Альфа, бета, гамма-излучения — свойства, примеры воздействия

Что такое радиоактивность в физике

У каждого атома есть ядро ​​и вращающиеся вокруг него отрицательно заряженные частицы: электроны.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Кроме того, число протонов всегда одно и то же и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, у которых количество нейтронов разное, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. На самом деле этот процесс называется радиоактивностью.

Это явление можно определить следующим образом: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Ядерный распад возможен, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тысяч атомных ядер. Из них только 264 нерадиоактивны.

В физике различают такие типы радиоактивного распада:

• α-распад с высвобождением α-частицы;
• -распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение электрона ядром с выделением нейтрино;
• -распад — излучение ядра атома кванта ионизирующих лучей;
• неконтролируемое деление ядра на осколки.

ионизирующее излучение (ИОНИЗИРУЮЩАЯ РАДИАЦИЯ)?

Ионизирующее излучение — излучение (электромагнитное, корпускулярное), которое при взаимодействии с веществом прямо или косвенно вызывает ионизацию и возбуждение его атомов и молекул. Энергия ионизирующего излучения достаточно велика, чтобы создать пару ионов разных знаков при взаимодействии с веществом, то есть ионизировать среду, в которую прибыли эти частицы или гамма-кванты.

Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, в том числе фотонов.

Влияние бета-излучения на человека

Как эти представители микромира влияют на организм человека? Если бета-излучение попадает на кожу человека, ткани горят. Степень поражения в этом случае зависит от продолжительности воздействия, его интенсивности и структуры ткани. Особенно страдают открытые участки тела и слизистые оболочки глаз.

После аварии на Чернобыльской АЭС в радиусе более 100 метров люди, идущие босиком по земле, получили сильные ожоги ног. Но особенно серьезные последствия наступают, когда в организм попадают вещества, выделяющие эти крошечные, но далеко не безобидные частицы. В этом случае происходит ионизация молекул, гибель клеток, выброс токсинов, которые приводят к отравлению организма и, в конечном итоге, к смерти. Опасность бета-излучения очень высока! Каждая бета-частица со средним значением энергии может образовывать около 30 000 пар ионов при движении по воздуху. То есть весь его путь среди живых тканей усеян остатками молекул, которые являются источниками деструктивных процессов в организме.

В сфере обитания человека радиоактивность в определенной степени является таким же естественным компонентом, как, скажем, кислород. Безопасная норма для бета-излучения — 0,20 мкЗв / час. Если радиационный фон превысил эту норму в 2 раза, можно без последствий оставаться в этой зоне всего полчаса.

Виды источников облучения

Как и в случае с альфа-излучением, бета-лучи могут иметь два источника:

• естественный,
• искусственный.

В первом случае излучение представляет собой поток незначительных заряженных частиц. Кроме того, они могут нести не только отрицательный электрический заряд, но и положительный.

В природе бета-лучи в чистом виде не встречаются. Их можно найти только в составе сложных радиоактивных излучений. Так что, по крайней мере, там будут присутствовать альфа- и бета-частицы. Вы можете встретить его только в открытом космосе. Кроме того, источником могут быть богатства земных недр. Речь идет о различных полезных ископаемых, полезных для человечества. Их содержание будет включать наличие радиоактивных частиц.

Кроме того, к относительно естественным источникам можно добавить химические вещества распада, которые по умолчанию действуют как активные излучатели бета-частиц. Чаще всего это:

• прометий,
• криптон
• стронций.

Вместе с возможным смешанным излучением природы для современного человека таится опасность искусственного излучения. За это надо «благодарить» фирмы, использующие радиационные технологии. Атомные электростанции — это основные объекты, на которых люди используют радиацию в хороших целях.

Но не всегда специалистам удается контролировать радиоактивные процессы. По этой причине в мире регулярно происходят радиационные аварии разной степени тяжести. Во время аварии распад бета-частиц вызывает рождение еще одной порции атомов, которые опасны для всех живых существ. Таким образом рождаются компоненты с другими атомными номерами периодической таблицы.

