Излучения.
Альфа – излучение представляет собой поток a–частиц, то есть ядер гелия, характеризующихся массовым числом 4 и положительным зарядом 2. При радиоактивном распаде одновременно с вылетом a–частицы исходный атом теряет 2 электрона из внешней оболочки. Начальная скорость частиц достигает 20 000 км/с. Длина пробега a–частицы в воздухе не превышает 10 см и зависит от начальной скорости частицы, а в биологических тканях до 0,1 мм. Большую опасность для организма человека представляет внутреннее облучение a–частицами, которое образуется при распаде радиоактивных веществ, попавших внутрь организма с воздухом, пищей и водой.
При a–излучении первоначальное ядро превращается в ядро атома нового химического элемента, заряд (число протонов) которого меньше первоначального на 2, а массовое число на 4 единицы. Новый элемент в таблице Менделеева перемещается на две клетки влево (например, радий 226 превращается в радон 222).
Бета – излучение представляет собой поток отрицательно или положительно заряженных частиц с массовым числом 1/1820, выбрасываемых ядрами радиоактивных атомов при электронном и позитронном распаде.
Электронный распад – это процесс, в результате которого нейтрон ядра превращается в протон. Новый элемент будет нести заряд (число протонов) на 1 единицу больше и по таблице Менделеева передвигается на одну клетку вправо (например, стронций 90 превращается в иттрий 90). При электронном распаде из ядра вылетает с большой скоростью электрон и антинейтрино, массовое число остается без изменения.
Позитронный распад – это процесс, в результате которого протон превращается в нейтрон, а заряд ядра уменьшается на 1. Вновь образовавшийся элемент смещается в таблице Менделеева на одну клетку влево (например, углерод 11 превращается в бор 11). При позитронном распаде из ядра вылетает позитрон и нейтрино.
По массе и ионизирующей способности b–частицы уступают a–частицам. Скорость пробега b–частиц в воздухе близка к скорости света (270 000 км/с). Длина их пробега в воздухе до 20 м, а в биологических тканях – до 1 см, что зависит от энергии частиц. При внешнем воздействии на организм b–частицы могут вызвать радиационное поражение кожи и глаз, но большую опасность представляет внутреннее облучение. Одежда поглощает до 50 % b–частиц.
Электронный захват, когда ядро захватывает электрон из ближайшего К-слоя электронной оболочки, в результате чего протон, соединяясь с электроном, превращается в нейтрон. Этот процесс сопровождается испусканием нейтрино и рентгеновского излучения. Атомы с одинаковым числом протонов, но с разным количеством нейтронов, называются изотопами (например, йод 131, йод 132, йод 135 и т. д. содержат в ядрах по 53 протона и, соответственно, по 78, 79 и 82 нейтрона).
Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов, скорость которых достигает 300 000 км/с. Нейтроны характеризуются массовым числом 1 и отсутствием заряда. Пролетая через электронную оболочку атома, нейтрон не оказывает воздействия на атом, не ионизирует его. В результате путь пробега нейтрона в воздухе и в других материалах большой. При столкновении нейтрона с электроном, находящегося на любом энергетическом уровне в атоме, возникает ионизация вещества. Столкновение нейтрона с атомом вещества приводит к атомным реакциям с сильной ионизацией вещества с образованием других излучений. При этих ядерных реакциях образуются радиоактивные изотопы, которые при дальнейшем распаде вызывают дополнительную ионизацию.
Гамма – излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. По своей природе g – излучение подобно рентгеновскому, но обладает значительно большей энергией (при меньшей длине волны). Ионизирующее действие g – излучения значительно слабее, чем у a–частиц и b–частиц.
Рентгеновское излучение– электромагнитные волны с длиной волны 8-10 см. Способно в разной степени проникать во все вещества.
Дозовые пределы облучения.
Доза поглощенная - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу.
В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), грей (Гр).
Доза эквивалентная - поглощенная доза в органе или ткани человека, умноженная на соответствующий взвешенный коэффициент для данного излучения.
Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж/кг, зиверт (Зв).
Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и его отдельных органов с учетом их радио-чувствительности.
Единицей измерения эффективной дозы – Дж/кг, зиверт (Зв).
Экспозиционная доза – является количественной характеристикой ионизирующих излучений (Кл/кг).
Мощность экспозиционной дозы – это приращение экспозиционной дозы в единицу времени (Р/с, Р/ч).
Основными принципами защиты от внешнего ионизирующего излучения являются:
1 – защита количеством, т. е. используются источники с минимальной, но достаточной для работы, ионизирующей способностью;
2 – защита временем (ограничение времени воздействия);
3 – защита расстоянием, т.е нахождение на безопасном расстоянии от источника;
4 – защита экранами, поглощающими ионизирующие излучения.
Полураспад. Для характеристики устойчивости радиоактивных веществ используется понятие периода полураспада, то есть промежутка времени, в течение которого половина атомов радиоактивного вещества распадается. Период полраспада для различных изотопов изменяется от микросекунд до миллионов лет. Например, период полураспада атома натрия с массовым числом 24 составляет 15 часов, а йода с массовым числом 131 – 8 суток.
Проникающая способность. Проникающая способность у g – излучения очень высока. Так a – излучение полностью задерживается листочком алюминия толщиной 0,1 мм, для полного поглощения b – излучения необходим уже слой алюминия толщиной 5 мм, тогда как нейтронное и g – излучения такой пластинкой почти не задерживаются.
Обработка результатов:
Таблица 1 – Результаты измерений мощности излучения, мкР/ч
| Расстояние – R, см | ||||||
| Без экрана, Х10 | ||||||
С экраном, 
| 1 (ДВП) | 0.5 | 0.1 | |||
| 2 (бумага) | ||||||
| Кратность ослабления, К | 1 (ДВП) | 2.8 | 1.8 | |||
| 2 (бумага) | 0.7 | 1.4 | 0.3 |
График зависимости мощности экспозиционной дозы излучений
от расстояния
мкР/ч
1 2 4 8 16 lg R
Вывод: мощность экспозиционной дозы b– излучений уменьшается с увеличением расстояния. Наиболее эффективный барьер – ДВП.