Какое излучение обладает большей проникающей способностью. Альфа-излучение: проникающая способность

Понятие «излучение» включает в себя весь диапазон электромагнитных волн, а также электрический ток, радиоволны, ионизирующее излучение. При последнем изменяется физическое состояние атомов и их ядер, превращая их в заряженные ионы или продукты ядерных реакций. Мельчайшие частицы обладают энергией, которая постепенно теряется при взаимодействии со структурными единицами. В результате движения вещество, через которое проникают элементы, ионизируется. Глубина проникновения различна для каждой частицы. Из-за способности изменять вещества радиоактивный свет наносит вред организму. Какие виды излучений существуют?

Корпускулярное испускание. Альфа-частицы

Данный вид представляет собой поток радиоактивных элементов, чья масса отлична от нуля. Примером является альфа и бета-излучение, а также электронное, нейтронное, протонное и мезонное. Альфа-частицы - это ядра атомов, которые испускаются при распаде некоторых радиоактивных атомов. Они состоят их двух нейтронов и двух протонов. Альфа-излучение - это ядра атомов гелия, которые положительно заряжены. Естественное испускание характерно для неустойчивых радионуклидов рядов тория, урана. Альфа-частицы выходят из ядра со скоростью до 20 тысяч км/сек. По пути движения они образуют сильную ионизацию среды, отрывая электроны из орбит атомов. Ионизация лучами приводит к химическим изменениям в веществе, а также к нарушению ее кристаллической структуры.

Характеристика альфа-излучения

Лучи такого вида представляют собой альфа-частицы массой 4,0015 атомных единиц. Магнитный момент и спин равны нулю, а заряд частиц - удвоенному элементарному заряду. Энергия альфа-лучей находится в пределах 4-9 МэВ. Ионизирующее альфа-излучение проявляется при потере атома своего электрона и превращении его в ион. Выбивание электрона происходит за счет большого веса альфа-частиц, которые больше его практически в семь тысяч раз. При прохождении через атом и отрыве каждого отрицательно заряженного элемента частицы теряют свою энергию и скорость. Способность ионизировать материю теряется, когда вся энергия потрачена и альфа-частица преобразуется в атом гелия.

Бета-излучение

Это процесс, при котором электроны и позитроны образуются при бета-распаде элементов от самых легких до самых тяжелых. Бета-частицы сотрудничают с электронами атомных оболочек, передают им часть энергии и вырывают их с орбит. В этом случае образуется положительный ион и свободный электрон. Альфа и бета - излучение обладают разной скоростью движения. Так, для второго вида лучей она приближается к скорости света. Поглотить бета-частицы можно с помощью слоя алюминия толщиной в 1 мм.

Гамма-лучи

Образуются при разложении радиоактивных ядер, а также элементарных частиц. Это коротковолновый тип электромагнитного излучения. Оно образуется при переходе ядра из более возбужденного энергетического состояния в менее возбужденное. Имеет короткую длину волны, поэтому обладает высокой проникающей способностью, что может нанести серьезный вред здоровью человека.

Свойства

Частицы, которые образуются при распаде ядер элементов, могут по-разному взаимодействовать с окружающей средой. Такая связь находится в зависимости от массы, заряда, энергии частиц. К свойствам радиоактивного излучения можно отнести следующие параметры:

1. Проникающую способность.

2. Ионизацию среды.

3. Экзотермическую реакцию.

4. Воздействие на фотоэмульсию.

5. Возможность вызвать свечение люминесцирующих веществ.

6. При длительном воздействии возможны химические реакции и распад молекул. Например, изменяется цвет предмета.

Перечисленные свойства используются при обнаружении излучений по причине неспособности человека улавливать их своими чувствами.

