Виды и физическая природа ионизирующих излучений

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа, бета, нейтронные) и электромагнитные или фотонные (гамма, рентгеновские) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем заряженные атомы и молекулы – ионы.

Энергию частиц ионизирующего излучения измеряют во внесистемных единицах – электрон-вольтах, эВ. 1 эВ=1,6*10^-19 Дж.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде. Чем больше энергия частиц, тем больше полная ионизация, вызываемая ею в веществе. Энергия альфа-частиц, испускаемых различными радионуклидами, лежит в пределах 2-8 МэВ. Пробег альфа-частиц достигает 8-9 см в воздухе, а в живой ткани – несколько десятков микрометров. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что обуславливает их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути 25-60 тыс. пар ионов.

Бета-излучение - поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц достигает 3-3,5 МэВ. Максимальный пробег в воздухе 1800см, а в живых тканях 2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц ниже (100 пар ионов на 1 см пути), а проникающая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой.

Нейтронное излучение - поток нейтронов. Поскольку нейтроны не имеют электрического заряда, они взаимодействуют только с ядрами атомов. Энергия нейтронов в зависимости от вида (тепловые, промежуточные, быстрые, релятивистские) достигает 20 МэВ.

Гамма-излучение – электромагнитное излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Энергия находится в пределах 0,01-3 МэВ.

Гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью и наименьшим ионизирующим действием. Прохождение фотонного излучения через вещество вообще не может быть охарактеризовано понятием пробега. Ослабление потока электромагнитного излучения в веществе подчиняется экспоненциальному закону. Особенность экспоненциальных кривых состоит в том, что они никогда не пересекаются с осью абсцисс. Это значит, что какой бы ни была толщина слоя вещества, нельзя полностью поглотить поток фотонного излучения, а можно только ослабить его интенсивность в любое число раз.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник бета-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях и т.п. Энергия фотонов не более 1 МэВ.

Так же как и гамма-излучение, рентгеновское излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием.

Дата добавления: 2014-01-06