که نتایج تمام آزمایشات قبلی به هیچ وجه با خورشید مرتبط نیست. تنها چیزی که اهمیت داشت این بود که نمک اورانیوم چقدر نزدیک صفحه عکاسی بود. روز بعد، بکرل در این مورد در جلسه آکادمی گزارش داد، اما، همانطور که بعدا معلوم شد، او نتیجه اشتباه گرفت: او تصمیم گرفت که نمک اورانیوم، حداقل یک بار در نور "شارژ" شود، سپس قادر به انتشار است. پرتوهای نافذ نامرئی برای مدت طولانی.

تا پایان سال، بکرل 9 مقاله در این زمینه منتشر کرد که در یکی از آنها نوشت: «نمک های مختلف اورانیوم در یک جعبه سربی با دیواره ضخیم قرار داده شده بودند... این مواد در برابر تأثیر هر گونه تشعشع شناخته شده محافظت می شوند. پرتوهایی را که از شیشه و کاغذ سیاه می گذرد، در هشت ماه منتشر می کند.»

این پرتوها از هر ترکیب اورانیوم، حتی آنهایی که در خورشید نمی درخشند، می آیند. تابش اورانیوم فلزی حتی قوی تر بود (حدود 3.5 برابر). آشکار شد که این تشعشع، اگرچه در برخی مظاهر شبیه به اشعه ایکس است، اما قدرت نفوذ بیشتری دارد و به نوعی با اورانیوم مرتبط است، بنابراین بکرل شروع به نامیدن آن را "اشعه اورانیوم" کرد.

بکرل همچنین کشف کرد که "پرتوهای اورانیوم" هوا را یونیزه می کند و آن را رسانای الکتریسیته می کند. تقریباً به طور همزمان، در نوامبر 1896، فیزیکدانان انگلیسی J. J. Thomson و Ernest Rutherford (یونیزاسیون هوا را تحت تأثیر اشعه ایکس کشف کردند. برای اندازه گیری شدت تابش، بکرل از الکتروسکوپی استفاده کرد که در آن سبک ترین برگ های طلا در انتهای آنها معلق بود. و به صورت الکترواستاتیک شارژ می شوند، دفع می شوند و انتهای آزاد آنها واگرا می شوند.اگر هوا جریان را هدایت کند، بار از برگ ها خارج می شود و آنها می ریزند - هر چه سریعتر هدایت الکتریکی هوا بیشتر شود و بنابراین شدت تابش بیشتر می شود.

این سوال باقی می ماند که چگونه یک ماده تشعشعات مداومی را منتشر می کند که در طول چندین ماه بدون تامین انرژی از یک منبع خارجی ضعیف نمی شود.بکرل خود نوشت که او قادر به درک اینکه اورانیوم انرژی را که به طور مداوم ساطع می کند از کجا دریافت می کند. فرضیه های مختلفی در مورد این موضوع ارائه شده است که گاهی اوقات بسیار خارق العاده است. به عنوان مثال، شیمیدان و فیزیکدان انگلیسی ویلیام رمزی نوشت: «...فیزیکدانان متحیر بودند که منبع پایان ناپذیر انرژی در نمک های اورانیوم از کجا می آید. لرد کلوین تمایل داشت که فرض کند اورانیوم به عنوان نوعی تله عمل می کند، که انرژی تابشی غیرقابل تشخیصی را که از طریق فضا به ما می رسد، می گیرد و آن را به شکلی تبدیل می کند که قادر به تولید اثرات شیمیایی باشد.

بکرل نه می‌توانست این فرضیه را بپذیرد، نه چیزی قابل قبول‌تر ارائه دهد و نه اصل بقای انرژی را کنار بگذارد. این کار با او به پایان رسید که او برای مدتی کار با اورانیوم را به کلی کنار گذاشت و به شکافتن خطوط طیفی در یک میدان مغناطیسی پرداخت. این اثر تقریباً همزمان با کشف بکرل توسط فیزیکدان جوان هلندی پیتر زیمن کشف شد و توسط هلندی دیگری به نام هندریک آنتون لورنتس توضیح داده شد.

این مرحله اول تحقیقات رادیواکتیویته را تکمیل کرد. آلبرت انیشتین کشف رادیواکتیویته را با کشف آتش مقایسه کرد، زیرا معتقد بود که آتش و رادیواکتیویته هر دو نقطه عطف مهمی در تاریخ تمدن هستند.

1. انواع تشعشعات رادیواکتیو

هنگامی که منابع قدرتمند تشعشع در دستان محققان ظاهر شد، میلیون ها بار قوی تر از اورانیوم (اینها آماده سازی های رادیوم، پولونیوم، اکتینیم بودند)، می توان با خواص تشعشعات رادیواکتیو بیشتر آشنا شد. ارنست رادرفورد، همسران ماریا و پیر کوری، A. Becquerel و بسیاری دیگر در اولین مطالعات در مورد این موضوع مشارکت فعال داشتند. ابتدا توانایی نفوذ پرتوها و همچنین تأثیر بر تابش میدان مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفت. معلوم شد که تابش یکنواخت نیست، بلکه مخلوطی از "اشعه" است. پیر کوری کشف کرد که وقتی میدان مغناطیسی بر تابش رادیوم اثر می گذارد، برخی از پرتوها منحرف می شوند در حالی که برخی دیگر منحرف نمی شوند. مشخص بود که میدان مغناطیسی فقط ذرات باردار پرنده مثبت و منفی را در جهات مختلف منحرف می کند. بر اساس جهت انحراف، ما متقاعد شدیم که پرتوهای β منحرف شده دارای بار منفی هستند. آزمایش‌های بیشتر نشان داد که هیچ تفاوت اساسی بین کاتد و پرتوهای β وجود ندارد، به این معنی که آنها جریانی از الکترون‌ها را نشان می‌دهند.

پرتوهای منحرف شده توانایی قوی تری برای نفوذ به مواد مختلف داشتند، در حالی که پرتوهای بدون انحراف به راحتی حتی توسط ورق آلومینیومی نازک جذب می شدند - برای مثال، تابش عنصر جدید پولونیوم اینگونه رفتار می کرد - تابش آن حتی از طریق مقوا نفوذ نمی کرد. دیواره های جعبه ای که دارو در آن نگهداری می شد.

