Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика, Хала И., Навратил Д.Д., 2013

Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика, Хала И., Навратил Д.Д., 2013.
 
   Предлагаемая читателю книга Иржи Хала и Джеймса Навратила посвящена основным вопросам радиохимии и ядерной химии - фундаментальным свойствам ядерных излучений, явлению радиоактивности и кинетике радиоактивного распада, ядерным реакциям, использованию радионуклидов и источников ионизирующего излучения в науке и промышленности, в частности основам ядерной энергетики, а также вопросам дозиметрии ионизирующих излучений и поведению радионуклидов в окружающей среде. Книга содержит как общие теоретические основы описываемых явлений, так и многочисленные примеры; каждая глава завершается списком вопросов для самоконтроля.
Книга предназначена для широкого круга читателей - студентов и аспирантов, специализирующихся по направлению "Радиохимия", слушателей курсов повышения квалификации, а также инженеров, экологов, геохимиков и других специалистов, работающих в различных областях, связанных с радионуклидами и источниками ионизирующего излучения.

Элементарные и фундаментальные частицы.
Начиная с ХIХ в., когда физика и химия стали точными естественными науками, физики и химики пытались познать сущность вещества, для того чтобы найти обобщающий принцип для множества окружающих нас материальных объектов. До XIX в. всегда полагали, что основная структурная единица материи является очень малой и неделимой, т. е. не обладает внутренней структурой. Сначала предположили, что такой основополагающей величиной может быть атом, но эта теория просуществовала недолго, поскольку химики открывали все больше и больше элементов, становилось ясным, что многообразие атомов слишком велико, чтобы рассматривать их как основные строительные блоки материи. Данная идея была вовсе отброшена с открытием внутренней структуры атома. Было обнаружено, что все атомы состоят из ядра, которое, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов, и окружающих ядро электронов. (Исключение составляет только атом легкого изотопа водорода, ядро которого содержит только один протон.)
Так как протоны, нейтроны и электроны являются одинаковыми для всех атомов, то в течение некоторого времени эти частицы были признаны основополагающими для всех веществ и были названы элементарными частицами. Однако позднее новые частицы были открыты в космических лучах. Этими новыми частицами, которые не встречаются в веществе в нормальных физических и химических условиях, являлись позитрон (позднее принятый как античастица электрона) и две частицы с массами между протоном и электроном, 7г-мезон и мюон. Начиная с 50-х гг. XX в., когда появились мощные ускорители, было открыто еще большее число частиц в результате реакций ускоренных протонов с атомным ядром или при столкновении частиц с высокими энергиями. Поскольку количество новых открытых частиц возрастало с каждым годом, то стало ясно, что их разнообразие слишком велико для того, чтобы они были элементарными обобщающими структурными единицами материи.
Оглавление
Предисловие
1 Фундаментальные частицы и атомное ядро
1.1. Элементарные и фундаментальные частицы
1.2. Лептоны
1.3. Кварки, адроны и сильные взаимодействия
1.4. Атомное ядро
1.5. Потенциальная яма и барьер ядер
1.6. Расположение нуклонов в ядре - оболочечная модель
1.7. Ядерный спин
1.8. Масса ядра и энергия связи нуклонов в ядре
1.9. Гидродинамическая модель (модель жидкой капли) атомного ядра
1.10. Ядерный радиус и форма
1.11. Атомная масса и изотопные эффекты
Упражнения
Литература
2 Радиоактивность
2.1. Природа радиоактивности
2.2. Слабое взаимодействие и природа ?-распада
2.3. Электронный (?-)-распад
2.4. Двойной (?-)-распад и (?-)-распад в связанное состояние
2.5. Позитронный (?+)-распад
2.6. Электронный захват
2.7. Альфа-распад
2.8. Эффект отдачи
2.9. Распад с испусканием тяжелых ядер
2.10. Спонтанное деление
2.11. Нуклонный распад
2.12. Гамма-распад и внутренняя конверсия
2.13. Сложные схемы распада
Упражнения
Литература
3 Кинетика радиоактивных превращений
3.1. Основной закон радиоактивного распада и постоянная распада
3.2. Скорость радиоактивного распада и активность
3.3. Удельная масса радионуклидов
3.4. Изменение радиоактивности во времени
