Радиоактивный  распад и законы радиоактивного смещения

Здравоохранение материалы / Природная радиоактивность и законы радиоактивного распада / Радиоактивный  распад и законы радиоактивного смещения

В процессе ядерных превращений частицы и кванты излучаются в различных сочетаниях. Большинство естественно радиоактивных веществ претерпевает ά - и β-распад, который сопровождается излучением γ-квантов. В искусственно радиоактивных веществах, как правило, происходит β -распад, сопровождающийся излуче­нием одного или нескольких γ -квантов. У одного химического элемента может быть несколько радиоактивных изотопов. К при­меру, у йода и цезия их около 20. В одних случаях радиоактивный распад приводит к образованию стабильного атома, в других — целой серии промежуточных радиоактивных продуктов распада. Наиболее сложные превращения характерны для естественно ра­диоактивного урана, тория и плутония. Так, 23992U до образования конечного продукта 20282Рв претерпевает  18 распадов.

При ά-распаде вылетающая из ядра частица представляет собой ядро атома гелия *Не, состоящее из 2 протонов и 2 нейтронов. Поэтому при излучении ά -частицы массовое число ядра умень­шается на 4 единицы, а его атомный номер — на 2 единицы. Полу­чающийся в результате ά -распада элемент смещается в таблице Менделеева на два места влево по отношению к исходному — это первый закон радиоактивного смещения.

Пример   ά -распада:   22688Ra →22286Rn + 42Не.

β-лучи представляют собой поток электронов или позитронов. При электронном β -распаде массовое число элемента не меняется, а заряд ядра увеличивается на единицу. Новый химический эле­мент в таблице Менделеева будет располагаться на одно место вправо — второй закон радиоактивного смещения.

Пример  β- -распада: 3215P →3216S + β-

При позитронием β +-распаде или электронном захвате (ЭЗ) массо­вое число нового элемента также не меняется, но заряд ядра умень­шается на единицу. Следовательно, элемент в таблице Менделеева смещается на одну клетку влево — третий закон радиоактивного смещения.

Например: 3015P→3014Si + β +; 5124Cr →ЭЗ  5123V

В результате ЭЗ возникает исключительно γ-излучение; при радиоизотопной диагностике введение в  организм таких  изотопов значительно снижает лучевую нагрузку из-за отсутствия ά- и β-излучений,

В медицинской практике наиболее часто применяются следую­щие радиоактивные изотопы (они приводятся в порядке возраста­ния атомной массы); 2211Na; 2411Na; 3215P; 5124Cr; 6027Co; 7534Se; 8235Br; 8538Sr; 9943Tc; 11349In; 12553I; 13253I; 13354Xe; 13755Cs; 19879Au; 19780Hg; 20380Hg; 22688Ra.

Используемые в клинике изотопы должны быть химически чи­стыми. Некоторые радиоактивные изотопы включают в более слож­ные молекулы, которые называются мечеными. Для синтеза слож­ных меченых молекул используют в основном три метода. 1. Из облученного нейтронами в атомном реакторе неорганического сырья с помощью химических реакций высвобождается радиоак­тивный атом, который затем путем сложных химических реакций включается в нужную молекулу. 2. В реакции изотопного обмена добавленный к сложным молекулам радиоактивный элемент посте­пенно занимает в их пространственной структуре место такого же или другого элемента. 3. В результате процессов биосинтеза вклю­чение метки происходит, например, из питательной среды низших водорослей, простейших или микроорганизмов.