هنگام استفاده از آهنرباهای قوی‌تر، مشخص شد که پرتوهای α نیز منحرف می‌شوند، فقط بسیار ضعیف‌تر از پرتوهای β، و در جهت دیگر. از این پس آنها بار مثبت داشتند و جرم قابل توجهی بیشتری داشتند (همانطور که بعداً مشخص شد، جرم ذرات α 7740 برابر بیشتر از جرم الکترون است). این پدیده اولین بار در سال 1899 توسط A. Becquerel و F. Giesel کشف شد. بعدها مشخص شد که ذرات α هسته اتم های هلیوم (نوکلید 4 He) با بار 2 + و جرم 4 واحد هستند.زمانی که در سال 1900 فیزیکدان فرانسوی پل ویلار (1860-1934) با جزئیات بیشتری انحراف پرتوهای α و β، او در تابش رادیوم نوع سومی از پرتوها را کشف کرد که در قوی ترین میدان های مغناطیسی منحرف نمی شوند؛ این کشف به زودی توسط بکرل تأیید شد. این نوع تابش، بر حسب قیاس با پرتوهای آلفا و بتا، پرتوهای گاما نامیده می‌شد؛ نامگذاری تابش‌های مختلف با حروف اول الفبای یونانی توسط رادرفورد پیشنهاد شد. معلوم شد که پرتوهای گاما شبیه اشعه ایکس هستند، یعنی. آنها تابش الکترومغناطیسی هستند، اما با طول موج کوتاهتر و در نتیجه انرژی بیشتر. همه این انواع تشعشعات توسط ام. کوری در مونوگراف "رادیوم و رادیواکتیویته" توصیف شده است. به جای میدان مغناطیسی، می توان از یک میدان الکتریکی برای "شکاف" تابش استفاده کرد، فقط ذرات باردار موجود در آن عمود بر خطوط نیرو منحرف نمی شوند، بلکه در امتداد آنها - به سمت صفحات انحراف.

برای مدت طولانی مشخص نبود که این همه پرتوها از کجا می آیند. در طی چندین دهه، با کار بسیاری از فیزیکدانان، ماهیت تشعشعات رادیواکتیو و خواص آن روشن شد و انواع جدیدی از رادیواکتیویته کشف شد.γ.

پرتوهای آلفا عمدتاً توسط هسته سنگین‌ترین و در نتیجه کم‌ثبات‌ترین اتم‌ها ساطع می‌شوند (آنها بعد از سرب در جدول تناوبی قرار دارند). این ذرات با انرژی بالا هستند. معمولاً چندین گروه از ذرات α مشاهده می شوند که هر کدام دارای انرژی کاملاً مشخصی هستند. بنابراین، تقریباً تمام ذرات α ساطع شده از هسته 226 Ra دارای انرژی 4.78 MeV (مگالکترون ولت) و بخش کوچکی از ذرات α دارای انرژی 4.60 MeV هستند. ایزوتوپ رادیوم دیگر، 221 Ra، چهار گروه از ذرات α با انرژی های 6.76، 6.67، 6.61 و 6.59 مگا ولت ساطع می کند. این نشان دهنده وجود چندین سطح انرژی در هسته است؛ تفاوت آنها با انرژی آلفا کوانتوم ساطع شده از هسته مطابقت دارد. ساطع کننده های آلفای "خالص" نیز شناخته شده اند (به عنوان مثال، 222 Rn).

طبق فرمول E = مو 2 /2 محاسبه سرعت ذرات α با انرژی معین امکان پذیر است. به عنوان مثال، 1 mol ذرات α با E= 4.78 مگا ولت انرژی دارد (بر حسب واحد SI) E= 4.78 10 6 eV  96500 J/(eV mol) = 4.61 10 11 J/mol و جرم متر= 0.004 کیلوگرم بر مول، از آنجا توα 15200 کیلومتر بر ثانیه، که ده ها هزار بار سریعتر از سرعت یک گلوله تپانچه است. ذرات آلفا قوی‌ترین اثر یونیزه‌کننده را دارند: وقتی با هر اتم دیگری در گاز، مایع یا جامد برخورد می‌کنند، الکترون‌ها را از آنها جدا می‌کنند و ذرات باردار ایجاد می‌کنند. در این مورد، ذرات α خیلی سریع انرژی خود را از دست می دهند: آنها حتی توسط یک ورق کاغذ حفظ می شوند. در هوا، تابش α از رادیوم تنها 3.3 سانتی متر، تابش α از توریم - 2.6 سانتی متر و غیره حرکت می کند. در نهایت، ذره α که انرژی جنبشی خود را از دست داده است، دو الکترون را می گیرد و به اتم هلیوم تبدیل می شود. اولین پتانسیل یونیزاسیون اتم هلیوم (He – e → He +) 24.6 eV است، دومی (He + – e → He +2) 54.4 eV است که بسیار بیشتر از هر اتم دیگری است. هنگامی که الکترون‌ها توسط ذرات α گرفته می‌شوند، انرژی بسیار زیادی آزاد می‌شود (بیش از ۷۶۰۰ کیلوژول بر مول)، بنابراین اگر یک ذره α در نزدیکی باشد، هیچ اتمی به جز خود هلیوم نمی‌تواند الکترون‌های خود را حفظ کند. .

انرژی جنبشی بسیار بالای ذرات α امکان "دیدن" آنها را با چشم غیرمسلح (یا با کمک یک ذره بین معمولی) ممکن می کند، این اولین بار در سال 1903 توسط فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی ویلیام کروکس (1832 - 1832) نشان داده شد. 1919. او یک دانه نمک رادیوم را به نوک سوزن چسباند که به سختی با چشم قابل مشاهده بود و سوزن را در یک لوله شیشه ای پهن محکم کرد و در یک انتهای این لوله، نه چندان دور از نوک سوزن، قرار داده شد. یک صفحه پوشیده از یک لایه فسفر (سولفید روی بود) و در انتهای دیگر یک ذره بین وجود داشت.اگر فسفر را در تاریکی بررسی کنید، می بینید: تمام دید میدانی با جرقه هایی که چشمک می زند و اکنون خاموش شدن هر جرقه حاصل برخورد یک ذره α است. کروکس این دستگاه را اسپینتاریزکوپ نامید (از یونانی spintharis - spark و skopeo - نگاه کنید، مشاهده کنید) با استفاده از این روش ساده برای شمارش ذرات α، یک عدد مطالعات انجام شده است، به عنوان مثال، با استفاده از این روش می توان ثابت آووگادرو را کاملاً دقیق تعیین کرد.