Источники излучений

Существуют несколько причин испусканий частиц. Это могут быть земные или космические объекты, которые содержат радиоактивные вещества, технические устройства, выделяющие ионизирующие излучение. Также причинами появления радиоактивных частиц могут быть ядерно-технические установки, контрольно-измерительные устройства, медицинские препараты, разрушение хранилищ радиационных отходов. Опасные источники делятся на две группы:

1. Закрытые. При работе с ними излучение не проникает в окружающую среду. Примером будет являться радиационная техника на АЭС, а также аппаратура в рентген-кабинете.
2. Открытые. В этом случае облучению подвергается окружающая среда. Источниками могут быть газы, аэрозоли, радиоактивные отходы.

Элементы ряда урана, актиния и тория являются естественными радиоактивными элементами. При их распаде происходит излучение альфа-, бета-частиц. Источниками альфа-лучей является полоний с атомной массой 214 и 218. Последний представляет собой продукт распада радона. Это ядовитый в больших количествах газ, который проникает из почвы и накапливается в подвалах домов.

Источники альфа-излучения высоких энергий представляют собой разнообразные ускорители заряженных частиц. Одним из таких устройств является фазотрон. Он представляет собой циклический резонансный ускоритель с постоянным управляющим магнитным полем. Частота ускоряющего электрического поля будет медленно изменяться с периодом. Частицы движутся по раскручивающийся спирали и ускоряются до энергии, равной 1 ГэВ.

Способность проникать через вещества

Альфа-, бета-, гамма-излучения обладают определенным пробегом. Так, движение альфа-частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, когда бета-частицы способны пройти несколько метров, а гамма-лучи - до сотни метров. Если человек испытал внешнее альфа-излучение, проникающая способность которого равна поверхностному слою кожи, то он будет в опасности только в случае открытых ран на теле. Сильный вред наносит употребление пищи, облученной данными элементами.

Бета-частицы могут внедриться в организм только на глубину не больше 2 см, а вот гамма-частицы способны вызвать облучение всего тела. Лучи последних частиц могут задержать только бетонные или свинцовые плиты.

Альфа-излучение. Влияние на человека

Энергии этих частиц, образующихся при радиоактивном распаде, не хватит на преодоление начального слоя кожи, поэтому внешнее облучение не несет вреда организму. Но если источником образования альфа-частиц служит ускоритель и их энергия достигает выше десятков МэВ, то угроза нормальному функционированию организма присутствует. Огромный вред наносит непосредственное проникновение внутрь тела радиоактивного вещества. Например, через вдыхание отравленного воздуха или через пищеварительный тракт. Альфа-излучение способно в минимальных дозах вызвать у человека развитие лучевой болезни, которая часто заканчивается смертью пострадавшего.

Альфа-лучи нельзя обнаружить с помощью дозиметра. Попав в организм, они начинают облучать близлежащие клетки. Организм вынуждает клетки делиться быстрее, чтобы возобновить пробел, но заново рожденные опять подвергаются вредному воздействию. Это приводит к потере генетической информации, мутациям, образованию злокачественных опухолей.

Допустимые пределы облучения

Норма ионизирующего излучения в России регулируется «Нормами радиационной безопасности» и «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений». Согласно данным документам, пределы облучения разработаны для следующих категорий:

1. «А». К ней относятся сотрудники, которые работают с источником излучений на постоянной основе или временно. Допустимый предел рассчитывается как индивидуальная эквивалентная доза внешнего и внутреннего излучения за год. Это так называемая предельно допустимая доза.

2. «Б». Категория включает часть населения, которая может подвергаться воздействию источников облучения, так как проживает или работает рядом с ними. В этом случае также рассчитывается допустимая доза за год, при которой в течение 70 лет не будут происходить нарушения здоровья.

3. «В». К типу относится население области, края или страны, попавшее под излучение. Ограничение облучения происходит с помощью введения норм и контроля радиоактивности объектов в окружающей среде, вредных выбросов с АЭС, учитывая дозовые пределы для предыдущих категорий. Влияние излучений на население не подлежит регламенту, так как уровни облучения очень низки. В случаях радиационной аварии в регионах применяются все необходимые меры безопасности.

