Вопрос 8. Неионизирующие электромагнитные поля и излучения. Лазерное излучение. Ионизирующие излучения.

К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям относят электромагнитные излучения радиочастотного и оптического диапазонов. К ним условно также относят статические электрические и постоянные магнитные поля, хотя они излучениями не являются.

Электромагнитные излучения (ЭМИ) распространяются в виде электромагнитных волн. Основными физическими характеристиками волн являются: длина волны — Я, м, частота колебаний — Гц и скорость распространения — V, м/с. Указанные параметры связаны между собой следующим соотношением:

Электромагнитное поле — это фундаментальное физическое поле, которое взаимодействует с электрически заряженными телами, и представляет собой совокупность электрических и магнитных полей, которые могут, при каких-либо определённых условиях, порождать друг друга. Основными физическими параметрами электромагнитного поля радиочастот являютсяих магнитные свойства

К волновым свойствам, обладающим биологическим действием, относят отражение, преломление, интерференцию и дифракцию. Волновые характеристики ЭМЛ определяют степень поглощения их тканями и глубину проникновения в них.

Кроме волновых свойств, различают и квантовые параметры электромагнитного излучения. При этом излучение рассматривается как прерывистый процесс в виде отдельных элементарных порций — квантов.

Биологическое действие электромагнитного излучения, особенно ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-диапазонов частот, определяется главным образом энергией кванта. В радиодиапазоне эта энергия минимальна и не имеет биологического значения.

Неионизирующие электромагнитные излучения и поля по происхождению делятся на естественные и антропогенные.

В спектре естественных электромагнитных полей условно можно выделить несколько составляющих — это постоянное магнитное поле Земли, электростатическое поле и переменные электромагнитные поля в диапазоне частот от 10~3 Гцдо 1012 Гц.

Антропогенными источниками излучения электромагнитной энергии в окружающую среду являются антенные системы радиолокационных станций (РЛС), радио - и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, воздушные линии электропередачи и др. Лазерное излучение представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Лазеры широко применяются в самых различных областях человеческой деятельности благодаря таким уникальным свойствам, как высокая степень когерентности и монохроматичности излучения, малая расходимость луча, острая фокусировка излучения и возможность получения огромной плотности мощности излучения.

Лазерные системы помимо широкого научно-технического и промышленного использования имеют разнообразное применение в медицине, биологии, биотехнологии, генной инженерии и т.п.

По виду лазерное излучение подразделяют на прямое; рассеянное; зеркально-отраженное; диффузное.

Свойства лазерного излучения. Интенсивность излучения. В отличие от всех известных оптических источников излучение лазеров обладает чрезвычайно высокой интенсивностью. Мощность твердотельного оптического квантового генератора (ОКГ) может достигать 10¹² Вт. При фокусировке это излучение можно сконцентрировать в малом пятне. Плотность мощности лазерного излучения может достигать высоких значений - порядка 10¹⁷ Вт см^-2 и более. При воздействии такого излучения на вещество развиваются высокие температуры порядка 10⁶ К. и выше. Естественно, что никакой тугоплавкий материал не выдержит такой плотности излучения. Время воздействия таких плотностей в случае импульсного действия гораздо меньше времени установления стационарного процесса, при этом происходит взаимодействие интенсивного излучения с веществом в локальном объеме, т.е. в области облучения, не затрагивая соседние области.

Ионизи́рующее излуче́ние — это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

Природа ионизирующего излучения

наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:

• Коротковолновое электромагнитное излучение (поток фотонов высоких энергий):

  • рентгеновское излучение;

  • гамма-излучение.

• Потоки частиц:

  • бета-частиц (электронов и позитронов);

  • альфа-частиц (ядер атома гелия-4);

  • нейтронов;

  • протонов, других ионов, мюонов и др.;

  • осколков деления (тяжёлых ионов, возникающих при делении ядер).