2.2. Основные понятия и определения

Ионизирующее излучение – любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Ионизирующее излучение представляет собой поток зараженных и не зараженных частиц. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение принято не включать в понятие «ионизирующее излучение».

При этом различают фотонное и корпускулярное ионизирующие излучения.

К фотонному ионизирующему излучению относятся: гамма-излучение, которое возникает при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц; тормозное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц; характеристическое излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома. На практике часто используется рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений.

К корпускулярному излучению, состоящему из частиц с массой, отличной от нуля, относятся, например, альфа-излучение, электрон­ное, протонное, нейтронное.

Гамма-излучение имеет внутриядерное происхождение. Гам­ма-излучение представляет собой жесткое (большой энергии) электромагнитное излучение, распространяющееся со скоростью света (рис. 2).

Рис. 2. Установка для исследования ионизирующего излучения

Рентгеновское излучение, являющееся потоком электромагнитных колебаний, т. е. обладая одной и той же природой с гамма-излучением, отличается от последнего условиями образования (не имеет внутриядерного происхождения), а также своими свойствами (длиной волны или энергией).

Эти излучения называются проникающими, поскольку незна­чительно ослабляются при прохождении через вещество (рис. 3).

Рис. 3. Виды корпускулярных ионизирующих излучений

Альфа-излучение. В результате альфа-распада радиоактивного изотопа образуется поток альфа-частиц, т. е. ядер атомов гелия(⁴₂He)с положительным зарядом Z = 2 и массовым числом А=4 (см. рис. 2).

Пробег α-частиц, испускаемых известными в настоящее время радионуклидами, достигает 8-10 см в воздухе, а в мягкой биологи­ческой ткани – нескольких десятков микрон.

Бета-излучение представляет собой бета-частицы (отрицатель­но заряженные электроны или положительно заряженные пози­троны), движущиеся с большой скоростью, приближающейся к скорости света (см. рис. 2).

Пробег (β-частиц в воздухе составляет 22 см для ¹⁴С (Е_макс=0,155 МэВ) и 1400 см для ⁴²К (Е_макс=3,58 МэВ), пробег в мягкой биологической ткани 0,02 и 1,9 см соответственно.

Нейтронное излучение. При делении тяжелых ядер или при некоторых типах взаимодействия различных видов излучения с веществом возникают нейтроны – электрически нейтральные частицы.

Нейтроны, представляющие собой поток незаряженных час­тиц, при прохождении через вещество взаимодействуют только с ядрами атомов, поэтому обладают существенной проникающей способностью.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер, приводящих к изменению их атомного номера или массового числа. Изменение атомного номера приводит к превра­щению одного химического элемента в другой, а при изменении только массового числа происходит превращение изотопов данного элемента. Иногда к явлению радиоактивности относят изменение энергетического состояния ядер, сопровождающееся гамма-излучением. При изменении лишь энергетического состояния ядер их состав остается неизменным.