Меры безопасности

Защита от альфа-излучения не представляет собой проблемы. Радиационные лучи полностью задерживаются плотным листом бумаги и даже человеческой одеждой. Опасность возникает только при внутреннем облучении. Чтобы избежать его, используются средства индивидуальной защиты. К ним относятся спецодежда (комбинезоны, шлемы из молескина), пластиковые фартуки, нарукавники, резиновые перчатки, специальная обувь. Для защиты глаз применяются щитки из оргстекла, также используются дерматологические средства (пасты, мази, кремы), респираторы. На предприятиях прибегают к мерам коллективной защиты. Что касается защиты от газа радона, способного накапливаться в подвалах, ванных комнатах, то в этом случае необходимо часто проветривать помещения, а подвалы изнутри изолировать.

Характеристика альфа-излучения приводит нас к выводу о том, что данный вид имеет низкую пропускную способность и не требует серьезных мер защиты при внешнем облучении. Большой вред наносят эти радиоактивные частицы при проникновении внутрь организма. Элементы данного вида распространяются на минимальные расстояния. Альфа-, бета-, гамма-излучения отличаются друг от друга своими свойствами, проникающей способностью, влиянием на окружающую среду.

Правильный ответ:

А) Возрастает с ростом мощности дозы.

Г) Уменьшается при получении доз малыми порциями.

Е) Различно для конечностей и внутренних органов.

(ИЭс–023–ОРБ, п.4; НРБ–99, п.9)

Биологическое действие ИИ

4.1 На первом месте по степени радиационной опасности стоит a -излучение вследствие высокой ионизирующей способности. Однако его внешним облучением можно пренебречь, т.к. a - частицы не достигают чувствительных к излучению клеток; особо опасным является попадание a -излучателей внутрь организма.

На втором месте по степени радиационной опасности находятся быстрые нейтроны. Они, испытывая упругие соударения с легкими ядрами ткани (водород), образуют протоны отдачи, вызывающие высокую плотность ионизации.

b и g излучения имеют один и тот же взвешивающий коэффициент излучения (см. приложение Б). Несколько большая плотность ионизации при бета-излучении компенсируется меньшим объемом облучаемой ткани из-за меньшей проникающей способности. Потоки b - излучений в основном воздействуют на покровные ткани, глаза, способны вызвать сухость и ожоги кожи, хрупкость и ломкость ногтей, помутнение хрусталика.

Особо опасно попадание РАВ внутрь организма ввиду:

• увеличения времени облучения (круглосуточное облучение);
• уменьшения ослабления потока излучения (происходит вплотную);
• невозможности применения защиты;
• избирательного отложения в тканях организма (например: стронций (Sr), плутоний (Pu) – в скелете; церий, лантан – в печени; рутений, цезий - в мышцах; йод – в щитовидной железе).

Наиболее опасными являются изотопы, имеющие большой период полураспада и отлагающиеся вблизи костного мозга (в костях) Sr и Pu.

Периоды полувыведения радионуклидов из организма определяются физико-химическими свойствами РАВ, состоянием организма; режимом дня, правильным применением лечебно-профилактического питания.

4.2 Взаимодействие ИИ с биологической тканью приводит к ионизации и возбуждению атомов, разрыву химических связей, образованию высокоактивных в химическом отношении соединений, так называемых “свободных радикалов”. Радикалы могут вызвать модификацию молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.

Так как организм на 75% состоит из воды, механизм реакций действует путем ионизации ее молекул с образованием перекиси водорода H 2 O 2 , гидратных окислов, взаимодействующих с молекулами клеток и приводящих к разрыву химических связей.

Поражения клеточных структур приводят к нарушениям деятельности нервной системы, процессов регуляции деятельности тканей и органов, регенерации, обновления клеток. Наиболее радиочувствительными являются клетки постоянно обновляющихся тканей и органов (костного мозга, селезенки, половых органов).

