Альфа излучение: виды излучения, основные источники, применение

Что такое альфа-излучение и особенности

Чтобы понять, что такое альфа-излучение, необходимо изучить характеристики этого излучения.

Поток состоит из частиц со следующими свойствами:

1. Достаточно низкая стартовая скорость. Высокая относительная масса отрицательно снижает способность частицы двигаться.
2. Способность создавать 200 000 пар ионов в 1 см³ вещества. Это возможно при соблюдении определенных условий: отсутствие препятствий на пути движения, средняя температура воздуха + 15 ° С, атмосферное давление нормальное.
3. Короткая продолжительность жизни. Это связано с тем, что ионизация требует больших затрат энергии. При уменьшении скорости движения ионизирующая способность частицы резко возрастает.
4. Путь движения частиц по воздуху, не превышающий 11 см (при благоприятных условиях). Жидкости и твердые тела препятствуют распространению альфа-лучей. Сюда не может уйти даже 1 мм.

Защита от радиации расстоянием

Самый надежный способ защитить себя от радиоактивного излучения — как можно скорее уйти от источника излучения. Расстояние зависит от интенсивности излучения, климатических условий и местности. Например, в горах распространение радиации значительно меньше, чем в низинах, поскольку горы являются естественным барьером для радиации и значительно уменьшают ее. А с ветром вы должны идти против ветра, так как большая часть радиоактивной пыли разносится ветром. А по возможности вы можете отнести источник радиации в безопасное место или для захоронения.

Почему происходит альфа-распад?

Два фундаментальных взаимодействия играют важную роль в альфа-распаде: ядерная сила (ближняя) и электромагнитная сила (дальняя). Сила притяжения ядерных сил (действующих между нейтронами) намного больше, чем сила отталкивания электромагнитных сил (действующих между протонами). Следовательно, ядерная сила удерживает атомное ядро ​​вместе.

Однако, когда общая деструктивная электромагнитная сила преодолевает ядерную, атомное ядро ​​распадается на две или более части. Исследования показывают, что ядро, содержащее более 209 нуклонов, настолько велико, что электромагнитное отталкивание между его протонами часто побеждает притягивающую ядерную силу, сдерживающую его.

Это связано с тем, что сила ядерной силы быстро падает мимо фемтометра, в то время как электромагнитная сила сохраняет ту же силу на больших расстояниях.

Классическая физика предотвращает ускользание альфа-частиц от сильных ядерных сил внутри ядра. Квантовая механика, однако, позволяет альфа-частицам уходить через квантовое туннелирование, даже если у них недостаточно энергии для преодоления ядерной силы.

Полупроводники и сцинтилляторы

вместо ионизационной камеры можно использовать полупроводниковый датчик. Самый простой пример — обычный диод, на который подается блокирующее напряжение: при попадании ионизирующей частицы в pn переход она создает дополнительные носители заряда, что приводит к появлению импульса тока. Для увеличения чувствительности используются так называемые pin-диоды, в которых между полупроводниковыми слоями p и n находится относительно толстый слой нелегированного полупроводника. Эти датчики компактны и могут измерять энергию частиц с высокой точностью. Но объем чувствительной области невелик и поэтому чувствительность ограничена. К тому же они намного дороже газоразрядных.

Другой принцип заключается в подсчете и измерении яркости свечения некоторых веществ при поглощении частиц ионизирующего излучения. Эти вспышки невозможно увидеть невооруженным глазом, но специальные высокочувствительные устройства — фотоэлектронные умножители — способны на это. Они даже позволяют измерить изменение яркости во времени, которое характеризует потерю энергии каждой отдельной частицей. Датчики, основанные на этом принципе, называются сцинтилляционными датчиками.

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.

