Источники и виды ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения. Виды ионизирующих излучений, их источники;

Ионизирующим называется любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию заряженных атомов и молекул.

Появление ионизирующих излучений как одного из факторов физической среды обитания связано с открытиями явлений искусственной и естественной радиоактивности и рентгеновских лучей.

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновские) излучения.

Альфа-излучение представляет собой поток атомов гелия, возникающий при альфа распаде радиоактивных изотопов. Альфа частицы несут двойной положительный заряд и имеют массу равную 4. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии со средой, чем объясняется их низкая проникающая и высокая ионизирующая способность. Пробег альфа частиц в воздухе составляет 2-11 см, а в биологических тканях — несколько десятков микрометров.

Бета-излучение — это поток электронов или позитронов, возникающих при бета-распаде радиоактивных элементов. Энергия бета-частиц колеблется от нескольких КэВ до ЗМэВ. Проникающая способность их зависит от энергии, но она больше, чем у альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой. При средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько метров, а в тканях человека — около 1 см.

Удельная ионизирующая способность бета-частиц меньше, чем уальфа-частиц. В результате ионизации в некоторых средах происходят вторичные процессы: люминесценция, фотохимические реакции, образование активных радикалов.

Гамма-лучи относятся к электромагнитному излучению и представляют собой поток квантов энергии. Энергия гамма-лучей изменяется в широком диапазоне — от 0,01 до 10 МэВ. В зависимости от энергии гамма-лучи условно делят на мягкие (с энергией от 0,1 до 0,2 МэВ), средней жесткости (0,2-1 МэВ), жесткие (1-10 МэВ) и сверхжесткие (свыше 10 МэВ).

Гамма-лучи обладают высокой проникающей и малой ионизирующей способностью, они свободно проходят через тело человека без заметного ослабления, способны проникать через толстые пластины свинца, бетонные стены большой толщины.

Рентгеновские лучи — это электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (0,006-2 нм). Они распространяются с высокой скоростью и обладают значительной проникающей и ионизирующей способностью. Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны.

Нейтронное излучение, представляющее собой поток нейтронов, не обладающих электрическим зарядом, характеризуется высокой проникающей способностью. При взаимодействиях нейтронов с ядрами атомов возможна как обычная ионизация вещества, так и возникновение гамма-излучения.

Источниками ионизирующих излучений являются предприятия по добыче и переработке ядерного горючего, атомные электростанции, хранилища отходов, исследовательские объекты, испытательные полигоны и т.п.

Работа с радиоактивными веществами в открытом виде может сопро-вождаться загрязнением воздуха, оборудования, помещения, спецодежды, открытых частей тела работающих радиоактивными аэрозолями, газами, парами, растворами.

Выделение аэрозолей происходит при механической и химической обработке радиоактивных материалов и руд, при процессах, связанных с измельчением, пересыпанием, возгонкой, истиранием.

Радиоактивные газы образуются при работе реакторов, ускорителей, получении и переработке руд и минералов, содержащих радиоактивные криптон, аргон; при использовании радоновых источников воздух может загрязняться радоном.

Работы с радиоактивными веществами в закрытом виде связаны с эксплуатацией установок гамма-дефектоскопии, ядерных реакторов, рентгеновских установок. Гамма-дефектоскопия нашла широкое распространение в самых различных отраслях промышленности (машиностроение, судостроение, металлургия, строительство и т.д.)

Наиболее опасными операциями при гамма-дефектоскопии являются транспортировка контейнеров с изотопами, установка контейнера на место работы, ремонт и перезарядка контейнеров.

Гамма-излучение представляет наибольшую опасность при внешнем облучении.

Работа на атомных электростанциях может сопровождаться как внешним облучением (гамма- и бета-лучи, нейтроны), так и внутренним при поступлении в организм радиоактивных аэрозолей и газов. В результате распада ядерного топлива образуются многочисленные продукты распада, являющиеся источниками альфа-, бета- и гамма-излучения.

Рентгеновские лучи нашли применение для дефектоскопии металлических изделий, для рентгеноструктурного и спектрального анализа, в медицинской практике для рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Основной опасностью при работе на рентгеноустановках является внешнее облучение обслуживающего персонала, а также работающих в соседних помещениях.

2.4.1.Биологическое действие ионизирующих излучений

Патологические процессы, возникающие под воздействием ионизирующих излучений, могут проявиться в острой или хронической форме лучевой болезни.

