Номер 2, страница 251 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 50. Ионизирующее излучение и его биологическое действие. Задания и упражнения - номер 2, страница 251.

Условие.

2. В таблице 16 приведены некоторые характеристики радиоактивных излучений.

Таблица 16

Некоторые характеристики радиоактивных излучений

Физическая величина	$\alpha$-излучение	$\beta$-излучение	$\gamma$-излучение
Энергия частицы, МэВ	4-9	От сотых долей до 1-2	0,2-3
Длина пробега (путь, проходимый частицей в веществе до остановки):	в воздухе	3-9 см	До 40 м	До нескольких сот метров
	в биологической ткани	До 0,1 мм	До 6 см	Пронизывает тело человека

Используя таблицу, определите, какое из указанных излучений:

а) может вызвать наибольшую ионизацию атомов и молекул вещества;

б) является особо опасным при попадании внутрь организма человека;

в) обладает наибольшей проникающей способностью в биологических тканях, в воздухе.

Решение.

Решение

а) может вызвать наибольшую ионизацию атомов и молекул вещества;
Ионизирующая способность излучения — это его способность создавать ионы в веществе при прохождении через него. Она зависит от массы, заряда и энергии частиц излучения. α-частицы являются ядрами атомов гелия, они обладают большим положительным зарядом (+2e) и значительной массой. Согласно таблице, они также имеют самую высокую энергию среди представленных видов излучения (4–9 МэВ). Из-за большого заряда и массы α-частицы активно взаимодействуют с электронами вещества, теряя свою энергию на коротком расстоянии и создавая очень высокую плотность ионизации. β-частицы (электроны или позитроны) и γ-кванты (фотоны) имеют значительно меньшую массу и/или заряд, поэтому их ионизирующая способность ниже.
Ответ: α-излучение.

б) является особо опасным при попадании внутрь организма человека;
Опасность излучения при внутреннем облучении (когда источник попадает внутрь организма) напрямую связана с его ионизирующей способностью. Как установлено в предыдущем пункте, α-излучение обладает наибольшей ионизирующей способностью. Из таблицы видно, что длина пробега α-частиц в биологической ткани очень мала (до 0,1 мм). Это означает, что вся их высокая энергия поглощается в очень малом объеме живой ткани, вызывая серьезные повреждения клеток на своем пути. Внешнее α-излучение не представляет большой опасности, так как его задерживает даже верхний слой кожи, но при попадании α-радионуклидов в легкие или пищеварительный тракт они наносят максимальный вред.
Ответ: α-излучение.

в) обладает наибольшей проникающей способностью в биологических тканях, в воздухе.
Проникающая способность характеризует глубину, на которую излучение может проникнуть в вещество. Она обратно связана с ионизирующей способностью: чем интенсивнее частица взаимодействует с веществом (ионизирует его), тем быстрее она теряет энергию и тем меньше ее длина пробега. Анализируя данные из таблицы:
- Длина пробега в воздухе: для α-излучения – 3–9 см, для β-излучения – до 40 м, для γ-излучения – до нескольких сотен метров.
- Длина пробега в биологической ткани: для α-излучения – до 0,1 мм, для β-излучения – до 6 см, а γ-излучение способно пронизывать тело человека насквозь.
Из сравнения этих данных следует, что γ-излучение обладает наибольшей длиной пробега и, следовательно, наибольшей проникающей способностью как в воздухе, так и в биологических тканях.
Ответ: γ-излучение.