8. Защита от ионизирующих излучений

За последнее время ионизирующие излучения получили широкое распространение во многих отраслях народного хозяйства, в том числе машиностроении, приборостроении для дефектоскопии металлов и их сварных соединений, при изучении структуры и износа материалов, при разделении веществ и синтезе химических соединений, в аппаратах и приборах, выполняющих контрольно-сигнальные функции в медицине, для автоматического контроля технологических процессов и т.д. В строительной индустрии ведут контроль за процессом уплотнения бетонной смеси, влажностью строительных материалов, плотностью уложенного бетона, осуществляют дозировку компонентов.

В связи с этим большой круг работающих может подвергаться неблагоприятному воздействию ионизирующих излучений, потенциальная опасность которых усугубляется их невидимостью для обслуживающего персонала.

8.1. Виды ионизирующих излучений

Ионизирующее излучение - любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию в ней заряженных атомов и молекул - ионов (то есть электрических зарядов разных знаков).

Виды ионизирующих излучений.

1. Корпускулярное излучение - ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля.

К нему относятся:

• a-излучение - положительно заряженные ядра атомов гелия, излучаемых при ядерных реакциях. Распространяются в средах прямолинейно, создавая на своем пути ионизацию большой плотности (десятки тысяч пар ионов на 1 см пути). a-частицы обладают сравнительно большой массой, быстро теряют свою энергию (присоединяют 2 электрона и превращаются в атом гелия) при взаимодействии с веществом и поэтому обладают малой проникающей способностью. Их пробег составляет 8...9 см в воздухе и десятки мкм в мягкой биологической ткани. Этот вид излучения наблюдается преимущественно у естественных радиоактивных элементов (радий, торий, уран, полоний и др.).

• b-излучение - поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Ионизирующая способность меньше (десятки пар ионов на 1 см пути), чем a-частиц, при этом в некоторых средах происходят вторичные процессы: люминесценция, фотохимическая реакция, образование химически активных радикалов. Проникающая способность их выше, чем a-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой. Пробег достигает 1800 см в воздухе и 2.5 см в живых тканях.

• ne-излучение - поток нейтральных частиц, преобразующих свою энергию в упругих (обычная ионизация) и неупругих (вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и гамма-квантов) взаимодействий с ядрами атомов. Их ионизирующая способность еще ниже, а проникающая способность высока.

2. Электромагнитное излучение (фотонное).

• g-излучение - поток квантов энергии, испускаемый при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. F_g =10¹⁹...10²² Гц, l_g=10^-9...10^-11 м

• Энергия гамма-излучения 0.01...3 МэВ. Обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием.

• R_e-излучение - представляет собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (l_Re=10^-6 ...10^-9 м; f_Re=10¹⁶...10¹⁹ Гц), энергия фотонов которого составляет не более 1 МэВ. Оно возникает в среде, окружающей источник b-излучения, в рентгеновских трубках, ускорителях электронов и т.п. Состоит из тормозного и характеристического излучений.

Тормозное - фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии частиц.

Характеристическое - это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома.

Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны. Ионизирующее действие его весьма значительно. При попадании же пучка рентгеновского излучения на вещество возникает вторичное излучение.

Естественными радиоактивными элементами являются ряды тория, урана и актиния. В процессе распада образуется целый ряд новых радиоактивных элементов, происходит испускание a- и b-частиц, а также g-излучение.