Среди недавних примеров выделяется техногенная катастрофа, произошедшая в Японии. Атомная электростанция Фукусима стала источником появления радиоактивной воды. Из-за попадания в свободную среду опасных частиц содержание изотопов стронция и цезия стало в несколько тысяч раз выше нормы.

Что вокруг нас радиоактивно?

Практически все, что нас окружает, и сам человек. Радиоактивность — это до некоторой степени естественная среда обитания человека, если она не отличается от естественного уровня. На планете есть районы со значительно более высоким уровнем радиационного фона, но, на наш взгляд, серьезных нарушений здоровья населения не наблюдается, поскольку это их естественная среда обитания. Одним из таких участков, например, является штат Керала в Индии.

Для правильного понимания и, прежде всего, для правильной оценки пугающих цифр, которые иногда появляются в прессе, следует различать :

• Естественная, естественная радиоактивность;
• Техногенные, то есть изменение радиоактивности среды обитания под воздействием человека (добыча полезных ископаемых, выбросы и сбросы промышленных предприятий и многое другое).

Как правило, избавиться от элементов естественной радиоактивности практически невозможно. Как избавиться от K40, Ra226, Th232, которые вездесущи в земной коре и присутствуют практически во всем вокруг нас и в нас самих? И в наших силах уменьшить влияние этих факторов на человека.

Наглядным примером воздействия радиационных факторов (радиоактивности) на человека являются данные о вкладе различных факторов в общую годовую дозу человека, приведенные в книге А.Г. Зеленковой «Сравнительное облучение человека различными источниками радиации», 1990 г. Диаграмма 1 Из всех природных радионуклидов продукты распада природного урана (U-238) — радий (Ra-226) и радиоактивный газовый радон (Ra-222).

Основными поставщиками Радио-226 в окружающую среду являются предприятия по добыче и переработке различных ископаемых материалов:

• добыча и переработка урановых руд;
• добыча нефти и газа; угольная промышленность;
• промышленность строительных материалов;
• компании энергетического сектора и др.

Радий-226 хорошо выщелачивается из урансодержащих минералов, этим свойством объясняется наличие значительного количества радия в некоторых типах подземных вод (радоновая вода, используемая в медицинской практике), в минеральных водах. Диапазон содержания радия в подземных водах составляет от нескольких до десятков тысяч Бк / л. Содержание радия в природных поверхностных водах значительно ниже и может составлять от 0,001 до 1-2 Бк / л. Существенным компонентом естественной радиоактивности является продукт распада радий-226-радий-222 (радон). Радон — инертный радиоактивный газ, самый долгоживущий изотоп эманации * (период полураспада 3,82 дня), альфа-излучатель. Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, поэтому накапливается в основном в подвалах, подвалах, подвалах зданий, шахтах и ​​т. Д. * — эманация — свойство веществ, содержащих изотопы радия (Ra226, Ra224, Ra223), выделять эманации, образующиеся при радиоактивный распад (радиоактивные инертные газы).

Считается, что до 70% неблагоприятного воздействия на население вызвано радоном в жилых домах (см. Диаграмму). Основными источниками поступления радона в жилые дома являются (по мере возрастания значимости):

• водопроводная вода и газ;
• строительные материалы (щебень, глина, шлак, золошлак и др.);
• земля под постройками.

Радон распространяется в недра Земли крайне неравномерно. Его накопление характерно для тектонических разломов, где он проникает через системы трещин из пор и микротрещин в породах. Он попадает в поры и щели из-за процесса эманации, образуясь в материале горных пород при распаде радия-226.

Выделение радона из почвы определяется радиоактивностью горных пород, их излучением и их собирательными свойствами. Следовательно, относительно слаборадиоактивные породы оснований зданий и сооружений могут представлять большую опасность, чем более радиоактивные, если они характеризуются высокой эманацией или расчленены тектоническими разломами, накапливающими радон. При своеобразном «дыхании» Земли радон из горных пород попадает в атмосферу. Также в большем количестве — из мест, где есть коллекторы радона (смещения, трещины, разрывы и т.д.), Например, геологические возмущения. Их наблюдения за радиационной обстановкой на угольных шахтах Донбасса показали, что в шахтах, характеризующихся сложными горно-геологическими условиями (наличие множественных разломов и трещин в углях вмещающих пород, повышенная обводненность и т.д.), Как правило, концентрация радона в воздухе шахт значительно превышает установленные нормы.

