Воздействие ионизирующего излучения на человека

Радиоактивность и виды ионизирующих излучений

Радиоактивность — это способность ядер некоторых химических элементов самопроизвольно распадаться с образованием ядер новых химических элементов и испусканием ионизирующего излучения.

В настоящее время известно 106 химических элементов. Каждый элемент может иметь несколько изотопов, которые содержат в ядре одинаковое количество протонов, но различное число нейтронов и одинаковое число электронов в атомной оболочке. Изотопы занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Различают стабильные (устойчивые) изотопы и нестабильные (радиоактивные). Химические элементы, занимающие в периодической системе места с 1-го по 83-е, имеют как стабильные, так и радиоактивные изотопы; например, водород состоит из трех изотопов: двух стабильных (¹Н протий, ²Н дейтерий) и одного радиоактивного (³Н тритий). Самым тяжелым элементом, имеющим стабильный изотоп, является висмут (Bi, z = 83). Элементы, стоящие в периодической системе после висмута, стабильных изотопов не имеют, например, уран состоит из трех радиоактивных изотопов ²³⁸U, ²³⁵U, ²³⁴U.

Скорость распада радиоактивного изотопа характеризуется периодом полураспада (Т_½) — это время, за которое распадается половина радиоактивного вещества. Период полураспада не зависит от количества вещества и всегда постоянен (период полураспада радона ²²²Rn 3,8 сут, урана ²³⁵U 7 • 10⁸лет, ²³⁸U 4,5 • 10⁹лет).

Радиоактивный распад имеет статистическую природу; атомные ядра превращаются независимо друг от друга; каждый радионуклид имеет характерную для него вероятность распада. Для отдельного атома нестабильного нуклида нельзя предсказать момент его превращения. Вероятность распада обусловлена свойствами данного вида ядер, т. е. она не зависит от химического и физического состояния радионуклида.

Ионизирующими называют такие излучения, которые, проходя через среду, вызывают ее ионизацию. Помимо ионизации излучения могут вызывать возбуждение молекул среды. Энергию ионизирующего излучения измеряют во внесистемных единицах электрон-вольтах (эВ), 1 эВ = 1,6 • 10″ ¹⁹ Дж. Ультрафиолетовое излучение и видимый свет не относят к ионизирующим.

По своей природе ионизирующее излучение бывает фотонным и корпускулярным. Фотонное излучение включает у-излучение и рентгеновское излучение, у-излучение — это фотонное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц (например, электрона и позитрона). Оно обладает высокой проникающей способностью (средний пробег фотонов в воздухе составляет около 100 м, а в биологической ткани — до 10—15 см), представляет основную опасность как источник внешнего облучения.

Рентгеновское излучение — это фотонное излучение, состоящее из тормозного или характеристического излучений. Под тормозным понимают излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц, а под характеристическим — возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома.

Корпускулярное излучение — это ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой, отличной от нуля. Оно бывает следующих видов:

• — (1-излучение, состоящее из электронов или позитронов, испускается при ядерных превращениях. Бета-частицы обладают малым пробегом (несколько метров в воздухе и несколько сантиметров в биологической ткани), бета-излучатели опасны при проникновении в легкие и желудочно-кишечный тракт как внутренние облучатели;
• — a-излучение, состоящее из частиц, имеющих строение, аналогичное ядру атома гелия, т. е. из двух протонов и двух нейтронов, альфа-частицы обладают очень малым пробегом (не более нескольких сантиметров в воздухе и не более 0,1 мм в биологической ткани). Альфа-излучатели опасны при проникновении внутрь организма как источники внутреннего облучения;
• — протонное, состоящее из протонов;
• — нейтронное, состоящее из нейтронов.