Нарушения в системе кроветворных органов (прежде всего красного костного мозга) приводят к уменьшению количества:

• белых кровяных телец (лейкоцитов), ограничения защитных сил организма в борьбе с инфекциями;
• кровяных пластин (тромбоцитов), ухудшая свертываемость крови;
• красных кровяных телец (эритроцитов), ухудшая снабжение клеток кислородом.

При повреждении стенок кровеносных сосудов возможны кровоизлияния, потери крови и нарушения деятельности органов и систем.

4.3. При небольших дозах излучений и здоровом организме пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Поражающее действие ИИ возрастает с ростом мощности дозы, величины единовременно полученной дозы и несколько уменьшается при получении доз малыми порциями.

При однократном облучении всего тела дозой до 0,25 Гр (25 рад) изменения в составе здоровья не обнаруживаются. При поглощенной дозе в 0,25¸ 0,5 Гр (25¸ 50 рад) также отсутствуют внешние признаки лучевого поражения, могут наблюдаться изменения в крови, которые вскоре приходят в норму.

Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы к облучению, теряя способность нормального функционирования при дозах 0,5¸ 1 Гр (50¸ 100 рад). Однако, если не вызвано повреждения всех клеток, то кроветворная система, благодаря способности к регенерации, восстанавливает свои функции. После облучения отмечается чувство усталости без серьезной потери трудоспособности; менее чем у 10% облучённых может появиться рвота, изменения в составе крови.

4.4 В случае однократного облучения дозой свыше 1 Гр (100 рад) возникают различные формы лучевой болезни:

4.4.1 При облучении 1,5¸ 2 Гр (150¸ 200 рад) – кратковременная легкая форма острой лучевой болезни, проявляющаяся в виде выраженной лимфопении (уменьшении числа лимфоцитов). В 30¸ 50% случаев может наблюдаться рвота в первые сутки после облучения, смертельные случаи отсутствуют.

4.4.2 При облучении 2,5¸ 4 Гр (250¸ 400 рад) возникает лучевая болезнь средней степени тяжести, сопровождающаяся рвотой в первые сутки. Резко снижается количество лейкоцитов, появляются подкожные кровоизлияния. В 20% случаев возможен смертельный исход через 2¸ 6 недель после облучения.

4.4.3 При дозе 4¸ 6 Гр (400¸ 600 рад) развивается тяжелая степень лучевой болезни, с 50% смертельных исходов в течение месяца после облучения.

4.4.4 Крайне тяжелая степень лучевой болезни развивается при дозах выше 6¸ 7 Гр (600¸ 700 рад), сопровождаемая рвотой через 2¸ 4 часа после облучения. В крови почти полностью исчезают лейкоциты, появляются подкожные и внутренние (в основном в желудочно-кишечном тракте) кровоизлияния. Из-за инфекционных заболеваний и кровотечений смертность в этом случае близка к 100%.

4.4.5. Все вышеперечисленные данные относятся к облучению без последующего терапевтического вмешательства, способного с помощью противорадиационных препаратов значительно уменьшить воздействие ИИ. Успех лечения во многом зависит от своевременного оказания первой медицинской помощи.

4.4.6 .При дозах, меньших чем вызывающие острую лучевую болезнь, но систематически значительно больших пределов доз, может развиваться хроническая лучевая болезнь, уменьшение числа лейкоцитов, малокровие.

4.5. Кроме лучевой болезни под действием ИИ, возможны локальные повреждения органов, также имеющие выраженный дозовый порог:

4.5.1 Облучение дозой 2 Гр (200 рад) может привести к длительному (на годы) ухудшению работоспособности семенников, нарушения деятельности яичников отмечаются при дозах более 3 Гр (300 рад).

4.5.2 Длительное (15¸ 20 лет) облучение хрусталика глаза дозой 0,5¸ 2 Гр (50¸ 200 рад) может привести к увеличению его плотности, помутнению, постепенной гибели его клеток, т.е. катаракте.

