Взаимодействие альфа и бета - излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом определяется взаимодействием с атомами (их ядрами и электронами), составляющими вещество. Заряженные частицы, взаимодействуя с атомами среды, расходуют свою энергию на ионизацию, возбуждение (ионизационные потери) и тормозное излучение (радиационные потери).

Основными процессами взаимодействия заряженных частиц с веществом являются:

упругое рассеяние;

неупругое рассеяние;

тормозное излучение.

Упругое рассеяние происходит в результате электромагнитного взаимодействия заряженных частиц с кулоновским полем ядра – изменяется направление движения частицы, а её энергия остается неизменной.

Неупругое рассеяние происходит в результате взаимодействия заряженных частиц с электронами атома, при этом часть энергии передается электрону, который либо переходит в более высокое энергетическое состояние (возбуждение), либо отрывается от атома (ионизация). Налетающая частица теряет часть энергии и изменяет направление своего движения. Электроны, оторванные от атома способны на вторичную ионизацию атомов среды.

Тормозное излучение возникает при торможении заряженной частицы в электрическом поле атомного ядра и характерно для быстрых бета – частиц. Для остальных частиц радиационные потери энергии минимальны, а ионизационные потери играют доминирующую роль.

В табл. 2.1 приведены пробеги альфа и бета – частиц в воздухе и биологической ткани.

Как видно из табл. 2.1, пробеги альфа, бета – частиц в воздухе и биологической ткани очень малы. Поскольку радиационные потери бета – частиц пропорциональны их энергии и квадрату атомного номера материала защиты, то для снижения тормозного излучения применяют материалы с малым атомным номером (алюминий, оргстекло и т.д.). Альфа – частицы, в отличии от бета – частиц, имеют большую массу (примерно в 7500 раз превышающую массу электрона) и больший заряд, поэтому обладают и соответственно большей ионизирующей способностью. Пробег альфа – частицы в веществе практически прямолинеен из-за большого количества столкновений с электронами среды.

Табл. 2.1 Пробеги альфа и бета – частиц в воздухе и биологической ткани, см..

Энергия частиц, Мэв	Альфа - частица	Бета - частица
Воздух	Ткань	Воздух	Ткань
0,05 0,1 0,6 1,0 2,0 3,0 5,0	0,06 0,1 0,38 0,52 1,0 1,7 3,5	- - - 7,2х10^-4 1,4х10^-3 2,2х10^-3 4,4х10^-3	2,7 9,3	3,4х10^-3 0,012 0,17 0,34 0,78 1,2 2,1

Биологическая опасность воздействия альфа – активных нуклидов на организм человека зависит от геометрии облучения (внешний или внутренний облучатель). От внешнего облучения потоком альфа – частиц защититься несложно, – достаточно применения основных средств индивидуальной защиты (спецодежда, резиновые перчатки). В случае же возможного внутреннего облучения альфа – активными аэрозолями легких человека, возникает необходимость применения средств защиты органов дыхания, что в некоторых случаях (тяжелая физическая работа, повышенная влажность) является проблемой.

Дата добавления: 2014-01-06