Биологические эффекты воздействия ионизирующего из­лучения на организм человека.

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение атомов одних химических элементов в атомы других химических элементов. Явление радиоактивности открыл Анри Беккерель в 1896 году, обнаруживший испускание солями урана (U) лучей, обладающих высокой проникающей способностью.

При радиоактивном распаде из атомного ядра испускаются частицы. В зависимости от типа испускаемых частиц существуют различные виды радиоактивных превращений. Это α-распад (испускание α-частиц, представляющих собой ядра гелия), β--распад (испускание электрона). Иногда к видам радиоактивных превращений ошибочно относят γ-излучение. На самом деле испускание γ-лучей не является видом радиоактивного распада, так как при этом не происходит превращения элементов, а представляет собой электромагнитное излучение малых длин волн. Указанные виды распада встречаются в природе. Изучение искусственных радиоизотопов позволило обнаружить новые виды радиоактивных превращений: β+ распад, или испускание позитрона, и К-захват, или электронный захват (поглощение ядром электрона с ближайшей электронной оболочки). Предсказана и доказана возможность существования других видов радиоактивности – протонной, двупротонной, нейтронной, двунейтронной, «углеродной», «неоновой».

Явление радиоактивности характеризуется тремя факторами: 1) скоростью радиоактивного распада; 2) видом испускаемых частиц; 3) энергией испускаемых частиц. Радиоактивный распад сопровождается гамма-излучением. Распадаясь, радиоактивные элементы могут превращаться в другие радиоактивные элементы, которые тоже в свою очередь распадаются, или в нерадиоактивные, то есть стабильные элементы, в этом случае дальнейший распад не происходит.

Существуют разновидности одного и того же элемента, они могут быть радиоактивными и нерадиоактивными. Радиоактивные разновидности называются радионуклидами. Для каждого радиоактивного элемента существует строго определенное время, за которое распадается половина от количества элемента. Это время называется периодом полураспада. Период полураспада у различных элементов составляет от долей секунды до миллиардов лет. Однако большинство радионуклидов характеризуются периодами полураспада от 30 секунд до 10 суток.

Ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение представляет собой поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, которые возникают в процессе радиоактивного распада тех, или иных элементов. Этот поток характерен тем, что при прохождении через среду он вызывает ионизацию и возбуждение атомов или молекул среды. К ионизирующему излучению относится гамма-излучение, рентгеновское излучение, излучение альфа-частиц, бета-частиц, протонов, электронов и некоторые другие. Любой объект, содержащий радиоактивное вещество является источником ионизирующего излучения. Кроме того, источником ионизирующего излучения может являться технический объект, способный испускать ионизирующее излучение.

Гамма-кванты, альфа-частицы, бета-частицы обладают огромной энергией и растрачивают ее в веществе, через которое они проходят, причем вещество может быть любое. Движущаяся с огромной скоростью частица срывает электроны из оболочек атомов вещества, через которое она движется. Это приводит к тому, что в веществе происходит образование новых заряженных частиц – электронов с отрицательным зарядом и положительно заряженных ионов атома с недостающим электроном. Скорость расходования энергии частицы на ионизацию тем выше, чем больше плотность среды, через которую пролетает частица. Это значит, что ионизация плотной среды выше, чем разряженной, например, воздуха. Длина пробега частиц в плотной среде меньше, чем в разряженной. Например, длина пробега бета-частицы в воздухе составляет несколько метров, в живых тканях – несколько миллиметров, в металле несколько десятков микрон. Траектории бета-частиц искривляются из-за сильного взаимодействия с электронными оболочками атомов. Альфа-частицы более тяжелые, они сильнее ионизируют вещество, но их пробег прямолинеен и значительно короче. В воздухе пробег альфа-частицы составляет 5-7 см, в плотных вещест вах – не более 10 – 20 мкм. Самой высокой проникающей способностью обладают гамма-кванты, их пробег в воздухе составляет десятки метров, живые организмы они проходят насквозь.