Введение

Перечисляет радионуклиды, имеющие технологическое значение. Различные радионуклиды испускают бета-частицы, быстрые электроны или позитроны в процессе радиоактивного распада атомного ядра. Они могут применяться в широком спектре промышленных, научных и медицинских приложений. В данной статье приведен перечень некоторых распространенных бета-излучающих радионуклидов, представляющих технологический интерес, и их характеристики.

Стронций

Стронций-90 — широко используемый бета-излучатель, применяемый в промышленных источниках. Он распадается до иттрия-90, который также является бета-излучателем. Он также используется в качестве источника тепловой энергии в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (РИТЭГ). В них тепло, выделяющееся при радиоактивном распаде стронция-90, используется для генерации тепла, которое затем преобразуется в электричество с помощью термопары. Стронций-90 имеет более короткий период полураспада, вырабатывает меньше энергии и требует большей защиты, чем плутоний-238, но он дешевле, поскольку является продуктом деления и содержится в высокой концентрации в ядерных отходах, откуда его можно относительно легко извлекать химическим путем. РИТЭГи на основе стронция-90 использовались для питания удаленных маяков. Поскольку стронций растворим в воде, обычно используется перовскитная форма – титанат стронция, так как он нерастворим в воде и имеет высокую температуру плавления. Стронций-89 — короткоживущий бета-излучатель, который применяется для лечения опухолей костей и используется в паллиативной помощи при терминальных стадиях рака. И стронций-89, и стронций-90 являются продуктами деления.

Тритий

Тритий — это бета-излучатель с низкой энергией, широко используемый в качестве радиоиндикатора в исследованиях и в источниках света с автоподпиткой. Период полураспада трития составляет 12,3 года. Энергия электронов, испускаемых при бета-распаде трития, настолько мала (средняя энергия распада 5,7 кэВ), что их нельзя обнаружить с помощью счётчика Гейгера. Преимущество низкой энергии распада заключается в простоте экранирования, поскольку электроны с низкой энергией проникают лишь на небольшую глубину, что снижает риски при работе с этим изотопом. Тритий также может обнаруживаться в металлоконструкциях в виде тритированной ржавчины, которую можно удалить, нагревая сталь в печи для удаления содержащей тритий воды. Тритий получают путём облучения лития нейтронами.

Углерод

Углерод-14 также широко используется в качестве бета-источника в исследованиях и в качестве радиотрассера в органических соединениях. Хотя энергия бета-частиц выше, чем у трития, она всё равно относительно невелика. Например, стенки стеклянной бутылки способны их поглощать. Углерод-14 образуется в результате ядерной реакции азота-14 с нейтронами (n,p-реакция). Он генерируется в атмосфере под воздействием космических лучей на азот. Значительное количество также образовалось в результате нейтронного излучения от воздушных взрывов при испытаниях ядерного оружия в 20-м веке. В результате этих испытаний удельная активность атмосферного углерода возросла, но благодаря обмену углеродом между атмосферой и другими звеньями углеродного цикла она вернулась к очень низкому уровню. Для небольших количеств углерода-14 одним из предпочтительных способов утилизации является сжигание отходов в медицинском мусоросжигателе, поскольку рассеивание радиоактивности на большой площади снижает риск для здоровья человека.

Фосфор

Фосфор-32 — это короткоживущий бета-излучатель высокой энергии, используемый в исследованиях в качестве радиотрассера. Его период полураспада составляет 14 дней. Он может применяться в исследованиях ДНК. Фосфор-32 получают путём нейтронного облучения серы-32 (np-реакция) или захвата нейтронов фосфором-31.

Никель

Никель-63 — радиоизотоп никеля, который может использоваться в качестве источника энергии в радиоизотопных пьезоэлектрических генераторах. Его период полураспада составляет 100,1 года. Получить его можно, облучая никель-62 нейтронами в ядерном реакторе.