4.5.3 Большинство внутренних органов способны выдержать большие дозы – в десятки грей (отнесенные по взвешивающему коэффициенту для тканей к “остальным”). Косметические дефекты кожи отмечаются при дозах ~ 20 Гр (2000 рад).

4.6 Малые дозы облучения (менее 0,5 Гр) способны инициировать отдаленные во времени эффекты – раковые заболевания или генетические повреждения.

Реакция организма на воздействие ИИ может проявляться в отдаленный (10¸ 15 лет) после облучения период – в форме лейкозов, поражений кожи, катаракты, опухолей, смертельных и не смертельных раковых заболеваний.

В ядрах клеток организма находятся по 23 пары хромосом, удваивающихся при делении и располагающихся в определенном порядке в дочерних клетках, обеспечивая передачу наследственных свойств от клетки к клетке. Хромосомы состоят из больших молекул дезоксирибонуклеиновых кислот, изменения в которых могут привести к образованию дочерних клеток, не идентичных исходным. Появление таких изменений в половых клетках могут привести к неблагоприятным последствиям у потомства. При этом наиболее вероятно возникновение отклонений при соединении гена с другим, имеющим такое же нарушение. Отсюда исходит положение норм РБ об ограничении числа облученных лиц.

4.7 Выход злокачественных новообразований и генетических повреждений обусловлен множеством факторов внешней среды, носит вероятностный характер, оценить который количественно можно только для большого числа людей, т.е. статистическими методами

Имеющиеся радиобиологические данные позволяют достоверно оценить выход неблагоприятных последствий лишь при сравнительно больших дозах, больших 0,7 Гр (70 рад). При отсутствии острых лучевых поражений практически невозможно установить причинную связь между облучением и появлением отдаленных последствий, т.к. они могут быть обусловлены и другими факторами нерадиационного характера. Доза облучения приводит к росту вероятности, повышению риска неблагоприятных для организма последствий, тем большему, чем больше доза. Количественные оценки рисков при малых дозах получены продлением, экстраполяцией зависимости эффектов от дозы из области больших доз (0,7¸ 1 Гр), а также экспериментов над животными. При этом эффекты реакции организма, которые можно оценить только статистическими методами, последствия, вероятность возникновения которых существует при любых малых дозах (однако доза не приводит к этим последствиях во всех случаях) и возрастает с ростом доз, называются стохастическими.

Высокорадиоактивный фон (смог) – продукт распада атомов с последующим изменением их ядер. Элементы, обладающие этой способностью, считаются высокорадиоактивными. Каждое соединение наделено определенной способностью проникать в организм и вредить ему. Бывают природными и искусственными. Наиболее сильной проникающей способностью обладает гамма-излучение – его частицы способны проходить сквозь тело человека, считаются очень опасными для здоровья человека.

Люди, работающие с ними, должны носить спецодежду, поскольку их влияние на здоровье может быть очень сильным – это зависит от вида излучения.

Разновидности и особенности излучений

Существует несколько разновидностей радиации. Людям по роду деятельности приходится сталкиваться с ней – кому каждый день, кому время от времени.

Альфа-радиация

Частицы гелия, несут отрицательный заряд, образуются в процессе распада тяжелых соединений природного происхождения – тория, радия, других веществ этой группы. Потоки с альфа-частичками не могут проникать сквозь твердые поверхности и жидкость. Человеку для защиты от них достаточно быть просто одетым.

Данный вид излучения располагает большей мощностью в сравнении с первым видом. Для защиты человеку потребуется плотный экран. Продуктом распада нескольких радиоактивных элементом выступает поток позитронов. Выделяются от электронов только зарядом – они носят положительный заряд. Если на них воздействует магнитное поле, отклоняются и двигаются в обратном направлении.

Гамма-радиация

Образуется в процессе распада ядер у многих радиоактивных соединений. Излучение обладает высокой проникающей способностью. Характеризуется жесткими электромагнитными волнами. Для защиты от их воздействия потребуются экраны, изготовленные из металлов, способных хорошо защитить человека от проникновения. Например, из свинца, бетона или водяные.