Острая лучевая болезнь характеризуется как общетоксическими симптомами (слабость, утомляемость, тошнота), так и специфическими признаками поражения кроветворных органов, жулудочно-кишечного тракта, центральной нервной системы.

Хроническая лучевая болезнь является результатом длительного внешнего или внутреннего облучения в дозах, превышающих предельно допустимые. В начальной стадии хронической лучевой болезни характерны головные боли, вялость, нарушения сна и аппетита. На второй стадии эти симптомы усиливаются, происходят нарушения обмена веществ, функций желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. На третьей стадии резко усиливаются все перечисленные признаки, а также нарушается деятельность половых желез, происходят кровоизлияния, выпадение волос. Отдаленными последствиями лучевой болезни являются злокачественные образования и болезни кроветворных органов.

Начальным этапом биологического действия ионизирующих излучений является ионизация атомов и молекул живой материи. Особая роль принадлежит ионизации воды, которая составляет более 70% объема всех органов и тканей.

В результате ионизации молекул воды образуются свободные радикалы Н и ОН, которые могут вступать в реакции с веществами, которые способны как окисляться, так и восстанавливаться. Вступая в реакции с активными структурами ферментных систем — сульфгидрильными группами S-Н, превращают их в неактивные дисульфидные группы S=S, в результате чего нарушается каталитическая активность ферментных систем, имеющих важное значение в жизнедеятельности организма.

В итоге происходит нарушение обменных процессов, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые соединения, не свойственные организму.

Распределение радиоактивных веществ в организме зависит от их физико-химических свойств и функционального состояния организма. Так, например, радиоактивный йод (J 131 ) накапливается в щитовидной железе, стронций (Sr 90 ) — в костях, натрий (Na 24 ) и цезий (Cs 137 ) распределяются равномерно. Накопление радиоактивных веществ в отдельных органах и тканях обусловливает патологические изменения в них, например, злокачественные новообразования.

Выделение радиоактивных веществ из организма происходит через почки, желудочно-кишечный тракт, газообразные изотопы выделяются через дыхательные пути. Некоторые вещества могут выделяться слизистой оболочкой рта, кожей, молочными железами. Но многие элементы (стронций, торий, радий) выделяются медленно, надолго задерживаются в организме, депонируясь в нем.

2.4.2. Единицы активности и дозы ионизирующих излучений

Радиоактивность вещества характеризуется количеством распадов в единицу времени. Скорость радиоактивного распада определяется величиной периода полураспада, т.е. промежутком времени, в течение которого активность радиоактивного элемента уменьшается вдвое.

Читать еще:  Какой вред от блютуз наушников?

Единицей измерения активности является беккерель (Бк). Один беккерель равен одному ядерному превращению в секунду. Внесистемная единица активности — кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 . 10 10 Бк.

Количественной мерой ионизирующего действия служит поглощенная доза Д. Поглощенная доза — это средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества. Единица поглощенной дозы — грей (Гр). 1Гр = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей является рад. 1 рад = 0,01 Гр =1 10 -2 Дж/кг = 100 эрг/ч.

Поглощенная доза является однозначной характеристикой ионизирующего излучения для альфа- и бета-частиц, так как основным процессом их взаимодействия с веществом является непосредственная ионизация. Для рентгеновского и гамма-излучений поглощенная доза не может служить характеристикой их действия, так как эти виды излучений являются косвенно ионизирующими. В качестве характеристики этих излучений по эффекту ионизации используют экспозиционную дозу Х. Эта доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электронов, которые производят ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. Единица экспозиционной дозы — кулон на кг (Кл/кг). Это такая доза излучения, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферного воздуха образуются ионы, несущие один кулон электричества каждого знака. Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Р = 2,58 10 -4 Кл/кг.

Биологический эффект различных ионизирующих излучений связан не только с количеством поглощенной энергии, но зависит и от пространственного распределения (от линейной плотности ионизации). Чтобы учесть этот эффект введено понятие эквивалентной дозы Н, которая определяется как произведение поглощенной дозы Д на модифицирующий коэффициент качества К, отражающий особенности поглощения энергии. Н = Д К.

Единица эквивалентной дозы — зиверт (Зв). Внесистемная единица — бэр (биологический эквивалент рентгена). Это эквивалентная доза любого вида излучения, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.