3.5. Период полураспада
3.6. Космогенные радионуклиды как средство датирования
3.7. Кинетика накопления стабильных продуктов радиоактивного распада
3.8. Ядерная геохронология - определение возраста минералов и руд
3.9. Кинетика накопления радиоактивных продуктов распада
3.10. Вековое радиоактивное равновесие
3.11. Радиоактивные ряды
3.12. Подвижное радиоактивное равновесие
3.13. Генераторы короткоживущих радионуклидов
3.14. Случай отсутствия радиоактивного равновесия
3.15. Природная радиоактивность и радиоактивные элементы
Упражнения
Литература
4 Ядерные реакции
4.1. Энергия ядерных реакций
4.2. Скорость образования продуктов и выход ядерных реакций
4.3. Кинетика ядерных реакций
4.4. Ядерные реакции при низких и средних энергиях налетающих частиц
4.5. Реакции, индуцированные нейтронами
4.6. Реакции, индуцированные положительно заряженными налетающими частицами
4.7. Идентификация трансфермиевых элементов
4.8. Сверхтяжелые элементы
4.9. Ядерные реакции, вызванные налетающими частицами высокой энергии
4.10. Реакции, индуцированные нейтрино
4.11. Фотоядерные реакции
4.12. Ядерные реакции в химическом анализе
4.13. Термоядерные реакции и происхождение химических элементов
Упражнения
Литература
5 Ионизирующее излучение
5.1. Фундаментальные понятия, определения, единицы измерения
5.2. Механизм потери энергии
5.3. Источники ионизирующего излучения
5.4. Обнаружение и измерение ионизирующего излучения
5.4.1. Основные принципы
5.4.2. Детекторы ионизирующих излучений
5.4.3. Регистрация нейтронов
5.4.4. Дозиметрия ионизирующего излучения
5.5. Методы, основанные на ослаблении и рассеянии ионизирующего излучения
5.5.1. Поглощение ионизирующего излучения
5.5.2. Рассеивание ионизирующего излучения
5.6. Химические эффекты ионизирующего излучения
5.7. Биологическое действие ионизирующего излучения
5.7.1. Основные факты и понятия
5.7.2. Действие ионизирующего излучения на человека
5.7.3. Терапевтическое действие ионизирующего излучения
5.7.4. Действие ионизирующего излучения на насекомых
5.7.5. Действие ионизирующего излучения на микроорганизмы
5.7.6. Влияние ионизирующего излучения на растения
5.8. Другие эффекты и использование ионизирующих излучений
5.9. Радиационная защита
Упражнения
Литература
6 Радиоактивные индикаторы
6.1. Общие представления
6.2. Меченые соединения
6.3. Радиоактивные индикаторы в химии и биохимии
6.4. Метод изотопного разбавления
6.5. Индикаторы в химических и биохимических анализах
6.6. Радиоактивные индикаторы в биологии
6.7. Радиоактивные индикаторы в медицинской диагностике
6.8. Радиоактивные индикаторы в гидрологии
6.9. Радиоактивные индикаторы в промышленности
Упражнения
Литература
7 Ядерное деление и ядерная энергетика
7.1. Реакция деления ядер
7.2. Цепная ядерная реакция, нейтронный баланс и замедлители
7.3. Ядерные реакторы
7.3.1. Ядерное топливо
7.3.2. Контроль реактора
7.3.3. Энергетические реакторы
7.3.4. Конвертеры и аппаратура для воспроизводства ядерного топлива
7.3.5. Неэнергетические реакторы
7.4. Атомные электростанции
7.5. Ядерная безопасность
7.6. Ядерные аварии и катастрофы
7.7. Роль ядерной энергии в настоящем и будущем
7.8. Цепная реакция в природе
7.9. Термоядерная энергия
7.10. Слияние ядер и термоядерные взрывы
Упражнения
Литература
8 Радиоактивность и ионизирующее излучение в окружающей среде
8.1. Основные факты и понятия
8.2. Космическое излучение и космогенные радионуклиды
8.3. Природные долгоживущие радионуклиды
8.4. Радон и продукты его распада
8.5. Влияние на окружающую среду урановой промышленности
8.6. Ядерная энергия и окружающая среда
8.6.1. Атомные электростанции при штатном режиме работы
8.6.2. Предприятия по переработке топлива при работе в штатном режиме
8.6.3. Последствия ядерных аварий для здоровья и окружающей среды
8.6.4. Влияние ядерных взрывов на окружающую среду и здоровье
8.7. Другие источники излучения в окружающей среде, созданные человеком
8.8. Радиоактивные отходы
Упражнения
Литература
A Таблица элементов
B Изотопный состав некоторых элементов
C Свойства некоторых радионуклидов
D Атомные электростанции США
E Сокращение наименований некоторых агентств, комитетов и институтов
F Некоторые web-сайты, ориентированные на вопросы радиоактивности, ионизирующего излучения и ядерных технологий
G Единицы измерения и их перевод.