Наведенная радиоактивность

Индуцированная радиоактивность , также называемая искусственной радиоактивностью или искусственной радиоактивностью , представляет собой процесс использования радиации для того, чтобы сделать ранее стабильный материал радиоактивным . ^[1] Супруги Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри открыли наведенную радиоактивность в 1934 году и за это открытие разделили Нобелевскую премию по химии 1935 года . ^[2]

Ирен Кюри начала свои исследования вместе со своими родителями Марией Кюри и Пьером Кюри , изучая естественную радиоактивность, обнаруженную в радиоактивных изотопах . Ирен отошла от семьи Кюри, чтобы изучить превращение стабильных изотопов в радиоактивные изотопы путем бомбардировки стабильного материала альфа-частицами (обозначенными α). Жолио-Кюри показали, что когда более легкие элементы, такие как бор и алюминий , подвергались бомбардировке α-частицами, более легкие элементы продолжали излучать радиацию даже после того, как α-источник был удален. Они показали, что это излучение состоит из частиц, несущих одну единицу положительного заряда с массой, равной массе электрона, известного теперь как позитрон .

Нейтронная активация является основной формой наведенной радиоактивности. Это происходит, когда атомное ядро захватывает один или несколько свободных нейтронов . Этот новый, более тяжелый изотоп может быть стабильным или нестабильным (радиоактивным), в зависимости от используемого химического элемента . Поскольку нейтроны распадаются за пределами атомного ядра в течение нескольких минут, свободные нейтроны могут быть получены только в результате ядерного распада , ядерной реакции и высокоэнергетического взаимодействия, такого как космическое излучение или выбросы ускорителей частиц . Нейтроны, замедленные с помощью замедлителя нейтронов ( тепловые нейтроны ), с большей вероятностью будут захвачены ядрами, чем быстрые нейтроны.

Менее распространенная форма наведенной радиоактивности возникает в результате удаления нейтрона путем фоторасщепления . В этой реакции фотон высокой энергии ( гамма-луч ) поражает ядро с энергией, превышающей энергию связи ядра, которое высвобождает нейтрон. Минимальное пороговое значение этой реакции составляет 2 МэВ (для дейтерия ) и около 10 МэВ для большинства тяжелых ядер. ^[3] Многие радионуклиды не производят гамма-лучи с энергией, достаточно высокой, чтобы вызвать эту реакцию. Оба изотопа, используемые при облучении пищевых продуктов ( кобальт-60 , цезий-137 ), имеют пики энергии ниже этого порогового значения и, следовательно, не могут вызывать радиоактивность в пище. ^[4]

Условия внутри некоторых типов ядерных реакторов с высоким потоком нейтронов могут вызывать радиоактивность. Компоненты этих реакторов могут стать высокорадиоактивными из-за радиации, которой они подвергаются. Наведенная радиоактивность увеличивает количество ядерных отходов , которые в конечном итоге должны быть захоронены, но ее нельзя назвать радиоактивным загрязнением , если только оно не является неконтролируемым.

Дальнейшие исследования, первоначально проведенные Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, привели к созданию современных методов лечения различных типов рака. ^[5]

Работы Стефании Мэрэчиняну

После Первой мировой войны при поддержке Кирическу Константина Штефания Мэрэчиняну получила стипендию, которая позволила ей поехать в Париж для продолжения учебы. В 1919 году она прошла курс по радиоактивности в Сорбонне у Марии Кюри . ^[6] После этого она продолжала исследования вместе с Кюри в Радиевом институте до 1926 года. Она получила докторскую степень. В институте Мэрэсиняну исследовала период полураспада полония . Эта и разработала методы измерения альфа-распада работа привела ее к мысли, что радиоактивные изотопы могут образовываться из атомов в результате воздействия альфа-лучей полония, наблюдение, которое привело бы к Нобелевская премия Жолио -Кюри 1935 года. ^[7]

В 1935 году Фредерик и Ирен Жолио-Кюри (nr – дочь учёных Пьера Кюри и Марии Кюри) получили Нобелевскую премию за открытие искусственной радиоактивности, хотя все данные показывают, что Мэрэсиняну сделал это первым. Фактически, Штефания Мэрэчиняну выразила тревогу по поводу того, что Ирен Жолио-Кюри использовала большую часть своих рабочих наблюдений относительно искусственной радиоактивности, не упомянув об этом. Мэрэсиняну публично заявила, что открыла искусственную радиоактивность во время своих исследований в Париже, о чем свидетельствует ее докторская диссертация, представленная более 10 лет назад. «Мэрэсиняну написала Лизе Мейтнер в 1936 году, выразив свое разочарование тем, что Ирен Жолио Кюри без ее ведома использовала в своей работе большую часть своих работ, особенно связанных с искусственной радиоактивностью», - упоминается в книге « Преданность своей науке»: Женщины-пионерки радиоактивности .