در هسته، پروتون‌ها و نوترون‌ها توسط نیروهای هسته‌ای کنار هم نگه داشته می‌شوند، بنابراین، مشخص نبود که چگونه یک ذره آلفا، متشکل از دو پروتون و دو نوترون، می‌تواند هسته را ترک کند. پاسخ در سال 1928 توسط فیزیکدان آمریکایی (که در سال 1933 از اتحاد جماهیر شوروی مهاجرت کرد) جورج (جورجی آنتونوویچ) گامو داده شد. طبق قوانین مکانیک کوانتومی، ذرات α، مانند هر ذره ای با جرم کم، ماهیت موجی دارند و بنابراین احتمال کمی دارند که در خارج از هسته، روی یک کوچک (حدود 6) قرار گیرند. · 10-12 سانتی متر) از آن فاصله دارد. به محض این که این اتفاق می افتد، ذره شروع به تجربه دافعه کولن از یک هسته با بار مثبت بسیار نزدیک می کند.

عمدتاً هسته های سنگین هستند که در معرض واپاشی آلفا هستند - بیش از 200 مورد از آنها شناخته شده است؛ ذرات آلفا توسط اکثر ایزوتوپ های عناصر به دنبال بیسموت منتشر می شوند. ساطع کننده های آلفای سبک تر، عمدتاً اتم های عناصر خاکی کمیاب شناخته شده اند. اما چرا ذرات آلفا از هسته به بیرون پرواز می کنند، نه پروتون های منفرد؟ از نظر کیفی، این با افزایش انرژی در حین واپاشی α توضیح داده می شود (ذرات α - هسته های هلیوم پایدار هستند). نظریه کمی واپاشی α تنها در دهه 1980 ایجاد شد؛ فیزیکدانان داخلی نیز در توسعه آن شرکت کردند، از جمله لو داویدوویچ لاندو، آرکادی بینوسوویچ میگدال (1911-1991)، رئیس بخش فیزیک هسته ای در دانشگاه ورونژ استانیسلاو جورجیویچ کادمنسکی. و همکاران .

خروج یک ذره آلفا از هسته منجر به هسته یک عنصر شیمیایی دیگر می شود که در جدول تناوبی دو سلول به سمت چپ منتقل می شود. به عنوان مثال، تبدیل هفت ایزوتوپ پولونیوم (بار هسته ای 84) به ایزوتوپ های مختلف سرب (بار هسته ای 82) است: 218 Po → 214 Pb، 214 Po → 210 Pb، 210 Po → 206 Pb، 211 Po → 207 Pb. 215 Po → 211 Pb، 212 Po → 208 Pb، 216 Po → 212 Pb. ایزوتوپ های سرب 206 Pb، 207 Pb و 208 Pb پایدار هستند، بقیه رادیواکتیو هستند.

واپاشی بتا در هسته های سنگین و سبک مانند تریتیوم رخ می دهد. این ذرات نور (الکترون های سریع) قدرت نفوذ بالاتری دارند. بنابراین، در هوا، ذرات β می توانند چندین ده سانتی متر پرواز کنند، در مواد مایع و جامد - از کسری از میلی متر تا حدود 1 سانتی متر. برخلاف ذرات α، طیف انرژی پرتوهای β گسسته نیست. انرژی الکترون هایی که از هسته فرار می کنند می تواند تقریباً از صفر تا حداکثر مقدار مشخص مشخصه یک رادیونوکلئید معین متفاوت باشد. به طور معمول، میانگین انرژی ذرات β بسیار کمتر از انرژی ذرات α است. به عنوان مثال، انرژی تابش β از 228 Ra برابر 0.04 مگا الکترون ولت است. اما استثنائاتی وجود دارد. بنابراین تابش β نوکلید با عمر کوتاه 11 Be حامل انرژی 11.5 مگا ولت است. برای مدت طولانی مشخص نبود که چگونه ذرات از اتم های یکسان یک عنصر با سرعت های مختلف خارج می شوند. هنگامی که ساختار اتم و هسته اتم مشخص شد، راز جدیدی مطرح شد: ذرات β که از هسته فرار می کنند از کجا می آیند - به هر حال، هیچ الکترونی در هسته وجود ندارد. پس از کشف نوترون توسط فیزیکدان انگلیسی جیمز چادویک در سال 1932، فیزیکدانان روسی دیمیتری دیمیتریویچ ایواننکو (1904-1994) و ایگور اوگنیویچ تام و به طور مستقل فیزیکدان آلمانی ورنر هایزنبرگ پیشنهاد کردند که هسته اتم از پروتون و نوترون تشکیل شده است. در این حالت، ذرات β باید در نتیجه فرآیند درون هسته ای تبدیل یک نوترون به پروتون و یک الکترون تشکیل شوند: n → p + e. طبق فرمول انیشتین، جرم یک نوترون کمی بیشتر از جرم ترکیبی یک پروتون و یک الکترون است. E = mc 2، انرژی جنبشی الکترونی را می دهد که از هسته فرار می کند، بنابراین واپاشی β عمدتاً در هسته هایی با تعداد اضافی نوترون مشاهده می شود. برای مثال، نوکلید 226 Ra یک گسیل‌دهنده α است و تمام ایزوتوپ‌های سنگین‌تر رادیوم (227 Ra، 228 Ra، 229 Ra و 230 Ra) تابش‌کننده β هستند.

باقی مانده است که بدانیم چرا ذرات β، بر خلاف ذرات α، دارای طیف انرژی پیوسته هستند، به این معنی که برخی از آنها انرژی بسیار پایینی دارند، در حالی که برخی دیگر انرژی بسیار بالایی دارند (و در عین حال با سرعتی نزدیک به سرعت نور). علاوه بر این، انرژی کل همه این الکترون‌ها (با استفاده از کالری‌سنج اندازه‌گیری شد) کمتر از تفاوت انرژی هسته اصلی و حاصلضرب فروپاشی آن بود. یک بار دیگر، فیزیکدانان با "نقض" قانون بقای انرژی مواجه شدند: بخشی از انرژی هسته اصلی در مکانی ناشناخته ناپدید شد. قانون فیزیکی تزلزل ناپذیر در سال 1931 توسط فیزیکدان سوئیسی ولفگانگ پائولی "نجات داده شد"، او پیشنهاد کرد که در خلال واپاشی β دو ذره از هسته پرواز می کنند: یک الکترون و یک ذره خنثی فرضی - یک نوترینو با جرم تقریباً صفر، که از هسته خارج می شود. انرژی اضافی طیف پیوسته تابش β با توزیع انرژی بین الکترون ها و این ذره توضیح داده می شود. نوترینوها (همانطور که بعداً مشخص شد، به اصطلاح پادنوترینوی الکترونی در طی واپاشی بتا تشکیل می‌شود) بسیار ضعیف با ماده برهمکنش می‌کنند (به عنوان مثال، آنها به راحتی قطر کره زمین و حتی یک ستاره بزرگ را سوراخ می‌کنند) و بنابراین برای مدت زمان طولانی شناسایی نشدند. مدت طولانی - نوترینوهای آزاد تجربی تنها در سال 1956 ثبت شدند بنابراین، طرح تجزیه بتا تصفیه شده به شرح زیر است: n → p +. نظریه کمی واپاشی β، بر اساس ایده های پائولی در مورد نوترینوها، در سال 1933 توسط فیزیکدان ایتالیایی انریکو فرمی، که نام نوترینو (در ایتالیایی "نوترون") را نیز پیشنهاد کرد، ایجاد شد.

