Г. Сиборг (1912-1999)
Ни один другой химик за всю историю науки не был автором открытия столь большого числа химических элементов. Это был единственный химик, имевший патент на открытие двух элементов (америция и кюрия). Сиборг очень много работал. «Трудолюбивый человек, - писал он, - будет иметь успех там, где ленивый гений может ничего не добиться».
30 августа 1997 г. Международная ассоциация фундаментальной и прикладной химии (ИЮПАК) пошла на беспрецедентный шаг: присвоила химическому элементу с порядковым номером 106 название «сиборгий»(Sg) в честь Г. Сиборга, открывшего этот элемент. Хотя в 1994 г. ведущие члены ассоциации отклонили это предложение из-за одного «неудобства»: ведь ученый был жив. Тогда в ИЮПАК посыпались письма ведущих ученых мира, в которых осуждался консерватизм корифеев ассоциации и не прошло и трех лет, как название элемента все-таки утвердили.
Так Г. Сиборг стал одним из немногих людей, чье имя было увековечено при жизни. Уникальность исследований Сиборга состоит в том, что они вызвали к жизни новые возможности медицины, в частности, радиоизотопную диагностику и лечение радиоизотопами. Методы радиоактивной диагностики и исцеление радиоактивными веществами теперь применяются практически в любой стране мира.
Даже в преклонные годы Сиборг не утратил веселости и оптимизма. Он носил пестрый галстук, на котором была изображена вся таблица Менделеева.
Гленн Сиборг вместе с Эдвином Макмилланом в 1951 г. получили Нобелевскую премию по химии за открытие плутония в конце 1940 года. Без него не могли бы работать атомные электростанции; плутоний используется и в миниатюрных реакторах космических зондов, отправляемых к далеким планетам Солнечной системы.
3.4.Закон радиоактивного распада и единицы радиоактивности
При изучении явления радиоактивности было установлено, что с течением времени количество радиоактивных атомов уменьшается. Оно может происходить как очень быстро (доли секунды), так и очень медленно (миллионы
и миллиарды лет). При этом скорость уменьшения числа атомов является характерной особенностью для каждого радионуклида.
Поэтому, за единицу времени распадается всегда одна и та же доля радиоактивных атомов, независимо от их первоначального количества.
Эта закономерность получила название закона радиоактивного распада.Доля атомов элемента, распадающихся за единицу времени, получила название постоянной распада (λ-лямбда). Она измеряется в единицах, обратных времени (сек-1, ч-1, сут-1, млрд. лет-1 и т.д.).
Кроме величины λ для характеристики данного закона также используется другая величина – период полураспада(Т1/2) -которую ввел в наукуЭ. Резер-
форд (1900). Это время, в течение которого количество радиоактивных атомов уменьшается в два раза, т.е. наполовину.
Таким образом, радиоактивность прямо пропорциональна числу ядерных распадов за единицу времени (λ) и обратно пропорциональна периоду полураспада (Т1/2).
Считается, что полный распад любого радиоизотопа занимает промежуток времени, равный 10Т1/2. Хотя на самом деле всегда остается ничтожно малое количество изотопа, который может образоваться за счет распада других материнских элементов.
Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов.
Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ.
В таблице 13 дан перечень единиц измерения радиологических величин и приведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.
В качестве абсолютной единицы измерения радиоактивности (А) в системе СИ (SI) выбран беккерель (Бк, Bq), равный одному распаду в секунду.
Однако ввиду очень малого значения для выражения больших уровней радиоактивности параллельно этой системной единице применяют и внесистемную – кюри (Ки, Ci), равную 37 млрд. распадов в секунду. Эта величина выражает радиоактивность 1 г Ra226, предложенного в 1911 г. Марией Склодовской-Кюри в качестве эталонного источника.
Таблица 13. Основные радиологические величины и единицы
| Величина | Наименование и обозначение единицы измерения | Соотношение между единицами | |
| системные (Си) | внесистемные | ||
| Активность нуклида, А | Беккерель (Бк, Bq) | Кюри (Ки, Ci) | 1 Ки = 3,7 . 1010 Бк 1 Бк = 1 распад/сек 1 Бк=2,7 . 10-11 Ки |
| Экспозиционная доза, X | Кулон/кг (Кл/кг, C/kg) | Рентген (Р, R) | 1 Р=2,58 . 10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3876 Р |
| Поглощенная доза, D | Грей (Гр, Gy) | рад (рад, rad) | 1 рад = 10-2 Гр 1 Гр = 1 Дж/кг |
| Эквивалентная доза, Н | Зиверт (Зв, Sv) | бэр (бэр, rem) | 1 бэр = 10-2 Зв 1 Зв = 100 бэр |
| Интегральная доза излучения | Грей-кг (Гр/кг, Gy/kg) | рад-грамм (рад/г, rad/g) | 1 рад/г = 10-5 Гр/кг 1 Гр/кг = 105 рад/г |
Наряду с этим для измерения радиоактивности применяются различные кратные и дольные приставки (табл. 14).
Таблица 14. Приставки СИ для образования наименований десятичных
кратных и дольных единиц
| Приставка | Обозначение | Множитель | Пример |
| экса | Э | 1018 | эксабеккерель, ЭБк |
| пета | П | 1015 | петакюри, ПКи |
| тера | Т | 1012 | терабеккерель, ТБк |
| гига | Г | 109 | гигакюри, ГКи |
| мега | М | 106 | мегабеккерель, МБк |
Продолжение таблицы 14
| кило | к | 103 | килобеккерель, кБк |
| гекто | г | 102 | гектокюри, гКи |
| дека | да | 101 | декабеккерель, даБк |
| деци | д | 10-1 | децикюри, дКи |
| санти | с | 10-2 | сантикюри, сКи |
| милли | м | 10-3 | милликюри, мКи |
| микро | мк | 10--6 | микрокюри, мкКи |
| нано | н | 10-9 | нанокюри, нКи |
| пико | п | 10-12 | пикокюри, пКи |
| фемто | ф | 10-15 | фемтокюри, фКи |
| атто | а | 10-18 | аттокюри, аКи |
Еще более значимым показателем радиационной опасности тестируемого вещества, материала, среды или объекта является удельная радиоактивность. Этот параметр используется в качестве основного критерия загрязненности пищевых продуктов, кормов, воды, почвы, стройматериалов, сырья и продукции промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
Различают массовую, поверхностную и объемную удельную радиоактивность.
Массовая удельная радиоактивность- это отношение числа радиоактивных распадов за 1 секунду к единице массы пробы. Например, Бк или Ки/г, кг, ц , т и.т.д.
Поверхностная удельная радиоактивность - это отношение числа радиоактивных распадов за одну секунду к единице площади пробы. Например, Ки или Бк/см2, м2, км2, га и т.д.
И, наконец, объемная удельная радиоактивность – это отношение числа радиоактивных распадов за одну секунду к единице объема пробы. Например, Бк или Ки /cм3, мл, л, м3 и т.д.