Види іонізуючих випромінювань

Ефективність захисту від іонізуючого випромінювання, в значній мірі, залежить від знання його природи і властивостей. Всі іонізуючі випромінювання можна розділити на дві групи: електромагнітні, до яких відносяться рентгенівське і γ-випромінювання, і корпускулярні, або випромінювання різних видів ядерних частинок. Рентгенівське і γ-випромінювання належить до широкого спектру електромагнітних випромінювань і розміщене після ультрафіолетового. Ці види випромінювань відрізняються довжиною хвилі, та енергією. Найкоротшу довжину хвилі і найбільшу частоту електромагнітних коливань в цьому спектрі мають рентгенівські і γ-випромінювання. Чим менша довжина хвилі, тим більша енергія і більша проникна здатність.

Вважається, що рентгенівські і γ-промені випромінюються у вигляді згустків енергії, які називаються квантами. Енергія, наприклад, γ-кванта кобальту-60 рівна 1330000еВ. Сонце є джерелом ренгенівського випромінювання, яке фіксується тільки спеціальними приладами, встановленими на супутниках, космічних станціях та інших космічних апаратах. Це випромінювання поглинається Земною атмосферою, інакше воно б знищило все живе. Рентгенівське випромінювання також генерується відповідними пристроями, які використовуються в цілях діагностики і лікування хворих, а також для інших цілей.

Гама-випромінювання утворюються при радіоактивному розпаді ядер. Енергія гама -випромінювання може мати різні значення — від десятків тисяч до мільйонів електрон-вольт. Це електромагнітне випромінювання найкоротшого діапазону з довжиною хвилі λ<10^-7мм. Поширюється γ-випромінювання із швидкістю світла (с ≈ 3·10⁸ м/с) та викликає іонізацію атомів речовини. Чим вище енергія γ-випромінювання і відповідно менша довжина його хвилі, тим вище проникна здатність. Гама-випромінювання володіє високою проникною здатністю. В атмосфері Землі, в залежності від енергії, гама-випромінювання може проникати на сотні кілометрів. В якості захисту від γ-випромінювання використовується свинець, бетон або інші матеріали з високою густиною.

До іонізуючих випромінювань, відносяться також випромінювання різного виду ядерних частинок. Легкими ядерними частинками вважають β- частинки, а до числа важких ­­– α-частинки.

Бета-випромінювання - це потік електронів або позитронів. Вони виникають в ядрах атомів при радіоактивному розпаді і миттєво випромінюються. Їх проникна здатність така, що вони можуть проходити через шар повітря до 15 м та води товщиною 1-2 см.Для захисту від β- частинок, як правило достатньо листа алюмінію товщиною декілька міліметрів. При зовнішньому опроміненні β-частинками на відкритих поверхнях шкіри людини можуть з΄явитися радіаційні опіки різного ступеню.

У випадку надходження джерел β- випромінювання в організм з їжею, водою і повітрям відбувається внутрішне опромінення організму, здатне привести до тяжкого променевого ураження.

Альфа–випромінювання - це потік важких позитивно заряджених частинок. Вони в 7300 раз важчі від β- частинок. Альфа – частинки це ядра атома гелію: вони складаються з двох протонів і двох нейтронів і несуть два додатні заряди. Ці частинки утворюються при радіоактивному розпаді деяких елементів з великим порядковим номером, в основному це трансуранові елементи з атомними номерами більшими за 92.

Альфа–випромінювання мають велику іонізуючу здатність, але проникають в тканину людини на малу глибину (0,02-0,06 см). Альфа-частинки, при опроміненні людини, проникають лише на глибину поверхневого шару шкіри, захиститись від них можна листком паперу. Їх проникна здатність в повітрі не перевищує 11 см. Таким чином, у випадку зовнішнього опромінення, захиститися від несприятливої дії альфа-частинок досить просто і вони здавалося б, не складають серйозної загрози здоров'ю людини. Стан змінюється у випадку, коли джерела альфа-вииромінювання потрапляють в організм людини з їжею, водою або повітрям. В такому випадку вони є надзвичайно небезпечними.

Нейтрони - це частинки, які не мають електричного заряду. Ці частинки вилітають з ядер атомів при деяких ядерних реакціях, зокрема, при реакціях поділу ядер урану або плутонію. Іонізація середовища нейтронним випромінюванням відбувається зарядженими частинками, які утворюються при взаємодії нейтронів з речовиною. Особливістю нейтронного випромінювання є здатність перетворювати атоми стабільних елементів в їх радіоактивні ізотопи, що різко підвищує небезпеку нейтронного опромінення. Від нейтронного випромінювання добре захищають матеріали в яких є водень (вода, поліетилен та інш.).

Всі захисні заходи від дії іонізуючих випромінювань базуються на знаннях властивостей кожного виду випромінювань, характеристиках їх проникної здатності, особливостей ефектів іонізації.