Виды радиоактивных излучений

Бета излучение

• излучаются: электроны или позитроны
• проникающая способность: средняя
• облучение от источника: до 20 м
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: среднее

Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.

ОСГИ-Р Мультинуклидный

Опубликовано используйте горизонтальную прокрутку

Радионуклид *	Вид распада	Период полураспада, дни	Энергия фотонов, кэВ	Выход гамма-квантов на распад	Номинальная активность, кБк **	МЭД, мкЗв/ч
88Y +	EC	106,625 ± 0,024	898,036 ± 0,004 1836,052 ± 0,013	0,9390 ± 0,0023 0,9938 ± 0,0003	370 +	18
133Ba +	EC	3848,7 ± 1,2	80,9979 ± 0,0011 276,3989 ± 0,0012 302,8508 ± 0,0005 356,0129 ± 0,0007 383,8485 ± 0,0012	0,329 ± 0,003 0,0716 ± 0,0005 0,1834 ± 0,0013 0,6205 ± 0,0019 0,0894 ± 0,0006	37 +
152Eu +	EC	4941 ± 7	121,7817 ± 0,0003 344,2785 ± 0,0012 778,9045 ± 0,0024 964,072 ± 0,018 1085,837 ± 0,010 1112,076 ± 0,003 1408,013 ± 0,003	0,2841 ± 0,0013 0,2658 ± 0,0012 0,1296 ± 0,0006 0,1462 ± 0,0006 0,1013 ± 0,0006 0,1340 ± 0,0006 0,2085 ± 0,0009	37 +
241Am	α	157850 ± 230	26,3446 ± 0,0002 59,5409 ± 0,0001	0,0240 ± 0,0003 0,3578 ± 0,0009	37
* Назначенный срок службы и межповерочный интервал мультинуклидного источника определяется наименьшим сроком и интервалом отдельных радионуклидов, входящих в состав источника. При поставке источников с большей активностью радионуклида по согласованию с заказчиком допускается уменьшение назначенного срока службы. ** По специальному заказу могут поставляться источники другой активности. Номинальное значение активности радионуклида в источнике в указанных пределах потребитель устанавливает при заказе источника. Отклонение активности от номинального значения не должно превышать ±20 %. МЭД — мощность эквивалентной дозы фотонного излучения на расстоянии 0,1 м. Доверительные границы погрешности результата измерений при доверительной вероятности р = 0,95: 7, 3 или 1,5 % — при паспортизации, аттестации в аккредитованных метрологических центрах или аттестации в качестве рабочих эталонов 0-го разряда, соответственно. Классификация ISO: С35242

Заказ

Излучение реальных тел

Все тела, температура которых превышает ноль по кельвину излучают электромагнитные волны. Происходит это за счёт внутренней энергии. Опыты показали, что в реальных телах наибольшее значение излучаемой энергии соответствует определённой длине волны. Эта зависимость хорошо описывается законом Вина. В 1893 году немецкий учёный смог построить экспериментальные кривые излучения тела для различных температур.

В его графике по оси абсцисс были отложены длины волн, а ординат — испускаемая энергия. Оказалось, что при температуре 3 тыс. K максимум пришёлся на длину волны порядка 1,2 мкм. Если же тело нагревать, то пик будет смещаться в сторону коротких волн. Так, для 5 тыс. K он составит 0,7 мкм. Это излучение уже становится видимым для человеческого глаза. При 6 тыс. K излучение сместится в жёлтую часть спектра и примерно составит 500 нм.

Полученные данные были систематизированы. В итоге учёный вывел формулу: J = b / T. Где:

• b — постоянная Вина (2,9 * 10-3 m * K);
• T — абсолютная температура тела.

Она нашла широкое практическое применение. Например, стало возможным узнать, сколько микрометров будет составлять излучение, исходящее от человека. Она равняется 9,35 мкм. Это действительно инфракрасное невидимое излучение. Знание этой величины даёт возможность использовать специальные приборы, позволяющие фиксировать отклонения теплового излучения.

Зная каков механизм потери тепла излучением и пик длины волны можно создать лазер, эффективный измеритель температуры — пирометр. С помощью последнего возможно провести интересный эксперимент. Можно взять стальную пластину шероховатую, с одной стороны, а с другой — отшлифованную. Если её нагреть до 1000С, а потом замерить температуру пирометром, то можно увидеть, что результат измерения будет у разных сторон различаться. На шероховатой стороне количество излучаемой энергии выше. Объясняется этот эффект поверхностной плотностью, то есть поглощающей способностью.