Виды излучения

Есть такие виды излучения:

1. Альфа. Он состоит из массивных и положительно заряженных ядер атомов гелия. Это происходит при распаде сложных химических элементов, таких как торий или уран. При контакте с веществом начинается взаимодействие, при котором частицы теряют большую часть своей энергии. Благодаря низкой проникающей способности излучение задерживается простым листом бумаги. Альфа-лучи разрушают клетки живого организма, вызывая опасные последствия.
2. Бета. Образуется в фазе превращения одного атома в другой. Скорость частиц близка к скорости света, что придает им высокую проникающую способность. Индекс ионизации ниже, чем у альфа-лучей. Бета-излучение не улавливается одеждой и кожей человека. При прохождении через лист часть энергии теряется. Бета-излучение вредно для организма, находящегося на расстоянии 100 м от источника.
3. Нейтрон. Это происходит в ядерных реакторах или после взрыва ядерной бомбы. Это излучение исходит от звезд, где происходят бурные термоядерные реакции. При взаимодействии с веществом структура атомов практически не меняется, однако проникающая способность считается высокой. Нейтронное излучение задерживается водой или полиэтиленом. Радиация также может нанести вред животным, людям и растениям.
4. Диапазон. Он состоит из фотонов, образовавшихся при распаде атомов радиоактивного вещества. Частицы движутся со скоростью света. Высокая пробивающая способность позволяет преодолевать препятствия в металле или бетоне. Гамма-частицы слабо взаимодействуют с веществом. Основная опасность заключается в возможности путешествовать на большие расстояния.
5. Рентгеновские лучи.Он состоит из фотонов и возникает, когда электрон перемещается с одной орбиты одного атома на другую. Способность проникать в ткани меньше, чем у гамма-частиц. Это объясняется большей длиной волны.

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.)

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.

Скорость распада изотопа (период полураспада)

Каждый радионуклид распадается со своей уникальной скоростью, которая не может быть изменена никакими химическими или физическими процессами. Полезным показателем этой скорости является период полураспада радионуклида.

Период полураспада определяется как время, необходимое для снижения активности определенного радионуклида до половины его первоначального значения. Другими словами, половина атомов вернулась в более стабильное материальное состояние.

Период полураспада радионуклидов колеблется от микросекунд до миллиардов лет.

Период полураспада двух обычно используемых промышленных изотопов составляет 74 дня для иридия-192 и 5,3 года для кобальта-60. Более точные расчеты можно сделать для периода полураспада этих материалов, однако обычно используются эти времена.

Обратите внимание, что углерод-14 не используется в радиографии, но это один из многих полезных радиоактивных изотопов, используемых для определения возраста окаменелостей.

Области применения гамма-лучей

Даже смертоносные лучи любопытные умы ученых нашли применение. В настоящее время гамма-излучение используется в различных отраслях промышленности, приносит пользу науке, а также успешно применяется в различных медицинских устройствах.

Способность изменять структуру атомов и молекул оказалась полезной при лечении серьезных заболеваний, разрушающих организм на клеточном уровне.

Для лечения онкологических новообразований гамма-лучи незаменимы, так как они могут разрушить аномальные клетки и остановить их быстрое деление. Иногда невозможно ничем остановить аномальный рост раковых клеток, поэтому на помощь приходит гамма-излучение, где клетки полностью разрушаются.

Гамма-ионизирующее излучение используется для уничтожения патогенной микрофлоры и различных потенциально опасных загрязнителей. Медицинские инструменты и устройства стерилизованы радиоактивными веществами. Также этот вид излучения используется для дезинфекции некоторых продуктов.

Гамма-лучи проходят сквозь различные цельнометаллические изделия в космос и другие области, чтобы обнаружить скрытые дефекты. В тех отраслях производства, где требуется максимальный контроль качества продукции, этот вид проверки просто незаменим.

С помощью гамма-лучей ученые измеряют глубину бурения, получают данные о возможности залегания различных горных пород. Гамма-лучи также можно использовать в разведении. Некоторые отобранные растения облучают строго измеренным потоком, чтобы получить необходимые мутации в их геноме. Таким образом, селекционеры получают новые сорта растений с необходимыми им свойствами.

Гамма-поток используется для определения скорости космических аппаратов и искусственных спутников. Отправляя лучи в космическое пространство, ученые могут определять расстояние и моделировать траекторию космического корабля.

