РАДИОБИОЛОГИЯ

ТЕМА 10

Радиоактивност – естествена и изкуствена

Радиоактивността представлява способността на атомните ядра на нестабилни изотопи на 

химичните елементи да се превръщат спонтанно в ядра на други хим.ел., при което се излъчва енергия 
под формата на електромагнитно лъчение или частица.

Естествената (спонтанна) радиоактивност се получава при взаимодействията на космическото 

лъчение със земната атмосфера или просто произволен разпад на ядрата на елементи, съществуващи в 
природата.

Изкуствената радиация се получава в резултат на човешка дейност – при ядрени реакции. Като 

това може да се направи например при облъчване на даден елемент с   частици.

α

Строеж и устойчивост на ядрото

Физичните и химичните свойства на елементите зависят от структурата на техните атоми. Те са 

изградени от протони (р), неутрони (n), които се намират в ядрото (нуклони), и електрони  (e), които 
заобикалят и неутрализират ядрото на разстояния до 

 m. В границите на атома съществуват сили на 

привличане между електроните и протоните от ядрото, електроните се отблъскват помежду си и имат 
спин, поради което се разполагат в атомни орбитали. Всички химични елементи, освен водородният атом 
притежават неутрони. Трите вида частици, изграждащи атома са изградени от още по­малки частици – 
кварки и глуони. Освен протоните и неутроните, които „живеят дълго”, има и голям брой „краткоживущи” 
нуклеони, които възникват внезапно по време на ядрените реакции. 

Броят на протоните е равен на атомния номер на съответния хим. елемент (Z). Сумата от 

протоните (Z) + неутроните = масово число (А).   ­ обща формула на атомите на всеки хим.елемент.

Масата на ядрото < 

 ­ масов дефект   

→

. М – измерената маса на 

ядрото. Според формулата на Айнщайн за връзката между енергия и маса 

 се получава 

.

 AE – енергия на връзката, обуславя задържането на протоните и неутроните в 

границите на ядрото. Атомното ядро е стабилно при енергия на връзката > от 0, при <0 ядрото е 
нестабилно и се разпада спонтанно. 

Въпреки силното отблъскване м/у положително заредените протони, те се държат заедно с 

неутроните в границите на ядрото от по­големите, късообохватни сили на ядрено привличане. Природата 
им е на обменни сили, поддържат целостта на ядрото чрез непрекъснато обменяне на особени частици 
между нуклеоните – мезони.

Съвкупност от атоми , в рамките на даден химичен елемент, характеризиращи се с различни 

масови числа, представляват изотопите на този елемент. Пр. H – протий (1р), деутерий (1р, 1n), тритий 
(1р, 2n). В зависимост от съотношението на р и n в ядрото при различните изотопи на даден химичен 
елемент е наблюдавана различна стабилност на техните ядра. Протий и деутерий – стабилни ядра, 
тритий се разпада, като изхвърля една бета частица (електрон с с ядрен произход и висока енергия):

Нестабилността на ядрата на радиоактивните изотопи не е еднаква и се характеризира с 

­

константа на радиоактивен разпад ( ) – вероятност за разпадане на едно ядро за единица време

λ

­

период на полуразпад (

) – времето, за което се разпадат половината от дадена съвкупност от 

радиоактивни ядра

Типове ядрени превръщания

1. Алфа – разпад

  – настъпва поради наличието на много голям брой нуклеони в ядрото.  Силите на 

електростатично отблъскване са много по­големи от ядрените сили на привличане, така че ядрото 
се стреми да загуби нуклеони, особено протони. Те трудно се отделят поединично, за това за 
елементи с Z>82 излъчват 

частица, която представлява ядро на Не със заряд 2+ и масово