تبدیل یک نوترون به پروتون در حین واپاشی بتا عملاً جرم هسته را تغییر نمی دهد، اما بار هسته را یک بار افزایش می دهد. در نتیجه، یک عنصر جدید تشکیل می شود که یک سلول را در جدول تناوبی به سمت راست منتقل می کند، به عنوان مثال: →، →، →، و غیره. (یک الکترون و یک پادنوترینو همزمان از هسته خارج می شوند).

2. انواع دیگر رادیواکتیویته

علاوه بر واپاشی آلفا و بتا، انواع دیگری از تبدیلات رادیواکتیو خود به خودی نیز شناخته شده است. در سال 1938، لوئیس والتر آلوارز، فیزیکدان آمریکایی، نوع سوم تبدیل رادیواکتیو را کشف کرد - جذب الکترون (E-capture). در این حالت، هسته یک الکترون را از لایه انرژی نزدیک به خود (K-Shell) می گیرد. هنگامی که یک الکترون با یک پروتون برهمکنش می کند، یک نوترون تشکیل می شود و یک نوترینو از هسته خارج می شود و انرژی اضافی را می برد. تبدیل یک پروتون به نوترون جرم هسته را تغییر نمی دهد، اما بار هسته را یک بار کاهش می دهد. در نتیجه، عنصر جدیدی تشکیل می شود که در یک سلول به سمت چپ جدول تناوبی قرار دارد، به عنوان مثال، یک هسته پایدار به دست می آید (در این مثال بود که آلوارز این نوع رادیواکتیویته را کشف کرد).

در طول جذب K در لایه الکترونی یک اتم، یک الکترون از سطح انرژی بالاتر به محل الکترون ناپدید شده "نزول" می کند، انرژی اضافی یا به شکل اشعه ایکس آزاد می شود یا برای خروج از آن صرف می شود. اتم یک یا چند الکترون با پیوند ضعیف تر - به اصطلاح الکترون های اوگر، که به افتخار فیزیکدان فرانسوی پیر اوژه (1899-1993) نامگذاری شده است، که این اثر را در سال 1923 کشف کرد (او از تابش یونیزان برای از بین بردن الکترون های داخلی استفاده کرد).

در سال 1940، گئورگی نیکولاویچ فلروف (1913-1990) و کنستانتین آنتونوویچ پترژاک (1907-1998) با استفاده از مثال اورانیوم، شکافت خود به خودی را کشف کردند که در آن یک هسته ناپایدار به دو هسته سبک تر تجزیه می شود، که جرم آنها بسیار متفاوت است. خیلی، برای مثال: → + + 2n. این نوع فروپاشی فقط در اورانیوم و عناصر سنگین‌تر - در مجموع بیش از 50 نوکلید - مشاهده می‌شود. در مورد اورانیوم، شکافت خود به خودی بسیار آهسته اتفاق می افتد: میانگین طول عمر یک اتم 238 U 6.5 میلیارد سال است. در سال 1938، فیزیکدان و شیمیدان آلمانی، اتو هان، رادیوشیمیدان و فیزیکدان اتریشی لیز مایتنر (عنصر Mt - meitnerium به نام او نامگذاری شده است) و شیمیدان فیزیک آلمانی Fritz Strassmann (1902-1980) کشف کردند که وقتی توسط نوترون های نوترون بمباران می شود، u. به قطعات تقسیم می شوند و آنهایی که از نوترون ها ساطع می شوند می توانند باعث شکافت هسته های اورانیوم همسایه شوند که منجر به یک واکنش زنجیره ای می شود). این فرآیند با انتشار انرژی عظیم (در مقایسه با واکنش های شیمیایی) همراه است که منجر به ایجاد سلاح های هسته ای و ساخت نیروگاه های هسته ای شد.

در سال 1934، دختر ماری کوری، ایرن ژولیوت کوری و همسرش فردریک ژولیوت کوری، واپاشی پوزیترون را کشف کردند. در این فرآیند، یکی از پروتون های هسته به یک نوترون و یک پادالکترون (پوزیترون) تبدیل می شود - ذره ای با همان جرم، اما بار مثبت. به طور همزمان، یک نوترینو از هسته خارج می شود: p → n + e + + 238. جرم هسته تغییر نمی کند، اما یک جابجایی رخ می دهد، بر خلاف واپاشی β، به سمت چپ، فروپاشی β+ مشخصه هسته هایی با بیش از حد پروتون (به اصطلاح هسته های کمبود نوترون). بنابراین، ایزوتوپ های سنگین اکسیژن 19 O، 20 O و 21 O β - فعال هستند و ایزوتوپ های سبک آن 14 O و 15 O β + فعال هستند، به عنوان مثال: 14 O → 14 N + e + + 238. مانند پادذرات. ، پوزیترون ها بلافاصله پس از برخورد با الکترون ها با تشکیل دو کوانتا γ نابود می شوند (نابود می شوند). واپاشی پوزیترون اغلب با K-capture رقابت می کند.

در سال 1982، رادیواکتیویته پروتون کشف شد: انتشار یک پروتون توسط یک هسته (این فقط برای برخی از هسته های مصنوعی تولید شده با انرژی اضافی امکان پذیر است). در سال 1960، شیمیدان فیزیک ویتالی یوسفوویچ گلدانسکی (1923-2001) به طور نظری رادیواکتیویته دو پروتونی را پیش بینی کرد: بیرون راندن دو پروتون با اسپین های جفت شده از یک هسته. اولین بار در سال 1970 مشاهده شد. رادیواکتیویته دو نوترونی نیز به ندرت مشاهده می شود (کشف در سال 1979).

در سال 1984، رادیواکتیویته خوشه ای کشف شد (از خوشه انگلیسی - دسته، ازدحام). در این حالت برخلاف شکافت خودبخودی، هسته به قطعاتی با جرم های بسیار متفاوت تجزیه می شود، مثلاً هسته هایی با جرم 14 تا 34 از یک هسته سنگین به بیرون پرواز می کنند، فروپاشی خوشه ای نیز بسیار به ندرت مشاهده می شود و این باعث شده است که تشخیص برای مدت طولانی دشوار است.

