2.4.Ионизирующие излучения. Виды ионизирующих излучений, их источники

Ионизирующим называется любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию заряженных атомов и молекул.

Появление ионизирующих излучений как одного из факторов физической среды обитания связано с открытиями явлений искусственной и естественной радиоактивности и рентгеновских лучей.

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновские) излучения.

Альфа-излучение представляет собой поток атомов гелия, возникающий при альфа распаде радиоактивных изотопов. Альфа частицы несут двойной положительный заряд и имеют массу равную 4. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии со средой, чем объясняется их низкая проникающая и высокая ионизирующая способность. Пробег альфа частиц в воздухе составляет 2-11 см, а в биологических тканях - несколько десятков микрометров.

Бета-излучение - это поток электронов или позитронов, возникающих при бета-распаде радиоактивных элементов. Энергия бета-частиц колеблется от нескольких КэВ до ЗМэВ. Проникающая способность их зависит от энергии, но она больше, чем у альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой. При средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько метров, а в тканях человека - около 1 см.

Удельная ионизирующая способность бета-частиц меньше, чем уальфа-частиц. В результате ионизации в некоторых средах происходят вторичные процессы: люминесценция, фотохимические реакции, образование активных радикалов.

Гамма-лучи относятся к электромагнитному излучению и представляют собой поток квантов энергии. Энергия гамма-лучей изменяется в широком диапазоне - от 0,01 до 10 МэВ. В зависимости от энергии гамма-лучи условно делят на мягкие (с энергией от 0,1 до 0,2 МэВ), средней жесткости (0,2-1 МэВ), жесткие (1-10 МэВ) и сверхжесткие (свыше 10 МэВ).

Гамма-лучи обладают высокой проникающей и малой ионизирующей способностью, они свободно проходят через тело человека без заметного ослабления, способны проникать через толстые пластины свинца, бетонные стены большой толщины.

Рентгеновские лучи - это электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (0,006-2 нм). Они распространяются с высокой скоростью и обладают значительной проникающей и ионизирующей способностью. Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны.

Нейтронное излучение, представляющее собой поток нейтронов, не обладающих электрическим зарядом, характеризуется высокой проникающей способностью. При взаимодействиях нейтронов с ядрами атомов возможна как обычная ионизация вещества, так и возникновение гамма-излучения.

Источниками ионизирующих излучений являются предприятия по добыче и переработке ядерного горючего, атомные электростанции, хранилища отходов, исследовательские объекты, испытательные полигоны и т.п.

Работа с радиоактивными веществами в открытом виде может сопро-вождаться загрязнением воздуха, оборудования, помещения, спецодежды, открытых частей тела работающих радиоактивными аэрозолями, газами, парами, растворами.

Выделение аэрозолей происходит при механической и химической обработке радиоактивных материалов и руд, при процессах, связанных с измельчением, пересыпанием, возгонкой, истиранием.

Радиоактивные газы образуются при работе реакторов, ускорителей, получении и переработке руд и минералов, содержащих радиоактивные криптон, аргон; при использовании радоновых источников воздух может загрязняться радоном.

Работы с радиоактивными веществами в закрытом виде связаны с эксплуатацией установок гамма-дефектоскопии, ядерных реакторов, рентгеновских установок. Гамма-дефектоскопия нашла широкое распространение в самых различных отраслях промышленности (машиностроение, судостроение, металлургия, строительство и т.д.)

Наиболее опасными операциями при гамма-дефектоскопии являются транспортировка контейнеров с изотопами, установка контейнера на место работы, ремонт и перезарядка контейнеров.

Гамма-излучение представляет наибольшую опасность при внешнем облучении.

Работа на атомных электростанциях может сопровождаться как внешним облучением (гамма- и бета-лучи, нейтроны), так и внутренним при поступлении в организм радиоактивных аэрозолей и газов. В результате распада ядерного топлива образуются многочисленные продукты распада, являющиеся источниками альфа-, бета- и гамма-излучения.

Рентгеновские лучи нашли применение для дефектоскопии металлических изделий, для рентгеноструктурного и спектрального анализа, в медицинской практике для рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Основной опасностью при работе на рентгеноустановках является внешнее облучение обслуживающего персонала, а также работающих в соседних помещениях.