Билет 23
Антропогенные источники ионизирующего излучения
Ионизирующее излучение - это любое излучение, которое прямо или косвенно вызывает ионизацию окружающей среды (образование положительно и отрицательно заряженных ионов).
Ионизирующее излучение существует в течение всего периода существования Земли, оно распространяется в космическом пространстве. Природными источниками ионизирующих излучений являются космические лучи, а также радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре.
Искусственными источниками ионизирующих излучений являются рентгеновские установки, ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы, искусственные радиоактивные изотопы, приборы средств связи высокого напряжения и т.п. Как естественные, так и искусственные ионизирующие излучения могут быть электромагнитными (фотонными или квантовыми) и корпускулярными.
Термин "ионизирующее излучение" характеризует любое излучение, которое прямо или косвенно вызывает ионизацию окружающей среды (образование положительно и отрицательно заряженных ионов).
Особенностью ионизирующих излучений является то, что все они отличаются высокой энергией и вызывают изменения в биологической структуре клеток, которые могут привести к их гибели. На ионизирующие излучения не реагируют органы чувств человека, что делает их особенно опасными.
Ионизирующее излучение существует в течение всего периода существования Земли, оно распространяется в космическом пространстве. Влияние источников ионизирующего излучения на организм человека начал исследоваться после открытия явления радиоактивности в 1896 г. французским ученым Анри Беккерелем, а затем исследован Марией и Пьером Кюри, которые в 1898 году пришли к выводу, что излучение радия является результатом его превращения в другие элементы. Характерным примером такого преобразования является цепная реакция превращения урана-238 в стабильный нуклид свинца-206.
Уран-238 → Терри - 234 → Протактиний - 234 → Уран - 234 → Свинец-206
На каждом этапе такого преобразования высвобождается энергия, которая затем передается в виде излучений. Открытию Беккереля и исследованию Кюри предшествовало открытие неизвестных лучей, которые в 1895 году немецкий физик Вильгельм Рентген назвал Х-лучами, а в дальнейшем в его честь назван рентгеновскими.
Первые же исследования источников ионизирующих излучений позволили установить их опасные свойства. Об этом свидетельствует то, что более 300 исследователей, проводивших эксперименты с этими материалами, умерших вследствие облучения.
Все источники ионизирующего излучения делятся на естественные и искусственные (антропогенные).
Природными источниками ионизирующих излучений являются космические лучи, а также радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре.
Рентгеновское излучение возникает в результате изменения состояния энергии электронов, находящихся на внутренних оболочках атомов, и имеет длину волны (1000 - 1) ? 10-12 м. Это излучение является совокупностью тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых не превышает 1 МэВ.
Характеристическим называют фотонное излучение с дискретным спектром, возникающее при изменении энергетического состояния атома.
Тормозное излучение - это фотонное излучение с непрерывным спектром, которое возникает при изменении кинетической энергии заряженных частиц.
Рентгеновские лучи проходят ткани человека насквозь.
Гамма (γ)-излучения возникают при возбуждении ядер атомов или элементарных частиц. Длина волны (1000 - 1) ? 10-10 м.
Источником γ-излучения являются ядерные взрывы, распад ядер радиоактивных веществ, они образуются также при прохождении быстрых заряженных частиц через вещество. Благодаря значительной энергии, находится в пределах от 0,001 до 5 МэВ в естественных радиоактивных веществ и до 70 МэВ при искусственных ядерных реакциях, это излучение может ионизировать различные вещества, а также характеризуется большой проникающей способностью, во-излучение проникает сквозь большие толщи вещества. Распространяется оно со скоростью света и используется в медицине для стерилизации помещений, аппаратуры, продуктов питания.
Альфа (а)-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из а-частиц (ядер гелия), которые образуются при ядерных превращениях и движутся со скоростью около до 20 000 км / с. Энергия а-частиц - 2-8 МэВ. Они задерживаются листом бумаги, практически неспособны проникать сквозь кожный покров. Поэтому а-частицы не несут серьезной опасности, пока они не попадут внутрь организма через открытую рану или через кишечно-желудочный тракт вместе с пищей, а-частицы проникают в воздух на 10-11 см от источника, а в биологических тканях на 30 - 40 мкм.
Бета (β)-излучение - это электронное и позитронно ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при ядерных превращениях. Скорость (3-частиц близка к скорости света, они имеют меньшую ионизирующую и большую проникающую способность по сравнению с а-частицами. (3-частицы проникают в ткани организма на глубину до 1-2 см, а в воздухе - на несколько метров, они полностью задерживаются слоем грунта толщиной 3 см.
Потоки нейтронов и протонов возникают при ядерных реакциях, их действие зависит от энергии этих частиц.
Контакт с источником ионизирующего излучениея представляет собой серьезную опасность для жизни и здоровья человека.