Все ли излучения являются ионизирующими? Какие именно являются ионизирующими?

Почему ядерные излучения (радиацию) называют ионизирующими? Каков смысл этого понятия?

Известно, что атомы, «кирпичики» всей материи (биологической в том числе), состоят из положительно заряженного ядра (этот заряд, записанный в единицах элементарного заряда, совпадает с числом протонов в ядре и определяет атомный номер данного элемента в таблице Менделеева) и отрицательно заряженных электронов, расположенных на нескольких электронных оболочках. При нормальных условиях атомы в целом нейтральны, поскольку число электронов в каждом из них в точности соответствует числу протонов в ядре. Однако воздействие ядерного излучения приводит к «поломке» некоторых атомов и нарушению этого соответствия. Во-первых, электроны могут быть выбиты из электронной оболочки ядра, при этом образуется положительный ион (положительный заряд ядра превышает сумму отрицательных зарядов электронов). Во-вторых, выбитый электрон может на короткое время «прилипнуть» к другому (нейтральному) атому, при этом образуется отрицательный ион (обратная ситуация). Эти процессы и характеризуют ионизацию.

Поскольку характер заполнения электронных оболочек атомов определяет их химические свойства, радиация не только «ломает» описанным образом атомы как таковые, но и приводит к нарушению молекулярных структур вещества, подвергающегося облучению (в том числе и биологических тканей). Это и обуславливает негативное биологическое воздействие ядерных излучений.

Нет, не все, а лишь такие, энергия которых (на одну частицу потока излучения) способна вызывать ионизацию. Например, электромагнитное излучение в диапазоне радиоволн или видимого света ионизирующим не является. Иное дело ядерные излучения, характеризующиеся значительной энергией каждой из отдельных частиц.

Для рассмотрения процессов и явлений, связанных с атомной техникой и энергетикой, а также радиационной безопасностью и радиоэкологией, существенны следующие типы ядерных ионизирующих излучений:

1. Альфа (a)-излучение – это испускание ядерных частиц, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов (ядро гелия). Оно возникает, в частности, при распаде атомных ядер тяжелей висмута (например, урана, тория, радия, плутония), а также во многих ядерных реакциях. Характерная для радиоактивного распада скорость a-частиц – около 107 м/с, ионизирующая способность очень велика.

2. Бета (b)-излучение – это испускание электронов и позитронов, движущихся с очень высокими (околосветовыми) скоростями. Оно возникает в результате радиоактивного распада ядер. Ионизирующая способность существенно ниже, чем у a-излучения.

3. Рентгеновское и гамма (g)-излучение– электромагнитное излучение очень малой длины волны и, соответственно, большой энергии каждого кванта излучения. Источники – радиоактивный распад, ядерные реакциии электродинамические процессы. Ионизирующая способность в большинстве случаев еще ниже, чем у b-излучения.

4. Поток нейтронов – нейтральных нуклонов, входящих в состав всех ядер, кроме лёгкого изотопа водорода. Он возникает в основном в результате ядерных реакций, а также при распаде некоторых радионуклидов. Ионизирующая способность несколько ниже, чем у b-излучения.

5. Поток протонов – положительно заряженных нуклонов (ядер легкого изотопа водорода), также входящих в состав всех атомных ядер. Он возникает в результате ядерных реакций и приходящего на Землю из космического пространства космическогоизлучения. Ионизирующая способность – промежуточная между a- и b-частицами при одинаковой энергии.

.Все перечисленные ядерные частицы, кроме нейтрона, стабильны. В связанных состояниях (находясь в составе атомных ядер) стабилен и нейтрон, однако «бездомный» (свободный) нейтрон распадается с периодом полураспада 10,24 мин и образованием протона, электрона и антинейтрино.

Дата добавления: 2015-07-13