Полная версия

Главная arrow Экология arrow Основы радиационной безопасности населения

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Характеристика ионизирующих излучений

Английскими физиками Э. Резерфордом и Ф. Содди было доказано, что во всех радиоактивных процессах происходят взаимные превращения атомных ядер химических элементов. Изучение свойств излучения, сопровождающего эти процессы в магнитном и электрическом полях, показало, что оно разделяется на а-частицы (ядра гелия), Р-частицы (электроны), у-лу- чи (электромагнитное излучение с очень малой длиной волны) (рис. 2.4).

Самопроизвольный распад радиоактивных ядер, сопровождающийся ионизирующим излучением

Рис. 2.4. Самопроизвольный распад радиоактивных ядер, сопровождающийся ионизирующим излучением

• а-излучение — поток положительно заряженных частиц, испускаемых при распаде тяжелых ядер, например урана или радия; а-частицы движутся в веществе прямолинейно, с большой скоростью, вызывая на своем пути ионизацию всех атомов. Они обладают высокой ионизирующей способностью, т.е. на 1 см пробега образуют от 30 до 100 тыс. пар ионов. Пробег в воздухе до 10 см в биологической среде (вода, ткань) — до 0,1 мм. Защитой от а-частиц служит тонкий слой любого вещества (одежда, лист бумаги, 10-сантиметровый слой воздуха).

Альфа-частицы обладают энергией 2—9 МэВ (за 1 эВ принимается энергия, которой обладает электрон, прошедший разность потенциалов в 1 В). В таких единицах свет, возникающий при взаимодействии молекул и воспринимаемый нами с помощью зрения, имеет энергию 2 эВ. Энергия ядерных излучений при превращении атомных ядер в сотни тысяч и даже миллионы раз больше. Наши органы чувств не воспринимают такие излучения, т.е. для человека они остаются невидимыми и неощутимыми.

• (3-излучение — поток отрицательно заряженных частиц (электронов) или положительно заряженных позитронов. Позитрон — элементарная частица, имеющая массу электрона, но обладающая положительным элементарным зарядом.

Бета-частицы испускаются при ядерных распадах естественных и искусственных радионуклидов, т.е. ядро испускает электрон, при этом возникает ядро нового элемента при неизменном массовом числе; (3-излучатели — фосфор-32, стронций- 90, иттрий-90 и др.

Скорость движения (3-частиц — 250—300 тыс. км/с, их масса в 1840 раз легче протонов, поэтому они испытывают многократное отклонение от первоначального направления движения и вызывают ионизацию только отдельных атомов, пробегают путь длиной в воздухе до 15 м, а в биосреде — до нескольких сантиметров. На 1 см пробега могут образовывать 20—300 пар ионов. Защитой от (3-частиц служит слой вещества толщиной 1—2 см.

  • • у-излучение — коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны 0,001—0,1 X (X % 10-10 м) очень высокой энергии; у-лучи не отклоняются в электрическом и магнитных полях. Это излучение близко к рентгеновскому, но обладает большой скоростью (300 тыс. км/с) и энергией. Ионизирующая способность у-излучения малая (2—3 пары ионов на 1 см), но проникающая способность высокая. Пробег в воздухе у-квантов может достигать более 100 м, в мягких тканях — до 1 м, тело человека они проходят насквозь. Защитой от у-излу- чения может служить слой свинца не менее 1 см, толстые слои бетона, земли или воды.
  • Нейтроны — частицы, не обладающие электрическим зарядом, масса которых примерно равна массе протонов. Они были открыты в 1932 г. английским физиком Дж. Чедвиком. Нейтроны проникают в ядра атомов и вызывают ядерные реакции. Это дало возможность получить искусственные радиоактивные изотопы. В каждом ядре их ровно столько, сколько нужно, чтобы заполнить разницу между численным значением массы ядра атома и количеством протонов в нем. В зависимости от кинетической энергии нейтроны подразделяются на быстрые (0,15—10 МэВ), сверхбыстрые (500 МэВ), промежуточные (5КэВ—0,5 МэВ), медленные (0,1—5 КэВ), тепловые (в пределах 0,025 МэВ).

В. Рентген

(1845-1923)

Под воздействием нейтронов элементы Na, К, С, N, Р превращаются в радионуклиды — у-излу- чатели, т.е. создается наведенная радиоактивность. Если нейтронов в атоме слишком много, они могут превращаться в протоны, т.е. образуется новый химический элемент. Источником нейтронов являются атомные реакторы.

Рентгеновское излучение — электромагнитное излучение с длиной волны порядка от 80 нм до 0,0001 нм. В 1895 г. В. Рентгеном был открыт новый вид излучения — рентгеновские лучи.

Со стороны длинных волн рентгеновское излучение граничит с ультрафиолетовым излучением, а со стороны коротких волн оно в значительной степени перекрывается ядерным у-из- лучением. Как правило, в медицине используется рентгеновское излучение с длиной волны порядка от 10 до 0,005 нм, чему соответствует энергия от 100 эВ до 0,5 МэВ.

Рентгеновское излучение невидимо и по способу возбуждения подразделяется на характеристическое (жесткое, X ~ 0,01 нм) и тормозное (мягкое, X » 0,01 нм и больше).

Проходя через тело, фотоны рентгеновского излучения взаимодействуют в основном с электронами атомов и молекул вещества, а достаточное жесткое излучение может взаимодействовать также и с ядрами атомов. При этом происходят следующие первичные процессы: когерентное рассеяние, фотоэффект и комптом-эффект.

Обычно в медицинской диагностике используется рентгеновское излучение с энергией фотонов от 60 до 100-120 кэВ, а при лучевой терапии - с энергией 150—200 кэВ.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>