Radioactivity: Expect the unexpected - Steve Weatherall

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Переводчик: Oksana Molodorya Редактор: Anna Kotova

It is only in the last 100 or so years that human kind has understood

Не прошло и ста лет с тех пор, как мы узнали о том,

that the nucleus of the chemical elements is not always fixed.

что ядра атомов химических элементов не всегда устойчивы.

It can change spontaneously from one element to another.

Они могут спонтанно превращаться в ядра атомов других элементов.

The name for this process is radioactivity.

Такой процесс называется радиоактивностью.

You probably already know something about the nucleus:

Вы, вероятно, уже знаете что-то об атомном ядре:

it's much tinier than the atom,

оно гораздо меньше, чем сам атом,

it's made of particles called protons and neutrons,

оно состоит из частиц — протонов и нейтронов,

there are electrons orbiting around it.

и вокруг него вращаются электроны.

And though the atoms can share or swap electrons when they bond together,

И хотя атомы при слиянии могут делиться или обмениваться электронами,

the nuclei themselves never change.

их ядра остаются неизменными.

Right?

Так ли это?

Well, no.

На самом деле не совсем.

Certain nuclei are not stable in that way.

Ядра некоторых атомов являются нестабильными.

This means they may change suddenly,

Это значит, что они могут изменять свой состав

spontaneously.

внезапно, спонтанно.

The radioactive nucleus flings out a small particle

Радиоактивное ядро выбрасывает маленькую частицу

and transforms into another element, just like that.

и превращается в ядро другого элемента.

For example,

Например,

the carbon nucleus can eject a fast-moving electron

ядро атома углерода может выбросить быстрый электрон

and turn into a nitrogen nucleus.

и превратиться в ядро атома азота.

There are two different particles that can be emitted from radioactive nuclei,

Радиоактивное ядро может испускать частицы двух видов,

but never together.

но только не одновременно.

The very fast electron is known as a beta particle.

Первые — это очень быстрые электроны, известные как бета-частицы.

If you know a little bit about electrons, you may be thinking,

Если вам хоть что-нибудь известно об электронах, вы спрóсите:

"What was the electron doing in the nucleus in the first place?"

«А что вообще делает электрон в атомном ядре?»

The answer is there is a neutron in nucleus

И я вам отвечу: в ядре есть нейтрон,

spontaneously changed into a proton,

который спонтанно превращается в протон.

which stayed behind,

Протон остаётся в ядре,

and the electron flew out as a beta particle.

а электрон покидает его в виде бета-частицы.

This is not what chemistry has taught us to expect.

Это совсем не то, чему нас учили в школе.

The nucleus is supposed to be stable.

Ядро должно быть стабильным.

Neutrons don't change into protons.

Нейтроны не превращаются в протоны.

Except, sometimes they do!

Но вот только иногда они это делают!

The other particle it emits spontaneously

Другие частицы, спонтанно испускаемые

from an unstable nucleus is alpha.

нестабильным ядром, называются альфа-частицами.

An alpha particle is 8,000 times more massive than beta,

Альфа-частица в 8 тысяч раз тяжелее бета-частицы

and it's a bit slower.

и немного медленнее.

Alpha is made from two protons and two neutrons.

Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов.

If we trap all those alpha particles together,

Если мы соберём альфа-частицы вместе,

we get helium gas.

получим гелий.

Alpha is a helium nucleus.

Альфа-частица — это ядро атома гелия.

Like the beta particle, you would not have expected

Как и в случае с бета-частицами, мы даже не подозревали,

a heavier nucleus to throw out helium.

что из более тяжёлого ядра может выделиться ядро атома гелия.

But again, it happens,

Но, однако, такое случается,

and the nucleus becomes a new element.

и тогда ядро становится новым химическим элементом.

So, is radioactivity useful or just dangerous?

Приносит ли радиоактивное излучение пользу или является опасным?

Wherever you are sitting,

Где бы вы ни находились,

it is quite likely that there is a device nearby

рядом с вами наверняка есть устройство,

which contains a source of alpha particles:

которое содержит в себе источник альфа-частиц:

a smoke detector.

детектор дыма.

The source is radioactive Americium.

Источником частиц является радиоактивный америций.

You are totally safe from these alpha particles,

Для вас эти альфа-частицы не опасны,

which cannot travel more than a few centimeters in air.

ведь они не могут пролететь больше нескольких сантиметров.

Beta particles penetrate much farther

Бета-частицы способны гораздо дальше проникать в вещества,

through materials than alpha can.

чем альфа-частицы.

Radioactive atoms are used in medicine as traces,

Радиоактивные атомы используются в медицине, чтобы отслеживать,

to show where chemicals travel in the patient.

как перемещаются по организму химические вещества.

Beta particles are emitted and have enough energy

Испускамые при этом бета-частицы обладают достаточной энергией,

to emerge from the body and be detected.

чтобы выйти за пределы тела, и могут быть обнаружены.

There is a third type of nuclear radiation:

Есть третий тип ядерного излучения:

gamma, which is not a particle at all.

гамма — и это уже не частица.

It is an electromagnetic wave,

Это электромагнитная волна,

like microwaves, or light,

как волны в микроволновке или свет,

but it is actually 1,000 times more energentic than visible light.

но обладающая энергией в 1 000 раз превосходящей энергию видимого света.

Gamma rays may pass right through your body.

Гамма-лучи могут проходить сквозь человеческое тело.

С помощью гамма-лучей убивают бактерии в фруктах, чтобы продлить срок хранения,

Gamma is used to zap the bacteria in fruit to increase its shelf life,

or in radiotherapy to kill cancer cells.

или уничтожают раковые клетки во время сеансов лучевой терапии.

Radioactive substances get hot,

Радиоактивные вещества нагреваются

and this heat can be used to generate power.

и могут служить источником энергии.

This heat has been brought to you since space probes,

Сейчас эту теплоэнергию применяют на космических станциях,

and, in the past, in pacemakers for hearts.

а в прошлом использовали в электрокардиостимуляторах.

The more abruptly nuclear radiation is slowed down,

Чем резче происходит замедление ядерного излучения,

the more damage it does to the atoms it hits.

тем больший вред оно наносит атомам, на которые воздействует.

This is called ionization.

Это называют ионизацией.

Alpha causes the most ionization as it crashes into other atoms

Альфа-частицы, врезаясь в другие атомы, вызывают наибольшую ионизацию,

and gamma the least.

а гамма-лучи — наименьшую.

In humans, the most serious effect of radiation

Для человека самым опасным последствием радиации

is the damage that it can cause to our DNA.

является вред, который она может нанести нашей ДНК.

Although alpha cannot penetrate your skin,

Хотя альфа-частицы не могут проникнуть сквозь кожу,

if you inhale or injest a radioactive nucleus,

если вы вдохнёте или проглотите радиоактивное ядро,

the health consequences can be severe.

последствия для вашего здоровья могут быть серьёзными.

Radioactivity is both useful and deadly,

Радиоактивность приносит пользу, и в то же время она смертельно опасна,

but it is all around us as a background to the natural world.

но она является фоном для всего живого, что нас окружает.