Строительство жилых и коммунальных сооружений непосредственно над разломами и трещинами горных пород без предварительного определения эмиссии радона из почвы приводит к тому, что подземный воздух, содержащий высокие концентрации радона, поступает в них из недр Земли, который накапливается в воздухе помещений и создает радиационную опасность.

Технологическая радиоактивность возникает в результате деятельности человека, в ходе которой происходит перераспределение и концентрация радионуклидов. Техногенная радиоактивность включает добычу и переработку полезных ископаемых, сжигание угля и углеводородов, накопление промышленных отходов и многое другое. Уровни воздействия на человека различных техногенных факторов иллюстрирует представленная диаграмма 2 (Зеленков А.Г. «Сравнительное воздействие различных источников радиации на человека», 1990.)

Альфа-излучение

это поток положительно заряженных ядер гелия. Это происходит из-за распада атомов урана, тория или радия.

Пробег у них очень небольшой (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может сдерживать лист бумаги.

Вещества, излучающие эти частицы, имеют длительный период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают радиацию.

Альфа-частицы опасны — они создают значительное количество ионов. Сами альфа-частицы распространяются по телу на доли миллиметра.

Бета-излучение

это поток электронов (отрицательно заряженных частиц) или позитронов (соответственно положительно заряженных). Электрон образуется, когда нейтрон превращается в протон, а позитрон образуется во время обратного преобразования.

Электроны намного меньше ядер атомов гелия. Они могут проникать в человеческое тело примерно на 15 см, и при попадании на кожу живого организма частицы вызывают сильные ожоги. Тонкого оргстекла достаточно для защиты от бета-излучения. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, оно будет облучать ткани.

Бета-излучение используется в медицине в качестве лучевой терапии.

Защитные меры против излучения

В повседневной жизни гражданам редко требуется профессиональная защита от бета-излучения. Другое дело — узкие специалисты, которые работают на специальных предприятиях, где облучение — обычное дело.

Чтобы уменьшить возможные последствия для здоровья и провести эффективную профилактику, врачи разработали перечень защитных мер. Помогает минимизировать негативное воздействие радиации. В список вошли:

• Использование радиопротекторов. Специально обученный медицинский работник вводит специальные вещества в тело рабочего еще до начала работы в предполагаемой опасной зоне. Они предназначены для минимизации воздействия радиации. Формой выпуска считаются инъекции и пищевые добавки.
• Удаленность от источника. Считается основной защитной мерой. Интенсивность излучения можно уменьшить, покинув опасную зону на рекомендованном расстоянии.
• Временные меры. Сведите к минимуму время, необходимое для исправления дефектов в пораженной области.
• Специальное оборудование. Предусмотрите привлекательность экранов на основе стекла, алюминиевого листа или оргстекла.
• Противогазы. Необходимо заблокировать вдыхание частиц.
• Регулярный мониторинг. Он предназначен для постоянного контроля показателей доз облучения и общей радиационной обстановки.

Если облучение уже произошло, то все вышеперечисленные методы уже не помогут. Гораздо продуктивнее просто покинуть опасную зону. После этого следует снять загрязненную одежду и обувь. Чтобы снизить риск, немедленно промойте под проточной водой с мылом. Все это поможет сохранить здоровье.

Область применения

Основная область применения рассматриваемого вида излучения — медицина. Это радиоизотопная диагностика и лечение некоторых заболеваний.

