Ключевые термины

альфа-распад ($\alpha$-распад) (alpha (α) decay)

радиоактивный распад, при котором ядро испускает \(\alpha\)-частицу.

альфа-частица ($\alpha$-частица) (alpha particle, \(\alpha\) or \(\ce{^{4}_{2}He}\) or \(\ce{^{4}_{2}\alpha}\))

высокоэнергетичное ядро гелия; атом гелия, потерявший два электрона и содержащий два протона и два нейтрона.

антиматерия (antimatter)

частицы, имеющие ту же массу, но противоположные значения свойств (например, заряда) по сравнению с обычными частицами.

полоса стабильности (band of stability, belt of stability, zone of stability, valley of stability)

область на графике числа протонов в зависимости от числа нейтронов, содержащая устойчивые (нерадиоактивные) нуклиды.

беккерель (Бк) (becquerel (Bq))

единица СИ для скорости радиоактивного распада; \(1\ \text{Бк} = 1\) распад в секунду.

бета-распад ($\beta$-распад) (beta (β) decay)

превращение нейтрона в протон, остающийся в ядре, и электрон, испускаемый в виде \(\beta\)-частицы.

бета-частица ($\beta$-частица) (beta particle, \(\beta\) or \(\ce{^{0}_{-1}e}\) or \(\ce{^{0}_{-1}\beta}\))

высокоэнергетичный электрон.

энергия связи на нуклон (binding energy per nucleon)

полная энергия связи ядра, делённая на число нуклонов в нём.

цепная реакция (chain reaction)

повторяющееся деление, вызванное тем, что нейтроны, выделяющиеся в одном акте деления, бомбардируют другие атомы.

химиотерапия (chemotherapy)

метод лечения, аналогичный внутренней лучевой терапии, но в организм вводятся химические, а не радиоактивные вещества для уничтожения раковых клеток.

система удержания (защитная оболочка) (containment system, shield)

трёхслойная конструкция из материалов, защищающая внешнюю часть ядерного реактора деления и обслуживающий персонал от высоких температур, давлений и уровней излучения внутри реактора.

регулирующий стержень (control rod)

материал, вводимый в тепловыделяющую сборку, поглощающий нейтроны; может подниматься или опускаться для регулирования скорости реакции деления.

критическая масса (critical mass)

количество делящегося материала, поддерживающее самоподдерживающуюся (ядерную) цепную реакцию деления.

кюри (Ки) (curie (Ci))

укрупнённая единица скорости радиоактивного распада, часто используемая в медицине; \(1\ \text{Ки} = 3{,}7 \times 10^{10}\) распадов/с.

дочерний нуклид (daughter nuclide)

нуклид, образующийся при радиоактивном распаде другого нуклида; может быть устойчивым или распадаться далее.

электронный захват (electron capture)

объединение электрона внутренней оболочки с протоном с образованием нейтрона в ядре.

электрон-вольт (эВ) (electron volt (eV))

единица измерения энергии связи ядра; \(1\ \text{эВ}\) равен энергии, приобретаемой электроном при прохождении разности потенциалов в \(1\ \text{В}\).

дистанционная лучевая терапия (external beam radiation therapy)

облучение, подаваемое аппаратом, расположенным вне тела пациента.

делящийся (расщепляющийся) (fissile, fissionable)

о материале, способном поддерживать реакцию ядерного деления.

деление (fission)

распад более тяжёлого ядра на два или более лёгких ядра, обычно сопровождающийся превращением массы в большое количество энергии.

синтез (ядерный синтез) (fusion)

объединение очень лёгких ядер в более тяжёлые ядра, сопровождающееся превращением массы в большое количество энергии.

реактор синтеза (термоядерный реактор) (fusion reactor)

ядерный реактор, в котором осуществляются управляемые реакции синтеза лёгких ядер.

гамма-излучение ($\gamma$-излучение) (gamma (γ) emission)

распад нуклида в возбуждённом состоянии, сопровождающийся испусканием \(\gamma\)-кванта.

гамма-квант ($\gamma$-квант) (gamma ray, \(\gamma\) or \(\ce{^{0}_{0}\gamma}\))

коротковолновое высокоэнергетическое электромагнитное излучение, демонстрирующее корпускулярно-волновой дуализм.

счётчик Гейгера (Geiger counter)

прибор, регистрирующий и измеряющий излучение по ионизации, создаваемой им в трубке Гейгера—Мюллера.

грей (Гр) (gray (Gy))

единица СИ для измерения поглощённой дозы излучения; \(1\ \text{Гр} = 1\ \text{Дж}\) поглощённой энергии на \(1\ \text{кг}\) ткани.

период полураспада ($t_{1/2}$) (half-life (\(t_{1/2}\)))

время, необходимое для распада половины атомов в радиоактивном образце.

внутренняя лучевая терапия (брахитерапия) (internal radiation therapy, brachytherapy)

облучение, испускаемое радиоактивным веществом, введённым внутрь организма для уничтожения раковых клеток.

ионизирующее излучение (ionizing radiation)

излучение, способное привести к потере молекулой электрона и образованию иона.

магическое число (magic number)

ядра с определёнными числами нуклонов, попадающие в полосу стабильности.

дефект массы (mass defect)

разность между массой атома и суммарной массой составляющих его субатомных частиц (или масса, «теряемая» при объединении нуклонов в ядро).

уравнение эквивалентности массы и энергии (mass-energy equivalence equation)

соотношение Альберта Эйнштейна, показывающее, что масса и энергия эквивалентны.

милликюри (мКи) (millicurie (mCi))

укрупнённая единица скорости радиоактивного распада, часто используемая в медицине; \(1\ \text{Ки} = 3{,}7 \times 10^{10}\) распадов/с.

