Глава 4

ОСНОВЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ТАМОЖЕННОГО КОНТРОЛЯ ДЕЛЯЩИХСЯ И РАДИОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Виды ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения (ИИ) получили свое название по свой- ству, отличающему их от остальных и излучений — по способности вы- зывать ионизацию атомов и молекул в облучаемом веществе Элемен- тарный акт взаимодействия излучения с веществом — это поглощение энергии кванта валентным электроном, приводящее к переходу атома или молекулы а возбужденное состояние вплоть до высвобождения электрона. Оставшаяся часть атома или молекулы, приобретая поло- жительный заряд, становится положительным ионом.

Свободный электрон, ассоциируясь с одним из нейтральных ато- мов, порождает отрицательный ион. Для ионизации большинства хи- мических элементов, входящих в состав биосубстратов, необходимо поглощение всего 10—12 эВ энергии. Это так называемый потенциал ионизации. Если энергия, передаваемая веществу, меньше потенциала ионизации, происходит лишь возбуждение атомов или молекул.

Другое важное свойство ИИ — это проникающая способность. Глу- бина проникновения ИИ зависит, с одной стороны, от природы излуче- ния, а с другой — от состава и плотности облучаемого объекта.

По своей природе все ИИ подразделяются на электромагнитные и корпускулярные излучения.

К электромагнитным относятся рентгеновское и у-излучение. Элек- троны и позитроны (В-частипы). протоны (ядра водорода), дейтроны (ядра дейтерия), а-чаетицы (ядра гелии) и тяжелые ионы (ядра других элементов) имеют корпускулярную природу. Кроме того, к корпуску- лярным излучениям относят не имеющие заряда нейтроны и отрица- тельно заряженные мезоны, в частности п-мезоны, имеющие значи- тельную перспективу использования в радиационной онкологии.

Альфа- и бета-излучения обладают слабой проникающей способно- стью. В-излучение полностью поглощается 2-3-миллиметровым слоем металла, а а-излучение — даже тонким слоем обычной бумаги. Однако радионуклиды, излучающие а- и В-частицы, при попадании внутрь ор- ганизма могут представлять большую опасность для человека.

Излучения, состоящие из заряженных частиц — электронов, пози- тронов (р-частиц). а-частиц (ядер гелия) и др., которые при прохожде- нии через вещество непосредственно ионизируют атомы и молекулы, называют непосредственно ионизирующими.

Незаряженные частицы — нейтроны и фотоны — могут создавать непосредственно ионизирующее излучение и (или), взаимодействуя с веществом, вызывать ядерные превращения, порождая вторичные заряженные частицы и передавая нм часть своей энергии. Взаимодей- ствие этих вторичных частиц с веществом также приводит к его иони- зации. Такие излучения называют косвенно ионизирующими.

Фотонное излучение — электромагнитное косвенно ионизирующее излучение.

Рентгеновское излучение — фотонное излучение, состоящее из тор- мозного и (иди) характеристического излучения; генерируемое рент- геновскими аппаратами.

Характеристическое излучение — фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетиче- ского состояния атома.

Тормозное излучение — фотонное излучение с непрерывным энер- гетическим спектром, испускаемое при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц.

Область, в которой распространяется излучение, называют полем излучения и характеризуют¹

¹ Кутьков В. А., Разив Ф. И., Фертман Д. Шумов С. А. Терминология ядерною при- боростроения: Справочное пособие в 2-х т. Т. I. Ядерное приборостроение. Физические явления и основные понятия. — М : Технология. 2006.

Основы и технические средства таможенного контроля...

• энергией частиц;

• направлением их распространения;

• флюенсом частиц ¹ и т. д.

Существует несколько основных типов направленности излучения:

• поле точечного изотропного источника — излучение, в поле ко- торого частицы и фотоны распространяются из одной точки по всем возможным направлениям с одинаковой вероятностью;

• мононаправленность — излучение, в поле которого все частицы и фотоны распространяются в одном направлении, образуя пло- скопараллсльный пучок излучения;

• изотропное — излучение, в поле которого любые направления распространения частиц и фотонов являются равновероятными.

Свойства среды, в которой распространяется излучение, оказывает существенное влияние на его поле.