برخی از هسته ها قادر به تجزیه در جهات مختلف هستند. برای مثال، 221 Rn 80٪ با انتشار ذرات α و 20٪ با ذرات β تجزیه می شود؛ بسیاری از ایزوتوپ های عناصر خاکی کمیاب (137 Pr، 141 Nd، 141 Pm، 142 Sm، و غیره) یا با جذب الکترون تجزیه می شوند. یا با گسیل پوزیترون. انواع مختلفی از تشعشعات رادیواکتیو اغلب (اما نه همیشه) با تابش γ همراه هستند. این به این دلیل اتفاق می افتد که هسته حاصل ممکن است انرژی اضافی داشته باشد که از آن با تابش پرتوهای گاما آزاد می شود. انرژی تابش γ در محدوده وسیعی قرار دارد، به عنوان مثال، در هنگام واپاشی 226 Ra برابر با 0.186 MeV است و در هنگام واپاشی 11 Be به 8 MeV می رسد.

تقریباً 90 درصد از 2500 هسته اتمی شناخته شده ناپایدار هستند. یک هسته ناپایدار به طور خود به خود به هسته های دیگر تبدیل می شود و ذرات ساطع می کند. این خاصیت هسته ها رادیواکتیویته نامیده می شود. در هسته های بزرگ، ناپایداری به دلیل رقابت بین جذب نوکلئون ها توسط نیروهای هسته ای و دفع کولن پروتون ها به وجود می آید. هیچ هسته پایداری با عدد بار Z> 83 و عدد جرمی A> 209 وجود ندارد. اما هسته های اتمی با مقادیر قابل توجهی کمتر از اعداد Z و A نیز می توانند رادیواکتیو باشند. سپس ناپایداری ناشی از بیش از حد انرژی برهمکنش کولن است. هسته‌هایی که حاوی مقدار زیادی نوترون بیش از تعداد پروتون‌ها هستند، به دلیل اینکه جرم نوترون از جرم پروتون بیشتر است، ناپایدار هستند. افزایش جرم هسته منجر به افزایش انرژی آن می شود.

پدیده رادیواکتیویته در سال 1896 توسط فیزیکدان فرانسوی A. Becquerel کشف شد که کشف کرد نمک های اورانیوم تشعشعات ناشناخته ای از خود ساطع می کنند که می تواند از موانع مات در برابر نور نفوذ کند و باعث سیاه شدن امولسیون عکاسی شود. دو سال بعد، فیزیکدانان فرانسوی M. و P. Curie رادیواکتیویته توریم را کشف کردند و دو عنصر رادیواکتیو جدید - پولونیوم و رادیوم را کشف کردند.

در سال های بعد، بسیاری از فیزیکدانان، از جمله ای. رادرفورد و شاگردانش، ماهیت تشعشعات رادیواکتیو را مطالعه کردند. مشخص شد که هسته های رادیواکتیو می توانند ذرات سه نوع را منتشر کنند: بار مثبت و منفی و خنثی. این سه نوع تابش را تابش α-، β- و γ نامیدند. این سه نوع تشعشعات رادیواکتیو از نظر توانایی یونیزه کردن اتم‌های ماده و بنابراین در توانایی نفوذشان تفاوت زیادی با یکدیگر دارند. تابش α کمترین قابلیت نفوذ را دارد. در هوا در شرایط عادی، پرتوهای α مسافت چند سانتی متری را طی می کنند. پرتوهای β بسیار کمتر توسط ماده جذب می شوند. آنها قادر به عبور از لایه ای از آلومینیوم به ضخامت چند میلی متر هستند. پرتوهای γ بیشترین قابلیت نفوذ را دارند و می توانند از لایه ای از سرب به ضخامت 5 تا 10 سانتی متر عبور کنند.

در دهه دوم قرن بیستم، پس از کشف ساختار هسته‌ای اتم‌ها توسط ای. رادرفورد، کاملاً ثابت شد که رادیواکتیویته یکی از ویژگی‌های هسته اتم است. تحقیقات نشان داده است که پرتوهای α نشان دهنده جریانی از ذرات α هستند - هسته هلیوم، پرتوهای β جریانی از الکترون ها هستند، پرتوهای γ یک تابش الکترومغناطیسی موج کوتاه با طول موج بسیار کوتاه λ هستند.< 10 –10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, т.е. является потоком частиц – γ-квантов.

3. فروپاشی آلفا

واپاشی آلفا تبدیل خود به خود یک هسته اتمی با تعداد پروتون های Z و نوترون های N به هسته دیگر (دختری) حاوی تعداد پروتون های Z-2 و نوترون های N-2 است. در این حالت، یک ذره α گسیل می شود - هسته اتم هلیوم نمونه ای از چنین فرآیندی، واپاشی α رادیوم است: ذرات آلفای ساطع شده از هسته اتم های رادیوم توسط رادرفورد در آزمایشات مربوط به پراکندگی توسط هسته عناصر سنگین استفاده شد. سرعت ذرات α ساطع شده در طی واپاشی α هسته‌های رادیوم، که از انحنای مسیر در میدان مغناطیسی اندازه‌گیری می‌شود، تقریباً 1.5 10 7 m/s است و انرژی جنبشی مربوطه حدود 7.5 10-13 ژول است. تقریباً 4. 8 مگا ولت). این مقدار را می توان به راحتی از مقادیر شناخته شده جرم هسته های مادر و دختر و هسته هلیوم تعیین کرد. اگرچه سرعت ذره α در حال فرار بسیار زیاد است، اما هنوز فقط 5٪ سرعت نور است، بنابراین هنگام محاسبه، می توانید از یک عبارت غیر نسبیتی برای انرژی جنبشی استفاده کنید. تحقیقات نشان داده است که یک ماده رادیواکتیو می تواند ذرات آلفا را با چندین انرژی گسسته منتشر کند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که هسته ها می توانند مانند اتم ها در حالت های مختلف برانگیخته باشند. هسته دختر ممکن است در طی واپاشی α به یکی از این حالات برانگیخته ختم شود.

در طی انتقال بعدی این هسته به حالت پایه، یک کوانتوم γ منتشر می شود. نموداری از واپاشی α رادیوم با انتشار ذرات α با دو مقدار انرژی جنبشی در شکل 2 نشان داده شده است. بنابراین، فروپاشی α هسته ها در بسیاری از موارد با تابش γ همراه است.