Рентгеновское излучение

Данные лучи обладают большой проникающей способностью. Может образовываться в рентгеновских трубках, электронных установках типа бетатрона и ему подобным. Характер действия этих радиоактивных потоков очень сильный, что и позволяет утверждать, что рентгеновский луч наделен способностью сильного проникновения, а значит – опасен.

Во многом похожий на вышеупомянутый, отличается только протяженностью и происхождением лучей. Рентгеновский поток имеет длиннее волну с низкой частотой излучения.

Ионизация здесь осуществляется в основном путем выбивания электронов. А за счет расхода собственной энергии вырабатывается в незначительном количестве.

Бесспорно, наибольшую проникающую способность имеют лучи этого излучения, особенно жесткие.

Какой тип излучения наиболее опасный для людей

Самые жесткие кванты имеют рентгеновские волны и гамма-излучение. У них самые короткие волны, следовательно, больше коварства и опасности несут человеческому организму. Коварство их поясняется тем, что человек не чувствует их воздействия, но хорошо ощущает последствия. Даже в малых дозах облучения в организме происходят необратимые процессы и мутации.

Передача информации внутри человека носит электромагнитный характер. Если в организм проникает мощный луч облучения, то этот процесс нарушается. Человек вначале чувствует легкое недомогание, а позже патологические нарушения – гипертонию, аритмию, нарушения гормональной природы и другие.

Самая низкая способность проникновения у альфа-частиц, поэтому они считаются самыми, если так можно сказать, безопасными для человека. Бета-радиация намного мощнее и ее проникновение в организм более опасное. Наибольшей проникающей способностью обладает излучение гамма-частицами и рентгеновские лучи. Они способны проходить насквозь человека, защититься от них намного тяжелее, остановить их может только бетонная конструкция или свинцовый экран.

Как определяется электромагнитный смог в жилой квартире

В каждой благоустроенной квартире имеется определенный уровень радиоактивных волн. Они исходят от бытовых электронных приборов и устройств. Определяется электромагнитный смог специальным прибором – дозиметром. Хорошо, когда он имеется, если его нет, то выявить их можно и другим способом. Для этого нужно включить все электрические приборы и обычным радиоприемником проверить уровень излучения каждого из них.

Если в нем возникают помехи, слышен писк, посторонние помехи и треск, то рядом находится источник смога. И чем ощутимее они, тем мощнее и сильнее электромагнитные излучения из него исходят. Источником смога могут служить стены квартиры. Любые действия жильцов в защиту собственного организма от их воздействия – залог здоровья.

Проходя через вещество, микрочастицы излучений растрачивают свою энергию и столкновениях с орбитальными электронами, а также во взаимодействиях с мощными электрическими и магнитными полями при пролете частиц вблизи ядра. Большая часть столкновений и взаимодействий происходит все же не с ядрами, а с электронами на оболочках атома. Выбивание электрона из атома приводит к образованию иона, т. е. к ионизации.
Энергия частиц, испускаемых при радиоактивном распаде, имеет порядок мега- или килоэлектронвольт, а в единичном столкновении поглощается (передается атомам среды) в среднем около 33-35 эВ энергии, из чего следует, что растрата всей энергии потребует большого числа актов ионизации. Например, при средней энергии β-излучения 90Y, равной 930 кэВ, полное поглощение ее произойдет в ~10в4 столкновениях.
Общая длина пути частицы зависит от плотности среды. В табл. 2.5 приведены примерные значения проникающей способности различных видов излучений на различных материалах. В общем случае соотношение проникающей способности разных видов излучения можно представить как γ > β > α.