Практическое использование осуществляется:

1. В лечебных целях. На пораженные участки наносятся аппликации, выделяющие частицы, необходимые для лечения.
2. Для устранения злокачественных новообразований. Терапия может быть интерстициальной или внутриполостной (источник излучения вводится в орган, пораженный опухолью). Электроны, высвобождающиеся при распаде излучения, негативно влияют на процессы деления раковых клеток.
3. В диагностических целях. Метод основан на накоплении радиоактивных изотопов в тканях опухоли. Такое исследование помогает выявить мельчайшие злокачественные новообразования.

Бета-излучение также используется в химической промышленности, например, для управления автоматическими процессами. Облучение применяют при ремонте транспортных средств и строительства, при проведении археологических раскопок. Использование лучей помогает установить точный возраст породы.

Долгоживущие и короткоживущие радионуклиды

Альфа, бета и гамма-излучение сопровождают распад атомного ядра. Какой период полураспада? Ядра радионуклидов нестабильны: этим они отличаются от других стабильных изотопов. В определенный момент начинается процесс радиоактивного распада. Радионуклиды превращаются в другие изотопы, при этом испускаются альфа-, бета- и гамма-лучи. Радионуклиды обладают разной степенью нестабильности: некоторые из них распадаются за сотни, миллионы и даже миллиарды лет. Например, все природные изотопы урана долгоживущие. Есть еще такие радионуклиды, которые распадаются за секунды, дни, месяцы. Их называют недолговечными.

Высвобождение альфа-, бета- и гамма-частиц не сопровождает весь распад. Но на самом деле радиоактивный распад сопровождается только выбросом альфа- или бета-частиц. В некоторых случаях этот процесс сопровождается гамма-лучами. Чистое гамма-излучение в природе не встречается. Чем выше скорость распада радионуклида, тем выше его уровень радиоактивности. Некоторые считают, что альфа-, бета-, гамма- и дельта-распад существует в природе. Это неправда. Дельта-распада не существует.

Какие радионуклиды представляют собой большую опасность?

Это довольно провокационный вопрос. С одной стороны, кратковременные более опасны, потому что они более активны. Но после их распада сама радиационная проблема теряет актуальность, а долговременные представляют опасность на долгие годы.

Удельную активность радионуклидов можно сравнить с оружием. Какое оружие было бы более опасным: одно, которое стреляет пятьдесят выстрелов в минуту, или одно, которое стреляет каждые полчаса? На этот вопрос невозможно ответить: все зависит от калибра оружия, от того, на что оно заряжено, достигнет ли пуля цели, какой будет урон.

Гамма-излучение

Это волны огромной энергии, которые образуются внутри ядра.

Происходит, когда:

• ядерный распад;
• его переход из возбужденного состояния в стабильное;
• взаимодействие ионов;
• аннигиляция электрона и позитрона.

Гамма-лучи могут путешествовать на значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой пробивающей способностью.

Очень сильная радиация повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Его особая опасность заключается в том, что он способен инфицировать ДНК, вызывая раковые образования.

Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с большим массовым числом одного атома и плотным составом.

Нейтронное излучение

это поток нейтронов, без заряда, без ионизирующего эффекта. Он проявляется в результате рассеяния вещества на атомных ядрах.

Вещества, облученные нейтронами, могут приобретать радиоактивные свойства. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.

Нейтроны имеют самые высокие характеристики проникновения. Вы можете защитить себя от них с помощью материалов, содержащих атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов разрушительно для всего живого в радиусе 2,5 км.

Видео: Виды радиации

В каких единицах измеряется радиоактивность?

Мерой радиоактивности радионуклида в соответствии с системой измерения SI является его активность, которая измеряется в Беккерелях (Бк). Один Бк равен 1 ядерному превращению в секунду. Кроме того, несистемное значение Кюри (Ci) и его производные (милликюри, микрокюри и т.д.) широко используются в качестве меры радиоактивности. Численно 1 Кюри = 3,7 * 1010 Бк и 1 Бк = 0,027 нКи (наноКюри). Содержание активности на единицу массы вещества характеризуется удельной активностью, которая измеряется в Бк / кг (л).

В каких единицах измеряется ионизирующее излучение (рентгеновское и гамма)?

