Термин "ионизирующее излучение" характеризует любые излучения, которое прямо или посредственно вызывает ионизацию окружающей среды (образование положительно и негативно заряженных ионов).
Особенностью ионизирующих излучений является то, что все они отмечаются высокой энергией и вызывают изменения в биологической структуре клетки, которая может привести к их гибели. На ионизирующие излучения не реагируют органы чувств человека, который делает их особенно опасными.
Ионизирующее излучение существует в течение всего периода существования Земли, оно распространяется в космическом пространстве. Влияние ионизирующего излучения на организм человека начало исследоваться после открытия явления радиоактивности в 1896 г. французским ученым Анри Беккерелем, а затем исследованный Марией и Пъером Кюри, какие в 1898 году пришли к выводу, что излучение радия является результатом его превращения в другие элементы Характерным примером такого превращения является цепная реакция превращения урана-238 в стабильный нуклид свинца-206.
Уран - 238 —> Терий - 234 —> Протактиний - 234 —> Уран - 234 —> Свинец- 206
На каждом этапе такого превращения высвобождается энергия, которая дальше передается в виде излучений. Открытию Беккереля и исследованию Кюри предшествовало открытие неизвестных лучей которые в 1895 году немецкий физик Вильгельм Рентген назвал Х-лучами, а в дальнейшем, в его честь, названо рентгеновскими.
Первые же исследования радиоактивных излучений дали возможность установить их опасные свойства. Об этом свидетельствует то, что свыше 300 исследователей, которые проводили эксперименты с этими материалами, умерло в результате облучения.
Все источники ионизирующего излучения разделяются на естественных и искусственных (антропогенные).
Естественными источниками ионизирующих излучений являются космические лучи, а также радиоактивные вещества, которые находятся в земной коре.
Искусственными источниками ионизирующих излучений являются ядерные реакторы, ускорители заряженной частицы, рентгеновская установка, искусственные радиоактивные изотопы, приборы средств связи высокого напряжения и тому подобное. Как естественные, так и искусственные, ионизирующие излучения и могут быть электромагнитными (фотонными или квантовыми) и корпускулярными. Классификация ионизирующих излучений, которая учитывает их природу, приведена на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Классификация ионизирующих излучений
Рентгеновское излучение возникает в результате изменения состояния энергии электронов, которые находятся на внутренней оболочке атомов, и имеет длину волны (1000 - 1)·10-12 м. Это излучение совокупностью тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых не превышает 1 МеВ.
Характеристическим 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 заряженной частицы.
Рентгеновские лучи проходять ткань человека насквозь.
Гамма (γ)-излучения возникают при возбуждении ядер или элементарной частицы. Длина волны (1000 - 1)·10-15 м. Источником γ-излучения является ядерный взрыв, распад ядра радиоактивных веществ, они образуются также при прохождении быстрой заряженной частицы сквозь вещество. Благодаря значительной энергии, которая находится в пределах от 0,001 до 5 МеВ у естественных радиоактивных веществ и до 70 МеВ при искусственной ядерной реакции, это излучение может ионизировать разные вещества, а также характеризуется большой проникающей способностью, γ-излучение проникает сквозь большие более толстые вещества. Распространяется оно со скоростью света и используется в медицине для стерилизации помещений, аппаратуры, продуктов питания.
Альфа (α)-излучение - ионизирующее излучение, которое состоит из α-частиц (ядер гелия), какие образуются при ядерных превращениях и двигаются со скоростью близко к 20000 км/с. Энергия α-частиц - 2-8 МеВ. Они задерживаются листом бумаги, практически не способные проникать через кожный покров. Поэтому α-частица не несет серьезную опасность до тех пор, пока они не попадут внутрь организму через открытую рану или через кишечно-желудочный тракт вместе с едой, а-частица проникает в воздух на 10-11 см от источника, а в биологической ткани на 30-40 мкм.
Бета (β)-излучение - это электронное и позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, который возникает при ядерных превращениях. Скорость β-частиц близкая к скорости света. Они имеют меньшую ионизирующую и большую проникающую способность в сравнении с α-частицами. β-частицы проникают в ткань организма на глубину к 1-2 см, а в воздухе на несколько метров. Они полностью задерживаются слоем почвы толщиной 3 см.
Потоки нейтронов и протонов возникают при ядерной реакции. Их действие зависит от энергии этой частицы.
Контакт с ионизирующим излучением представляет собой серьезную опасность для жизни и здоровья человека.
Однако при выполнении определенных технических и организационных мероприятий это влияние можно возвести к безопасному.
Энергию частицы ионизирующего излучения измеряют во внесистемной единице электрон-вольтах, еВ. 1 еВ = 1,6·10-19 джоуля (Дж).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему