В промышленности встречаются следующие виды ионизирующих излучений:
1) корпускулярное (a-, b— и нейтронное излучение)
— потоки частиц;
2) фотонное (g— и рентгеновское излучение) — электромагнитные волны высокой частоты.
a-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном распаде ядер некоторых химических элементов. Атомы таких химических элементов называют радионуклидами. Энергия a-частиц лежит в диапазоне 3…9 МэВ. Длина пробега a-частицы в воздухе составляет 2…12 см, а с повышением плотности материала проникающая способность a-излучения резко уменьшается. В твердых веществах длина пробега a-частицы не превышает нескольких микрон, а в мягкой биологической ткани — нескольких десятков микрометров; задерживается листом бумаги. a-частицы обладают высокой ионизирующей способностью.
b-излучение состоит из потока электронов или позитронов ядерного происхождения, возникающих при радиоактивном распаде ядер. Масса b-частиц в несколько тысяч раз меньше a-частиц. Максимальная энергия b-частиц, испускаемых различными радионуклидами, составляет 0,1…3,5 МэВ. Длина пробега электрона в воздухе — 0,2…1,6 м, а в биологических тканях — 2,5 см, свинце — 0,04 см. Ионизирующая способность b-частиц низка, а проникающая выше, чем a-частиц. Поток b-частиц задерживается металлической фольгой.
Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра. Масса нейтрона примерно в 4 раза меньше массы a-частицы.
В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее 1 кэВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 кэВ) и быстрые нейтроны (от 500 кэВ до 20 МэВ). Среди медленных нейтронов различают тепловые нейтроны с энергией менее 0,2 эВ. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у a- и b-частиц. Так, длина пробега нейтронов промежуточной энергии составляет около 15 м в воздушной среде и 3 см в биологической ткани, аналогичные показатели для быстрых нейтронов: соответственно 120 м и 10 см. Таким образом, нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения.
Так называемое вторичное излучение нейтрона, когда он сталкивается с каким-либо ядром или электроном, оказывает сильное ионизирующее воздействие. Ослабление нейтронного излучения эффективно осуществляется на ядрах легких элементов, особенно водорода, а также на материалах, содержащих такие ядра: воде, парафине, полиэтилене и др.
g-излучение представляет собой электромагнитное излучение частотой около 1020 Гц и длиной волн приблизительно 10–12 м с высокой энергией. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0,01…3 МэВ) и малая длина волны обусловливают большую проникающую способность g-излучения. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем a- и b-излучения.
Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник b-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучений, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Характеристическое излучение — это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение — это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Ионизирующая способность рентгеновского излучения примерно как у b-излучения, но большая проникающая способность.
Замедление рентгеновского и g-излучения наиболее интенсивно происходит на тяжелых элементах, например, свинце (пробег 20–25 см), железе, тяжелом бетоне и др.