Нейтральная опасность

Но первое место в рейтинге опасности, несомненно, занимают быстрые нейтроны. Нейтрон не имеет электрического заряда и поэтому взаимодействует не с электронами, а с ядрами — только «прямым попаданием». Поток быстрых нейтронов может проходить через слой вещества в среднем от 2 до 10 см, не взаимодействуя с ним. Кроме того, при столкновении тяжелых элементов с ядром нейтрон отклоняется только в сторону, почти не теряя энергии. И когда он сталкивается с ядром водорода (протоном), нейтрон передает ему около половины своей энергии, заставляя протон выпадать со своего места. Именно этот быстрый протон (или, в меньшей степени, ядро ​​другого легкого элемента) вызывает ионизацию вещества, действуя как альфа-излучение. В результате нейтронное излучение, как и гамма-кванты, легко проникает в тело, но почти полностью там поглощается, создавая быстрые протоны, вызывающие большие разрушения. Кроме того, нейтроны — это то самое излучение, которое вызывает индуцированную радиоактивность в облученных веществах, то есть превращает стабильные изотопы в радиоактивные. Это крайне неприятный эффект: например, оказавшись в центре радиационной аварии, альфа-, бета- и гамма-пыль может смываться с транспортных средств, но нейтронную активацию исключить невозможно: само тело излучает впечатляющий эффект воздействия нейтронная бомба, активировавшая броню танков).

Доза и потенция

При измерении и оценке радиации используется так много разных понятий и единиц, что неудивительно, что обычный человек сбивается с толку.
Доза облучения пропорциональна количеству ионов, производимых гамма-лучами и рентгеновскими лучами на единицу массы воздуха. Его принято измерять рентгеновскими лучами (R).
Поглощенная доза показывает количество энергии излучения, поглощенной единицей массы вещества. Раньше его измеряли в рад (рад), а теперь в серых тонах (Gr).
Эквивалентная доза также учитывает разницу в разрушительной силе разных типов излучения. Раньше его измеряли в «биологических эквивалентах рад» — бэр (бэр), а теперь — в зивертах (Зв).
Эффективная доза также учитывает различную чувствительность различных органов к радиации: например, облучение руки намного менее опасно, чем спина или грудь. Раньше его измеряли в тех же бэр, теперь — в зивертах.
Преобразование одних единиц измерения в другие не всегда корректно, но в среднем принято считать, что экспозиционная доза гамма-излучения в 1 Р причиняет организму такой же ущерб, как и эквивалентная доза в 1/114 Зв серый и от бэр к зиверту очень просто: 1 Гр = 100 рад, 1 Зв = 100 бэр. Чтобы преобразовать поглощенную дозу в эквивалентную, используют т.н. «Добротность излучения» равна 1 для гамма- и бета-излучения, 20 для альфа-излучения и 10 для быстрых нейтронов. Например, 1 Гр быстрых нейтронов = 10 Зв = 1000 бэр.
Мощность естественной эквивалентной дозы (МЭД) внешнего облучения обычно составляет 0,06–0,10 мкЗв / ч, но в некоторых местах может быть менее 0,02 мкЗв / ч или выше 0,30 мкЗв / ч. Уровень более 1,2 мкЗв / ч в России официально считается опасным, хотя в салоне самолета во время полета МЭД может многократно превышать это значение. А экипаж МКС подвергается воздействию излучения мощностью около 40 мкЗв / ч.

В природе нейтронное излучение очень незначительно. Фактически риск облучения существует только во время ядерной бомбардировки или серьезной аварии на АЭС с растворением и выбросом в окружающую среду большей части активной зоны реактора (и даже в этом случае только в первые секунды).

Характерные свойства

Альфа-лучи — это воздействие электромагнитного или магнитного поля на радиоактивное вещество. Мощность излучения зависит от радиоактивного вещества, которое использовалось для его получения. Например, уран имеет энергию альфа-излучения 4,6 МэВ. В этом случае дальность (начальная скорость) альфа-частицы достигает 15000 км / с. По мере того как лучи движутся в пространстве, их частицы движутся все медленнее и в результате сравниваются со скоростью молекул вещества. После замедления положительно заряженные частицы притягивают к себе электрон и образуют атом гелия.