Нейтронное излучение

• излучаются: нейтроны
• проникающая способность: высокая
• облучение от источника: километры
• скорость излучения: 40 000 км/с
• ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение – это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.

§ 39. Закон радиоактивного распада

При всем разнообразии реакций самопроизвольного (спонтанного) распада ядер в этом процессе наблюдается общая закономерность, которую можно описать математически. Интересно, что зависимость количества распавшихся ядер от времени задается одной и той же функцией для различных ядер, участвующих в распаде. Перейдем к количественному описанию процессов радиоактивного распада.

Большинство изотопов любого химического элемента превращается в более устойчивые изотопы путем радиоактивного распада. Каждый радиоактивный элемент распадается со своей, присущей только ему «скоростью». При этом для каждого радиоактивного ядра существует характерное время, называемое периодом полураспада , спустя которое в исходном состоянии остается половина имевшихся ядер. Таким образом, периодом полураспада называется промежуток времени, за который распадается половина начального количества  радиоактивных ядер. Другая половина ядер превращается в более устойчивые изотопы посредством распада.Отметим, что период полураспада не зависит от того, в каком состоянии находится вещество: твердом, жидком или газообразном. Кроме того, период полураспада радиоактивного вещества не зависит от его количества, от времени, места и условий, в которых оно находится. Поэтому количество радиоактивных ядер «тогда»  и «сейчас»  непосредственно определяет промежуток времени ,  прошедший с момента уменьшения числа ядер от  до .Невозможно точно предсказать, когда произойдет распад данного ядра. Однако можно оценить среднее число ядер, которые распадутся за данный промежуток времени. Таким образом, закон радиоактивного распада является статистическим и он справедлив только при достаточно большом количестве радиоактивных ядер.

Для записи закона радиоактивного распада будем считать, что в начальный момент времени () число радиоактивных ядер . Через промежуток времени, равный периоду полураспада, это число будет , еще через такой же промежуток времени —  (рис. 218). Спустя промежуток времени, равный n периодам полураспада , радиоактивных ядер останется:

(1)

Это соотношение выражает закон радиоактивного распада, который можно сформулировать следующим образом:

число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает с течением времени по закону, представленному соотношением (1).

Закон радиоактивного распада позволяет найти число нераспавшихся ядер в любой момент времени. Полученное выражение хорошо описывает распад радиоактивных ядер, если их количество достаточно велико.Приведем экспериментальные результаты, которые показывают, что при малом количестве радиоактивных ядер это выражение неприменимо. На рисунке 219 изображен график распада 47 ядер изотопа фермия , период полураспада которого .  Из рисунка 219 видно, что пока ядер было достаточно много — от 47 до 12, то показательная функция хорошо описывала закон распада. Однако при меньшем числе ядер истинная зависимость существенно отличается от показательной функции.Периоды полураспада некоторых радиоактивных изотопов веществ приведены в таблице 11.

Таблица 11. Периоды полураспада радиоактивных изотопов веществ
Вещество	Период полураспада
	30,17 лет
	5,3 года
	8,04 суток
	24 390 лет
	1600 лет
	3,8 суток
	700 млн лет
	4,5 млрд лет

Впервые процесс радиоактивного распада для измерения промежутков времени был использован в 1904 г. Резерфордом. По отношению концентрации урана и его дочернего продукта распада (гелия) он определил возраст урановой породы. Эта работа положила начало ядерной геохронологии — определению возраста различных минералов Земли по радиоактивным долгоживущим веществам. В дальнейшем исследование процессов ядерного синтеза позволило перейти к ядерной космохронологии, т.е. к определению продолжительных промежутков времени, прошедших с момента образования элементов в масштабах Галактики и Вселенной. В основу ядерной космохронологии положена неизменность «скорости» радиоактивного распада. В 1927 г. американский ученый Г. Блюмгарт, используя изотоп  , впервые определил скорость кровотока у людей. В 1934 г. венгерский ученый Дьердь фон Хевеши, используя дейтерий, впервые установил, что в организме человека вода полностью обновляется в течение 14 суток.  В 1943 г. Дьердь фон Хевеши была присуждена Нобелевская премия по химии «за работу по использованию изотопов в качестве меченых атомов при изучении химических процессов».

