10. Защита от ионизирующих излучений

10.1. Виды ионизирующих излучений

Ионизирующее излучение – любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию в ней заряженных атомов или молекул.

Альфа-излучение – поток ядер атомов гелия, наблюдающийся преимущественно у естественных радиоактивных элементов (радий, торий, уран, полоний и др.). Альфа-частицы распространяются в средах прямолинейно, создавая на своем пути ионизацию большой плотности (несколько десятков тысяч пар ионов на 1 см пути). Альфа-частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов, прочно связанных между собой ядерными силами; имеют незначительный пробег: в воздухе – 2—11 см; в биологических тканях – 30—150 мкм; в алюминии – 10—69 мкм. Энергия альфа-частиц не превышает нескольких МэВ.

Бета-излучение – поток электронов или позитронов, испускаемых атомными ядрами при их бета-распаде. Бета-частицы обладают различной энергией — от нескольких килоэлектронвольт до 3 МэВ. Проникающая способность бета-частиц зависит от энергии частиц. Пробег бета-частиц в воздухе при средних энергиях составляет несколько метров, в тканях человека – около 1 см, в металлах – 1 мм. Скорость бета-частиц в бета-излучении может быть близка к скорости света. Бета-излучение может вызывать ионизацию, люминесценцию, фотохимические реакции. Удельная ионизирующая способность бета-частиц меньше, чем альфа-частиц, но выше, чем гамма-лучей.

Гамма-излучение – электромагнитное (фотонное) излучение с очень короткой длиной волны, менее 0,1 нм, испускаемое атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также возникающее при торможении заряженных частиц, их распаде или взаимодействии частиц. Энергия гамма-лучей измеряется в широких пределах от 0,01 до 20 МэВ. Проникающая способность гамма-лучей зависит от их энергии. Гамма-лучи свободно проходят через тело человека и другие материалы без заметного ослабления. Гамма-лучи распространяются прямолинейно, имеют большой пробег в воздухе и могут создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые они проходят.

Рентгеновское излучение – коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны от 10 нм до 1 пм, возникающее в средах, окружающих источник бета-излучения, в рентгеновских трубках, ускорителях электронов, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ, распространяется со скоростью света. Важнейшим свойством рентгеновского излучения, как и гамма-излучения, является его большая проникающая способность. Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны. Ионизирующее действие рентгеновского излучения значительно: при попадании пучка рентгеновских лучей на вещество возникает вторичное и рассеянное излучение.

Нейтронное излучение – поток не имеющих заряда элементарных частиц с массой, близкой к массе протона. Нейтроны в зависимости от кинетической энергии разделяются на быстрые (с энергией до 10 МэВ), сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые. Проникающая способность нейтронного излучения зависит от энергии его частиц и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют. В результате такого взаимодействия возможно образование стабильных или радиоактивных изотопов.