Физическая природа ионизирующих излучений

К ионизирующим относятся корпускулярные (, и нейтронные) и электромагнитные (, рентгеновское) излучения, способные при воздействии с веществом создавать в нем заряженные атомы и молекулы — ионы (рис. 1. 2).

Альфа-()-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Их энергия не превышает нескольких МэВ. Чем больше энергия частицы, тем больше полная ионизация, вызываемая ею в веществе. Пробег -частицы, испускаемой веществом, достигает 8…9 см в воздухе, а в живой ткани — несколько десятков микрометров. Обладая сравнительно большой массой, -частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что обусловливает их малую проникающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов.

Рис. 1.2. Три вида излучений и их проникающая способность

Бета-()-излучение — поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия -излучения не превышает нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в живой ткани — 2,5 см. Ионизирующая способность -излучения ниже — несколько десятков пар ионов на 1 см пробега, а проникающая способность выше, чем у -частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и при одинаковой с -частицей энергии имеют меньший заряд.

Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) преобразуют свою энергию при упругом и неупругом взаимодействии с ядрами атомов. При неупругом взаимодействии возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из -квантов. При упругом взаимодействии возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которыми они взаимодействуют.

Гамма-()-излучение — электромагнитное (фотоны) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. -излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01 — 3 МэВ.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник -излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов, т.е. представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучений, энергия фотонов которых составляет более 1 МэВ. Тормозное излучение — это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение — это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Как и -излучение, рентген обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.

Источник

Рейтинг
Ufactor
Добавить комментарий