Разновидности излучения, свойства и характеристики

Ученые выделили 3 вида излучения:

• альфа-излучение (α) — поток ядер гелия (их называют альфа-частицами);
• бета-излучение (β) — поток электронов;
• гамма-излучение (γ) — электромагнитное излучение с большой проникающей способностью.

На основе излучения выделяют 3 основных типа радиоактивного распада:

• альфа-распад;
• бета-распад;
• гамма-распад, или изомерный переход.

Известны также распады с испусканием протонов (одного или двух), нейтрона и кластерная радиоактивность.

Процесс радиоактивного распада может быть продолжительным. Если дочернее ядро, полученное в результат радиоактивного распада, также является радиоактивным, то со временем и оно распадается. Так продолжается, пока не образуется стабильное нерадиоактивное ядро.

При этом некоторые изотопы могут одновременно испытывать более одного вида распада.

Альфа-распад 

Альфа-распад, т.е. поток положительно заряженных частиц, характерен для изотопов всех тяжелых элементов, начиная с висмута. 

Альфа-частицы покидают ядро со скоростью от 9400 до 23700 км/с. При этом в воздухе при нормальных условиях альфа-излучение способно преодолеть лишь расстояние от 2,5 до 7,5 см. 

Эффективно задержать радиоактивное излучение альфа-частиц можно несколькими десятками микрометров плотного вещества. К примеру, листом бумаги или даже ороговевшим слоем кожи — человеческим эпидермисом. Это делает его относительно безопасным для человека. 

Однако если источник альфа-излучения все же попадет в организм (например, в виде пыли), это может привести к серьезным последствиям. Альфа-частицы наносят примерно в 20 раз больше повреждений, чем бета- и гамма-частицы той же энергии. 

Рассмотрим правило смещения Содди для α-распада:

X ZA→Y Z-2A-4+H 24e

ПримерКак уже было описано ранее, процесс радиоактивного распада продолжается до тех пор, пока не образуется стабильное ядро. Рассмотрим такую цепочку на основе альфа-распада урана-238:

U 92238→α-распадT 90234h+H 24e→αR 88230a+H 24e→αR 86226n+H 24e→αP 84222o+H 24e→αP 82218b+H 24e

Бета-распад 

Бета-излучение как отрицательное излучение малой массы обладает большей проникающей способностью, нежели альфа-частицы. Задержать его можно алюминиевой фольгой.

Среди всех видов радиоактивного распада бета-распад является наиболее распространенным. Он особенно характерен для искусственных радионуклидов.

Выделяют несколько подвидов бета-распада:

• бета-минус распад;
• бета-плюс распад;
• электронный захват.

Бета-минус распад представляет собой испускание из ядра электрона, образовавшегося в результате самопроизвольного превращения одного из нейтронов в протон и электрон. Такой электрон называют бета-минус частицей.

Правило смещения Содди для β—распада:

X ZA→Y Z+1A+e -1+ν¯e

Бета-плюс распад, или позитронный распад сопровождается испусканием из ядра позитрона (античастицы электрона), образовавшегося в результате самопроизвольного превращения одного из протонов в нейтрон и позитрон. Получившуюся частицу называют бета-плюс частицей.

Правило смещения Содди для β+-распада:

X ZA→Y Z-1A+e++νe

Позитронный распад всегда сопровождается электронным захватом. Ядро захватывает электрон из атомной оболочки и испускает нейтрино. Заряд ядра также уменьшается на единицу.

Правило смещения Содди для электронного захвата:

X ZA+e-→Y Z-1A+νe

Гамма-распад

Гамма-распад чаще называют изомерным переходом. Такое название обосновано существованием изомерных состояний ядер. Большинство ядер способны существовать в возбужденном состоянии очень малое количество времени — менее наносекунды. Некоторые ядра способны существовать дольше — микросекунды, сутки или даже года. Такие долгоживущие состояния и называют изомерными.

При гамма-распаде изомерные состояния ядер переходят в основное состояние с излучением одного или нескольких гамма-квантов. 

Гамма-излучение обладает намного большей проникающей способностью, чем альфа- и бета-излучение. Оно не имеет электрического заряда, обладает огромной энергией и может быть остановлено только толстым слоем железобетона, стали, свинца или другого серьезного препятствия.

