Классификация ионизирующих излучений

К ионизирующим относятся корпускулярные излучения, которые состоят из частичек с массой покоя, которая отличается от ноля (альфа-, бета-частички, нейтроны) и электромагнитные излучения (рентгеновское и гамма-излучение), которые при взаимодействии с веществами могут образовывать в них ионы.

Альфа-излучение — это поток ядер гелия, который излучается веществом при радиоактивном распаде ядер с энергией, которая не превышает нескольких мегаэлектровольт (МеВ). Эти частички имеют высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.

Бета-частички — это поток электронов и протонов. Проникающая способность (2,5 см в живых тканях и в воздухе — до 18 м) бета-частичек выше, а ионизирующая — ниже, чем у альфа-частичек.

Нейтроны вызывают ионизацию веществ и вторичное излучение, которое состоит из заряженных частичек и гамма-квантов. Проникающая способность зависит от энергии и от состава веществ, которые взаимодействуют.

Гамма-излучение — это электромагнитное (фотонное) излучение с большой проникающей и малой ионизирующей способностью с энергией 0,001 3 МеВ.

173

ФИЗИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА ТРУДА И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ

Рентгеновское излучение — излучение, возникающее в среде, которая окружает источник бета-излучения, в ускорителях электронов и является совокупностью тормозного и характерного излучений, энергия фотонов которых не превышает 1 МеВ. Характерным 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 заряженных частичек.

Активность А радиоактивного вещества — это количество спонтанных ядерных превращений dN в этом веществе за малый промежуток времени dt, разделенное на этот промежуток:

К-—- (2.47)

dt

Единицей измерения активности является беккерель (Бк). 1 Бк — одно ядерное превращение за секунду. Кюри (Ки) — специальная единица активности: 1 Ки= 3,7-10¹⁰ Бк.

Степень ионизации оценивается экспозиционной дозой рентгеновского или гамма-излучения.

dQ_ dm

у _

Экспозиционной дозой называется полный заряд dQ ионов одного знака, которые возникают в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, разделенный на массу воздуха dm в этом объеме:

(2.48)

Единицей измерения экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг). Позасистемная единица — рентген (Р); / Р = 2,58-ІСИ Кл/кг.

Мощность экспозиционной дозы Р_ЭКСП — это прирост экспозиционной дозы dX за малый промежуток времени dt, разделенный на этот промежуток:

dX dt

(2.49)

Р, = —

Единица измерения — Кл/кг с.

Поглощенная доза D — это средняя энергия dE, которая передается излучением веществу в некотором элементарном объеме, разделенная на массу вещества в этом объеме:

dm

(2.50)

Раздел 2

Единица поглощенной дозы грей (Гр), равна 1 Дж/кг. Внесистемная единица — рад; 1 рад = 0,01 Гр.

В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов излучения вызывает в организме различный биологический эффект, введено понятие эквивалентной дозы Я, которая позволяет определять радиационную опасность влияния излучения произвольного состава и определяется по формуле

H = DK_K, (2.51)

где К_к — безразмерный коэффициент качества.

Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1 Зв = 100 бер (биологический эквивалент рада) — специальная единица эквивалентной дозы.

Согласно нормам радиационной безопасности НРБ 76/87 введен показатель, который характеризует ионизирующее излучение — керма.

Керма К — это отношение суммы начальных кинетических энергий dE_K всех заряженных ионизирующих частичек в элементарном объеме вещества, к массе dm вещества в этом объеме:

(2.52)

tf-. dm

Керму измеряют теми же единицами, что и поглощенную дозу (Грей, рад).

Экспозиционная доза является мерой энергии, которая передается фотонами единицы массы воздуха в процессе взаимодействия, тоесть одновременно связанное с кермой фотонного излучения в воздухе К:

(2.53)

К-Х™,

где со — средний расход энергии на образование одной пары ионов; е — заряд электрона.