Ионизирующее излучение

В 1896 г. французский ученый А.Беккерель обнаружил, что в природе существует некоторое количество химических элемен­тов, ядра атомов которых самопроизвольно превращаются в ядра других элементов. Эти превращения сопровождаются из­лучением, которое назвали ионизирующим излучением, а само явление распада ядер — радиоактивностью. За единицу актив­ности радиоактивного вещества в Международной системе единиц (система СИ) принят беккерель (Бк). Один беккерель соответствует 1 распаду в секунду. Внесистемная единица — кюри (Ки). Один кюри соответствует 37 млрд. актов распада в секунду.

При более подробном исследовании ученые пришли к вы­воду, что радиоактивное излучение неоднородно, т.е. имеются частицы, заряженные отрицательно (бета-частицы), положи­тельно (альфа-частицы), и нейтральные, подобные рентгенов­ским лучам (гамма-лучи).

В 1938 г. немецкие ученые О. Ган и Ф. Штрассман открыли процесс деления ядра урана под воздействием медленных ней­тронов. Такой процесс называется ядерной (цепной) реакцией. При этом в процессе деления (расщепления) ядра атома вы­деляется (освобождается) значительная энергия, которая и ис­пользуется в ядерных боеприпасах в реакторах атомных электро­станций.

Альфа-частицы не могут проникать ни через одежду чело­века, ни через кожный эпителий. Поэтому, если источник излучения альфа-частиц находится вне организма (внешнее облучение), они не представляют сколько-нибудь серьезной опасности для здоровья людей. Однако при попадании этого источника внутрь организма, например, с пищей или воздухом альфа-частицы становятся опасными для человека (внутреннее облучение).

Бета-частицы задерживаются одеждой, а при внешнем об­лучении открытого тела человека в зависимости от величины энергии излучения они могут задерживаться в кожном эпите­лии, вызывая его пигментацию ("ядерный загар"), ожоги кожи либо образуя язвы на теле. Особую опасность для здоровья представляют источники бета-излучения при внутреннем облучении.

Гамма-излучение обладает высокой проникающей способ­ностью через вещества, в том числе и через ткани тела. Высо­кая проникающая способность гамма-излучения делает его одинаково опасным как при внутреннем, так и при внешнем облучении.

Нейтронное излучение имеет место только при искусствен­ном радиоактивном распаде. Нейтроны нейтральны, поэтому поток обладает высокой проникающей способностью, завися­щей от плотности облучаемого вещества и энергии нейтронов. Он опасен и при внешнем, и при внутреннем облучении.

Период полураспада. Важнейшей характеристикой любого радиоактивного вещества является период его полураспада — время, за которое число радиоактивных атомов вещества умень­шается в 2 раза (табл. 1).

Таблица 1.

Период полураспада некоторых радионуклидов

Радионуклид	Период полураспада	Радионуклид	Период полураспада
Уран-235 Уран-234 Стронций-90 Цезий-137 Полоний-210	700 млн. лет 245 тыс. лет 30-90 лет 30 лет 22,3 года	Йод-131 Цезий-134 Полоний-212 Радон-222	8 суток 2 года 0,0000003 с 3,8 суток

Период полураспада обратно пропорционален активности.

Энергия излучения. Поглощенная доза — это количество энергии ионизирующих излучений, поглощенное тканями, в пересчете на единицу массы. Поглощенная доза в системе СИ измеряется в греях (Гр), внесистемная — в радах (радиацион­ная адсорбированная доза). 1 Гр = 100 рад.

Малые величины поглощенной дозы выражают в тысячных (мГр, мрад) или миллионных долях (мкГр, мкрад).

Но поглощенная доза не учитывает того, что при одинако­вой его величине биологический эффект от действия альфа-излучения будет больше, чем от гамма-излучения.

В этом случае используется эквивалентная доза, которая определяется путем умножения поглощенной дозы на коэф­фициент качества излучения.

Для рентгеновского, гамма- и бета-излучения коэффициент равен 1, а для альфа-излучения — 20.

В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв), внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рентгена). Малые дозы определяются в тысячных (мЗв, мбэр) и миллионных (мкЗв, мкбэр) долях. Для оценки степени опасности пребывания на загрязненной радиоактивными веществами территории необходимо знать мощность дозы излучения.

Доза (любого вида излучения), отнесенная к единице вре­мени (секунда, час, год), называется мощностью дозы.

Единицами измерения являются Гр/с, Гр/ч; рад/с, рад/ч; Зв/с, Зв/ч; бэр/с, бэр/ч.

Уровень радиации (мощность дозы) 0,1—0,6 мкЗв/ч (10— 60 мкбэр/ч) принято считать нормальным, 0,6—1,2 мкЗв/ч (60— 120 мкбэр/ч) — аномальным, свыше 1,2 мкЗв/ч (120 мкбэр/ч) — радиоактивным загрязнением.