Мерой воздействия ионизирующего излучения является доза облучения, которая измеряется в рентгенах (R) и ее производных (mlR, μR), а ее количественная сторона характеризуется мощностью экспозиционной дозы, которая измеряется в рентгенах / сек (R / сек) и его производные (млР / час, мкР / час, мкР / сек).

Рентгеновские лучи — это доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой образуются ионы с общим зарядом, равным одной электростатической единице количества электричества каждого знака на 0,001293 г воздуха.

Эквивалентная доза — равна произведению поглощенной дозы и средней добротности ионизирующего излучения (например: добротность гамма-излучения равна 1, а альфа-излучения — 20).

Единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рентгеновского излучения) и ее подфракции: миллибэр (мбэр), микроэр (микроэр) и так далее, 1 бэр = 0,01 Дж / кг-1. Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт, Зв,

1Зв = 1Дж / кг-1 = 100 бэр.

1 мбэр = 1 * 10-3 бэр; 1 мкбэр = 1 * 10-6 бэр;

Поглощенная доза — количество энергии ионизирующего излучения, которое поглощается в элементарном объеме, отнесенное к массе вещества в этом объеме.

Единица поглощенной дозы — рад, ее дробные значения — 1 рад = 0,01 Дж / кг.

Единица измерения поглощенной дозы в системе СИ — серый, Гр, 1Гр = 100рад = 1Дж / кг-1

Доза — это сокращенное название эквивалентной дозы — мощность экспозиционной дозы, умноженная на время экспозиции, единица бэр.

Мощность дозы — это сокращенное название мощности эквивалентной дозы.

Эквивалент дозы — это отношение увеличения эквивалента дозы за временной интервал к этому временному интервалу, единица измерения бэр / час, Зв / час.

В каких единицах измеряется альфа- и бета-излучение?

Количество альфа- и бета-излучения определяется как значение плотности потока частиц на единицу площади в единицу времени частиц a * мин / см2, частиц b * мин / см2.

Свойства

Энергии бета-частиц непрерывно распределяются от нуля до определенной максимальной энергии в зависимости от распадающегося изотопа; эта максимальная энергия находится в диапазоне от 2,5 кэВ (для рения-187) до десятков МэВ (для короткоживущих ядер вдали от линии бета-стабильности).

Бета-лучи отклоняются от прямого направления электрическими и магнитными полями. Скорость частиц в бета-лучах близка к скорости света. Бета-лучи способны ионизировать газы, вызывать химические реакции, люминесценцию и воздействовать на фотопластинки.

Рентгеновское излучение

он имеет внеядерное происхождение. Его источником является рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или переходов в электронных оболочках атомов.

Рентгеновская трубка имеет катод и анод. Когда катод нагревается, излучаются электроны. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая их скорость. В результате генерируются рентгеновские лучи.

Рентгеновские лучи, проходящие через вещество, рассеиваются или поглощаются. Это свойство используется в медицине.

Какое излучение самое опасное

Наиболее опасно испускание нейтронов. Он может путешествовать толщиной до 10 см, приближаясь к ядру, нейтрон только отклоняется. И когда он сталкивается с протоном, нейтрон передает ему половину своей внутренней энергии, а последняя увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.

Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. Наведенное нейтронное излучение не может быть устранено.

Второе место в оценке риска занимает гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью.

В природе существует множество видов излучения. Не все они опасны для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, вы можете защитить себя от вредных лучей.

Природа альфа-лучей

Их объединяет то, что гамма-, бета- и альфа-излучение схожи по своей природе. Альфа-лучи были открыты первыми. Они образовались при распаде тяжелых металлов: урана, тория, радона. Уже после открытия альфа-лучей выяснилась их природа. Оказалось, что это ядра гелия, летящие с огромной скоростью. Другими словами, это тяжелые «наборы» из 2 протонов и 2 нейтронов с положительным зарядом. В воздухе альфа-лучи проходят очень небольшое расстояние, не более нескольких сантиметров. Бумага или, например, эпидермис полностью останавливают это излучение.