در تئوری واپاشی α، فرض بر این است که گروه هایی متشکل از دو پروتون و دو نوترون می توانند در داخل هسته ها تشکیل شوند، یعنی. ذره α هسته مادر یک چاه بالقوه برای ذرات α است که توسط یک مانع بالقوه محدود شده است. انرژی ذره α در هسته برای غلبه بر این مانع کافی نیست (شکل 3). فرار یک ذره آلفا از هسته تنها به دلیل یک پدیده مکانیکی کوانتومی به نام اثر تونل امکان پذیر است. بر اساس مکانیک کوانتومی، احتمال عبور ذره از زیر یک سد پتانسیل غیر صفر وجود دارد. پدیده تونل زنی ماهیتی احتمالی دارد.

4. فروپاشی بتا

در طی واپاشی بتا، یک الکترون از هسته خارج می شود. الکترون‌ها نمی‌توانند درون هسته‌ها وجود داشته باشند، آنها در طی واپاشی بتا در نتیجه تبدیل یک نوترون به پروتون به وجود می‌آیند. این فرآیند نه تنها در داخل هسته، بلکه با نوترون های آزاد نیز می تواند رخ دهد. متوسط ​​عمر یک نوترون آزاد حدود 15 دقیقه است. در طول واپاشی، یک نوترون به یک پروتون و یک الکترون تبدیل می شود

اندازه گیری ها نشان داده است که در این فرآیند نقض آشکار قانون بقای انرژی وجود دارد، زیرا انرژی کل پروتون و الکترون حاصل از فروپاشی یک نوترون کمتر از انرژی نوترون است. در سال 1931، دبلیو پاولی پیشنهاد کرد که در حین واپاشی یک نوترون، ذره دیگری با جرم و بار صفر آزاد می شود که بخشی از انرژی را می گیرد. ذره جدید نوترینو (نوترون کوچک) نامیده می شود. به دلیل کمبود بار و جرم یک نوترینو، این ذره با اتم‌های ماده برهمکنش بسیار ضعیفی دارد، بنابراین تشخیص آن در آزمایش بسیار دشوار است. توانایی یونیزاسیون نوترینوها به قدری کم است که یک رویداد یونیزاسیون در هوا تقریباً در 500 کیلومتری راه رخ می دهد. این ذره تنها در سال 1953 کشف شد. اکنون مشخص شده است که چندین نوع نوترینو وجود دارد. در حین واپاشی یک نوترون، ذره ای ایجاد می شود که به آن پادنوترینوی الکترونی می گویند. با نماد نشان داده می شود. بنابراین، واکنش فروپاشی نوترون به شکل نوشته شده است

فرآیند مشابهی در داخل هسته‌ها در طول واپاشی β رخ می‌دهد. الکترونی که در نتیجه فروپاشی یکی از نوترون‌های هسته‌ای شکل می‌گیرد، بلافاصله با سرعت بسیار زیادی از "خانه والدین" (هسته) خارج می‌شود، که می‌تواند تنها کسری از درصد با سرعت نور متفاوت باشد. از آنجایی که توزیع انرژی آزاد شده در طی واپاشی β بین الکترون، نوترینو و هسته دختر تصادفی است، الکترون‌های β می‌توانند سرعت‌های متفاوتی در محدوده وسیعی داشته باشند.

در طول واپاشی β، عدد بار Z یک افزایش می یابد، اما عدد جرمی A بدون تغییر باقی می ماند. معلوم می شود که هسته دختر، هسته یکی از ایزوتوپ های عنصر است که شماره سریال آن در جدول تناوبی یک عدد بیشتر از شماره سریال هسته اصلی است. یک مثال معمولی از واپاشی β، تبدیل ایزوتون توریم حاصل از تجزیه α اورانیوم به پالادیوم است.

5. واپاشی گاما

بر خلاف پرتوزایی α و β، رادیواکتیویته γ هسته ها با تغییر در ساختار داخلی هسته همراه نیست و با تغییر در تعداد بار یا جرم همراه نیست. هم در خلال واپاشی α و هم بتا، هسته دختر ممکن است خود را در حالتی برانگیخته ببیند و انرژی اضافی داشته باشد. انتقال یک هسته از حالت برانگیخته به حالت پایه با انتشار یک یا چند کوانتوم γ همراه است که انرژی آن می تواند به چندین مگا الکترون ولت برسد.

6. قانون واپاشی رادیواکتیو

هر نمونه از یک ماده رادیواکتیو حاوی تعداد زیادی اتم رادیواکتیو است. از آنجایی که واپاشی رادیواکتیو طبیعتاً تصادفی است و به شرایط خارجی بستگی ندارد، قانون کاهش تعداد N(t) هسته‌هایی که در یک زمان معین t تجزیه نشده‌اند، می‌تواند به عنوان یک مشخصه آماری مهم فرآیند واپاشی رادیواکتیو عمل کند.

اجازه دهید تعداد هسته‌های پوسیده N(t) با ΔN در یک دوره زمانی کوتاه Δt تغییر کند.< 0. Так как вероятность распада каждого ядра неизменна во времени, что число распадов будет пропорционально количеству ядер N(t) и промежутку времени Δt:

ضریب تناسب λ احتمال فروپاشی هسته ای در زمان Δt = 1 ثانیه است. این فرمول به این معنی است که سرعت تغییر تابع N(t) با خود تابع نسبت مستقیم دارد.

که در آن N 0 تعداد اولیه هسته های رادیواکتیو در t = 0 است. در طول زمان τ = 1 / λ، تعداد هسته های تجزیه نشده 2.7 برابر e ≈ کاهش می یابد. مقدار τ میانگین طول عمر یک هسته رادیواکتیو نامیده می شود.

برای استفاده عملی، نوشتن قانون واپاشی رادیواکتیو به شکلی متفاوت و با استفاده از عدد 2 به جای e به عنوان پایه، راحت است:

مقدار T نیمه عمر نامیده می شود. در طول زمان T، نیمی از تعداد اولیه هسته های رادیواکتیو تجزیه می شود. کمیت های T و τ با رابطه مرتبط هستند

نیمه عمر کمیت اصلی تعیین کننده سرعت واپاشی رادیواکتیو است. هر چه نیمه عمر کوتاهتر باشد، پوسیدگی شدیدتر است. بنابراین، برای اورانیوم T ≈ 4.5 میلیارد سال، و برای رادیوم T ≈ 1600 سال است. بنابراین فعالیت رادیوم بسیار بیشتر از اورانیوم است. عناصر رادیواکتیو با نیمه عمر کسری از ثانیه وجود دارد.

در طول واپاشی رادیواکتیو α و β، هسته دختر نیز ممکن است ناپایدار شود. بنابراین، یک سری واپاشی پی در پی رادیواکتیو امکان پذیر است که به تشکیل هسته های پایدار ختم می شود. چندین سریال از این دست در طبیعت وجود دارد. طولانی ترین آنها مجموعه ای متشکل از 14 واپاشی متوالی (8 واپاشی آلفا و 6 واپاشی بتا) است. این سری با ایزوتوپ پایدار سرب به پایان می رسد (شکل 5).

