2. Виды ионизирующих излучений

 

Ионизирующее излучение образуется при взаимодействии ионов различных знаков со средой. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение к ионизирующим не относят.

Ионизирующее излучение создается при:

-         радиоактивном распаде;

-         ядерных превращениях;

-         торможении заряженных частиц в веществе.

 

Корпускулярное излучение - поток частиц с массой отличной от нуля (электроны, протоны, нейтроны, α-частицы).

Фотонное излучение - электромагнитное, косвенно ионизирующее (гамма-излучение, характеристическое, тормозное, рентгеновское, аннигиляционнное).

Альфа-излучение - поток альфа-частиц. Возникает при радиоактивном распаде и при ядерных превращениях. У альфа-частиц сильная ионизирующая и незначительная проникающая способность. Альфа-излучение задерживается листом бумаги, ткани, Особо опасно при попадании внутрь организма с пищей и вдыхаемым воздухом.

Бета-излучение - поток электронов или позитронов. Испускают ядра радиоактивных элементов при бета-распаде. Ионизирующая способность меньше, чем у альфа-излучения, но проникающая способность во много раз больше. В биологической ткани проникает на глубину до 2 см, одежда задерживает только частично. Для человека опасно и внешнее излучение и внутренне.

Протонное излучение - основа космического излучения, поток протонов. По пробегу в воздухе и проникающей способности занимает промежуточное положение между альфа- и бета-излучением.

Нейтронное излучение - поток нейтронов. Возникает при ядерном взрыве (особенно нейтронных боеприпасов), при работе ядерного реактора. Воздействие зависит от начальной энергии. Она может быть от 0,025 до 300 МЭВ.

Гамма-излучение - электромагнитное излучение. Длина волны - 10-10 - 10-14 м. Возникает при альфа- и бета-распадах, аннигиляции частиц. Большая проникающая способность. Глубина распространения гамма-квантов в воздухе достигает сотен и тысяч метров. Ионизирующая способность меньше. Через биологическую ткань проходит часть гамма-квантов, другая часть поглащается ею.

Характеристическое излучение - фотонное. Возникает при изменении энергетического состояния атома. Воздействует аналогично гамма-излучению.

Аннигиляционное излучение - фотонное. Возникает в результате аннигиляции частицы и античастицы. Воздействует аналогично гамма-излучению.

Все ионизирующие излучения взаимодействуют с веществом. Взаимодействие бывает упругим (сталкивающиеся шары) и неупругим.

При упругом взаимодействии, которое характерно для нейтральных частиц (нейтронов и фотонов), могут образовываться заряженные частицы (если ядро выскакивает из электронной оболочки) или просто передается часть энергии по законам классической техники. Атомы в кристаллической решетке могут сместиться. В целом природа частиц не  меняется. Происходит перераспределение энергии, но суммарная энергия остается постоянной. Может не меняться энергия каждой из взаимодействующих частиц, но направление их движения меняется.

При неупругом взаимодействии может меняться природа частиц в результате ядерных реакций или аннигиляции частиц. Оно характерно для заряженных частиц. Попадая в зону действия электрического поля атома, заряженные частицы тормозятся, отклоняются, испуская при этом тормозное излучение. Если энергии для ионизации недостаточно, образуются атомы в возбужденном состоянии, которые передают энергию другим атомам или испускают кванты характеристического излучения.

 

Таким образом,

-         заряженные частицы, проходящие через вещества, взаимодействуют как с орбитальными элементами, так и с атомами;

-         если энергия частиц меньше 35 ЭВ, атом возбуждается, если больше - ионизируется;

-         в процессе ионизации возникают свободные электроны, а атомы превращаются в положительно заряженные ионы;

-         при взаимодействии заряженной частицы с ядром, она может или тормозиться, или поглощаться, или менять направление движения. Поглощение идет обычно, если энергия частицы больше 1,02 МЭВ.

Процесс взаимодействия, при котором исчезают первоначальные и появляются новые частицы, называют ядерной реакцией.