Кроме проникающей способности, другим важным показателем излучении является плотность ионизации, которую определяют как среднее число пар ионов, образующихся на единице длины пути частицы. Естественно, что оба эти показателя взаимосвязаны обратным соотношением. Плотность ионизации зависит, помимо прочего, от размера частиц излучения: чем крупнее частицы, тем больше вероятность столкновений при прохождении через атомы среды и тем выше плотность ионизации. Наибольшее значение этого показателя у α- и n-излучений, гораздо ниже - у β-излучений (потоков электронов и позитронов), и совсем невелика - у γ-фотонов, тем более что последние еще и не имеют электрического заряда, а потому не могут отклоняться в магнитных и электрических полях в атоме. Но порядку величины плотности ионизации α-, β- и γ-излучений в однотипных средах различаются в соотношении примерно 10в4:10в2: 1.
След от движения частиц в среде называется треком. От столкновение с орбитальными электронами направление движения такой крупной частицы, как α (масса ее примерно в 7400 раз больше массы электрона), практически не изменяется, но траектории легких частиц (свободных электронов или позитронов) оказываются сильно изломанными, зигзагообразными. Рассмотрим особенности прохождения разных видов излучения через вещество.
α-излучение. В соответствии с наибольшей плотностью ионизации α-частиц пробег их во всех средах очень невелик: даже в воздухе α-излучение распространяется на расстояние, не превышающее 3-7 см, а в плотных средах длина пробега еще меньше. В биотканях пробег α-частицы редко превышает 40-60 мкм, т. е. действие ее обычно ограничено размерами одной клетки. Малая проникающая способность α-излучения делает практически ненужной какую-либо защиту от незакрытых источников α-излучения.
β-излучение. Пробеги β-частиц заметно различаются в зависимости от их энергии. Существуют мягкие излучения с энергией менее 0,5 МэВ и жесткие с энергией более 1 МэВ. Пробег β-частиц жестких излучателей (например, 32Р или 90Y) достигает 10 м и более в воздухе, но в плотных средах составляет всего несколько мм. Реальный пробег (по толщине материала, полностью поглощающего излучение) еще меньше из-за зигзагообразных траекторий движения β-частиц. Поэтому при поверхностном загрязнении почвы внешнее облучение от β-излучающих изотопов (от радиостронция, например) не представляет серьезной опасности, так как излучение не достигает поверхности почвы при нахождении радионуклида уже на глубине более 1 см.
В лаборатории для защиты от β-излучений применяются экраны из органического стекла толщиной до 10 мм. Для работы с мягкими β-излучателями даже такая защита не требуется, так как максимальный пробег в воздухе β-излучения от 14С (максимальная энергия 0,156 МэВ) составляет всего 15 см, от тритии (2Н, максимальная энергии 0,019 МэВ) - менее 5 мм.
γ-излучение. В сравнительном плане проникающая способность γ-радиации является наибольшей, однако с учетом фактора геометрического рассеяния, который пропорционален квадрату расстояния, реальный радиус действия γ-источников на открытой местности составляет - 200-300 м. С помощью самолетов или вертолетов, оборудованных чувствительной аппаратурой, по γ-излучению можно выявлять и наносить на карты уровни радиоактивного загрязнения местности, в картографии это наливается методом аэрогамма съемки. Однако надо помнить, что максимально надежными и точными являются результаты при пролетах на высоте от 25-50 до 200-254) м, но не выше.
В плотных средах γ-излучение способно проходить через десятки и даже сотни сантиметров толщины. Для экранирования γ-излучения выбирают материалы с высокой плотностью, например свинец. Толщина экранирующей защиты определяется общей активностью источника, для надежной защиты может потребоваться толщина свинца до 5-30 см (и даже больше).
Нейтронное излучение. Поглощение нейтронов в плотных средах происходит со сравнительно высокой плотностью ионизации, поэтому проникающая способность их невелика. Вводе быстрые нейтроны замедляются до малых энергий на расстояниях порядка 8 см, в грунтах или строительных конструкциях - до 20-40 см. Механизмы поглощения нейтронов весьма специфичны, поэтому необходимо подбирать специальные материалы для защиты от быстрых или медленных нейтронов.