Основные источники

Есть 2 типа источников бета-частиц:

1. Естественный. Выбрасывается поток мелких слабо заряженных элементов. Они могут нести как положительный, так и отрицательный заряд. В чистом виде бета-излучение в природе не встречается. Такие лучи являются частью сложного излучения. Источники — космические тела и вещества, содержащиеся в земной коре, например металлические минералы. Продукты распада прометия, стронция и криптона относительно естественны.
2. Искусственный. Основными источниками считаются ядерные реакторы. Ход цепных реакций не всегда поддается контролю. В случае аварии в атмосферу выбрасывается большое количество бета-частиц, которые губительны для живых организмов.

ПРИБОРЫ ДЛЯ измерения радиации и радиоактивности.

Для измерения уровня радиации и содержания радионуклидов на различных объектах используются специальные измерительные приборы:

• дозиметры различного назначения используются для измерения мощности дозы воздействия гамма-излучения, рентгеновского излучения, потока альфа- и бета-излучения, нейтронов;
• для определения типа радионуклида и его содержания в объектах окружающей среды используются спектрометрические тракты, состоящие из детектора излучения, анализатора и персонального компьютера со специальной программой обработки спектра излучения.

В настоящее время в магазинах можно приобрести различные типы радиометров разного типа, назначения и большой емкости. Например, мы предоставим несколько моделей устройств, наиболее популярных в профессиональном и домашнем бизнесе:

РАДЭКС МКС-1009 — профессиональный дозиметр-радиометр, разработан для радиационного контроля банкнот в отделениях банков в соответствии с «Инструкцией Банка России от 04.12.2007 № 131-И» О порядке проведения идентификации, временное хранение, аннулирование и уничтожение банкнот с радиоактивным загрязнением»».

RADEX RD1503 + — лучший домашний дозиметр от ведущего производителя, этот портативный радиационный измеритель зарекомендовал себя. Благодаря простоте использования, небольшому размеру и невысокой цене пользователи назвали его популярным, рекомендуют друзьям и знакомым, не опасаясь рекомендаций.

СРП-88Н (сцинтилляционный исследовательский радиометр) — профессиональный радиометр, предназначенный для поиска и обнаружения источников фотонного излучения. Имеет цифровые и стрелочные индикаторы, возможность установки порога срабатывания акустической сигнализации, что значительно облегчает работу при осмотре территорий, проверке металлолома и т.д. Блок дистанционного зондирования. В качестве детектора используется сцинтилляционный кристалл NaI. Автономное электроснабжение 4 элемента Ф-343.

ДБГ-06Т — предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения. Источник питания — гальванический элемент типа «Корунд».

ДРГ-01Т1 — предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения.

ДБГ-01Н — предназначен для обнаружения радиоактивного загрязнения и оценки уровня эквивалентной дозы фотонного излучения с помощью устройства акустической сигнализации. Источник питания — гальванический элемент типа «Корунд». Диапазон измерения от 0,1 мЗв * ч-1 до 999,9 мЗв * ч-1

РКС-20.03 «Припять» — предназначен для контроля радиационной обстановки в местах проживания, пребывания и работы.

Дозиметры позволяют измерять:

• значение внешнего дна диапазона;
• уровни радиоактивного загрязнения жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей
• общее содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в пищевых продуктах и ​​других объектах окружающей среды (жидких и сыпучих)
• уровни радиоактивного загрязнения жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей;
• общее содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в пищевых продуктах и ​​других объектах внешней среды (жидких и сыпучих).

Как выбрать радиометр и другие приборы для измерения радиации, вы можете прочитать в статье «Домашний дозиметр и индикатор радиоактивности. Как выбрать? »

Какие виды ионизирующего излучения существуют?

Виды ионизирующего излучения. Основными видами ионизирующего излучения, с которыми мы чаще всего сталкиваемся, являются:
Альфа-излучение
Бета-излучение
Гамма-излучение
Рентгеновское излучение

Конечно, есть и другие виды излучения (нейтроны), но в повседневной жизни мы встречаемся с ними гораздо реже. Разница между этими видами излучения заключается в их физических характеристиках, происхождении, свойствах, радиотоксичности и вредном воздействии на биологические ткани.

