ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 67.6: Термоядерная реакция

План ответа:

• Определить виды ионизирующего излучения (альфа, бета, гамма).
• Рассмотреть физические свойства каждого вида и соответствующие им методы экранирования.
• Сформулировать общие принципы радиационной безопасности: время, расстояние, защита.

Вычисление и обоснование:

Защита от радиоактивного излучения основана на знании проникающей способности частиц. Альфа-излучение состоит из тяжелых ядер гелия. Оно обладает малой проникающей способностью и задерживается обычным листом бумаги или верхним слоем кожи человека. Однако альфа-частицы опасны при попадании внутрь организма с пищей или воздухом, поэтому здесь важна герметичность и фильтры.

Бета-излучение — это поток быстрых электронов или позитронов. Оно проникает глубже, чем альфа-частицы, но может быть остановлено слоем алюминия толщиной несколько миллиметров или толстым пластиком. Для защиты от бета-излучения используют экраны из легких материалов, так как тяжелые материалы могут вызывать вторичное рентгеновское излучение при торможении электронов.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитные волны высокой энергии. Оно обладает наибольшей проникающей способностью. Для его ослабления необходимы толстые слои плотных материалов, таких как свинец, бетон или сталь. Интенсивность гамма-излучения уменьшается по закону I=I₀e^-μx, где μ — линейный коэффициент ослабления, а x — толщина защитного слоя.

Кроме материальных экранов, действуют три основных правила безопасности:

1. Время: сокращение времени пребывания в зоне облучения снижает полученную дозу пропорционально (D∼t).
2. Расстояние: увеличение дистанции от источника уменьшает интенсивность излучения обратно пропорционально квадрату расстояния (I∼1/r²).
3. Экранирование: использование физических барьеров между источником и человеком.

Проверка:

Предложенные методы соответствуют физическим моделям взаимодействия излучения с веществом. Альфа-частицы имеют большой заряд и массу, быстро теряют энергию; бета-частицы легче и быстрее; гамма-кванты не имеют заряда и массы покоя, взаимодействуют реже, требуя плотных преград. Соблюдение правил «время-расстояние-экран» является стандартом радиационной защиты.