Известно, что источником радиации являются радиоактивные ядра, способные самопроизвольно распадаться. Само слово «радиоактивный» вызывает страх и неприятие, в то время как оно означает лишь нестабильность отдельных изотопов различных элементов. Отметим, что естественные радиоактивные ядра существовали всегда, до и после появления ядерной энергетики. Любая вещь, любой материальный предмет из тех, которые нас окружают, содержит определенную долю радионуклидов (не имеющих никакого отношения к ядерной отрасли), способных распадаться и испускать ионизирующее излучение - пресловутую радиацию. Установлено, что в более ранние геологические периоды естественный радиационный фон на нашей планете был гораздо выше, чем сейчас.

Виды радиации

Известны три основных вида радиации, испускаемой радиоактивными ядрами

• альфа-излучение
• Представляет собой поток альфа-частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов (собственно говоря, это ядра атомов гелия), образовавшихся в результате альфа-распада тяжелых ядер.

• бета-излучение
• Это поток электронов или позитронов (бета-частиц), образовавшихся в результате бета-распада радиоактивных ядер.

• гамма-излучение
• Гамма-излучение сопровождает альфа- или бета-распад и представляет собой поток гамма-квантов, являясь, по сути, электромагнитным излучением - то есть, оно имеет волновую природу, аналогичную природе света. Отличие в том, что гамма-кванты обладают гораздо большей энергией, чем кванты светового излучения, и поэтому имеют бóльшую проникающую способность.

Проникающая способность радиационного излучения

Самая маленькая проникающая способность у альфа-частиц: пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, в биологической ткани - доли миллиметра. Поэтому плотная одежда обеспечивает необходимую и достаточную степень защиты от внешнего альфа-излучения. Бета-частицы (поток электронов) обладают большей проникающей способностью: пробег в воздухе - несколько метров, в биологической ткани - до нескольких сантиметров. Поэтому при работе с источниками жесткого бета-излучения возникает необходимость в использовании дополнительной защиты (защитные экраны, контейнеры). Наконец, наибольшей проникающей способностью обладает гамма-излучение: электромагнитные волны способны проходить тело насквозь. Для источников мощного гамма-излучения требуется более тяжелая защита: свинцовые экраны, толстостенные бетонные конструкции.

Источники радиации

Вообще, важно понимать, что источниками радиации являются не только радионуклиды. В частности, проходя ежегодное флюорографическое обследование или делая компьютерную томографию, мы подвергаемся действию рентгеновского излучения, которое (как и гамма-излучение) представляет собой поток квантов. Это означает, что два типа излучения, имея различное происхождение, в равной степени относятся к проникающей радиации. Иными словами, хотя в рентгеновской трубке не используются радионуклиды, она также является источником ионизирующего излучения.

Другим источником радиации, не связанным с естественными и искусственными радионуклидами, является космическое излучение. В открытом космосе это излучение обладает огромной энергией, но, проходя сквозь атмосферу, в значительной степени ослабляется и не оказывает значимого влияния на человека. По мере увеличения высоты возрастает и радиационный фон - поэтому люди, часто совершающие авиаперелеты, получают повышенную дозу радиации; еще большую дозу получают космонавты, выходящие в открытый космос.

Если сопоставить вклад различных источников в дозу, получаемую средним россиянином, то получится следующая картина: около 84,4% дозы он получит от природных источников, 15,3% - от медицинских источников, 0,3% - от техногенных источников (АЭС и других предприятий ядерной отрасли, сюда же включены последствия ядерных взрывов). В структуре природных источников можно выделить радон (50,9% от суммарной дозы), терригенное излучение, обусловленное радионуклидами, находящимися в земле (15,6%), космическое излучение (9,8%), и, наконец, внутреннее облучение за счет радионуклидов, находящихся в теле человека (калий-40, а также радионуклиды, поступающие с водой, воздухом, пищей) - 8,1%. Конечно, эти цифры условны и меняются в зависимости от региона, но общее соотношение всегда остается постоянным.