Виды Ионизирующего излучения

Альфа частицы (ядра гелия), представляют собой часть атома, состоящую из 2-ух протонов и 2-ух нейтронов, имеющую положительный заряд и обладающую большой энергией (и разрушительной силой), но довольно громоздки и потому легко уловимы (даже плотная одежда или лист бумаги является для них преградой, при попадании на кожу частицы застревают в ней). Опасно лишь попадание альфа-частиц с пищей, чего и стоит остерегаться.

Бета-излучение – это поток мельчайших заряженных частиц (электронов), имеет большую проникающую способность, для защиты от этого вида радиации, понадобится более толстая защита: лист алюминия толщиной в несколько мм, дерево в несколько см и т.д.

Гамма-излучение и близкое к нему по свойствам рентгеновское излучение, обладает наибольшей проникающей способностью – это высокоэнергетическое коротковолновое электромагнитное излучение, представляющее собой поток фотонов, имеет нулевой заряд и поэтому не отклоняется при воздействии магнитным полем. Для защиты от такого вида излучения понадобится толстый слой материала с тяжёлыми ядрами (свинец, обеднённый уран, вольфрам). Есть ряд веществ (бор, графит, кадмий), которые способны нейтрализовать гамма-излучение.

Нейтронное излучение – поток электрически нейтральных частиц с достаточно большой массой и высокой энергией.Для защиты от такого вида излучения понадобится толстый слой бетона или парафина.

Единицы измерения радиации

Для количественной характеристики радиации введено большое количество единиц, основные из которых рассмотрим в лекции:

Поскольку радиоактивные элементы все время распадаются, их концентрация в объекте среды (образце) все время уменьшается. Важнейшей характеристикой для определения времени существования радиоактивного элемента является Период полураспада (Т1/2), промежуток времени, в течение которого количество радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое. Период полураспада позволяет оценить очень важный для нормирования защиты окружающей среды период, а именно – через какое время распадется такое количество конкретного радиационного материала, после которого радиация не будет представлять угрозы для объектов окружающей среды и человека. Расчетами и эмпирическим путем доказано что это время равно 10 Т1/2. Рассмотрим этот критерий в применении к катастрофе на Чернобыльской АЭС (26.04.1986 года), где наибольший экологический вред наносят изотопы цезий – 137 и стронций – 90, для которых Т1/2 составляет около 30 лет, т.е 10 Т1/2 составит 300 лет, что обезопасит загрязненную зону к 2286 году!!!!

Другой важнейшей количественной характеристикой радиации является Активность радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). имеет единицу измерения Беккере́ль (русское обозначение: Бк; международное: Bq) —Один беккерель определяется как активность источника, в котором за одну секунду происходит в среднем один радиоактивный распад.

Беккерель — производная единица, имеющая специальные наименование и обозначение, через основные единицы СИ выражается следующим образом:

Бк = с⁻¹.

Беккерель — очень маленькая единица измерения, на практике, как правило, используются кратные единицы, образованные с помощью десятичных приставок. Однако в исследованиях крайне редких радиоактивных процессов используются и дольные единицы (милли- и микробеккерели).

Для измерения активности используется также внесистемные единицы измерения кюри и (в последнее время редко) резерфорд:

1 Ки = 3,7·10¹⁰ Бк (точно).

1 Бк ≈ 2,703·10⁻¹¹ Ки.

1 Рд = 1·10⁶ Бк (точно) = 1 МБк.

1 Бк = 1·10⁻⁶ Рд (точно).

Для измерения удельной (массовой), объёмной и поверхностной активности используются соответственно единицы беккерель на килограмм (Бк/кг), беккерель на кубический метр (Бк/м³), беккерель на квадратный метр (Бк/м²), а также их различные производные (Бк/г, Бк/т; Бк/л, Бк/см³; Бк/м² и т. д.).

Для понимания степени опасности радиации на живые организмы и нормирования порога допустимого воздействия воздействие на живые организмы радиация измеряется в единицах энергии, которая поглощается веществом (выделяется в веществе) при прохождении через него ионизирующего излучения. Поглощённая доза измеряется в грэях, считается, что вещество получило дозу облучения в 1 грэй (Гр), если в результате облучения 1 кг вещества (организма) получил 1 Дж энергии. До перехода к международным единицам использовалась единица Рад, 1 Гр = 100 Рад. Для понимания насколько мала эта доза энергии можно, условно, перевести ее в температуру. Оценка показывает, что мгновенно поглощенная смертельная доза нагреет тело человека всего на 0,01 градуса. Это доказывает, насколько уязвима жизнь для энергии, преобразованной в радиацию.

Применяется, также такое понятие, как экспозиционная доза излучения – величина, показывающая, какой заряд создаёт гамма- или рентгеновское излучение в единице объёма воздуха (степень ионизации). В международной системе СИ, единицей измерения является "кулон на кг" (Кл/кг), Внесистемной единицей измерения является "рентген", или равная ей ещё одна внесистемная единица "бэр". 1 Кл/кг = 3880 рентген (Р).

Эквивалентная доза – доза, рассчитывается с учётом коэффициентов и зависит от вида излучения, например, рентгеновское, гамма, бета-излучения, имеют коэффициент 1, а альфа-частицы 20. Э.д. измеряется в Зивертах,

1 Зв = 1 Гр, или бэрах.

Итого: 1 Гр = 1 Зв = 100 Бэр = 100 Рентген.

Эффективная доза – коэффициент, рассчитываемый индивидуально для каждого органа в зависимости от риска возникновения отдаленных последствий облучения. Э.д. кожи и щитовидной железы – 0.01, для половых органов – 0.2, для лёгких, желудка, кишечника – 0.12, для головного мозга – 0.025, для остальных тканей – 0.05.

Эффективная (эквивалентная) доза годовая – сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего излучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год.