2.8. Ионизирующие излучения

Источниками ионизирующих излучений в промышленности являются установки рентгеноструктурного анализа, высоковольтные электровакуумные системы, радиационные дефектоскопы, толщиномеры, плотномеры и др.

2.8.1. Классификация ионизирующих излучений

К ионизирующим относятся корпускулярные излучения, которые состоят из частичек с массой покоя, которая отличается от ноля (альфа-, бета-частички, нейтроны) и электромагнитные излучения (рентгеновское и гамма-излучение), которое при взаимодействии с веществами могут образовывать в них ионы.

Альфа-излучение – это поток ядер гелия, который излучается веществом при радиоактивном распаде ядер с энергией, не превышающей нескольких мегаэлектровольт (МэВ). Эти частички имеют высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.

Бета-частички – это поток электронов и протонов. Проникающая способность (2,5 см в живых тканях и в воздухе - до 18 м) бета-частичек выше, а ионизирующая - ниже, чем у альфа-частичек.

Нейтроны вызывают ионизацию веществ и вторичное излучение, которое состоит из заряженных частичек и гамма-квантов. Проникающая способность зависит от энергии и от состава веществ, которые взаимодействуют.

Гамма - излучение – это электромагнитное (фотонное) излучение с большой проникающей и малой ионизирующей способностью с энергией 0,0013 МэВ.

Рентгеновское излучение, излучение, возникающее в среде, окружающей источник бета-излучения в ускорителях электронов и является совокупностью тормозного и характерного излучений, энергия фотонов которых не превышает 1 МэВ. Характерным называют фотонное излучение с дискретным спектром, который возникает при изменении энергетического состояния атома.

Тормозное излучение – это фотонное излучение с непрерывным спектром, которое возникает при изменении кинетической энергии заряженных частиц.

Активность А радиоактивного вещества – это количество спонтанных ядерных превращений в этом веществе за малый промежуток времени, разделенное на этот промежуток:

(2.29)

Единицей измерения активности является беккерель (Бк). 1Бк - одноядерное превращение в секунду. Кюри (Ки) - специальная единица активности: .

Степень ионизации оценивается экспозиционной дозой рентгеновского или гамма-излучения.

Экспозиционной дозой называется полный заряд ионов одного знака, которые возникают в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных фотонами в малом объеме воздуха, разделенный на массу воздухав этом объеме:

(2.30)

Единицей измерения экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг). Позасистемная единица - рентген (Р); .

Мощность экспозиционной дозы – это прирост экспозиционной дозыза малый промежуток времени, разделенный на этот промежуток:

(2.31)

Единица измерения – Кл/кг с.

Поглощенная доза D – это средняя энергия , передающаяся излучением веществу в некотором элементарном объеме, разделенная на массу вещества в данном объеме:

(2.32)

Единица поглощенной дозы грей (Гр), равная 1Дж/кг. Внесистемная единица – рад; 1рад = 0,01Гр.

В связи с тем, что одинаково поглощенная доза различных видов излучений вызывает в организме различный биологический эффект, введено понятие эквивалентной дозы H, которая позволяет определить радиационную опасность влияния излучения произвольного состава, и определяется по формуле:

(2.31)

где – безразмерный коэффициент качества.

Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1Зв = 100 бер (биологический эквивалент рада) – специальная единица эквивалентности дозы.