Как было открыто

Впервые частицы этих лучей были зафиксированы британских ученым Эрнестом Резерфордом. Именно благодаря его научным изысканиям мир получил модель атома и узнал, что представляет собой альфа излучение. Эрнест смог расщепить излучение на элементы, воздействуя магнитным полем на радиоактивный препарат.

Специалист положил в запаянный цилиндр из свинца радиоактивное вещество, фотопластину и подверг их на выходе влиянию магнитного поля. Вследствие этого облучение расщеплялось на отдельные части. Пара лучей, отклонившиеся в противоположные стороны, были названы бета-лучами и альфа-лучами. Лучи, преломляющиеся под углом в 90 градусов, были названы гамма-лучами. Для бета-излучения характерен отрицательный заряд, а для альфа — положительный.

После исследования альфа-лучей Резерфорд выяснил, что альфа-частица по многим показателям похожа на атом гелия и обладает положительным зарядом. Также ученый узнал о следующих характеристиках альфа-излучения:

• масса частички излучения — 4,0015 АЕМ (атомная единица массы),
• энергия альфа-частички — от 2 до 9 МэВ,
• у альфа-излучения проникающая способность крайне низкая — это отличительная особенность лучей,
• самые распространенные источники — радиоактивные изотопы,
• у альфа-луча очень короткий путь — его длина не превышает одиннадцати сантиметров.

Воздействие на организм

Бета-частицы хорошо задерживаются одеждой, поэтому опасность представляют, в первую очередь, при попадании на кожу или внутрь организма. Так, после чернобыльской катастрофы люди получали бета-ожоги ног, потому что ходили босиком.

Основным фактором влияния бета-излучения на организм является создаваемая им ионизация. Она может привести к нарушению метаболизма в клетке и в дальнейшем к её смерти. Особенно опасной является высвобождение энергии бета-частицы рядом с молекулой ДНК, что приводит к потенциально онкологически опасным мутациям. В случае больших доз облучения, одновременно гибель большого количества клеток в тканях может вызвать их патологические изменения (лучевая болезнь). Наиболее уязвимыми для радиации является слизистые оболочки, органы кроветворения. Гибель нервных клеток опасна из-за их низкого уровня восстановления.

Относительная биологическая эффективность бета-излучения равен единице (для сравнения, для альфа-частиц этот показатель равен 20), потому что энергия, которую несёт бета-частица является относительно небольшой.

Также, гамма-кванты тормозного излучения, создаваемые бета-частицами при движении в веществе имеют значительно большую проникающую способность, а потому могут нести дополнительную опасность.

Условия возникновения электромагнитных волн

Электромагнитные волны излучаются только колеблющимися заряженными частицами

При этом важно, чтобы скорость их движения постоянно менялась, т.е. чтобы они двигались с ускорением

Наличие ускорения — главное условие возникновения электромагнитных волн.

Электромагнитное поле может излучаться не только колеблющимся зарядом, но и заряженной частицей, перемещающейся с постоянно меняющейся скоростью. Интенсивность электромагнитного излучения тем больше, чем больше ускорение, с которым движется заряд.

Представим заряд, движущийся с постоянной скоростью. Тогда создаваемые им электрическое и магнитное поля будут сопровождать его как шлейф. Только при ускорении заряда поля «отрываются» от частицы и начинают самостоятельное существование в форме электромагнитных волн.

Это интересно!

Впервые существование электромагнитных волн предположил Максвелл, который посчитал, что они должны распространяться со скоростью света. Но экспериментально они были обнаружены лишь спустя 10 лет после смерти ученого. Их открыл Герц. Он же подтвердил, что скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света: c = 300 000 км/с.

Взаимодействие с веществом

Средняя длина пробега

Бета-частицы взаимодействуют с электронами и ядрами в веществе до полной остановки. Пробег бета-частиц зависит от их энергии. Эффективный пробег (толщина слоя вещества, которая останавливает практически все частицы) представлен в таблице:

вещество	0,05 МэВ	0,5 МэВ	5 МэВ	50 МэВ
воздух	4,1	160	2000	17000
вода	4,7 · 10 −3	0,19	2,6	19
алюминий	2 · 10 −3	0,056	0,95	4,3
свинец	5 · 10 −4	0,02	0,3	1,25

Все пробеги в таблице представлены в сантиметрах

В большинстве случаев для защиты от бета-частиц достаточно экрана из оргстекла толщиной в 1-2 сантиметра, или металлического листа толщиной 3-5 миллиметров.