См. также

Примечания

^ Фассо, Альберто; Силари, Марко; Ульричи, Луиза (октябрь 1999 г.). Прогнозирование наведенной радиоактивности на ускорителях высоких энергий (PDF) . Девятая международная конференция по радиационной защите, Цукуба, Япония, 17–22 октября 1999 г. Стэнфорд, Калифорния: Национальная ускорительная лаборатория SLAC , Стэнфордский университет . SLAC-PUB-8215 . Проверено 10 декабря 2018 г.
^ «Ирен Жолио-Кюри: Биографическое» . Нобелевская премия . нд . Проверено 10 декабря 2018 г.
^ Томассен, Брюс; Нат, Равиндер; Бейтман, Фред Б.; Фарр, Джонатан; Глиссон, Кэл; Ислам, Мохаммед К.; ЛаФранс, Терри; Мур, Мэри Э.; Джордж Сюй, X.; Юделев, Марк (2014). «Потенциальная опасность из-за наведенной радиоактивности, вторичной по отношению к лучевой терапии» . Физика здоровья . 107 (5): 442–460. дои : 10.1097/HP.0000000000000139 . ISSN 0017-9078 . ПМИД 25271934 .
^ Цезий-137 излучает гамма-излучение с энергией 662 кэВ, а кобальт-60 излучает гамма-излучение с энергией 1,17 и 1,33 МэВ.
^ «Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио» . Институт истории науки . Июнь 2016 года . Проверено 21 марта 2018 г.
^ Мэрилин Бэйли Огилви ; Джой Дороти Харви (2000). Биографический словарь женщин в науке: ЛЗ . Тейлор и Фрэнсис. п. 841. ИСБН 041592040X .
^ Ибрагим Динсер; Кэлин Замфиреску (2011). Устойчивые энергетические системы и приложения . Springer Science & Business Media. п. 234. ИСБН 978-0387958613 . Проверено 3 ноября 2014 г.

Внешние ссылки

PhysLink.com - Спросите экспертов «Облучение пищевых продуктов гамма-излучением»
Конференция (декабрь 1935 г.) на получение Нобелевской премии Ф. и И. Жолио-Кюри (индуцированная радиоактивность), онлайн и проанализирована на BibNum [нажмите «à télécharger», чтобы открыть английскую версию] .

[1] Фассо, Альберто; Силари, Марко; Ульричи, Луиза (октябрь 1999 г.). Прогнозирование наведенной радиоактивности на ускорителях высоких энергий (PDF) . Девятая международная конференция по радиационной защите, Цукуба, Япония, 17–22 октября 1999 г. Стэнфорд, Калифорния: Национальная ускорительная лаборатория SLAC , Стэнфордский университет . SLAC-PUB-8215 . Проверено 10 декабря 2018 г.

[2] «Ирен Жолио-Кюри: Биографическое» . Нобелевская премия . нд . Проверено 10 декабря 2018 г.

[ThomadsenNath2014-3] Томассен, Брюс; Нат, Равиндер; Бейтман, Фред Б.; Фарр, Джонатан; Глиссон, Кэл; Ислам, Мохаммед К.; ЛаФранс, Терри; Мур, Мэри Э.; Джордж Сюй, X.; Юделев, Марк (2014). «Потенциальная опасность из-за наведенной радиоактивности, вторичной по отношению к лучевой терапии» . Физика здоровья . 107 (5): 442–460. дои : 10.1097/HP.0000000000000139 . ISSN 0017-9078 . ПМИД 25271934 .

[4] Цезий-137 излучает гамма-излучение с энергией 662 кэВ, а кобальт-60 излучает гамма-излучение с энергией 1,17 и 1,33 МэВ.

[Profile-5] «Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио» . Институт истории науки . Июнь 2016 года . Проверено 21 марта 2018 г.

[6] Мэрилин Бэйли Огилви ; Джой Дороти Харви (2000). Биографический словарь женщин в науке: ЛЗ . Тейлор и Фрэнсис. п. 841. ИСБН 041592040X .

[7] Ибрагим Динсер; Кэлин Замфиреску (2011). Устойчивые энергетические системы и приложения . Springer Science & Business Media. п. 234. ИСБН 978-0387958613 . Проверено 3 ноября 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]