Изучение радиоактивного излучения

Общие сведения

Радиоактивное излучение бывает трех типов: альфа-, бета- и гамма-излучение.

Альфа-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей и малой проникаю­щей способностью (например, поглощается слоем алюминия толщиной примерно 0,05 мм.). Эта поток ядер гелия.

Бета-излучение отклоняется электрическим и магнитным по­лями. Его ионизирующая способность значительно меньше (при­мерно на два порядка), а поглощающая, гораздо больше (по­глощается слоем алюминия толщиной примерно 2 мм), чем у альфа-частиц. Это поток электронов или позитронов. Коэффи­циент поглощения бета-излучения, которое сильно рассеивается в веществе, зависит не только от свойств вещества, но и от раз­меров и формы тела, на которое падает бета-излучение.

Гамма-излучение не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей способ­ностью и очень большой проникающей способностью (напри­мер, проходит через слой свинца толщиной 5 см). При прохож­дении через кристаллическое вещество наблюдается дифракция гамма-излучения. Гамма-излучение — это коротковолновое элек­тромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны — меньше 10^-10 м. Многие радиоактивные процессы сопровожда­ются излучением гамма-квантов.

В начальный период исследования радиоактивного излуче­ния приходилось иметь дело с проникающим рентгеновским из­лучением, распространяющимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры излучения многие годы применяли ре­зультат измерений ионизации воздуха вблизи рентгеновских трубок и аппаратов. Позднее пыла установлена экспозиционная доза — количественная характеристика ионизирующею излуче­ния. Единица экспозиционной дозы — рентген (Р), 1Р == 2'10⁹ пар ионов в 1 см³ воздуха при атмосферном давлении. В прак­тической дозиметрии часто применяется мощность экспозицион­ной дозы, равная экспозиционной дозе в единицу времени.

Изучение последствий облучения живого организма привело к заключению, что радиобиологический 'эффект зависит не только от поглощенной дозы, т. е. энергии, переданной облученному веществу, но и от других факторов. При одной и той же погло­щенной дозе радиобиологический эффект тем выше, чем мощнее ионизация, создаваемая излучением. Для количественной оценки такого влияния вводится понятие эквивалентной дозы. Единица эквивалентной дозы — зиверт (Зв), названная в честь известного шведского радиобиолога Г.Р, Зиверта. Иногда используется другая единица эквивалентной дозы — бэр (13в =100бэр).

Естественные источники радиоактивного излучения

Основную часть облучения население Земли получает от естест­венных источников радиоактивного излучения. Большинство из них таковы, “по избежать облучения от них совершенно невоз­можно. На протяжении всей истории существования Земли раз­ные виды излучения падают на ее поверхность из космоса и по­ступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя путями. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снару­жи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения на­зывают внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частно­сти, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых мес­тах земного шара, где залегают радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах - соответст­венно ниже.

Доза облучения зависит, кроме того, от условий жизни лю­дей. Применение некоторых строительных маршалов, исполь­зование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень, герметизация помещений и даже полеты на самолетах — все эти сказывается на уровне облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме от­ветственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они дают бо­лее 5/6 годовой эквивалентной дозы. получаемой населением в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего об­лучения. Рассмотрим вначале некоторые данные о внешнем облучении от источников космического происхождения.

Космические лучи. Естественный радиационный фон, созда­ваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек- Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмо­сферой, порождая вторичное излучение и приводя к образова­нию различных радионуклидов. Нет такого места на Земле, куда бы не падали невидимые космические лучи. Но одни участки земной поверхности более подвержены их действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного но­ля, отклоняющего заряженные частицы, из которых в основном и состоят космические лучи.

Существеннее, однако, то, что уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все м