Види іонізуючих випромінювань

Ефективність захисту від іонізуючого випромінювання, в значній мірі, залежить від знання його природи і властивостей. Всі іонізуючі випромінювання можна розділити на дві групи: електромагнітні, до яких відносяться рентгенівське і γ -випромінювання, і корпускулярні, або випромінювання різних видів ядерних частинок. Рентгенівське і γ -випромінювання належить до широкого спектру електромагнітних випромінювань і розміщене після ультрафіолетового. Ці види випромінювань відрізняються довжиною хвилі, та енергією. Найкоротшу довжину хвилі і найбільшу частоту електромагнітних коливань в цьому спектрі мають рентгенівські і γ -випромінювання. Чим менша довжина хвилі, тим більша енергія і більша проникаюча здатність.

Вважається, що рентгенівські і γ -промені випромінюються у вигляді згустків енергії, які називаються квантами. Енергія, наприклад, γ -кванта кобальту-60 рівна 1330000 еВ. Сонце є джерелом рентгенівського випромінювання, яке фіксується тільки спеціальними приладами, встановленими на супутниках, космічних станціях та інших космічних апаратах. Це випромінювання поглинається Земною атмосферою, інакше воно б знищило все живе. Рентгенівське випромінювання також генерується відповідними пристроями, які використовуються в цілях діагностики і лікування хворих, а також для інших цілей [3].

Гама-випромінювання утворюються при радіоактивному розпаді ядер. Енергія гама - випромінювання може мати різні значення — від десятків тисяч до мільйонів електрон-вольт. Це електромагнітне випромінювання найкоротшого діапазону з довжиною хвилі λ < 10^-7 мм. Поширюється γ -випромінювання із швидкістю світла (с ≈ 3·10⁸м/с) та викликає іонізацію атомів речовини. Чим вище енергія γ -випромінювання і відповідно менша довжина його хвилі, тим вище проникаюча здатність. Гама-випромінювання володіє високою проникною здатністю. В атмосфері Землі, в залежності від енергії, гама-випромінювання може проникати на сотні кілометрів. В якості захисту від γ -випромінювання використовується свинець, бетон або інші матеріали з високою густиною.

До іонізуючих випромінювань відносяться також випромінювання різного виду ядерних частинок. Легкими ядерними частинками вважають β -частинки, а до числа важких — α -частинки.

Бета-випромінювання – це потік електронів або позитронів. Вони виникають в ядрах атомів при радіоактивному розпаді і миттєво випромінюються. Їх проникна здатність така, що вони можуть проходити через шар повітря до 15 м та води товщиною 1-2 см. Для захисту від β -частинок, як правило, достатньо листа алюмінію товщиною декілька міліметрів. При зовнішньому опроміненні β -частинками на відкритих поверхнях шкіри людини можуть з’явитись радіаційні опіки різного ступеню. У випадку надходження джерел β -випромінювання в організм з їжею, водою і повітрям відбувається внутрішнє опромінення організму, здатне привести до тяжкого променевого ураження.

Альфа-випромінювання –це потік важких позитивно заряджених частинок. Вони в 7300 раз важчі від β -частинок. Альфа-частинки – це ядра атома гелію: вони складаються з двох протонів і двох нейтронів і несуть два додатні заряди. Ці частинки утворюються при радіоактивному розпаді деяких елементів з великим порядковим номером, в основному це трансуранові елементи з атомними номерами більшими за 92.

Альфа-випромінювання мають велику іонізуючу здатність, але проникають в тканину людини на малу глибину (0, 02-0, 06 см). Альфа-частинки, при опроміненні людини, проникають лише на глибину поверхневого шару шкіри, захиститись від них можна листком паперу. Їх проникна здатність в повітрі не перевищує 11 см. Таким чином, у випадку зовнішнього опромінення, захиститися від несприятливої дії альфа-частинок досить просто і вони здавалося б, не складають серйозної загрози здоров’ю людини. Стан змінюється у випадку, коли джерела альфа-випромінювання потрапляють в організм людини з їжею, водою або повітрям. В такому випадку вони є надзвичайно небезпечними.

Нейтрони — це частинки, які не мають електричного заряду. Ці частинки вилітають з ядер атомів при деяких ядерних реакціях, зокрема, при реакціях поділу ядер урану або плутонію. Іонізація середовища нейтронним випромінюванням відбувається зарядженими частинками, які утворюються при взаємодії нейтронів з речовиною. Особливістю нейтронного випромінювання є здатність перетворювати атоми стабільних елементів в їх радіоактивні ізотопи, що різко підвищує небезпеку нейтронного опромінення. Від нейтронного випромінювання добре захищають матеріали в яких є водень (вода, поліетилен та інш.).

Всі захисні заходи від дії іонізуючих випромінювань базуються на знаннях властивостей кожного виду випромінювань, характеристиках їх проникної здатності, особливостей ефектів іонізації [5].