4.4.2. Виды радиоактивного излучения

Радиоактивное излучение бывает трех типов: α, β и γ-излучение. Подробное их исследование позволило выяснить природу и основные свойства.

α-излучение представляет собой поток ядер гелия, перемещающихся со скоростью 20 000 км/с. Заряд α-частицы равен + 2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия ⁴₂Не. α-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью, например, поглощается слоем алюминия толщиной 0,05 мм.

β-излучение представляет собой поток быстрых электронов, сильно рассеивающихся в веществе. Скорость такого излучения равна скорости света (300 000 км/с). β-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, его ионизирующая способность значительно меньше, а проникающая способность гораздо больше (поглощается слоем алюминия толщиной примерно 2 мм), чем у α-частиц.

γ-излучение – электромагнитное (фотонное) излучение, имеющее скорость света с чрезвычайно малой длиной волны (λ < 10^-10 м). Не отклоняется электрическими и магнитными полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью, например проходит через слой свинца толщиной 5 мм. Экспериментально установлено, что γ-излучение не является самостоятельным видом радиоактивности, а только сопровождает α- и β-распады, а также возникает при ядерных реакциях, при торможении заряженных частиц, их распаде и др.

4.4.3. Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц

Практически все методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений (α, β, γ) и частиц основаны на их способности производить ионизацию и возбуждение атомов среды. Заряженные частицы вызывают эти процессы непосредственно, а γ-кванты и нейтроны обнаруживаются по ионизации, вызываемой возникающими в результате их взаимодействия с электронами и ядрами атомов среды быстрыми заряженными частицами. Вторичные эффекты, сопровождающие рассмотренные процессы, такие как вспышка света, электрический ток, потемнение фотопластинки, позволяют регистрировать пролетающие частицы, считать их, отличать друг от друга и измерять их энергию.

Приборы, применяемые для регистрации радиоактивных излучений и частиц, делятся на две группы:

1) приборы, позволяющие регистрировать прохождение частицы через определенный участок пространства и в некоторых случаях определять ее характеристики, например энергию. К таким приборам относятся сцинтилляционный счетчик, черенковский счетчик, импульсная ионизационная камера, газоразрядный счетчик, полупроводниковый счетчик и др.;

2) приборы, позволяющие наблюдать, например, фотографировать следы частиц в веществе. К данной группе приборов относятся камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера, ядерные фотоэмульсии и др.

4.4.4. Источники ионизирующих излучений

Главными источниками ионизирующего излучения, используемыми в ядерной технике и других областях производства и энергетики, являются: радиоактивные изотопы, ускорители заряженных частиц. При эксплуатации этих основных источников образуются дополнительные источники – в большинстве случаев радиоактивные отходы.

Основными загрязнителями (рис. 4.4) окружающей среды ионизирующими излучениями являются объекты промышленности, атомные электростанции, ядерные взрывы и др.

Главным источником ионизирующего излучения в атомных электростанциях (АЭС) является ядерный реактор. Однако, наряду с ядерным реактором, на АЭС существует целый ряд источников ионизирующего излучения. Они делятся на три основные группы:

- трубопроводы и технологическое оборудование, непосредственно связанное с системой охлаждений реактора;

- отработанное ядерное топливо;

- радиоактивные отходы, образующиеся в процессе эксплуатации АЭС.

Радиоактивные отходы делятся на газообразные (аэрозоли), жидкие (образующиеся из воды теплоносителя; охладителя; растворов, используемых для обработки радиоактивных материалов реактора и дезактивации оборудования и помещений; выпусков дренажных активных вод; воды от промывки санитарных шлюзов и др.) и твердые (различного рода материалы рабочей области реактора; охлаждающие трубопроводы; загрязненные аппараты, оборудование, инструменты, приборы, рабочая спецодежда, обувь и другие предметы).