86. Основные типы радиоактивных излучений.Doc

Радиоактивными называются излучения, возникающие при радиоак­тивном распаде ядер атомов. По своей физической природе радиоактивные излучения представляют собой потоки быстродвижущихся частиц, входящих в состав атомных ядер, а также электромагнитное излучение этих ядер. Все радиоактивные излучения обладают большими энергиями. Их общим свойст­вом является способность ионизировать вещество, в котором они распространяются. Сущность процесса ионизации заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений электрически нейтральные в нормальных условиях атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно и отрицательно заряженных частиц-ионов.

Для ионизации вещества всегда требуется затрата определенной энергии внешних сил. Поэтому, проникая в вещество и производя его ионизацию, радиоактивное излучение постепенно теряет свою энергию.

Ионизирующая способность радиоактивного излучения зависит от его типа и энергии, а также свойств ионизируемого вещества, и может быть оценена удельной ионизацией. Удельная ионизация измеряется числом пар ионов вещества, создаваемых излучением на пути в 1 см. Чем больше величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучений, т.е. тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии. Поэтому, чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше его проникающая способность и наоборот.

Основными типами радиоактивных излучений являются альфа- , бета, гамма- и нейтронное излучения.

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 000 километров в секунду. Альфа-частицей называется ядро гелия, состоящее из двух нейтронов и двух протонов. Каждая альфа-частица несет с собой определенную энергию. Из-за относительно малой скорости и значительного заряда альфа-частицы взаимодействуют с веществом наиболее эффективно, т.е. обладают наибольшей ионизирующей способностью.

Вследствие большой ионизирующей способности альфа-частиц (а ка­ждый акт ионизации требует затраты определенной энергии) их проникающая способность незначительна: длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет несколько сантиметров (от 3 до И см), а в жидких и твердых средах - сотые доли миллиметра. Лист бумаги полностью задерживает альфа-частицы.

Бета-излучение представляет собой поток бета-частиц. Бета-частицей называется излученный электрон или позитрон. Бета-частицы в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (300 000 км/сек.). Заряд бета-частиц меньше, а скорость больше, чем альфа-частиц. Поэтому бета-частицы обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью, чем альфа-частицы. Длина пробега бета-частиц высоких энергий составляет в воздухе до 20м, в воде - до 3 см, в металле - до 1см. На практике бета-частицы почти полностью поглощаются оконными или автомобильными стеклами и металлическими экранами толщиной в несколько миллиметров.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Гамма-излу­чение, как правило, сопровождает бета-распад, реже-альфа-распад. По своей природе гамма-излучение подобно рентгеновскому, но обладает значительно большей энергией и меньшей длиной волны. Гамма-излучение испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света. Гамма-кванты не имеют электрического заряда. Поэтому ионизирующая спо­собность гамма-излучения значительно меньше, чем у бета-частиц и тем более у альфа-частиц. Так удельная ионизация у-квантов в воздухе составляет всего несколько пар ионов на один сантиметр пути, т.е. в сотни раз меньше, чем у бета- и в десятки тысяч - чем у альфа-частиц. Зато гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью. В воздухе гамма-излучение может распространятся на сотни метров. Для ослабления энергии гамма-излучения в два раза необходим слой вещества (слой половинного ослабления) толщиной: для воды - 23 см, для стали - Зсм, для дерева - 30см.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов. Скорость распространения нейтронов может достигать 20 000 км/сек. Так как нейтроны не имеют электрического заряда, они легко проникают в ядра атомов и захватываются ими.