Ионизирующие излучения и защита от них радиационная безопасность

Виды и источники ионизирующего излучения

Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака.

Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся так же фотоны. Энергию частиц ионизирующего излучения измеряют во внесистемных единицах – электрон-вольтах, эВ:

1 эВ=1,6 10^-19 Дж.

Различают корпускулярное и фотонное ИИ.

ИИ, воздействующие на человека включают естественные и искусственные источники излучения

Естественные источники ИИ:

-Космические лучи; -Земная радиация

Искусственные источники радиации

-Медицинские процедуры;

-Атомная энергетика.

ПРИРОДА РАДИАЦИИ

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, а вот количество нейтронов в них может быть различным.

Примеры: изотопы водорода: ¹Н, ²Н, ³Н (протий, дейтерий, тритий)

Атомы, имеющие ядра с одинаковым количеством протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного итого же химического элемента и называются изотопами.

Ядра всех изотопов составляют группу, которая получила название «нуклидов».

Различают корпускулярное и фотонное ИИ.

Корпускулярное ионизирующее излучение – поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, образующихся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, либо генерируемых на ускорителях. К нему относятся: α- и β - частицы, нейтроны (n), протоны (p).

Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме со скоростью 300 000 км/с. К нему относится: γ- излучение, характеристическое, тормозное и рентгеновское излучения. Обладая одной и той же природой, эти виды ЭМИ различаются условиями образования.

γ- излучение испускается при ядерных превращениях,

Рентгеновское излучение – совокупность тормозного и характеристического излучений, диапазон энергии фотонов составляет 1 кэВ – 1 МэВ.

Естественной радиоактивностью называется самопроизвольное превращение ядер неустойчивых изотопов в ядра изотопов других химических элементов.

Естественная радиоактивность сопровождается испусканием как частиц ионизирующего излучения: альфа, бета излучений, так и электромагнитного гамма излучения. Наблюдается как правило у тяжелых ядер элементов, располагающихся в периодической системе Менделеева за свинцом. Существуют и легкие естественные радиоактивные ядра: изотопа калия ₁₉К⁴⁰,

изотопа углерода ₆С¹⁴, рубидия ₃₇Rb⁸⁷ и др. Превращения атомных ядер, которые сопровождаются испусканием альфа, бета излучений называют соответственно альфа и бета распадом. Термин гамма распад не существует

Распадающееся ядро называют материнским, ядро продукта распада – дочерним:

при α- распаде _ZХ^A→ _Z-2Y^A-4+ ₂Не⁴

при β- распаде _ZХ^A → _Z+1Y^A+ _-1е⁰

Возникающие при распаде дочерние ядра как правило являются радиоактивными.

Радиоактивным рядом называется последовательность радиоактивных превращений от некоторого материнского ядра. Естественно-радиоактивные семейства: семейство урана ₉₂U²³⁸ , семейство тория ₉₀Th²³² (смотри плакат). В каждом из радиоактивных семейств происходит альфа и бета распад и заканчивается на устойчивых ядрах свинца.

Для характеристики ядер относительно радиоактивного распада вводится период полураспада.

Периодом полураспада называется время, за которое распадается половина первоначального количества ядер.

нов. Периоды полураспада изменяются в очень широких пределах: у урана 4,5 млрд. лет, у радия 1590 лет, у радона 3,8 суток, у одного из изотопов полония –1,5 10^-4с.

Распад Урана-238		ис 1.1

Количественной характеристикой радиоактивного вещества является активность, которая определяет число радиоактивных превращений в секунду. Единицы измерения:

Беккерель 1Бк=1 распад/с (СИ)

Кюри 1 Ки=3,7 10¹⁰ Бк.