1 Лекция (05.09.2025) «Виды и характеристики ионизирующих излучений» План:

1. Введение в дисциплину «Радиационная безопасность»

2. Виды ионизирующего излучения

3. Биологическое действие продуктов радиоактивности

4. Нормирование ионизирующего излучения. Способы защиты от них.

80% случаев люди подвергаются ионизирующему излучению природного характера. Хозяйственная деятельность – одна из главных причин его появления. Концентрация естественных радионуклидов увеличивается за счёт научно-технического прогресса. Это, прежде всего:

1. Переработка и складирование полезных ископаемых

2. Производство и внесение удобрений

3. Работа тепловых электростанций

Радиоактивные лучи проникают сквозь магнитное поле Земли.

Считается, что чем выше находится над уровнем моря местность, тем сильнее воздействие радиации. Радиоактивные вещества могут попадать на растения, а затем, по пищевой цепи, передаваться животным. Доза облучения зависит от концентрации рибонуклеидов в пище и от пищевых привычек.

Человеческий организм тоже немного радиоактивен. В состав ткани организма входят в небольших дозах радионуклиды, от которых нельзя избавиться.

Искусственные источники увеличивают дозу радиационного воздействия от естественных источников как для отдельных людей, так и для всего населения Земли.

Радиация воздействует на клетки организма, вызывая их гибель или модификацию. Если число повреждённых клеток достаточно велико, это может привести к дисфункции повреждённого органа, а также к летальному исходу. Особенностью воздействия радиации на организм человека является так называемый «отсроченный эффект», т.е. повреждения ДНК могут привести к мутациям и нарушению деления клеток, из-за чего возникают онкологические заболевания.

Явление радиоактивности впервые открыл в 1886 году Антуан Анри Беккерель. Данное явление состоит в самопроизвольном превращении неустойчивых атомов ядер в ядра других элементов с испусканием ионизирующих излучений.

Ионизирующее излучение – это потоки заряженных и нейтральных частиц, а также электромагнитных волн, способные вызывать ионизацию атомов и молекул.

Радиоактивность измеряется в следующих величинах:

1. Беккерель (Бк). Единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель равен одному распаду в секунду.

2. Кюри (Ки). Внесистемная единица измерения активности. Один кюри соответствует числу распадов в секунду в 1 грамме радия.

3. Рентген (Р). Внесистемная единица экспозиционной дозы радиоактивного облучения рентгеновским или гамма-излучением.

4. Грей (Гр). Единица измерения количества радиации, поглощённой телом, подвергшимся радиоактивному воздействию. 1 Гр = 1 Дж/кг облучаемого материала.

5. Зиверт (Зв). Единица измерения эффективной дозы ионизирующего излучения.

6. Рад. Внесистемная единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения. 1 Рад = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр.

В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи.

В 1897 году Джозеф Джон Томсон на научной конференции доложил об открытии новой элементарной частицы, которую обозначил как «электрон». Его открытие нанесло «жёсткий удар» по многовековым представлениям о неделимости и элементарности атома.

В 1898 году Мария Склодовская-Кюри совместно со своим мужем Пьером Кюри обнаружили радиоактивность тория, открыли полоний и радий. Они доказали факт превращения радионуклидов в другие элементы, у которых отличались по своему составу ядра.

В 1899 году Эрнест Резерфорд открыл α- и β- лучи, объяснил их природу и доказал теорию радиоактивности.

С этих великих открытий начиналась ядерная физика. Эта область современной физики, которая изучает структуру и превращение ядер атома и оказывает огромное влияние на все стороны жизни человечества. Объектом изучения в данной дисциплине является явление радиоактивности и её влияние на биологические ткани и окружающую среду. Предметом изучения является структура и превращение ядер атомов и их взаимосвязь с окружающей средой.

Радиационная безопасность тесно связана с родственными науками, такими как: атомная физика, ядерная физика, физика высокой энергии и элементарных частиц. Во всех видах радиоактивных превращений выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, массы и т.д.

Источниками ионизирующего облучения являются естественное и искусственное излучения. К естественному излучению относят космическое (галактическое космическое излучение, солнечное космическое излучение) и земное (естественные радиоактивные вещества) излучения. К искусственному излучению относят ядерное производство, атомные электростанции и т.д.

Облучение радиоактивными веществами человека классифицируются на внешнее (источник – вне организма) и внутреннее (источник – внутри организма).

При исследовании процессов радиоактивности было установлено, что атом – это наименьшая частица химического элемента, которая сохраняет все химические свойства. Атом состоит из ядра, которое содержит в себе протоны и электроны. Заряд ядра любого химического элемента имеет порядковый номер и группу. Размер атома определяется размером его электронной оболочки. Атом может терять электроны, становясь положительным ионом или присоединять электроны и становиться отрицательным ионом. Заряд иона определяет число потерянных или присоединённых электронов. Превращение нейтрального атома в заряженный ион называется ионизацией.

Радиус ядра примерно в 100000 раз меньше радиуса атома. Плотность атомного ядра чрезвычайна велика.

Радиоактивное излучение – явление невидимое. Оно обнаруживается с помощью различных явлений, которые происходят при его взаимодействии с веществом. Учёными было установлено, что радиоактивное излучение в поперечно-магнитном поле делится на 3 категории, которые были названы первыми буквами греческого алфавита:

1. α-излучение (поток ядер гелия с двумя положительными зарядами).

2. β-излучение (поток электронов или позитронов, летящих со скоростью, близких к скорости света).

3. Нейтронное излучение (поток нейтральных частиц, летящих со скоростью 20-40 тыс. км/сек).