Характеристика радиоактивных излучений

Ионизирующее излучение − это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность − самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Радиоактивными (ионизирующими) излучениями называются излучения, возникающие при самопроизвольном распаде ядер атомов некоторых химических элементов (урана, радия и т.п.), приводящем к изменению их атомного номера и массового числа.

Радиоактивные вещества распадаются со строго определенной скоростью, измеряемой периодом полураспада, т.е. временем, в течение которого распадается половина ядер атомов данного вещества. Скорость распада не зависит от внешних условий, её нельзя замедлить или ускорить какими-либо средствами.

Период полураспада (Т ½) данного изотопа –величина постоянная. Чем больше период полураспада, тем дольше «живет» данный радиоизотоп, создавая радиоизлучение. Например, Т ½ для йода-132 составляет 8 дней, кобальта-60 –5,3 года, стронция-90 –около 30 лет, цезия-137 –30 лет, урана-235 –710 млн. лет, плутония-234 –24 тыс. лет.

Период полураспада характеризует скорость распада РВ, но не определяет его количество. Количество РВ принято оценивать его активностью, под которой понимают число распадов атомов в единицу времени. За единицу активности, т.е. количества РВ, принята единица, названная Кюри – это внесистемная единица, а в системе «Си» единицей является Беккерель (Бк). 1 Ku= 3,7 10¹⁰ Бк. Один беккерель соответствует одному распаду в секунду для любого радионуклида. Кюри – такое количество РВ, в котором происходит 37 млрд. распадов ядер атомов в одну секунду.

По своей физической природе радиоактивные излучения представляют собой потоки быстро движущихся частиц (α и β частицы), входящих в состав атомных ядер, а также электромагнитное излучение этих ядер (гамма-лучи). Все радиоактивные излучения обладают большими энергиями и могут ионизировать вещество, в котором они распространяются.

Сущность ионизации заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений электрически нейтральные атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно и отрицательно заряженных частиц – ионов.

Ионизация вещества всегда сопровождается изменением его основных физико-химических свойств, а для биологической ткани – нарушением ее жизнедеятельности. Поэтому радиоактивные излучения и оказывают на живой организм поражающее действие. Ионизирующая способность радиоактивного излучения может быть оценена показателем удельной ионизации, измеряемой числом пар ионов вещества, создаваемых излучением на пути в один см. Чем больше величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучения (тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии).

Поэтому, чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше проникающая способность и наоборот. Поражение человека и животных радиоактивными изучениями возможно в результате как внешнего, так и внутреннего облучения. Внутреннее облучение создается радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма с воздухом, водой и пищей. При внешнем облучении наиболее опасны излучения, обладающие высокой проникающей способностью и находящиеся вне человека, а при внутреннем – обладающие высокой ионизирующей способностью (см.таблицу «Характеристика ионизирующих излучений»).

К основным видам радиоактивных излучений относятся α, β, γ-излучения, а также нейтронное излучение.

α –излучение представляет собой поток положительно заряженных частиц (α -частица – это ядро гелия, состоящее из 2-х протонов и 2 нейтронов), обладает наибольшей ионизирующей и наименьшей проникающей способностью, внешнее облучение практически безвредно, попадание этих частиц внутрь организма очень опасно. Длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, в биологической ткани − 31 мкм, в алюминии − 16 мкм. Вместе с тем для α-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани.

Альфа-излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих из нейтронов и протонов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие α-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.

β -излучениепредставляет собой поток частиц, отрицательно заряжен-ных. (β -частица – это излученные электрон или позитрон). Ткань одежды задерживает до 50% β -частиц; на глубину до 1 мм проникает 20-25% частиц, попавших непосредственно на кожу. Для β-частиц длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде − 2,6 см, а в алюминии − 9,8 мм. При попадании их внутрь – опасно.

Удельная плотность ионизации, создаваемая γ-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для α-частиц той же энергии. Рентгеновское и γ-излучения обладают высокой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

γ -излучения – это электромагнитное излучение, выпускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. γ -лучи испускаются квантами (порциями), не имеют электрического заряда, поэтому ионизирующая способность значительно ниже, чем у предыдущих излучений. Но зато обладают большой проникающей способностью и распространяются на расстоянии до 1000 м и поэтому очень опасны при внешнем облучении.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов. Скорость их распространения может достигать 20 000 км/сек. Так как нейтроны не несут электрического заряда, они легко проникают в ядро атомов и захватываются ими. Нейтроны легко проникают в живые ткани и поэтому оказывают сильное поражающее действие при внешнем и внутреннем облучении.

Дата добавления: 2014-11-06