Для оценки биологического эффекта различного вида излучений руководствуются следующими значениями коэффициента качества:

1. Рентгеновское излучение

электроны, позитроны 1

2. Альфа-излучение с энергией

меньше 10 МэВ 20

3. Нейтроны с энергией меньше 20 МэВ 3

4. Нейтроны с энергией 0,1-10 МэВ 10

2.4.3. Нормирование ионизирующих излучений

Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений регламен-тируются следующими нормативными документами:

1. Нормами радиационной безопасности (НРБ 76/87).

2. Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП 72/87).

В НРБ 76/87 заложены следующие принципы радиационной безопасности:

— непревышение основного установленного дозового предела;

— исключение всякого необоснованного облучения;

— снижение дозы излучения до возможно более низкого уровня.

Требования радиационной безопасности установлены раздельно для профессиональных работников, которые отнесены к категории А, для ограниченной части населения (категория Б), которая по условиям проживания или размещения рабочих мест может подвергаться воздействию радиоактивных веществ, и для населения области, края, республики (категория В).

При этом для характеристики нормативных уровней используют разные понятия: предельно- допустимая доза (ПДД) — нормативный уровень для профессионального облучения и предел дозы (ПД) — нормативный уровень радиационного воздействия на ограниченную часть населения.

Предельно-допустимая доза (ПДД) — это такое наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Предел дозы ПД) — такое наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Критической группой считается небольшая по численности группа лиц категории Б, однородная по условиям жизни, возрасту, полу или другим факторам, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию в пределах учреждения, его санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения.

При нормировании учитывается также различная чувствительность органов и тканей организма на радиационное воздействие. С этой точки зрения введено понятие «критический орган». Критическим органом называют орган, ткань или часть тела, облучение которого причиняет наибольший вред здоровью человека или его потомства. Выделены три группы критических органов по степени убывания радиочувствительности.

51. Ионизирующие излучения. Виды ионизирующих излучений, основные характеристики.

Ионизирующее излучение (ИИ) – это излучение, взаимодействие которой со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков. Возникает ионизирующее излучение при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, а также при взаимодействии заряженных частиц, нейтронов, фотонного (электромагнитного) излучения с веществом.

ИИ делятся на 2 вида:

— -излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде или при ядерных реакциях;

— -излучение – поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде;

— нейтронное излучение (При упругих взаимодействиях происходит обычная ионизация вещества. При неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и -квантов).

2. Электромагнитное излучение

— -излучение – это электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц;

— рентгеновское излучение – возникает в среде, окружающей источ-ник -излучения, в рентгеновских трубках.

Характеристики ИИ: энергия (МэВ) ; скорость (км/с) ; пробег (в воздухе, в живой ткани) ; ионизирующая способность (пар ионов на 1 см пути в воздухе).

Самая низкая ионизирующая способность у α-излучения.

Заряженные частицы приводят к прямой, сильной ионизации.

Активность (А) радиоактивного в-ва – число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt):

.

1 Бк (беккерель) равен одному ядерному превращению в секунду.

52. Ионизирующие излучения. Дозы ионизирующих излучений и единицы их измерения.

Ионизирующее излучение (ИИ) – это излучение, взаимодействие которой со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков. Возникает ионизирующее излучение при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, а также при взаимодействии заряженных частиц, нейтронов, фотонного (электромагнитного) излучения с веществом.

Доза излучения – величина, используемая для оценки воздействия ионизирующего излучения.

Экспозиционная доза (характеризует источник излучения по эффекту ионизации):

Экспозиционная доза на рабочем месте при работе с радиоактивными веществами:

где А–активность источника [мКи], К–гамма-постоянная изотопа [Рсм2/(чмКи)], t – время облучения, r – расстояние от источника до рабочего места [см ].

Мощность дозы (интенсивность облучения) – приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за ед. времени.

Мощность экспозиционной дозы [рч -1 ].

Поглощённая доза показывает, какое кол-во энергии ИИ поглощено ед. массы облучаемого в-ва:

Читать еще:  Передозировка эутирокса – симптомы, лечение

где К₁ – коэффициент, учитывающий вид облучаемого вещества

Поглащ. доза, Грей, [Дж/кг]=1Грей

Эквивалентная доза хар-ет хроническое облучение излучением произвольного состава

Н = Д Q [Зв] 1 Зв = 100 бэр.

Q – безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Для рентгеновского и -излучения Q=1, для альфа-, бета-частиц и нейтронов Q=20.