در طبیعت، چندین سری دیگر رادیواکتیو مشابه این سری وجود دارد. همچنین مجموعه ای شناخته شده است که با نپتونیوم شروع می شود، در شرایط طبیعی یافت نمی شود و با بیسموت پایان می یابد. این سری از واپاشی های رادیواکتیو در راکتورهای هسته ای رخ می دهد.

قانون افست. قانون جابجایی دقیقاً مشخص می‌کند که یک عنصر شیمیایی در هنگام انتشار تشعشعات رادیواکتیو تحت چه تغییراتی قرار می‌گیرد.

7. سری رادیواکتیو

قانون جابجایی امکان ردیابی دگرگونی عناصر رادیواکتیو طبیعی و ساختن سه درخت خانوادگی از آنها را فراهم می کند که اجداد آنها اورانیوم-238، اورانیوم-235 و توریم-232 هستند. هر خانواده با یک عنصر رادیواکتیو بسیار طولانی شروع می شود. به عنوان مثال، خانواده اورانیوم توسط اورانیوم با عدد جرمی 238 و نیمه عمر 4.5·10 9 سال (در جدول 1، مطابق با نام اصلی، تعیین شده به عنوان اورانیوم I) اداره می شود.

جدول 1. خانواده رادیواکتیو اورانیوم
عنصر رادیواکتیو	ز	عنصر شیمیایی	آ	نوع تشعشع	نیمه عمر
اورانوس I	92	اورانوس	238		4.510 9 سال
اورانیوم X 1	90	توریم	234		24.1 روز
اورانیوم X 2 اورانیوم Z		پروتاکتینیم پروتاکتینیم		 – (99,88%)  (0,12%)
اورانوس دوم	92	اورانوس	234		2.510 5 سال
یونیوم	90	توریم	230		810 4 سال
رادیوم	88	رادیوم	226		1620 سال
رادون	86	رادون	222		3.8 روز
رادیوم A	84	پولونیوم	218		3.05 دقیقه
رادیوم B	82	رهبری	214		26.8 دقیقه
	83 83	بیسموت بیسموت	214 214	 (99,96%)  (0,04%)
رادیوم C	84	پولونیوم	214		1.6  10 - 4 ثانیه
رادیوم C	81	تالیم	210		1.3 دقیقه
رادیوم D	82	رهبری	210		25 سال
رادیوم E	83	بیسموت	210		4.85 روز
رادیوم اف	84	پولونیوم	210		138 روز
رادیوم جی	82	رهبری	206	پایدار

خانواده اورانیوم بیشتر خواص تبدیلات رادیواکتیو که در بالا مورد بحث قرار گرفت را می توان در عناصر خانواده اورانیوم ردیابی کرد. به عنوان مثال، سومین عضو خانواده ایزومریسم هسته ای را نشان می دهد. اورانیوم X 2 با انتشار ذرات بتا به اورانیوم II تبدیل می شود (T = 1.14 دقیقه). این مربوط به فروپاشی بتا حالت برانگیخته پروتاکتینیم-234 است. با این حال، در 0.12٪ موارد، پروتاکتینیم 234 برانگیخته (اورانیوم X 2) یک کوانتوم گاما ساطع می کند و به حالت پایه (اورانیوم Z) می رسد. واپاشی بتا اورانیوم Z که منجر به تشکیل اورانیوم II نیز می شود، در 6.7 ساعت اتفاق می افتد.

رادیوم C جالب است زیرا می تواند به دو صورت تجزیه شود: گسیل یک ذره آلفا یا بتا. این فرآیندها با یکدیگر رقابت می کنند، اما در 99.96 درصد موارد، واپاشی بتا با تشکیل رادیوم C رخ می دهد. در 0.04 درصد موارد، رادیوم C یک ذره آلفا ساطع می کند و به رادیوم C (RaC) تبدیل می شود. به نوبه خود، RaC و RaC به ترتیب با انتشار ذرات آلفا و بتا به رادیوم D تبدیل می شوند.

ایزوتوپ ها در میان اعضای خانواده اورانیوم، کسانی هستند که اتم های آنها دارای عدد اتمی یکسان (همه هسته ای یکسان) و اعداد جرمی متفاوت هستند. آنها از نظر خواص شیمیایی یکسان هستند، اما در ماهیت رادیواکتیویته متفاوت هستند. به عنوان مثال، رادیوم B، رادیوم D و رادیوم G که دارای عدد اتمی یکسانی با سرب هستند، از نظر رفتار شیمیایی شبیه به سرب هستند. واضح است که خواص شیمیایی به عدد جرمی بستگی ندارد. آنها توسط ساختار لایه های الکترونی اتم تعیین می شوند (از این رو، ز). از سوی دیگر، عدد جرمی برای پایداری هسته ای خواص رادیواکتیو یک اتم حیاتی است. اتم هایی با عدد اتمی یکسان و اعداد جرمی متفاوت، ایزوتوپ نامیده می شوند. ایزوتوپ های عناصر رادیواکتیو توسط F. Soddy در سال 1913 کشف شد، اما به زودی F. Aston با استفاده از طیف سنجی جرمی ثابت کرد که بسیاری از عناصر پایدار نیز ایزوتوپ دارند.

8. اثر تشعشعات رادیواکتیو بر انسان

پرتوهای رادیواکتیو از همه نوع (آلفا، بتا، گاما، نوترون)، و همچنین تابش الکترومغناطیسی (اشعه ایکس) تأثیر بیولوژیکی بسیار قوی بر موجودات زنده دارند که شامل فرآیندهای تحریک و یونیزاسیون اتم‌ها و مولکول‌ها می‌شود. بالا بردن سلول های زنده تحت تأثیر پرتوهای یونیزان، مولکول های پیچیده و ساختارهای سلولی از بین می روند که منجر به آسیب تشعشع به بدن می شود. بنابراین، هنگام کار با هر منبع تشعشعی، لازم است همه اقدامات برای محافظت از افرادی که ممکن است در معرض تشعشع هستند، انجام شود.

