Ионизирующие излучения — потоки фотонов, а также заряженных или нейтральных частиц, взаимодействие которых с веществом среды приводит к его ионизации.
Ионизирующими излучениями называются такие виды лучистой энергии, которые, попадая в определенные среды или проникая через них, производят в них ионизацию. Такими свойствами обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи и др.
Виды ионизирующих излучений и их свойства
Наиболее разнообразны по видам ионизирующих излучений так называемые радиоактивные излучения, образующиеся в результате самопроизвольного радиоактивного распада атомных ядер элементов с изменением физических и химических свойств последних. Элементы, обладающие способностью радиоактивного распада, называются радиоактивными; они могут быть естественными, такие, как уран, радий, торий и др. (всего около 50 элементов), и искусственными, для которых радиоактивные свойства получены искусственным путем (более 700 элементов).
При радиоактивном распаде имеют место три основных вида ионизирующих излучений: альфа, бета и гамма.
Естественные ионизирующие излучение. Основную часть облучения населения земного шара получает от естественных источников излучений. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, породжуючи повторное излучение и приводя к образованию разнообразных радионуклидов. Облучение от естественных источников радиации испытывают все жители Земли, однако одни из них получают большие дозы, другие - более малые. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах залегания радиоактивных пород земного шара значительно выше от среднего, а в других местах - соответственно более низкий. Доза облучения зависит также и от образа жизни людей.
Искусственными источниками ионизирующих излучений являются ядерные взрывы, ядерные установки для производства энергии, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, приборы аппаратуры средств связи высокого напряжения и тому подобное.
Индивидуальные дозы, которые получают разные люди от искусственных источников ионизирующих излучений, сильно отличаются. В большинстве случаев эти дозы незначительны, но иногда облучение за счет техногенных источников во многие тысячи раз интенсивнее, чем за счет естественных. Однако следует отметить, что порожденные техногенными источниками излучения обычно легче контролировать, чем облучения, связанные с радиоактивными осадками от ядерных взрывов и аварий на АЭС, равно как и облучения, предопределенные космическими и наземными естественными источниками.
Облучение населения Украины за последние годы за счет искусственных источников радиации, в основном связанное с последствиями аварии на Чернобыльской АЭС, а также эксплуатацией и «мелкими» авариями на других АЭС. Среди техногенных источников ионизирующего облучение на сегодня человек наиболее облучается во время медицинских процедур и лечения, связанного с применением радиоактивности, источников радиации.
Радиация используется в медицине как в диагностических целях, так и для лечения. Одним из самых распространенных медицинских приборов есть рентгеновский аппарат. Также все больше распространяются и новые сложные диагностические методы, которые опираются на использование радиоизотопов. Одним из средств борьбы с раком, как известно, является лучевая терапия. В развитых странах годовая коллективная эффективная эквивалентная доза от рентгеновских исследований составляет приблизительно 1000 Зв на 1 млн. жителей.
Защитные мероприятия, которые позволяют обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них такие:
- доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени влияния;
- интенсивность излучения от точечного источника пропорциональное количеству квантов или частиц, которые возникают в нем за единицу времени и обратно пропорциональная квадрату расстояния;
- интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.
Из этих закономерностей выплывают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:
1. уменьшение мощности источников до минимальных размеров («защита количеством»);
2. сокращение времени работы с источником («защита временами»);
3. увеличение расстояния от источников к людям («защита расстоянием»);
4. экранирование источников излучения материалами, которые поглощают ионизирующее излучение («защита экраном»).
Влияние радиоактивного излучения на организм человека можно представить в очень упрощенном виде таким образом. Допустим, что в организме человека происходит нормальный процесс пищеварения, еда, которая поступает, раскладывается на более простые соединения, которые потом поступают через мембрану внутрь каждой клетки и будут использованы в качестве строительный материал для воссоздания себе подобных, для возмещения энергетических расходов на транспортировку веществ и их переработку. Во время попадания излучения на мембрану сразу же нарушаются молекулярные связки, атомы превращаются в ионы. Сквозь разрушенную мембрану в клетку начинают поступать посторонние (токсичные) вещества, работа ее нарушается. Если доза излучения небольшая, происходит рекомбинация электронов, то есть возвращение их на свои места. Молекулярные связки возобновляются, и клетка продолжает выполнять свои функции. Если же доза облучения высока или очень многократно повторяется, то электроны не успевают рекомбинировать; молекулярные связки не возобновляются; выходит из строя большое количество клеток; работа органов разлаживается; норма^1 ьна жизнедеятельность организма становится невозможной.
Предельной дозой для людей, которые постоянно работают с радиоактивными веществами, составляет 2 бэр на год. При этой дозе не наблюдается соматических поражений, однако достоверно пока неизвестно, каким образом реализуются канцерогенный и генетический эффекты действия. Эту дозу следует рассматривать как верхнюю границу, к которой не стоит приближаться.