Виды излучений. 
Атомная и ядерная физика: радиоактивность и ионизирующие излучения

Среди ионизирующих излучений различают корпускулярное излучение, состоящее из частиц с массой отличной от нуля, и электромагнитное (фотонное) излучение.

Корпускулярное излучение

К корпускулярному ионизирующему' излучению относят a-излучение, электронное, протонное, нейтронное и мезонное излучения. Корпускулярное излучение, состоящее из потока заряженных частиц (а-, р-частиц, протонов, электронов), кинетическая энергия которых достаточна для ионизации атомов при столкновении, относится к классу непосредственно ионизирующего излучения. Нейтроны и другие элементарные частицы непосредственно не производят ионизацию, но в процессе взаимодействия со средой высвобождают заряженные частицы (электроны, протоны), способные ионизировать атомы и молекулы среды, через которую проходят. Соответственно, корпускулярное излучение, состоящее из потока незаряженных частиц, называют косвенно ионизирующим излучением.

Альфа-излучение

Естественное a-излучение как результат радиоактивного распада ядра, характерно для неустойчивых ядер тяжёлых элементов, начиная с Z>83, т. е. для естественных радионуклидов рядов урана, и тория, а также, для полученных искусственным путём трансурановых элементов. Типичный энергетический спектр а-частиц, образующихся при распаде природного радионуклида, представлен на рис. 1.

Возможность а-распада связана с тем, что масса а-радиоактивного материнского ядра больше суммы масс ачастицы и образующегося после а-распада дочернего ядра. Избыток энергии исходного ядра после распада высвобождается в форме кинетической энергии а-частицы и отдачи дочернего ядра. Альфа-частицы представляют собой положительно заряженные ядра гелия — ₂⁴Не и вылетают из ядра со скоростью 154−20 тыс. км/с. На своём пути они производят сильную ионизацию среды, вырывая электроны из орбит атомов.

Рис. 1. Пример энергетического спектра а-частиц.

Пробег а-частиц в воздухе порядка 5-г8 см, в воде — 304−50 мкм, в металлах — 104−20 мкм. При ионизации а-лучами наблюдаются химические изменения вещества и нарушается кристаллическая структура твёрдых тел. Результаты ионизации насыщенных паров спирта в воздухе можно наблюдать в герметичной камере с помещённым туда слабым источником a-излучения: следы а-частиц (треки) хорошо видны по тонким линиям образовавшегося тумана на ионизированных атомах спирта. Так как между а-частицей и ядром существует электростатическое отталкивание, вероятность ядерных реакций под действием а-частиц, испускаемых природными радионуклидами (максимальная энергия 8,78 МэВ у ²¹⁴Ро), очень мала, и ядерная реакция наблюдается лишь на лёгких ядрах (Li, Be, В, С, N, Na, Al) с образованием радиоактивных изотопов и свободных нейтронов.