Эффективная эквивалентная доза хар-ет чувствительность разл. органов и тканей излучению.

Облучение неживых объектов – Поглащ. доза

Облучение живых объектов – Эквив. доза

53. Действие ионизирующих излучений(ИИ) на организм. Внешнее и внутреннее облучение.

Биологический эффект ИИ основан на ионизации живой ткани, что приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений, что приводит к изменению ДНК клеток и их последующей гибели.

Нарушение процессов жизнедеятельности организма выражается в таких расстройствах как

— торможение функций кроветворных органов,

— нарушение нормальной свертываемости крови и повышение хрупкос- ти кровеносных сосудов,

— расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта,

— снижение сопротивляемости инфекциям,

Внешнее облучение происходит тогда, когда источник радиации нах-ся вне организма человека и отсутствуют пути их попадания внутрь.

Внутреннее облучение происх. тогда, когда источник ИИ нах-ся внутри человека; при этом внутр. облучение также опасно близостью источника ИИ к органам и тканям.

Пороговые эффекты (Н > 0,1 Зв/год) зависят от дозы ИИ, возникают при дозах облучения в течении всей жизни

Лучевая болезнь – это заболевание, которое хар-ся симптомами, возникающими при воздействии ИИ, такими, как снижение кроветворной способности, расстройство желудочно-кишечного тракта, снижение иммунитета.

Степень лучевой болезни зависит от дозы излучения. Самой тяжелой явл-ся 4-ая степень, которая возникает при воздействии ИИ дозой более 10 Грей. Хронические лучевые поражения, как правило, вызываются внутренним облучением.

Виды и источники ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения разделяются на два вида: электромагнитные (γ–излучения, рентгеновское излучение) с очень малой длиной волны и корпускулярные (α–, β–излучения, нейтронное излучение).

γ–излучение обладает небольшой ионизирующей и большой проникающей способностью, оно может быть задержано лишь толстой свинцовой или бетонной плитами. Это коротковолновое, высокочастотное электромагнитное излучение, распространяющееся со скоростью света, возникающее в процессе ядерных реакций или радиоактивного распада.

α–излучение обладает большой ионизирующей и малой проникающей способностью (не проходит через внешний слой кожи). Оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие α– частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей, с вдыхаемым воздухом. Тогда оно становится чрезвычайно опасным.

β–частицы могут проникать в ткани организма на глубину 12 см, поэтому они одинаково опасны как при непосредственном прикосновении к излучаемому веществу, так и на расстоянии.

Различают естественную (природную) радиоактивность и искусственную (у элементов, получаемых искусственным путем).

Естественные источники ионизирующих излучений. Природная радиоактивность была открыта в 1898 году физиком Беккерелем при исследовании солей урана. Пьер и Мария Кюри, изучая радиоактивность других химических элементов, открыли ранее не известные элементы, названные радием и полонием, радиоактивность которых во много раз превосходила радиоактивность урана. Основную часть облучения население Земного шара получает от естественных источников радиации земного и космического происхождения. Человек подвергается облучению двумя способами: внешним облучением (радиоактивные вещества находятся вне организма) и внутренним (зараженные пища, воздух, вода).

Уровень радиации в некоторых местах Земного шара, особенно там, где залегают радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах, соответственно, ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, герметизация помещений, полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Космические лучи, попадающие на поверхность Земли, порождают вторичное излучение и осуществляют внешнее облучение людей.

Наиболее весомыми из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) – радон со своими дочерними продуктами. Этот газ ответствен за три четверти годовой дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и за половину дозы от всех естественных источников.

Большую часть радона получает человек вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях. В природе радон встречается в двух основных формах: радон-222 (от распада урана-238) и радон-220 (от распада тория- 232). Но наибольшая часть облучения идет от его дочерних продуктов распада. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Источником радона являются природный газ, используемый в жилых домах, некоторые источники воды. Наибольшая концентрация радона обнаружена в ванной комнате (в 3 раза выше, чем на кухне, и в 40 раз выше, чем в жилой комнате).

Другими источниками радионуклидов радона служат уголь, сжигаемый в жилых домах или на ТЭЦ, термальные водоемы, фосфатные месторождения (для производства удобрений и как кормовая добавка), а также строительные материалы, изготавливаемые из золы и шлака.

Искусственные источники ионизирующих излучений. За последнее десятилетие человек создал сотни искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в различных целях: в медицине, в производстве атомного оружия, для получения энергии, в средствах обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов, для поиска полезных ископаемых и т. д. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом.