Взаимодействие с электронными оболочками

При столкновениях с атомами бета-частица может ионизировать атом, или перевести его в возбуждённое состояние. Оба события имеют примерно равные вероятности, а энергия теряемая таким образом называется ионизационными потерями.

Средние потери энергии электроном при прохождении слоя простого вещества, можно выразить следующей формулой, открытой Ландау:

ΔE=,6ρ(ZA)Δxβ2{\displaystyle \Delta E=0,6\rho (Z/A)\Delta x/\beta ^{2}} ,

где Δx — толщина слоя вещества, ρ — плотность вещества, β — скорость электрона в единицах c, Z и A — заряд и масса элемента.

Однако, применять эту формулу к реальным бета-частицам стоит с осторожностью, потому что она описывает монохромный пучок электронов, а в естественном их пучке всегда существуют электроны различных энергий, которые будут тормозиться с разной скоростью.

Взаимодействие с атомными ядрами

При взаимодействии с ядром электроны могут однократно или многократно рассеиваться в кулоновском поле ядра. Особенностью бета-частиц является то, что, из-за малой массы, при рассеянии их импульс может сильно меняться, что приводит к тормозному излучению. Для высокоэнергетических электронов такое излучение является более значимым каналом потери энергии. Излучённые гамма-кванты могут, в свою очередь, также выбивать электроны, что приводит к образованию каскадов электронов в веществе. Энергия бета-частиц, при которой потери на излучение уравниваются с ионизационными потерями называется критической энергией. В зависимости от вещества, критическая энергия может принимать значения от 83 МэВ (воздух) до 7 МэВ (свинец) — таким образом, поскольку энергия частиц, образующихся при бета-распаде, редко превышает 5 МэВ, этот канал не является основным.

Благодаря рассеянию на ядрах, бета-частицы сильно меняют направление своего движения: средний угол отклонения бета-частицы пропорционален квадратному корню из толщины пройденного слоя вещества, а при достаточно толстом слое, говорить о направлении движения электронов уже нельзя, а их перемещение больше напоминает диффузию.

Черенковское излучения

Излучение Вавилова-Черенкова в реакторе класса TRIGA

Поскольку скорости бета-частиц, как правило, близки к скорости света, при попадании в прозрачную среду они движутся быстрее, чем свет в этой среде, что приводит к возникновению черенковского излучения. Такое излучение характерно, например, для ядерных реакторов, использующих воду в качестве замедлителя нейтронов.

Обратное рассеяние

Также, при попадании бета-частиц на поверхность некоторого материала, некоторые из них отражаются на большие углы (> 90 °). Этот явление называется обратным рассеянием. Часть частиц, отразившихся на большие углы после падения на поверхность вещества называется коэффициентом обратного рассеяния. Этот коэффициент качественно зависит от атомного номера вещества, энергии падающих частиц и толщины слоя вещества следующим образом:

1. Возрастает пропорционально заряду ядра в степени 2/3
2. Возрастает пропорционально толщине слоя вещества, вплоть пока она не станет равной примерно 1/5 от эффективной длины пробега бета-частиц в этом веществе, после чего дальнейший рост перестает влиять на коэффициент. Такая толщина называется толщиной насыщения.
3. Возрастает с ростом максимальной энергии бета-частиц до значения 0,6 МэВ, после чего остается практически неизменным.

Меры безопасности

Защита от альфа-излучения не представляет собой проблемы. Радиационные лучи полностью задерживаются плотным листом бумаги и даже человеческой одеждой. Опасность возникает только при внутреннем облучении. Чтобы избежать его, используются средства индивидуальной защиты. К ним относятся спецодежда (комбинезоны, шлемы из молескина), пластиковые фартуки, нарукавники, резиновые перчатки, специальная обувь. Для защиты глаз применяются щитки из оргстекла, также используются дерматологические средства (пасты, мази, кремы), респираторы. На предприятиях прибегают к мерам коллективной защиты. Что касается защиты от газа радона, способного накапливаться в подвалах, ванных комнатах, то в этом случае необходимо часто проветривать помещения, а подвалы изнутри изолировать.

