Защита от ионизирующих излучений. Виды ионизирующих излучений, их физическая природа и особенности распространения
К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа, бета, нейтронные) и электромагнитные (гамма, рентгеновское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем заряженные атомы и молекулы — ионы.
Альфа-частицы представляют собой поток ядер гелия, испускаемых веществом. Их энергия лежит в пределах от 3 до 9 МэВ. Чем больше энергия частицы, тем больше полная ионизация, вызываемая ею в веществе. Пробег альфа-частиц, испускаемых радиоактивными веществами, достигает 8—9 см в воздухе, а в мягкой биологической ткани — нескольких десятков микрометров. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что обусловливает их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов.
Бета-частицы — это поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Скорость их близка к скорости света, максимальная энергия лежит в диапазоне 0,0005—3,5 МэВ, максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в биологических тканях 2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц ниже (несколько десятков пар на 1 мм пробега), а проникающая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и большей скоростью распространения в веществе.
Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют.
Гамма-излучение — это высокочастотное электромагнитное излучение, возникающее при переходе атомов из одного энергетического состояния в другое в процессе ядерных реакций или радиоактивного распада. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия их лежит в пределах 0,01—3 МэВ.
Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Оно представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучений, диапазон энергии квантов которых лежит в пределах от 1 кэВ до 1 МэВ в зависимости от величины ускоряющего напряжения между анодом и катодом. Практически рентгеновские лучи могут возникнуть в любых электровакуумных установках, в которых применяются достаточно большие напряжения (десятки и сотни киловольт) для ускорения электронного пучка. Как и гамма-излучение оно обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
Полезная информация: