Виды радиоактивного излучения

Глава 9. Ионизирующие излучения

Ионизирующие излучения (ИИ) - излучения, которые при взаимодействии с веществом вызывают его ионизацию, т.е. образование заряженных атомов или радикалов (ионов).

Источники ионизирующих излучений используются в различных отраслях промышленности, строительстве и других областях. В машиностроении и приборостроении ионизирующее излучение применяют для определения износа деталей, качества сварных швов, структуры металла и т.д. Радиоактивные изотопы применяют в строительстве и промышленности строительных материалов при дефектоскопии, в контрольно-измерительных и регулирующих приборах (толщиномеры, плотномеры, регуляторы уровня). Радиоактивные вещества в металлургии применяют для технологических целей (в контрольно-измерительных приборах - измерители толщины прокатных профилей) и при проведении исследований (изучении распределения деформаций при прокатке, распределения и поведения вредных примесей в литом и деформированном металле).

В настоящее время при поисках и разведке полезных ископаемых широко используются разнообразные ядерные методы. При проведении исследований в скважинах - радиоактивный каротаж, проводимый с помощью изотопных источников, в основном гамма- и нейтронного излучения, а также с помощью ускорительных источников нейтронов (скважинных генераторов нейтронов).

При разработке урановых месторождений на горнорабочих действует комплекс негативных радиационных факторов.

Контакт с ИИ представляет серьезную опасность для человека, и для снижения этой опасности до допустимых уровней требуется применение специальных технических и организационных мер.

Виды радиоактивного излучения

Радиоактивность - самопроизвольное превращение атомных ядер некоторых химических элементов в другие элементы, сопровождающееся радиоактивным излучением. Всего насчитывается 60 естественных и около 1500 искусственных радиоактивных изотопов.

Радиоактивные изотопы в отличие от нерадиоактивных распадаются, испуская a -, b - или g-лучи, обладающие определенной энергией. Радиоактивный распад протекает самопроизвольно и развивается односторонне и необратимо. Распад начинается от более сложного и тяжелого исходного (материнского) элемента с превращением его в последующий (дочерний) более легкий и простой и продолжается до тех пор, пока не образуются стабильные изотопы.

Основные характеристики любого радиоактивного изотопа - период его полураспада Т_1/2, вид излучения (a -, b -, g -, n) и способность к ионизации среды, в которой распространяются лучи.

Альфа-излучение - поток ядер гелия. Альфа-частицы распространяются прямолинейно со скоростью 14 000…20 000 км/с. Энергия каждой a- частицы составляет (3,20…12,82) 10^-19 Дж. Длина их пробега из-за сравнительно большого размера (они крупнее электрона в 7200 раз) невелика и составляет в воздухе 5…12 см, в тканях тела человека - всего 0,02…0,6 мм. Альфа-частицы легко задерживаются тонким листом бумаги, одеждой, поверхностным слоем кожи. Их ионизирующая способность 20…30 тысяч пар ионов на 1 см пробега в воздухе.

Бета-излучение - поток электронов (иногда позитронов) скорость перемещения которых достигает 0,998 скорости света. Энергия b -частиц невелика и не превышает 4,81 × 10 ^-19 Дж; длина пробега составляет 10…15 м в воздухе, до 10 мм в биологической ткани, до 1 мм в металлах. Ионизирующая способность b -частиц около 50 пар ионов на 1 см длины пробега в воздухе.

Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение ядер радиоактивных изотопов, оказавшихся в возбужденном состоянии. Главная причина возбуждения b -распад. Гамма-излучение - это отдельные порции (кванты) избыточной энергии радиоактивного изотопа (g -кванты), которые распространяются со скоростью света. Гамма-лучи обладают теми же свойствами, что и рентгеновские лучи (Х -лучи), отличаясь лишь длиной волны (у g-лучей составляет 10^-13…10^-11, у Х -лучей 5×10^-l2 …10^{-9 м). Гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью, они свободно проходят, например, сквозь тело человека и распространяются прямолинейно на большие расстояния, подчиняясь закону обратных квадратов. Ионизационная способность} g-квантов невысока, меньше, чем у b-частиц.

Нейтронное излучение (n -излучение) - поток нейтронов, обладающий исключительно высокой проникающей способностью. Нейтронное излучение возникает в результате ряда ядерных реакций. Нейтроны, будучи нестабильными, вскоре превращаются в протоны, испуская электроны.

Поиск по сайту: