Ионизирующее излучение

Термин "Ионизирующее излучение" характеризует любое излучение, которое прямо или косвенно вызывает ионизацию окружающей среды (образование положительно и отрицательно заряженных ионов).

Особенностью ионизирующих излучений является то, что все они отличаются высокой энергией и вызывают изменения в биологической структуре клеток, которые могут привести к их гибели. На ионизирующие излучения не реагируют органы чувств человека, что делает их особенно опасными.

Ионизирующее излучение существует в течение всего периода существования Земли, оно распространяется в космическом пространстве. Влияние ионизирующего излучения на организм человека начал исследоваться после открытия явления радиоактивности в 1896 французским ученым Анри Беккерелем, а затем исследован Марией и Пьером Кюри, которые в 1898 году пришли к выводу, что излучение радия является результатом его превращения в другие элементы. Характерным примером такого преобразования является цепная реакция превращения урана-238 в стабильный нуклид свинца-206.

на каждом этапе такого преобразования высвобождается энергия, которая затем передается в виде излучений. Открытию Беккерель и исследованию Кюри предшествовало открытие неизвестных лучей, в 1895 году немецкий физик Вильгельм Рентген назвал Х-лучами, а в дальнейшем в его честь назван рентгеновскими.

Первые же исследования радиоактивных излучений позволили установить их опасные свойства. Об этом свидетельствует то, что более 300 исследователей, проводивших эксперименты с этими материалами, умерших вследствие облучения.

Все источники ионизирующего излучения делятся на естественные и искусственные (антропогенные).

Естественными источниками ионизирующих излучений являются космические лучи, а также радиоактивные вещества, которые находятся в земной коре.

Искусственными источниками ионизирующих излучений являются ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, рентгеновские установки, искусственные радиоактивные изотопы, приборы средств связи высокого напряжения и тому подобное. Как природные, так и искусственные ионизирующие излучения могут быть электромагнитными (фотонными или квантовыми) и корпускулярными. Классификация ионизирующих излучений, которая учитывает их природу, приведена на рис. 14.1.

Рис, 14.1. Классификация ионизирующих излучений

Рентгеновское излучение возникает в результате изменения состояния энергии электронов, находящихся на внутренних оболочках атомов, и имеет длину волны (1000 - 1) -10и 2 м. Это излучение является совокупностью тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых не превышает 1 МэВ.

Характерным называют фотонное излучение с дискретным спектром, возникающее при изменении энергетического состояния атома.

Тормозное излучение - это фотонное излучение с непрерывным спектром, которое возникает при изменении кинетической энергии заряженных частиц.

Рентгеновские лучи проходят ткани человека насквозь. Гамма (у) - излучения возникают при возбуждении ядер атомов или элементарных частиц. Длина волны (1000 -1) o 10 м.

Источником у-излучения являются ядерные взрывы, распад ядер радиоактивных веществ, они образуются также при прохождении быстрых заряженных частиц через вещество. Благодаря значительной энергии, находится в пределах от 0,001 до 5 МэВ в естественных радиоактивных веществ и до 70 МэВ при искусственных ядерных реакциях, это излучение может ионизировать различные вещества, а также характеризуется большой проникающей способностью, в-излучение проникает сквозь большие толщи вещества. Распространяется оно со скоростью света и используется в медицине для стерилизации помещений, аппаратуры, продуктов питания.

Альфа (а) - излучение - ионизирующее излучение, состоящее из а-частиц (ядер гелия), которые образуются при ядерных превращениях и движутся со скоростью близко к 20000 км / с. Энергия а-частиц - 2-8 МэВ. Они задерживаются листом бумаги, практически неспособны проникать сквозь кожный покров. Поэтому а-частицы не несут серьезной опасности до тех пор, пока они не попадут внутрь организма через открытую рану или через желудочно-кишечный тракт вместе с пищей, а-частицы проникают в воздух на 10-11 см от источника, а в биологических тканях на 30- 40 мкм.

Бета (ф) - излучение - это электронное и позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при ядерных превращениях. Скорость р-частиц близка к скорости света. Они имеют меньшую ионизирующей и большую проникающую способность по сравнению с а-частицами. р-частицы проникают в ткани организма на глубину до 1 -2 см, а в воздухе на несколько метров. Они полностью задерживаются слоем почвы толщиной 3 см.

Потоки нейтронов и протонов возникают при ядерных реакциях, их действие зависит от энергии этих частиц.

Контакт с ионизирующим излучением представляет собой серьезную опасность для жизни и здоровья человека.

Однако при выполнении определенных технических и организационных мероприятий это влияние можно свести к безопасному.

Энергию частиц ионизирующего излучения измеряют в внесистемных единицах электрон-вольтах, эВ. 1 эВ = 1,6 * 10 'джоуля (Дж).