Номер 4, страница 230 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 45. Радиоактивность. Состав атомного ядра. Вопросы - номер 4, страница 230.

Условие.

4. Какой проникающей способностью обладают $\alpha$-, $\beta$- и $\gamma$-лучи?

Решение.

Проникающая способность различных видов ионизирующего излучения (альфа-, бета- и гамма-лучей) напрямую зависит от их физической природы — массы, заряда и энергии частиц или квантов. Эти характеристики определяют, насколько интенсивно излучение взаимодействует с веществом, через которое проходит.

Альфа-излучение ($\alpha$-излучение)
Альфа-частицы представляют собой ядра атома гелия ($^4_2He$), состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Они обладают относительно большой массой и двойным положительным зарядом ($+2e$). Из-за этого альфа-частицы очень активно взаимодействуют с атомами вещества, вызывая их ионизацию и возбуждение. В результате этого интенсивного взаимодействия они быстро теряют свою энергию и имеют самую низкую проникающую способность. Пробег альфа-частиц в воздухе составляет всего несколько сантиметров, а задержать их может обычный лист бумаги или даже верхний слой кожи человека.

Бета-излучение ($\beta$-излучение)
Бета-частицы — это электроны ($e^-$) или позитроны ($e^+$), испускаемые при радиоактивном распаде. Они имеют значительно меньшую массу и меньший по модулю заряд (единичный, $-e$ или $+e$), чем альфа-частицы. Поэтому они взаимодействуют с веществом слабее и теряют энергию медленнее. Это наделяет их средней проникающей способностью, которая примерно в 100 раз выше, чем у альфа-частиц. Бета-излучение способно проходить в воздухе расстояние до нескольких метров. Для защиты от него требуется слой алюминия толщиной в несколько миллиметров или несколько сантиметров пластика.

Гамма-излучение ($\gamma$-излучение)
Гамма-лучи — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение (фотоны), не имеющее ни массы покоя, ни электрического заряда. Отсутствие заряда означает, что они не взаимодействуют с веществом через кулоновские силы так, как это делают заряженные частицы. Они проникают в вещество гораздо глубже, взаимодействуя с атомами лишь изредка (через фотоэффект, комптоновское рассеяние или рождение пар). Вследствие этого гамма-излучение обладает самой высокой проникающей способностью. Для ослабления интенсивного потока гамма-лучей требуются толстые слои плотных материалов, таких как свинец (десятки сантиметров) или бетон (метры).

Таким образом, проникающая способность этих видов излучения увеличивается в следующем порядке: альфа-излучение < бета-излучение < гамма-излучение. В то же время ионизирующая способность (способность создавать ионы в веществе на единицу длины пути) имеет обратную зависимость: альфа-излучение > бета-излучение > гамма-излучение.

Ответ: Альфа-лучи ($\alpha$-лучи) обладают наименьшей проникающей способностью и могут быть остановлены листом бумаги. Бета-лучи ($\beta$-лучи) имеют среднюю проникающую способность, примерно в 100 раз большую, чем у альфа-лучей, и задерживаются слоем алюминия в несколько миллиметров. Гамма-лучи ($\gamma$-лучи) обладают наибольшей проникающей способностью и для защиты от них требуются толстые слои свинца или бетона. Проникающая способность возрастает в ряду: $\alpha < \beta < \gamma$.