Використання досягнень сучасної ядерної фізики

План

1. Ядерна фізика в хімії.

2. Ядерна фізика в археології.

3. Ядерна фізика в медицині.

4. Ядерна фізика в геології.

Ядерна фізика в хімії

Ядерна фізика — порівняно молода наука, але темпи її розвитку настільки високі, що вже сьогодні досягнення фізиків-ядерників вражають своєю масштабністю.

Завдяки ядерній фізиці промисловість озброїлася атомними електростанціями і реакторами для опріснення води й отримання трансуранових елементів. Крім того, були винайдені джерела у-випромінювання для дефектоскопії, активаційний аналіз для експрес-визначення домішок у сплавах, вугіллі тощо. Величезне значення мають ізотопні джерела струму і тепла. їх застосовують для енергопостачання важкодоступних районів і автоматичних станцій (наприклад, метеорологічних або супутників Землі). Джерела у-випромінювання застосовуються для автоматизації різних операцій (наприклад, вимірювання щільності середовища, товщини вугільного шару і т. ін.).

У сільському господарстві знайшли застосування установки для опромінення овочів і фруктів з метою вберегти їх від гниття й цвілі. Крім того, розроблені способи виведення нових сортів рослин шляхом генетичних трансмутацій.

Неоціненною є допомога ядерної фізики в геології, медицині, біології і багатьох інших областях знань завдяки тому, що за її допомогою можна одержувати неймовірно точні й швидкі результати.

Однак чорнобильська катастрофа поставила під сумнів ідею використання ядерної енергії як оптимальної альтернативи природним джерелам енергії Крім того, з кожним роком чимраз гострішою стає проблема поховання ядерних відходів, а ядерна зброя дотепер залишається одним із найнебезпечніших видів озброєння. Техногенні катастрофи, які останнім часом почастішали, висунули перед ученими нове завдання — навчитися використовувати ядерну фізику, максимально убезпечивши навколишнє середовище й людину від можливих негативних наслідків.

Основне застосування радіонуклідів і радіоактивного випромінювання в хімії — область аналізу якісного й кількісного складу речовини. Ця галузь хімічного знання одержала назву радіоаналітичної хімії.

До відкриття штучної радіоактивності кількість радіонуклідів, які були б придатні для застосування в аналізі, була дуже обмеженою. Однак згодом були розроблені радїоаналітичні методи, що базуються на вимірюванні радіоактивності, причому природні радіоактивні елементи використовувалися як реагенти, що взаємодіють з іншими, речовинами. Набагато ширше радіонукліди почали застосовуватися в аналізі тільки після налагодження виробництва необхідних штучних радіонуклідів у ядерних реакціях. Це й дало поштовх до розвитку радіо-аналітичної хімії.

Радіоаналітична хімія, що виникла на стику аналітичної хімії і прикладної радіохімії, використовує при якісному і кількісному аналізі речовин ядерні характеристики відповідних нуклідів.

Методи радіоаналітичної хімії дозволяють визначити речовини, виявляючи й вимірюючи ядерне або характеристичне рентгенівське випромінювання. Причому це випромінювання може випускати як сама досліджувана речовина, так і її радіоактивний ізотоп. Ізотопи можуть бути присутніми у речовині, додаватися до неї або виникати в результаті активації. Крім того, можливою є ситуація, коли випромінювання виникає в результаті різних процесів, що відбуваються з речовиною (відбивання, поглинання, розсіювання і т. ін.).

Доведено, що інтенсивність випромінювання прямо пропорційна концентрації досліджуваної речовини. Тому найбільше застосування радїоаналітичні методи мають насамперед у кількісному аналізі. Набагато рідше використовуються методи радіохімічного якісного аналізу, що дозволяють визначити невідоме джерело випромінювання за періодом піврозпаду, типом та енергією випромінювання.