Ядро атома. 
Радиоактивность

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов (общее название — нуклоны). Протон имеет элементарный положительный заряд, нейтрон — электрически нейтральная частица. Сумма протонов (Z) и нейтронов (N) в ядре составляет массовое число (А). Обозначение ядра. Радиус ядра (м). Это примерно в 105 раз меньше радиуса атома.

Изотопы — это ядра атома одного элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число.

Ядерные силы — силы, действующие между нуклонами в ядре — короткодействующие и сильнодействующие, обладают свойством зарядовой независимости.

Энергия связи равна разности потенциальной энергии свободных нуклонов и потенциальной энергии этих же нуклонов в ядре:

.

где mp — масса протона, mn — масса нейтрона, Mя — масса ядра, с — скорость света.

Радиоактивность — процесс самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие, который сопровождается испусканием элементарных частиц.

Естественная радиоактивность наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе. Искусственная радиоактивность — радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций.

Основной закон радиоактивного распада: за одинаковое время распадается одна и та же часть имеющихся в наличии ядер вещества.

N = N0e-,.

где N — число наличных ядер, No — начальное число ядер, л — постоянная распада, t — время распада.

Время, за которое распадается половина от начального числа ядер называется периодом полураспада (Т).

Количество распавшихся ядер: ДН = Nо — Noe-лt.

Активность радиоактивного распада — число ядер, распавшихся за единицу времени:

.

Единица активности: один распад в секунду — 1 Бк (беккерель).

Биологический период полураспада (Тб) — время, в течение которого в результате биологических процессов из организма удаляется половина элемента или соединения, присутствовавшего в нем.

Результирующий период полураспада (Тв) находится по уравнению:

.

Поглощенная доза — энергия излучения, поглощенная 1 кг вещества: Дп =. Измеряется в единице грей: Гр =; 10−2 Гр = 1 рад.

Экспозиционная доза — доза ионизированного излучения, поглощенная в воздухе: До = q/m; где q — электрический заряд, образовавшийся в результате ионизации, m — масса ионизированного воздуха; измеряется До в единицах .

Мощность дозы — доза излучения, поглощенная в единицу времени, измеряется в единицах Гр/с = Вт/кг, внесистемная единица — рад/c.

Биологическая доза (Дб) пропорциональна поглощенной дозе: Дб = ѓДп, где ѓ - коэффициент, называемый относительной биологической эффективностью.

Биологическая доза измеряется в бэрах. 1 бэр — энергия излучения, эквивалентная 1 раду.

В основе биологического действия ионизирующих излучений лежат физико-химические процессы, возникающие в молекулах клетки, нарушение структур молекул, например, радиолиз воды. Разные части клеток по — разному чувствительны к одной и той же дозе. Наиболее уязвимо ядро клетки и больше всего страдает способность к делению клеток. Поэтому в первую очередь ионизирующее излучение поражает растущие ткани, слизистые оболочки желудка и кишечника, половые клетки, кроветворные ткани и органы.