24
1.6. ПРОХОЖДЕНИЕ α-, β- и γ-ЛУЧЕЙ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО
Взаимодействия излучения с веществом зависит во многом от того, какой
электрический заряд несет это излучение. Из трех видов ядерных излучений
самый большой заряд имеют α-частицы: +2
е
(где
е
–заряд электрона по абсо-
лютной величине). Поэтому, проходя через вещество и взаимодействуя по за-
кону Кулона с атомами и ядрами этого вещества, α-частицы быстрее, чем β- или
γ-лучи, теряют свою энергию. Достаточно поставить на пути α-частиц лист бу-
маги, чтобы они почти полностью затормозились, т.е. пучок α-лучей поглоща-
ется веществом. Электроны имеют меньший заряд, и поэтому, чтобы пучок β-
частиц поглотился, необходимо поставить на его пути металлическую (напри-
мер, алюминиевую или железную) пластинку небольшой толщины. γ-лучи за-
ряда не имеют, взаимодействуют с веществом слабо и поэтому их проникаю-
щая способность велика. Весьма часто встречаются такие радиоактивные ядра,
что лишь поставив на пути испускаемых ими γ-лучей слой свинца толщиной 5–
10 см, можно в достаточной степени ослабить излучение. Итак, проникающая
способность наибольшая у γ-излу-чения, меньше у β–излучения, самая малая –
у α-лучей. Во всех случаях энергия излучения затрачивается на ионизацию или
возбуждение атомов вещества поглотителя, т.е. на вырывание электронов из
атомов того вещества, в которое проникло излучение, или на перевод атома на
более дальние от ядра орбиты.
1.7. ПРОХОЖДЕНИЕ НЕЙТРОНОВ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО
Так как нейтроны не заряжены, они могут проникать через значительные
слои вещества, которое не способно в большом количестве захватывать ней-
троны данной энергии. Так, например, быстрые нейтроны от (Ро-Ве)–источника
свободно пронизывают 5 см свинца. Броня танков тоже не защищает экипаж от
нейтронов (поток нейтронов может быть создан бомбой). Однако, как это ни
удивительно, нейтроны задерживаются самыми легким веществами, содержа-
щими много водорода (вода, парафин). Это следует из законов упругого удара:
при столкновении двух упругих тел одинаковой массы они обмениваются ско-
ростями (см.рис. 16).
Демонстрационный опыт «удар упругих
шаров» заключается в следующем. Два шара
одинаковой массы подвешены на нитках. До
удара (рис. 15,
а
) шар 1 движется, шар 2 – по-
коится. В результате удара шар 1 останавлива-
ется, а шар 2 приходит в движение и отклоня-
ется (рис. 15,
б
) примерно на тот же угол, на
который был первоначально отклонен шар 1. Аналогичным образом нейтрон,
сталкиваясь с протонами, скажем в парафине, останавливается, а протон прихо-
дит в движение. Но заряженный и тяжелый протон почти мгновенно тормозит-
ся в веществе. Способность веществ, содержащих водород, замедлять нейтроны
открыл Э. Ферми. Он же обнаружил, что многие вещества плохо захватывают
быстрые нейтроны, но хорошо захватывают медленные нейтроны. Это понятно:
Рис. 15