Источники радиоактивности могут быть естественными или искусственными. Естественные источники ионизирующего излучения — это естественные радиоактивные элементы, которые находятся в земной коре и создают естественный фоновый радиационный фон, это ионизирующее излучение, которое приходит к нам из космоса. Чем активнее источник (т.е чем больше атомов в нем распадается за единицу времени), тем больше он испускает частиц или фотонов в единицу времени.

Искусственные источники радиоактивности могут содержать радиоактивные вещества, полученные в ядерных реакторах, в частности или как побочные продукты ядерных реакций. В качестве искусственных источников ионизирующего излучения могут выступать различные физические электрические устройства вакуума, ускорители заряженных частиц и т.д. Например: телевизионный кинескоп, рентгеновская трубка, кенотрон и т.д.

Альфа-излучение (α-излучение) — корпускулярное ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, ядерных превращениях. Ядра гелия обладают значительной массой и запасом энергии до 10 МэВ (мегаэлектронвольт). Имея незначительный пробег в воздухе (до 50 см), они представляют наибольшую опасность для биологических тканей при контакте с кожей, слизистыми оболочками глаз и дыхательных путей при попадании внутрь в виде пыли или газа (радио-222) . Токсичность альфа-излучения определяется очень высокой плотностью ионизации, то есть альфа-частица расходует всю свою энергию на создание очень большого количества пар ионов противоположного знака на небольшом участке пути прохождения.

Бета-излучение (β-излучение) — корпускулярное электронное или ионизирующее излучение позитронов с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при превращении нестабильных ядер или частиц (например, нейтронов). Он характеризуется граничной энергией спектра b или средней энергией спектра.

Поток электронов (бета-частицы) может перемещаться по воздуху на расстояние до нескольких метров (в зависимости от энергии); в биологических тканях путь бета-частицы измеряется несколькими сантиметрами. Бета-излучение, как и альфа-излучение, представляет наибольшую опасность при контактном облучении, то есть при попадании в организм, на слизистые оболочки и при загрязнении кожи.

Гамма-излучение (излучение) — коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны <0,1 нм, возникающее при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное состояние, при взаимодействии быстро заряженных частиц с веществом (см излучение), аннигиляция электрон-позитронных пар и т д. Этот поток квантов энергии имеет волновые и корпускулярные свойства, не имеет электрического заряда. Высокая проникающая способность гамма-излучения обусловлена ​​отсутствием электрического заряда и значительным количеством энергии. Поэтому для ослабления потока гамма-излучения используются вещества, имеющие значительное массовое число (свинец, вольфрам, уран и др.) И всевозможные высокоплотные составы (различные бетоны с металлическими наполнителями).

Рентгеновское излучение (Торможение). Рентгеновское излучение похоже по физическим свойствам на гамма-излучение, но его природа совершенно иная. Он образуется в рентгеновской трубке в результате торможения электронов на вольфрамовой мишени. Энергия рентгеновского излучения не может превышать напряжение, приложенное к трубке. Это электромагнитное излучение с длиной волны 10-5-10-2 нм. Он излучается при торможении быстрых электронов в веществе (непрерывный спектр) и при переходах электронов с внешней электронной оболочки атома на внутреннюю (линейный спектр). Источники: рентгеновская трубка, некоторые радиоактивные изотопы (например, бета-излучатели), ускорители и устройства хранения электронов (синхротронное излучение).

Что такое источник излучения?

Источник ионизирующего излучения (источник излучения) — объект, содержащий радиоактивное вещество или техническое устройство, создающее или способное при определенных условиях создавать ионизирующее излучение.

Что такое период полураспада?