неионизирующее излучение (nonionizing radiation)

излучение, ускоряющее движение атомов и молекул; эквивалентно нагреванию образца, но не обладает достаточной энергией для ионизации молекул.

энергия связи ядра (nuclear binding energy)

энергия, выделяющаяся при связывании нуклонов атома (или энергия, необходимая для разделения ядра на составляющие его протоны и нейтроны).

ядерная химия (nuclear chemistry)

раздел химии, изучающий строение атомных ядер и процессы, изменяющие ядерную структуру.

ядерное топливо (nuclear fuel)

делящийся изотоп, содержащийся в количестве, достаточном для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции в ядерном реакторе.

замедлитель нейтронов (ядерный замедлитель) (nuclear moderator)

вещество, замедляющее нейтроны до скорости, достаточно низкой для индукции деления.

ядерная реакция (nuclear reaction)

изменение ядра, приводящее к изменению его атомного номера, массового числа или энергетического состояния.

ядерный реактор (nuclear reactor)

среда, в которой энергия получается за счёт ядерного деления при контролируемой и устойчивой цепной реакции без взрыва.

ядерная трансмутация (nuclear transmutation)

превращение одного нуклида в другой нуклид.

нуклон (nucleon)

общее название протонов и нейтронов в ядре.

нуклид (nuclide)

ядро определённого изотопа.

материнский нуклид (parent nuclide)

неустойчивый нуклид, самопроизвольно превращающийся в другой (дочерний) нуклид.

ускоритель частиц (particle accelerator)

устройство, использующее электрические и магнитные поля для увеличения кинетической энергии ядер, применяемых в реакциях трансмутации.

позитрон ($\beta^{+}$ или $\ce{^{0}_{+1}e}$) (positron, \(\beta^{+}\) or \(\ce{^{0}_{+1}e}\))

античастица электрона; обладает теми же свойствами, что и электрон, за исключением противоположного (положительного) заряда.

эмиссия позитрона ($\beta^{+}$-распад) (positron emission, β+ decay)

превращение протона в нейтрон, остающийся в ядре, и позитрон, который испускается.

поглощённая доза излучения (рад) (radiation absorbed dose (rad))

единица СИ для измерения поглощённой дозы излучения, часто применяемая в медицине; \(1\ \text{рад} = 0{,}01\ \text{Гр}\).

радиационный дозиметр (radiation dosimeter)

устройство, измеряющее ионизирующее излучение; используется для определения индивидуальной дозы облучения.

лучевая терапия (radiation therapy)

применение высокоэнергетического излучения для повреждения ДНК раковых клеток, что приводит к их уничтожению или подавлению деления.

радиоактивный распад (radioactive decay)

самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид.

радиоактивный ряд (radioactive decay series)

цепочки последовательных распадов (радиоактивных превращений), приводящих в конечном счёте к устойчивому конечному продукту.

радиоактивный трейсер (радиоактивная метка) (radioactive tracer, radioactive label)

радиоизотоп, используемый для отслеживания вещества по регистрации его радиоактивного излучения.

радиоактивность (radioactivity)

явление, демонстрируемое неустойчивым нуклоном, самопроизвольно превращающимся в более устойчивый нуклон; неустойчивый нуклон называют радиоактивным.

радиоуглеродное датирование (radiocarbon dating)

высокоточный метод датирования объектов возрастом \(30\,000\)–\(50\,000\) лет, образованных из некогда живой материи; основан на расчёте отношения \(\ce{^{14}C}/\ce{^{12}C}\) в объекте к отношению \(\ce{^{14}C}/\ce{^{12}C}\) в современной атмосфере.

радиоизотоп (radioisotope)

неустойчивый изотоп, претерпевающий превращение в другой, более устойчивый изотоп.

радиометрическое датирование (radiometric dating)

использование радиоизотопов и их свойств для датирования времени образования объектов: археологических артефактов, остатков живых организмов или геологических формаций.

теплоноситель реактора (хладагент) (reactor coolant)

среда, отводящая тепло, выделяющееся в реакторе при делении, к внешнему парогенератору и турбине, где оно преобразуется в электроэнергию.

относительная биологическая эффективность (ОБЭ) (relative biological effectiveness (RBE))

мера относительного повреждения, наносимого излучением.

бэр (биологический эквивалент рентгена) (roentgen equivalent man (rem))

единица радиационного повреждения, часто используемая в медицине; \(100\ \text{бэр} = 1\ \text{Зв}\).

сцинтилляционный счётчик (scintillation counter)

прибор, использующий сцинтиллятор — материал, испускающий свет при возбуждении ионизирующим излучением, — для регистрации и измерения излучения.

зиверт (Зв) (sievert (Sv))

единица СИ, измеряющая повреждение тканей, вызванное излучением; учитывает энергию и биологические эффекты излучения.

сильное ядерное взаимодействие (strong nuclear force)

сила притяжения между нуклонами, удерживающая ядро как целое.

подкритическая масса (subcritical mass)

количество делящегося материала, недостаточное для поддержания цепной реакции; меньше критической массы.

надкритическая масса (supercritical mass)

количество материала, в котором скорость деления нарастает.

реакция трансмутации (transmutation reaction)

бомбардировка ядер одного типа другими ядрами или нейтронами.

трансурановый элемент (transuranium element)

элемент с атомным номером больше \(92\); эти элементы не встречаются в природе.

Ключевые уравнения

\[ E = mc^{2} \]

\[ \text{скорость распада} = \lambda N \]

\[ t_{1/2} = \dfrac{\ln 2}{\lambda} = \dfrac{0{,}693}{\lambda} \]

\[ \text{бэр} = \text{ОБЭ} \times \text{рад} \]

\[ \text{Зв} = \text{ОБЭ} \times \text{Гр} \]