1. Основные характеристики излучений.

Их общим свойством является способность ионизировать вещество, в котором они распространяются.

Ионизирующая способность радиоактивного излучения зависит от его типа и энергии, а также свойств ионизируемого вещества, и может быть оценена удельной ионизацией. Удельная ионизация измеряется числом пар ионов вещества, создаваемых излучением на пути в I см. Чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше его проникающая способность и наоборот.

Проникающая способность ионизирующего излучения зависит от его природы, заряда составляющих его частиц и энергии, а также от состава и плотности облучаемого вещества. Различают электромагнитные и корпускулярные излучения. К электромагнитным относят рентгеновское и гамма-излучение, к корпускулярным — а-частицы (ядра атомов гелия), ß-частицы (электроны), нейтроны и протоны. Электромагнитные излучения характеризуются большой проникающей способностью, при этом чем больше энергия излучения, тем слабее ее поглощение и выше его проникающая способность; а- и ß-излучения отличаются низкой проникающей способностью.

2. Основные источники излучений.

Природные источники ионизирующего излучения:

- Спонтанный радиоактивный распад радионуклидов.

- Термоядерные реакции, например на Солнце.

- Индуцированные ядерные реакции в результате попадания в ядро высокоэнергетичных элементарных частиц или слияния ядер.

- Космические лучи.

Искусственные источники ионизирующего излучения:

- Искусственные радионуклиды.

- Ядерные реакторы.

- Ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение).

- Рентгеновский аппарат как разновидность ускорителей, генерирует тормозное рентгеновское излучение.

3. Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом.

Тяжёлые заряженные частицы взаимодействуют главным образом с электронами атомных оболочек, вызывая ионизацию атомов. Проходя через вещество, заряженная частица совершает десятки тысяч соударений, постепенно теряя энергию. Тормозная способность вещества может быть охарактеризована величиной удельных потерь энергии dE/dx, где dE − энергия, теряемая частицей в слое вещества толщиной dx. Если энергия заряженной частицы теряется на ионизацию среды, то говорят об удельных ионизационных потерях. Удельные потери энергии возрастают с уменьшением энергии частицы и особенно резко перед остановкой в веществе (пик Брэгга).

4. Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом.

см №3

5. Черенковское излучение.

Черенковское излучение (или излучение Вавилова-Черенкова) возникает при движении заряженной частицы в прозрачной среде со скоростью v большей скорости света в этой среде, т.е. при v > c/n, где с – скорость света в вакууме, а n – показатель преломления среды.

Черенковское излучение является совместным излучением множества атомов среды, расположенных вдоль траектории движения частицы и поляризованных её электрическим полем. Таким образом, непосредственно излучает не частица, а среда, в которой движется частица. Волновой фронт этого излучения представляет собой поверхность конуса, вершиной которого является частица, а осью – её траектория. Угол раствора конуса θ фиксирован и определяется скоростью частицы v и свойствами среды (v - показатель преломления среды, θ = c/vn.).

Энергия частицы, конвертируемая в черенковское излучение, мала по сравнению с энергией, которую она тратит на ионизацию и возбуждение атомов среды. Число фотонов, излучаемых на 1 см пути, в зависимости от среды (радиатора) колеблется от нескольких единиц до нескольких сот. Это излучение можно наблюдать визуально и регистрировать с помощью фотоплёнки или фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), преобразующего энергию излучения в электрический сигнал. На цветной фотоплёнке, расположенной перпендикулярно направлению движения частицы, излучение, выходящее из радиатора, имеет вид кольца сине-фиолетового цвета.