Виды ионизирующего излучения

ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОЭКОЛОГИИ

ЛЕКЦИЯ 10

Радиация как экологический фактор.Виды ионизирующего излучения. Источники ионизирующих излучений в биосфере, вклад радионуклидов в радиационный фон. Классификация радионуклидов (природные, космогенные, техногенные). Источники и пути загрязнения биосферы радионуклидами различного происхождения. Важнейшие радионуклиды, влияющие на качество жизни.

Радиация (ионизирующее излучение) – излучение, способное прямо или косвенно ионизировать вещество среды. Это рентгеновское излучение, излучение естественных и искусственных радиоактивных веществ (α-, β-, γ-излучение), потоки нейтронов и протонов, вызванные специальными устройствами.

Радиация как фактор окружающей среды не была создана человеком как нечто новое. Она существовала всегда, потому что радиоактивные вещества присутствовали в биосфере и до возникновения человека, а Земля как планета Солнечной системы образовалась приблизительно (4,55±0,07)∙10⁹ лет. С тех пор весь мир подвергался облучению. Учёные до сих пор дискутируют, шло ли развитие жизни на Земле наперекор скрытому, наносящему вред воздействию радиации, или же способность вызывать мутации послужила основной причиной непрерывной эволюции биологических видов в сторону повышения их организации. Как бы то ни было, но “живое вещество”, по-видимому, всегда соседствовало с радиацией.

Открыл рентгеновское излучение в 1895 году Вильгельм Конрад Рентген (оно было связано с работой специального устройства), в 1896 году Антуан Анри Беккерель открыл явление самопроизвольного излучения соли урана.

Таким образом, радиация является одним из абиотических факторов окружающей среды, оказывающим большое влияние на существование живого на планете Земля и в том числе качество жизни человека. Источниками ионизирующего излучения, действию которых подвергается любой человек, являются:

1. космическое излучение;

2. природные радионуклиды;

3. техногенные радионуклиды;

4. радиоизотопная и инструментальная диагностика и терапия в медицине.

Прежде чем мы перейдём к рассмотрению указанных источников облучения человека и оценки их вклада в суммарную дозу облучения, вспомним, что представляют собой различные виды ионизирующего излучения.

Рентгеновское и γ- излучение – электромагнитные излучения высокой энергии, обладают большой проникающей способностью, их ионизирующая способность меньше, чем у α- и β-частиц. Рентгеновское и γ-излучение во многом проявляют сходные свойства, отличаясь друг от друга только значением длины волны. Рентгеновские лучи получают с помощью специального аппарата, а γ-лучи испускаются радиоактивными веществами, хотя в некоторых случаях излучение рентгеновского диапазона можно наблюдать при радиоактивном распаде, а поток γ-квантов можно сформировать инструментальным способом.

Остальные виды излучения представлены движущимися заряженными или нейтральными частицами.

β^--частицы – это лёгкие отрицательно заряженные частицы ядерного происхождения. Физически тождественны электронам, которые существуют на внешних оболочках всех атомов. Проникающая способность β^--частицы больше, чем у α-частиц. Они могут проходить через слой кожи, толщина которого 0,07 мм. Наиболее высокоэнергетичные β^--частицы могут пройти через слой алюминия до 5 мм. β-частицы испускаются при радиоактивном распаде, но могут быть получены и с помощью ускорителей. При радиоактивном распаде нейтрон в ядре превращается в протон, при этом ядро становится ядром нового радионуклида, а электрон и антинейтрино покидают ядро и составляют ядерное излучение:

(антинейтрино).

Известна и положительно заряженная разновидность β-частиц (β⁺), называемая позитроном:

(нейтрино).

α -частицы – это положительно заряженные ядра атомов гелия (). Относительно “тяжёлые”, поэтому их проникающая способность мала, а ионизационная – велика. Они могут пройти через слой воздуха не более 11 см или слой воды до 150 мкм. Обычно α-частицы испускаются при радиоактивном распаде тяжёлых изотопов (урана, радия и т.п.):

.

Кроме того, поток α-частиц можно получить также с помощью ускорителя.

Нейтроны – незаряженные частицы, по массе практически равны массе протона. Эти частицы электронейтральны, поэтому проникают глубоко во всякое вещество, в том числе и в живые ткани. Нейтроны являются косвенно ионизирующими частицами: сами нейтроны ионизацию среды не вызывают, она возникает вследствие радиоактивного распада радионуклидов, образующихся при столкновении нейтронов с веществом. Нейтроны входят в состав ядра атомов, поэтому при делении тяжёлых радиоактивных элементов в процессе цепной ядерной реакции с образованием двух относительно более лёгких атомов нейтроны испускаются как побочный продукт. Нейтроны можно получить искусственным путём, проводя ядерные реакции с использованием ускорителей. Мощным генератором нейтронов является любой ядерный реактор.

Существует ещё космическое излучение, в составе которого присутствуют тяжёлые заряженные частицы:

Протоны – положительно заряженные частицы, обнаруженные в ядрах всех атомов. Простейшее ядро – ядро водорода – состоит из одного протона. Они не испускаются известными радиоактивными изотопами. В изобилии присутствуют в космосе, входят в состав “первичных” космических лучей и могут представлять опасность для космонавтов.

Тяжёлые ионы – ядра любых атомов, лишённые орбитальных электронов и движущиеся с высокой скоростью. В космосе присутствуют ионы почти всех известных химических элементов.

Дата добавления: 2014-01-04