Энергия излучения тратится на получение ионов из атома. Его лучи, перемещаясь в воздухе на высоту до 10 мм, образуют около 30 000 пар ионов. Именно из-за способности к ионизации альфа-лучи в окружающей среде распространяются не более чем на 11 см, а в твердых телах излучение усиливается только на сотые доли миллиметра. При этом радионуклиды плутония и урана практически не могут перемещаться по тканям человеческого тела. Обычная футболка или лист бумаги для них непреодолимые препятствия.

Способы защиты от гамма-излучения внутри зданий

Для защиты от внутреннего излучения принимаются меры по снижению скопления опасной радиоактивной пыли — это специализированное покрытие стен, полов, потолков, регулярная влажная уборка помещений, устройство эффективной вытяжной вентиляции.

Кроме того, требуется тщательная личная гигиена персонала, использование средств индивидуальной защиты от альфа-излучения (это комбинезон, головные уборы, защитные очки, резиновые перчатки, ботинки, респираторы или противогазы). При надевании и снятии СИЗ, чтобы не загрязнять одежду и кожу, окружающие предметы, необходимо строго соблюдать инструкцию, контролировать дозу рентгеновских лучей и другого излучения.

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.

Основные источники

Источники альфа-излучения.

Основными источниками альфа-излучения являются:

1. Образование изотопов гелия. Наблюдается при распаде тяжелых атомов.
2. Межзвездный газ. Образуется при увеличении скорости движения ядер гелия в космосе. Эти частицы пытаются преодолеть гравитацию.
3. Научные эксперименты. Эксперименты проводятся на ускорителях в лабораторных условиях. Оборудование генерирует излучение с заданными характеристиками.
4. Промышленность. Источниками являются объекты атомной энергетики и урановой промышленности.

Понятие

Ученый Э. Резерфорд решил провести эксперимент и поместил излучатель в магнитное поле. В результате поток был разделен на три разные части: альфа, бета, гамма-излучение.

Проведя более детальные эксперименты, ученый смог определить, что же такое альфа-излучение на самом деле. По параметрам частицы полностью идентичны атомам элемента гелия. Разница в том, что эти частицы заряжены положительно, а это значит, что в них отсутствуют оба электрона.

Альфа- и бета-излучения относятся к испусканию частиц. При этом они покидают ядро ​​со скоростью около двадцати тысяч километров в секунду. В результате происходит довольно сильная ионизация, которая приводит к изменению структуры вещества и его химических свойств.

Какие характеристики применимы к этому виду излучения? Чем он отличается от других?

Газоразрядные счетчики

Радиацию можно обнаружить и измерить с помощью различных датчиков. Самыми простыми являются ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и счетчики расхода газа Гейгера-Мюллера. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку с газом (или воздухом), по оси которой натянута проволока — электрод. Между корпусом и проводом подается напряжение и измеряется протекающий ток. Ключевое различие между датчиками только в величине приложенного напряжения: при малых напряжениях — ионизационная камера, при высоких — газоразрядный счетчик, где-то посередине — пропорциональный счетчик.

Сфера из плутония-238 светится в темноте, как лампочка мощностью в один ватт. Плутоний токсичен, радиоактивен и невероятно тяжел: один килограмм этого вещества умещается в 4-сантиметровом кубе.

Камеры ионизации и пропорциональные счетчики позволяют определить энергию, которую каждая частица передала газу. Счетчик Гейгера-Мюллера только считает частицы, но его показания очень легко получить и обработать — мощности каждого импульса достаточно, чтобы вывести его непосредственно на небольшой динамик! Важной проблемой газоразрядных счетчиков является зависимость скорости счета от энергии излучения при одном и том же уровне излучения. Для его выравнивания используются специальные фильтры, поглощающие часть мягкого диапазона и все бета-излучение. Для измерения плотности потока бета- и альфа-частиц такие фильтры делают съемными. Кроме того, для повышения чувствительности к бета- и альфа-излучению используются «концевые счетчики»: это диск с дном, похожим на электрод, и второй проволочный спиральный электрод. Крышка терминальных счетчиков состоит из очень тонкой (10-20 мкм) пластинки слюды, через которую легко проходит мягкое бета-излучение и даже альфа-частицы.