Характеристика альфа-излучения приводит нас к выводу о том, что данный вид имеет низкую пропускную способность и не требует серьезных мер защиты при внешнем облучении. Большой вред наносят эти радиоактивные частицы при проникновении внутрь организма. Элементы данного вида распространяются на минимальные расстояния. Альфа-, бета-, гамма-излучения отличаются друг от друга своими свойствами, проникающей способностью, влиянием на окружающую среду.

Меры защиты

Людям, которые работают на производстве, связанном с радиоактивным воздействием, нужно придерживаться техники безопасности и ряда правил. К ним относятся следующие рекомендации:

1. При кратковременном взаимодействии с радиоактивными элементами применяются радиопротекторы. Это специальные вещества, которые вводятся человеку с помощью инъекций или в виде добавок в пищу непосредственно перед работой в зоне повышенной опасности. Они минимизируют действие бета-излучения.
2. Главная защита от бета-излучения — уменьшение его уровня интенсивности посредством удаления самого радиоактивного источника.
3. Сокращение до минимума времени находится вблизи опасного источника.
4. Использование экранов из плексигласа, стекла или металлических сплавов для защиты от пагубного воздействия излучения.
5. Применение средств для защиты дыхательных органов.
6. Отслеживание радиационной обстановки с помощью специальных приборов — дозиметров.

Придерживаясь этих правил, можно обеспечить себе надежную защиту. Если же облучение уже произошло, нужно выполнить такие действия:

• как можно скорее уйти с опасного участка;
• снять обувь и всю одежду;
• хорошенько помыться в душе мылом.

Для контроля радиационного фона в домашних условиях полезно обзавестись дозиметром. Это устройство позволяет своевременно обнаружить, к примеру, опасный продукт или изделие. Тем более стоимость прибора вполне доступна.

История изучения ионизирующего излучения

Знакомство человечества с радиацией началось с ее обнаружения в конце XIX века. В 1895 году Вильгельм Конрад Рентген во время экспериментов с электронно-лучевыми трубками открыл рентгеновское излучение. Годом позже Анри Беккерель понял, что соли урана тоже создают какое-то излучение. Новое явление — радиоактивность — начали изучать Пьер и Мария Кюри, а затем и другие ученые, в том числе Эрнест Резерфорд, который в 1899 году открыл несколько типов радиоактивного распада.

Однако исследователи рубежа XIX–XX веков работали, опираясь лишь на Периодическую таблицу Менделеева, на знание о химических элементах, и поэтому многое в явлении ионизирующего излучения еще оставалось непонятным. Лишь в 1930-е годы люди начали активно изучать феномен изотопов, а окончательно все встало на свои места лишь после 1932 года, когда открыли нейтрон и поняли, что протонно-нейтронная модель ядра описывает много физических вопросов, которые давно уже стояли перед наукой.

Радиофобия

Нас окружает радиация. Но измерять ее, не будучи задействованным в работе с радиоактивными источниками, не нужно. Сегодня выстроена мощная мировая система радиоактивного мониторинга, международные организации, оценивающие опасность нуклидов и рекомендующие нормы радиационной безопасности аналогичным организациям внутри стран. Во всех учреждениях, где используются радиоактивные источники, соблюдаются правила, предотвращающие вред для работников и окружающей среды.

Удивительно, но в какой-то мере последствия воздействия излучения на человека зависят от его психотипа и от того, как он воспринимает повышенные дозы. Было замечено, что при одной и той же полученной дозе облучения люди по-разному на нее реагируют и зачастую страх радиации и стресс влияют на человека гораздо хуже, чем сама радиация. Поэтому необходимо всегда трезво оценивать риски и не паниковать. Вокруг радиации распространено много мифов, но превышение радиационного фона даже в несколько раз не может влиять на качество жизни. У человеческого организма есть мощный запас защиты от радиационного воздействия, потому что оно существует и в природе. Есть даже эффект радиационного гормезиса (впрочем, признанный не всеми медиками), вследствие которого организм, наоборот, мобилизуется, улучшая свои защитные характеристики.

