118. Ионизирующие электромагнитные излучения: воздействие на окружающую среду.

Излучение с очень высокой энергией, которое способно выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим излучением. Его источниками являются радиоактивные вещества горных пород или поступающие из космоса. К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа-, бета-излучение, нейтронное) и электромагнитные (гамма - излучение, рентгеновское) излучения. Корпускулярные излучения состоят из потока атомных и субатомных частиц, которые передают свою энергию всему, с чем сталкиваются.

Альфа-частица - это дважды ионизированный атом гелия ⁴₂Не. Она образуется в результате альфа-распада, например, изотопа урана

По сравнению с другими частицами, альфа-частицы имеют огромные размеры, высокую начальную скорость до 20000 км/с и длину пробега 2-12 см в воздухе и несколько миллиметров в жидкости или твердом веществе. Альфа-частицы задерживаются тонкой металлической фольгой, верхним слоем кожи человека или просто листом бумаги. Но, будучи остановленными, они вызывают сильную локальную ионизацию. 

Бета-излучение - это быстрые электроны, возникающие при радиоактивном распаде атомных ядер почти всех элементов. Кроме электронов, при этом выделяются также позитроны, нейтрино и антинейтрино. Скорость электронов доходит до скорости света, длина пробега в воздухе - несколько метров, а в ткани - несколько сантиметров. На 1 см пути создают около 50 пар ионов. Для защиты от бета-излучения нужен слой металла толщиной около 3 мм. Существует три разновидности бета-распада:

 β^-- распад или электронный распад,

 β⁺- распад или позитронный распад,

электронный захват

Гамма-излучение - один из видов коротковолнового электромагнитного излучения. Дина его волны меньше 1А. Возникает при радиоактивных полураспадах. Длина пробега сходна со световым излучением, только длина волны гораздо короче. Проникающая способность значительно больше рентгеновского излучения, и для их задержания требуется слой свинца толщиной более 20 см. Гамма - излучение легко проникает в живые ткани. Может пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, или же может вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути (рассеянная ионизация).

119. Измерение уровня ионизирующего электромагнитного загрязнения.

Детекторами служат ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики. Существуют разные методы регистрации излучений.

Ионизационный метод. При прохождении любого ионизирующего излучения в газах в результате ионизации образуются протоны и электроны. Если ионизация происходит в слое газа между двумя электродами, имеющими различные потенциалы, то протоны и электроны двигаются, и образуется ток. Тем самым регистрируется ионизационное излечение. На данном методе работают ионизационные камеры.

Сцинтилляционный метод. Его физическая основа - возбуждение и ионизация атомов и молекул вещества при прохождении через него заряженных частиц. Через некоторое время атомы и молекулы из возбужденного состояния снова переходят в основное состояние, испуская при этом световое излучение, спектр которого зависит от структуры энергетических уровней атомов и молекул вещества. Сцинтилляторы бывают органические и неорганические в виде монокристаллов.

Люминесцентный метод. Сущность метода в том, что образованные в веществе - люминофоре под действием ионизирующего излучения носители заряда (электроны и дырки) локализуются в так называемых центрах захвата, в результате чего происходит накопление поглощенной энергии, которая может быть затем освобождена при дополнительном возбуждении атомов или молекул вещества (освещением - радиофотолюминесценция или нагреванием - радиотермолюминесценция). Наблюдаемые при этом оптические эффекты могут служить мерой поглощенной энергии.

Фотографический метод. Воздействие излучения на фотоэмульсию приводит к эффекту аналогичному воздействию видимого света.