39. Характеристика рентгеновского излучения. Параметры.

Рентгеновское излучение - электромагнитные волны с длиной волны от 100 до 10^-3 нм. На шкале электромагнитных волн рентгеновское излучение занимает область между УФ-излучением и γ-излучением. Рентгеновское излучение (Х-лучи) открыты в 1895 г. К. Рентгеном, который в 1901 г. стал первым Нобелевским лауреатом по физике.

Источники рентгеновского излучения

Естественными источниками рентгеновского излучения являются некоторые радиоактивные изотопы (например, ⁵⁵Fe). Искусственными источниками мощного рентгеновского излучения являются рентгеновские трубки (рис. 32.1).

Рис.. Устройство рентгеновской трубки

Рентгеновская трубка представляет собой вакуумированную стеклянную колбу с двумя электродами: анодом А и катодом К, между которыми создается высокое напряжение U (1-500 кВ). Катод представляет собой спираль, нагреваемую электрическим током. Электроны, испущенные нагретым катодом (термоэлектронная эмиссия), разгоняются электрическим полем до больших скоростей (для этого и нужно высокое напряжение) и попадают на анод трубки. При взаимодействии этих электронов с веществом анода возникают два вида рентгеновского излучения: тормозное и характеристическое.

Рабочая поверхность анода расположена под некоторым углом к направлению электронного пучка, для того чтобы создать требуемое направление рентгеновских лучей.

В рентгеновское излучение превращается примерно 1 % кинетической энергии электронов. Остальная часть энергии выделяется в виде тепла. Поэтому рабочая поверхность анода выполняется из тугоплавкого материала.

При взаимодействии катодных электронов с атомами анода наряду с тормозным рентгеновским излучением возникает рентгеновское излучение, спектр которого состоит из отдельных линий. Это излучение

имеет следующее происхождение. Некоторые катодные электроны проникают в глубь атома и выбивают электроны с его внутренних оболочек. Образовавшиеся при этом вакантные места заполняются электронами с верхних оболочек, в результате чего высвечиваются кванты излучения. Это излучение содержит дискретный набор частот, определяемый материалом анода, и называется характеристическим излучением. Полный спектр рентгеновской трубки представляет собой наложение характеристического спектра на спектр тормозного излучения (рис. 32.4).

Рис. 32. 4. Спектр излучения рентгеновской трубки

Существование характеристических спектров рентгеновского излучения было обнаружено с помощью рентгеновских трубок. Позже было установлено, что такие спектры возникают при любой ионизации внутренних орбит химических элементов. Исследовав характеристические спектры различных химических элементов, Г. Мозли (1913 г.) установил следующий закон, носящий его имя.

Корень квадратный из частоты характеристического излучения есть линейная функция порядкового номера элемента:

где ν - частота спектральной линии, Z - атомный номер испускающего элемента, А, В - константы.

Закон Мозли позволяет определить атомный номер химического элемента по наблюдаемому спектру характеристического излучения. Это сыграло большую роль при размещении элементов в периодической системе.

40. Биологическое действие ионизирующих излучений.

ИИ - излучение, взаимодействие которого со средой приводит к возникновению ионов различных знаков. По ионизирующей способности наиболее опасно а-излучение, особенно длявнутреннего излучения(во внутр. органы оно проникает с воздухом и пищей).Внешнее излучениедействует на весь организм чела.Фоновое облучениеорганизма чела создается космическим излучением, искуственными и естественными радиоактивными веществами, которые содержатся в теле чела и окружающей среде.

Характеристики ИИ:

с];1)Экспозиционная доза - отношение заряда вещества к его массе [Кл/кг]; 2)Мощность экспозиционной дозы [Кл/кг

3)Поглощенная доза - средняя энергия в элементарном объеме на массу вещества в этом объеме [Гр=Грей], внесистемная единица - [Рад]; 4)Мощность поглощенной дозы [Гр/с], [Рад/с];

5)Эквивалентность — вводится для оценки заряда радиационной опасности при хроническом воздействии излучения произвольным составом [Зв=Зиверт], внесистемная единица [бэр]. 1 Зв=1Гр/Q, где Q - коэф. качества (зависит от биологического эффекта ИИ).

6)Радиоактивность — самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизируещего излучения

7)Активностью радионуклида назыв. величина, которая характеризуется числом распада радионуклидов в ед. времени или числом радиопревращений в ед. времени. [Беккерель — Бк]

Виды и источники ИИ в бытовой, произв. и окружающей среде, к ИИ относится: 1)ЭМИ (фотонное): гамма-излучение и рентгеновское излучение; 2)корпускулярное, оно представляет собой поток частиц с массой покоя отличной от нуля (альфа- и бета- частиц, протонов, нейтронов и др.)█