Наше деловое партнерство www.banwar.org

Радіація - випромінювання (від radiare - випускати промені) - поширення енергії в формі хвиль або частинок. Світло, ультрафіолетові промені, інфрачервоне теплове випромінювання, мікрохвилі, радіохвилі є різновидом радіації. Частина випромінювань отримали назву іонізуючих, завдяки своїй здатності викликати іонізацію атомів і молекул в опромінюється речовині.

Іонізуюче випромінювання - випромінювання, взаємодія якого із середовищем призводить до утворення іонів різних знаків. Це потік частинок або квантів, здатних прямо чи опосередковано викликати іонізацію навколишнього середовища. Іонізуюче випромінювання об'єднує різні за своєю фізичною природою види випромінювань. Серед них виділяються елементарні частинки (електрони, позитрони, протони, нейтрони, мезони та ін.), Більш важкі багатозарядні іони (a-частинки, ядра берилію, літію та інших більш важких елементів); випромінювання, що мають електромагнітну природу (g-промені, рентгенівські промені).

Розрізняють два типи іонізуючих випромінювань: корпускулярне і електромагнітне.

Корпускулярне випромінювання - являє собою потік часток (корпускул), які характеризуються певною масою, зарядом і швидкістю. Це електрони, позитрони, протони, нейтрони, ядра атомів гелію, дейтерію і ін.

Електромагнітне випромінювання - потік квантів або фотонів (g-промені, рентгенівські промені). Воно не має ні маси, ні заряду.

Розрізняють також безпосередньо і побічно іонізуючі випромінювання.

Безпосередньо іонізуюче випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з заряджених частинок, що мають кінетичну енергію, достатню для іонізації при зіткненні ( електрон , протон , Частка і ін.).

Побічно іонізуюче випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з незаряджених частинок, і фотонів які можуть створювати безпосередньо іонізуюче випромінювання і (або) викликати ядерні перетворення (нейтрони, рентгенівські і g-випромінювання).

Основними властивостями іонізуючих випромінювань є здатність при проходженні через будь-яку речовину викликати утворення великої кількості вільних електронів і позитивно заряджених іонів (тобто іонізуюча здатність).

Частинки або квант високої енергії вибивають зазвичай один з електронів атома, який забирає з собою одиничний негативний заряд. При цьому решта атома або молекули, придбавши позитивний заряд (через дефіцит негативно зарядженої частинки), стає позитивно зарядженим іоном. Це так звана первинна іонізація.

Вибиті при первинному взаємодії електрони, володіючи певною енергією, самі взаємодіють із зустрічними атомами, перетворюють їх в негативно заряджений іон (відбувається вторинна іонізація). Електрони, які втратили в результаті зіткнень свою енергію, залишаються вільними. Перший варіант (освіта позитивних іонів) відбувається найкраще з атомами, у яких на зовнішній оболонці є 1-3 електрона, а другий (утворення негативних іонів) - з атомами, у яких на зовнішній оболонці є 5-7 електронів.

Таким чином, іонізуючий ефект - головний прояв дії радіації високих енергій на речовину. Саме тому радіація і називається іонізуючої (іонізуючим випромінюванням).

Іонізація виникає як в молекулах неорганічної речовини, так і в біологічних системах. Для іонізації більшості елементів, які входять до складу биосубстратов (це означає для освіти однієї пари іонів) необхідно поглинання енергії в 10-12 еВ (електрон-вольт). Це так званий потенціал іонізації. Потенціал іонізації повітря дорівнює в середньому 34 еВ.

Таким чином, іонізуючі випромінювання характеризуються певною енергією випромінювання, яка вимірюється в еВ. Електрон-вольт (еВ) - це позасистемна одиниця енергії, яку набуває частинка з елементарним електричним зарядом при переміщенні в електричному полі між двома точками з різницею потенціалів в 1 вольт.

1еВ = 1,6 х 10-19 Дж = 1,6 х 10-12 ерг.

1кеВ (кілоелектрон-вольт) = 103 еВ.

1МеВ (мегаелектрон-вольт) = 106 еВ.

Знаючи енергію частинок, можна підрахувати, скільки пар іонів вони здатні утворити на шляху пробігу. Довжина шляху - повна довжина траєкторії частинки (якою б складною вона не була б). Так, якщо частка має енергію в 600 кеВ, то вона може утворити в повітрі близько 20000 пар іонів.

У тих випадках, коли енергії частки (фотона) недостатньо для того, щоб електрон подолав тяжіння атомного ядра і вилетів за межі атома, (енергія випромінювань менше потенціалу іонізації) іонізація не відбувається. електрон , Придбавши надлишок енергії (так званий збуджений), на частки секунди переходить на більш високий енергетичний рівень, а потім стрибком повертається на колишнє місце і віддає зайву енергію у вигляді кванта світіння (ультрафіолетового або видимого). Перехід електронів з зовнішніх орбіт на внутрішні супроводжується рентгенівським випромінюванням.

Однак, роль порушення у впливі радіації другорядна в порівнянні з іонізацією атомів, тому загальноприйнято назву радіації високих енергій: «іонізуюча», що підкреслює її головна властивість.

Друга назва радіації - «проникаюча» - характеризує здатність випромінювань високої енергії, перш за все, рентгенівських і
g-променів, проникати в глибину речовини, зокрема, в тіло людини. Глибина проникнення іонізуючого випромінювання залежить, з одного боку, від природи випромінювання, заряду складових його частинок і енергії, а з іншого - складу і щільності речовини, що опромінюється.

Іонізуючі випромінювання володіють певною швидкістю і енергією. Так, b-випромінювання і g-випромінювання поширюються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Енергія, наприклад, a-частинок коливається в межах 4-9 МеВ.

Однією з важливих особливостей біологічної дії іонізуючої радіації є невидимість, невідчутність. В цьому і полягає їх небезпека, людина ні візуально, ні органолептичним методом не може виявити вплив випромінювань. На відміну від променів оптичного діапазону і навіть радіохвиль, які викликають у певних дозах нагрівання тканин і відчуття тепла, іонізуючі випромінювання навіть в смертельних дозах нашими органами чуття не фіксується. Правда, у космонавтів спостерігалися непрямі прояви дії іонізуючої радіації - відчуття спалахів при закритих очах - за рахунок масивної іонізації в сітківці ока. Таким чином, іонізація і збудження - основні процеси, в яких витрачається енергія випромінювань, що поглинається в опромінюється об'єкті.

Виниклі іони зникають в процесі рекомбінації, це означає возз'єднання позитивних і негативних іонів, в якому утворюються нейтральні атоми. Як правило, процес супроводжується утворенням порушуваних атомів.

Реакції за участю іонів та збуджених атомів мають надзвичайно важливе значення. Вони лежать в основі багатьох хімічних процесів, в тому числі і біологічно важливих. З ходом цих реакцій зв'язуються негативні результати впливу радіації на організм людини.