Период полураспада. Продолжительность существования радиоактивного элемента, т.е до тех пор, пока он не превратится в стабильный химический элемент (конечный продукт распада любого радионуклида), характеризуется периодом полураспада — интервалом времени, в течение которого он уменьшается вдвое, чем количество ядер данный радионуклид. Это означает, что уровень радиоактивного загрязнения территории 4 Кюри / км.кв, для радионуклида с периодом полураспада 30 лет (цезий-137) через 30 лет будет 2 Кюри / км.кв, после следующего 30 лет. Эта остаточная активность снова уменьшится в два раза и составит 1 Кюри / км.кв, через следующие 30 лет (т.е. 90 лет с момента заражения) 0,5 Кюри / км.кв и т.д.

Основные сведения о бета-облучении

Первооткрывателем таких лучей был французский ученый Анри Беккерель. Помимо него, значительный вклад в изучение характеристик этого формата излучения внесли Мария Складовская и Пьер Кюри. Вместе они были одними из первых, кто официально пострадал от бета-излучения.

Изучая, что такое бета-излучение, ученые обнаружили, что эти частицы рождаются при распаде атомных ядер. Причем это происходит только тогда, когда происходит распад атомов элементов с радиоактивными свойствами.

Из-за особенностей механизма образования скорость полета таких частиц может варьироваться. Принято считать, что минимальный порог здесь — отметка 100 тыс. Км / с. Максимальное ускорение может достигать уровня скорости света.

Допустимое расстояние, на которое могут проходить лучи, также быстро колеблется. Но уровень никогда не превышал 1800 см. Эта доказанная истина применима только к «бегу» в свободной среде, то есть в обычном воздухе.

Расстояние, которое бета-частицы могут перемещаться в биологических тканях, более ограничено. Лучи не могут проникнуть в тело человека на глубину более 2,5 см. Эта разница объясняется плотностью основной проникающей среды.

В ходе многочисленных исследований было установлено, что из-за своей малой массы частицы постоянно отклоняются прямым курсом. Из-за этого их траектория может быть совершенно неожиданной.

Если лучи попадут на незащищенную кожу, это негативно повлияет на верхний слой кожи. Яркий тому пример — данные о ликвидации последствий на Чернобыльской АЭС. Одно время люди, участвовавшие в операции по первичной очистке, сильно пострадали от бета-излучения. На их коже были зафиксированы значительные ожоги.

еще хуже, если вещество, облученное бета-частицами, каким-то образом попадет внутрь человеческого организма. Тогда он начнет «заражать» все ближайшие к нему органы.

Как и в случае с альфа-излучением, бета-лучи могут иметь два источника:

• естественный,
• искусственный.

В первом случае излучение представляет собой поток незначительных заряженных частиц. Кроме того, они могут нести не только отрицательный электрический заряд, но и положительный.

В природе бета-лучи в чистом виде не встречаются. Их можно найти только в составе сложных радиоактивных излучений. Так что, по крайней мере, там будут присутствовать альфа- и бета-частицы. Вы можете встретить его только в открытом космосе. Кроме того, источником могут быть богатства земных недр. Речь идет о различных полезных ископаемых, полезных для человечества. Их содержание будет включать наличие радиоактивных частиц.

Кроме того, к относительно естественным источникам можно добавить химические вещества распада, которые по умолчанию действуют как активные излучатели бета-частиц. Чаще всего это:

• прометий,
• криптон
• стронций.

Вместе с возможным смешанным излучением природы для современного человека таится опасность искусственного излучения. За это надо «благодарить» фирмы, использующие радиационные технологии. Атомные электростанции — это основные объекты, на которых люди используют радиацию в хороших целях.

Но не всегда специалистам удается контролировать радиоактивные процессы. По этой причине в мире регулярно происходят радиационные аварии разной степени тяжести. Во время аварии распад бета-частиц вызывает рождение еще одной порции атомов, которые опасны для всех живых существ. Таким образом рождаются компоненты с другими атомными номерами периодической таблицы.

Среди недавних примеров выделяется техногенная катастрофа, произошедшая в Японии. Атомная электростанция Фукусима стала источником появления радиоактивной воды. Из-за попадания в свободную среду опасных частиц содержание изотопов стронция и цезия стало в несколько тысяч раз выше нормы.