II. Виды ионизирующих излучений и единицы измерения ИИ

Главным объектом исследования ученых был и остается сам атом, вернее - его строение. Атом похож на Солнечную систему в миниатюре: вокруг крошечного ядра движутся по орбитам “планеты” - электроны.

Ядро, как правило, состоит из нескольких более мелких частиц, которые плотно сцеплены друг с другом. Некоторые из этих частиц имеют положительный заряд и называютсяпротонами. Число протонов в ядре и определяет, к какому химическому элементу относится данный атом: ядро атома водорода содержит всего один протон, атома кислорода - 8, урана - 92. В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в ядре; каждый электрон несет отрицательный заряд, равный по абсолютной величине заряду протона, так что в целом атом нейтрален.

В ядре, как правило, присутствуют и частицы другого типа, называемые нейтронами, поскольку они электрически нейтральны. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, но число нейтронов в них может быть разным.

Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента, и называются изотопами данного элемента.

Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона и 146 нейтронов; в уране-235 тоже 92 протона, но 143 нейтрона.

Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу “нуклидов”.

Некоторые нуклиды стабильны, т.е. в отсутствие внешнего воздействия никогда не претерпевают никаких превращений.

Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды. При каждом таком акте распада высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения.

Число распадов в секунду в радиоактивном образце называется его активностью.

Единицу измерения активности (в системе СИ) назвали беккерелем (Бк) в честь ученого, открывшего явление радиоактивности;

1 Бк (беккерель) - единица СИ, соответствует такому количеству радиоактивного вещества, в котором за 1 с совершается 1 распад. Распространена и внесистемная единица - кюри (Ки). Она равна 3,7× 10¹⁰ Бк и соответствует активности 1 г ²²⁶Ra.

Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада соответствующего изотопа.

Ионизирующие излучения - это излучения, вызывающие при взаимодействии с веществом ионизацию его атомов и молекул.

Важной особенностью большинства видов ионизирующих излучений является их высокая проникающая способность, а отсюда способность взаимодействовать с атомами вещества в глубине объекта.

По физической природе выделяют:

1) Электромагнитное излучение высоких энергий:

- рентгеновы лучи,

- g-лучи.

2) Корпускулярное излучение - частицы, обладающие запасом кинетической энергии и с высокой скоростью перемещающиеся в пространстве:

- протоны (ядра водорода),

-ά-частицы (ядра гелия),

- ядра более тяжелых элементов,

- β-частицы (отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные позитроны ),

- нейтроны и другие частицы, получаемые, главным образом, искусственным путем.

Более удобно разделение ионизирующих излучений по особенностям их взаимодействия с веществом. В этом случае различают электрически нейтральное излучение (Rg рентгеновы, g - лучи и ή нейтроны) и ускоренные заряженные частицы (все остальные, помимо нейтронов, разновидности корпускулярного излучения).

Нейтроны не несут электрического заряда и поэтому могут беспрепятственно проникать вглубь атомов. При столкновении с ядрами атомов нейтроны либо отталкиваются от них (упругое или неупругое рассеяние), либо поглощаются ими. Биологические объекты проникает насквозь, вызывая интенсивную ионизацию атомов и молекул среды.

Образующиеся при взаимодействии нейтронов с веществом ускоренные заряженные частицы - протоны и другие ядра отдачи являются основным источником ионизации и возбуждения атомов и молекул. Таким образом, нейтроны, относятся к косвенно ионизирующим видам излучения.

В зависимости от энергии нейтроны могут быть разделены на следующие группы: - сверхбыстрые (релятивистские); - очень больших энергий Е = 10 – 10⁵ МэВ; - быстрые Е = 0,1 - 10 МэВ; - промежуточные Е = 0,5 - 100 кэВ; - медленные Е = 0,1 эВ - 0,5 кэВ; - тепловые Е < 0,1 эВ

Имеются и другие варианты классификации нейтронов по их энергии.

Наиболее важны в практическом отношении быстрые нейтроны, но и нейтроны других типов, образуясь при замедлении в тканях быстрых, принимают участие в передаче энергии веществу.

Альфа-излучение, представляет собой ядра атомов гелия, состоящие из нейтронов и протонов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие a-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.