Главный источник радиофобии — СМИ, пишущие о катаклизмах, произошедших из-за применения ионизирующего излучения. После аварии на ЧАЭС в прессе писали о миллиардах смертей и генетических последствиях в пяти поколениях. Но все это имеет мало отношения к реальности — в отличие от конкретных исследований, в частности работ японских ученых по наблюдению за людьми, облученными в Хиросиме и Нагасаки, или работ европейских, российских и украинских ученых, до сих пор исследующих воздействие радиации в зоне чернобыльского следа. Все оказалось не настолько страшно, как это описывалось в СМИ, и после Чернобыля и Фукусимы произошел мощный ренессанс атомной энергетики.

Свойства электромагнитных волн

Современные радиотехнические устройства позволяют провести очень наглядные опыты по наблюдению свойств электромагнитных волн. При этом лучше всего пользоваться волнами сантиметрового диапазона. Эти волны излучаются специальным генератором сверхвысокой частоты (СВЧ). Электрические колебания генератора модулируют звуковой частотой. Принятый сигнал после детектирования подается на громкоговоритель.

Свойство 1 — Поглощение электромагнитных волн
	Если расположить рупоры друг против друга и добиться хорошей слышимости звука в громкоговорители, а затем поместить между ними диэлектрик, звук будет менее громким.
Свойство 2 — Отражение электромагнитных волн
	Если диэлектрик заменить металлической пластиной, то звук перестанет быть слышимым. Волны не достигают приемника вследствие отражения. Отражение происходит под углом, равным углу падения, как и в случае световых и механических волн. Чтобы убедиться в этом, рупоры располагают под одинаковыми углами к большому металлическому листу. Звук исчезнет, если убрать лист или повернуть его.
Свойство 3 — Преломление электромагнитных волн
	Электромагнитные волны изменяют свое направление (преломляются) на границе диэлектрика. Это можно обнаружить с помощью большой треугольной призмы из парафина. Рупоры располагают под углом друг к другу, как и при демонстрации отражения. Металлический лист заменяют затем призмой. Убирая призму или поворачивая ее, наблюдают исчезновение звука.
Свойство 4 — Поперечность электромагнитных волн
	Поместим между генератором и приемником решетку из параллельных металлических стержней. Решетку расположим так, чтобы стержни были горизонтальными или вертикальными. При одном из этих положений, когда электрический вектор параллелен стержням, в них возбуждаются токи, в результате чего решетка начинает отражать волны, подобно сплошной металлической пластине. Когда же вектор перпендикулярен стержням, токи в них не возбуждаются и электромагнитная волна проходит через решетку.

Что такое радиоактивность в физике

Любой атом имеет ядро и вращающиеся вокруг него отрицательные заряженные частицы — электроны.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.

Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.

В физике существуют такие виды радиоактивного распада:

• α-распад с выделением α-частицы;
• β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;
• γ-распад — излучение атомным ядром кванта ионизирующих лучей;
• бесконтрольное деление ядра на осколки.

Природа источников

Зависимо от своего происхождения, электромагнитные волны могут возникать в двух случаях:

1. Когда наблюдается возмущение искусственного происхождения.
2. Регистрация излучения, идущего от естественного источника.

Что можно сказать о первых? Искусственные источники чаще всего представляют собой побочное явление, что возникает вследствие работы различных электрических приборов и механизмов. Излучение естественного происхождения генерирует магнитное поле Земли, электропроцессы в атмосфере планеты, ядерный синтез в недрах солнца. От уровня мощности источника зависит степень напряженности электромагнитного поля. Условно, излучение, что регистрируется, разделяют на низкоуровневое и высокоуровневое. В качестве первых можно привести:

1. Практически все устройства, оборудованные ЭЛТ дисплеем (как, пример, компьютер).
2. Различная бытовая техника, начиная от климатических систем и заканчивая утюгами;
3. Инженерные системы, что обеспечивают подачу электроэнергии к разным объектам. В качестве примера можно привести кабель электропередач, розетки, электросчетчики.

Высокоуровневым электромагнитным излучением обладают:

1. Линии электропередачи.
2. Весь электротранспорт и его инфраструктура.
3. Радио- и телевышки, а также станции мобильной и передвижной связи.
4. Лифты и иное подъемное оборудование, где применяются электромеханические силовые установки.
5. Приборы преобразования напряжения в сети (волны, исходящие от распределяющей подстанции или трансформатора).

Отдельно выделяют специальное оборудование, что используется в медицине и испускает жесткое излучение. В качестве примера можно привести МРТ, рентгеновские аппараты и тому подобное.