Индивидуальные дозы, получаемые людьми разных профессий от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных.

Радиация от техногенных источников контролируется легче, чем от естественных источников, но облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, аварий, также невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками.

Ионизирующие излучения. Виды и источники ионизирующих излучений, их действие на организм человека

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.

Широкое использование атомной энергии в мирных целях, разнообразных ускорительных установок и рентгеновских аппаратов различного назначения обусловило распространенность ионизирующих излучений в народном хозяйстве и огромные, все возрастающие контингенты лиц, работающих в этой области.

Читать еще:  Столбнячный анатоксин — инструкция по применению и аналоги

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.

Альфа-частица — это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются. позитроны. Они отличаются от электронов лишь положительным зарядом, поэтому при воздействии на поток лучей магнитным полем они отклоняются в противоположную сторону.

Гамма-излучение, или кванты энергии (фотоны), представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эги лучи (свинец, бетон, вода). Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.

Рентгеновское излучение образуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок (бетатронов и т. п.). По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи. Ионизация вследствие воздействия рентгеновских лучей происходит в большей степени за счет выбиваемых ими электронов и лишь незначительно за счет непосредственной траты собственной энергии. Эти лучи (особенно жесткие) также обладают значительной проникающей способностью.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов (n) являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходят за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так — называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, ядерных реакторов и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

Все виды ионизирующих излучений отличаются друг от друга различными зарядами, массой и энергией. Различия имеются и внутри каждого вида ионизирующих излучений, обусловливая большую или меньшую проникающую и ионизирующую способность и другие их особенности. Интенсивность всех видов радиоактивного облучения, как и при других видах лучистой энергии, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника излучения, то есть при увеличении расстояния вдвое или втрое интенсивность облучения уменьшается соответственно в 4 и 9 раз.

Радиоактивные элементы могут присутствовать в виде твердых тел, жидкостей и газов, поэтому, помимо своего специфического свойства излучения, они обладают соответствующими свойствами этих трех состояний; они могут образовывать аэрозоли, пары, распространяться в воздушной среде, загрязнять окружающие поверхности, включая оборудование, спецодежду, кожный покров рабочих и т. д., проникать в пищеварительный тракт и органы дыхания.

Источники и виды ионизирующих излучений

Источниками ионизирующих излучений являются радиоактивные элементы и их изотопы, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц и др. Рентгеновские установки и высоковольтные источники постоянного тока относятся к источникам рентгеновского излучения.

Здесь следует отметить, что при нормальном режиме их эксплуатации радиационная опасность незначительна. Она наступает при возникновении аварийного режима и может долго проявлять себя при радиоактивном заражении местности.

Существенную часть облучения население получает от естественных источников радиации: из космоса и от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Наиболее весомым из этой группы является радиоактивный газ радон, залегающий практически во всех грунтах и постоянно выделяющийся на поверхность, а главное, проникающий в производственные и жилые помещения. Он почти не проявляет себя, так как не имеет запаха и бесцветен, что затрудняет его обнаружение.

Ионизирующие излучения разделяются на два вида: электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское излучение) и корпускулярное, представляющее собой и -частицы, нейтроны и др.

По своим свойствам -частицы обладают малой проникающей способностью и не представляют опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие -частицы, не попадут внутрь организма через рану, с пищей или вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными.

-частицы могут проникать в ткани организма на глубину один-два сантиметра.

Большой проникающей способностью обладает -излучение, которое распространяется со скоростью света; его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Понятие о нуклидах и радионуклидах

Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу «нуклидов». Большинство нуклидов нестабильны, т.е. они все время превращаются в другие нуклиды.

Например, атом урана-238 время от времени испускает два протона и два нейтрона (-частицы). Уран превращается в торий-234, но торий также нестабилен. В конечном итоге эта цепочка превращений оканчивается стабильным нуклидом свинца.

Самопроизвольный распад нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид — радионуклидом.

При каждом распаде высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения. Поэтому можно сказать, что в определенной степени испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов, — это -излучение, испускание электрона — -излучение, и, в некоторых случаях, возникает -излучение (см.: Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер, с англ. — М.: Мир, 1988).

Образование и рассеивание радионуклидов приводит к радиоактивному заражению воздуха, почвы, воды, что требует постоянного контроля их содержания и принятия мер по нейтрализации.