با این حال، فرد می تواند در خانه در معرض تشعشعات یونیزان قرار گیرد. گاز رادون بی رنگ، بی رنگ و رادیواکتیو می تواند خطری جدی برای سلامتی انسان ایجاد کند. همانطور که از نمودار نشان داده شده در شکل 5 مشاهده می شود، رادون محصولی از واپاشی α رادیوم است و دارای نیمه عمر T = 3.82 است. روزها. رادیوم به مقدار کم در خاک، سنگ ها و سازه های مختلف ساختمانی یافت می شود. علیرغم طول عمر نسبتا کوتاه، غلظت رادون به دلیل واپاشی جدید هسته های رادیوم به طور مداوم دوباره پر می شود، بنابراین رادون می تواند در فضاهای بسته تجمع یابد. هنگامی که رادون وارد ریه ها می شود، ذرات α ساطع می کند و به پولونیوم تبدیل می شود که از نظر شیمیایی یک ماده بی اثر نیست. آنچه در زیر می آید زنجیره ای از تبدیلات رادیواکتیو سری اورانیوم است (شکل 5). طبق گزارش کمیسیون ایمنی و کنترل پرتوی آمریکا، هر فرد به طور متوسط ​​55 درصد از پرتوهای یونیزان را از رادون و تنها 11 درصد را از مراقبت های پزشکی دریافت می کند. سهم پرتوهای کیهانی تقریباً 8 درصد است. مجموع دوز تشعشعی که یک فرد در طول زندگی دریافت می کند چندین برابر کمتر از حداکثر دوز مجاز (MAD) است که برای افرادی در مشاغل خاصی که در معرض قرار گرفتن بیشتر در معرض پرتوهای یونیزان هستند تعیین شده است.

9. کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو

یکی از برجسته ترین مطالعاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شد، مطالعه متابولیسم در موجودات بود. ثابت شده است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن تقریباً به طور کامل تجدید می شود. اتم های تشکیل دهنده آن با اتم های جدید جایگزین می شوند. تنها آهن، همانطور که آزمایشات بر روی مطالعات ایزوتوپی خون نشان داده است، از این قاعده مستثنی است. آهن بخشی از هموگلوبین گلبول های قرمز است. هنگامی که اتم های آهن رادیواکتیو وارد غذا شدند، مشخص شد که اکسیژن آزاد آزاد شده در طول فتوسنتز در اصل بخشی از آب است، نه دی اکسید کربن. ایزوتوپ های رادیواکتیو در پزشکی هم برای تشخیص و هم برای اهداف درمانی استفاده می شوند. سدیم رادیواکتیو که در مقادیر کم به خون تزریق می شود، برای مطالعه گردش خون استفاده می شود؛ ید به شدت در غده تیروئید رسوب می کند، به ویژه در بیماری گریوز. با مشاهده رسوب ید رادیواکتیو با استفاده از متر می توان به سرعت تشخیص داد. دوزهای زیاد ید رادیواکتیو باعث تخریب جزئی بافت های در حال رشد غیرعادی می شود و بنابراین از ید رادیواکتیو برای درمان بیماری گریوز استفاده می شود. از تشعشعات گامای کبالت شدید در درمان سرطان (تفنگ کبالت) استفاده می شود.

کاربردهای ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت کم نیست. یک مثال از این روش روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو قضاوت در مورد انتشار فلزات، فرآیندهای کوره بلند و غیره را ممکن می سازند.

تشعشعات گامای قدرتمند داروهای رادیواکتیو برای بررسی ساختار داخلی قطعات ریخته گری فلز به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می شود.

ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور فزاینده ای در کشاورزی استفاده می شوند. تابش دانه های گیاهی (پنبه، کلم، تربچه و غیره) با دوزهای کمی از اشعه گاما از داروهای رادیواکتیو منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. مقادیر زیاد پرتو باعث جهش در گیاهان و میکروارگانیسم ها می شود که در برخی موارد منجر به پیدایش جهش یافته هایی با خواص ارزشمند جدید می شود (انتخاب رادیو) به این ترتیب گونه های ارزشمند گندم، لوبیا و سایر محصولات تولید شد و از میکروارگانیسم های بسیار پربازده استفاده شد. در تولید آنتی‌بیوتیک‌ها به‌دست آمد. تشعشعات گاما از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو نیز برای مبارزه با حشرات مضر و برای نگهداری مواد غذایی استفاده می‌شود. «اتم‌های برچسب‌دار» به طور گسترده در فناوری کشاورزی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، برای اینکه بفهمیم کدام کود فسفر بهتر جذب می‌شود. در گیاه، کودهای مختلف با فسفر رادیواکتیو 15 32P برچسب گذاری می شوند، تحقیقات سپس گیاهان از نظر رادیواکتیویته آزمایش می شوند و می توان میزان فسفر جذب شده از انواع کود را تعیین کرد.

یکی از کاربردهای جالب رادیواکتیو، روش تعیین قدمت یافته‌های باستان‌شناسی و زمین‌شناسی با غلظت ایزوتوپ‌های رادیواکتیو است. متداول‌ترین روش تاریخ‌یابی، تاریخ‌گذاری رادیوکربن است. به دلیل واکنش های هسته ای ناشی از پرتوهای کیهانی، ایزوتوپ ناپایدار کربن در جو ظاهر می شود. درصد کمی از این ایزوتوپ همراه با ایزوتوپ پایدار معمولی در هوا یافت می شود.گیاهان و موجودات دیگر کربن را از هوا می گیرند و هر دو ایزوتوپ به همان نسبت در هوا در آنها تجمع می یابند. پس از مرگ گیاهان، مصرف کربن متوقف می شود و ایزوتوپ ناپایدار به تدریج در نتیجه فروپاشی β با نیمه عمر 5730 سال به نیتروژن تبدیل می شود. با اندازه گیری دقیق غلظت نسبی کربن رادیواکتیو در بقایای موجودات باستانی می توان زمان مرگ آنها را تعیین کرد.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. دکترین رادیواکتیویته. تاریخ و مدرنیته. M. Nauka، 1973 2. تشعشعات هسته ای در علم و فناوری. M. Nauka، 1984 Furman V.I. 3. واپاشی آلفا و واکنش های هسته ای مرتبط. M. Nauka، 1985

4. کتاب درسی فیزیک ابتدایی لندسبرگ G.S. جلد سوم. - M.: Nauka، 19865. Seleznev Yu. A. مبانی فیزیک ابتدایی. -M.: Nauka، 1964.6. سی دی رام "دانشنامه بزرگ سیریل و متدیوس"، 1997.

7. کوری ام.، رادیواکتیویته، ترجمه. از فرانسوی، ویرایش دوم، M. - L.، 1960

8. Murin A.N.، مقدمه ای بر رادیواکتیویته، لنینگراد، 1955

9. داویدوف A.S.، نظریه هسته اتم، M.، 1958

10. Gaisinsky M.N.، شیمی هسته ای و کاربردهای آن، ترجمه. از فرانسوی، M.، 1961

11. Experimental Nuclear Physics, ed. E. Segre، ترجمه. از انگلیسی، ج 3، م.، 1961; ابزارهای اینترنتی