Основные виды излучения радиоактивных ядер и их характеристики.

Ионизирующие излучения подразделяются на 2 вида:

— корпускулярные — α, β, нейтронное;

— квантовые — γ и рентгеновское;

α-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при ядерных превращениях, радиоактивном распаде ядер с большим атомным номером. Известно более двухсот α-радиоактивных ядер. Источником этого излучения обладают также около 20 радиоактивных нуклидов редкоземельных элементов.

Важнейшими свойствами ионизирующих излучений является их проникающая способность и ионизирующее действие. α-излучение обладает небольшой проникающей способностью, но большим ионизирующим действием. α-частицы, вследствие своей большой массы, при взаимодействии с веществом быстро теряют свою энергию. Пробег α-частиц в воздухе составляет 3–8 см, в живой ткани — несколько десятков микрон. Удельная ионизация α-частиц составляет несколько десятков тысяч пар ионов на 1 см пути пробега. α-излучение имеет линейчатый энергетический спектр.

Изотопы, имеющие α-тип распада, называются α-активными, β-тип распада — β-активными.

β-излучение — поток электронов (β^–) или позитронов (β⁺), испускаемых при ядерных превращениях — радиоактивном распаде ядер. Ионизирующая способность β-излучения ниже, чем α-излучения. Проникающая способность, наоборот, выше. Энергетический спектр β-излучения непрерывный, т. е. энергия излученных частиц изменяется от 0 до E_max.

Длина пути пробега β-частиц зависит от их энергии. Например, пробег β-частицы с энергией 5 Мэв в воздухе составляет 22,3 м, в биологической ткани — 1–22 мм. Энергия β-частиц, имеющих биологическую значимость, составляет 0,018–13,5 Мэв.

В силу небольшой проникающей способности при внешнем облучении организма α-, а также β-источниками имеют место в основном кожные поражения.

Излучения опасны при воздействии на слизистые оболочки, попадании радиоактивных веществ в открытую рану, легкие, желудочно-кишечный тракт. Высокая ионизирующая способность делает их весьма опасными при попадании источника во внутрь организма. В этом случае излучения оказывают высокий разрушительный эффект вследствие поглощения их внутренними органами.

Нейтрон — электрически нейтральная элементарная частица. Из протонов и нейтронов состоят все ядра атомов. Вместе с тем отсутствие у этих частиц электрического заряда приводит к тому, что они непосредственно взаимодействуют с атомными ядрами, вызывая ядерные реакции. Тем самым они способны превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы.

Характер и интенсивность нейтронно-ядерных взаимодействий, проникающая способность этих частиц существенно зависят от энергии излучения, которая колеблется в широких пределах.

При распаде ядер одного вида наблюдаются либо α-, либо β-излучение, которые, как правило, сопровождаются γ-излучением.

γ-излучение представляет собой коротковолновое фотонное (электромагнитное) излучение с длиной волны ≤10^–6 мкм, испускаемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц. По своей природе оно аналогично другим видам электромагнитных излучений — световому, ультрафиолетовому, рентгеновскому. Представляет основную опасность как источник внешнего излучения. Обладает высокой проникающей способностью.

Пробег γ-квантов в воздухе превышает десятки и даже сотни метров. Излучение пронизывает слой свинца толщиной в несколько сантиметров.

Поглощение γ-квантов в веществе сопряжено с фотоэффектом, комптоновским рассеянием, рождением пар электрон — позитрон в кулоновском поле.

Рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны 10^–8–10^–1 мкм, занимающее спектральную область между γ- и ультрафиолетовым излучением.

Рентгеновское излучение с длиной волны менее 2∙10^–4 мкм условно называют жестким, более 2∙10^–4 мкм — мягким.

Рентгеновское излучение образуется при работе электровакуумных приборов. Высокая проникающая способность сделала возможным применение его в медицине.