Альфа-, бета-, гамма-излучения — свойства, характеристика и показатели

Воздействие на человека

Бета-излучение имеет особую способность, попадая на кожу – оставляет ожог. Что касается тяжести повреждения, то все зависит от продолжительности облучения, структуры, интенсивности. В основном страдают глаза и открытая кожа.

Если частицы попадаю внутрь организма, происходит процесс ионизации молекул, что сопровождается выделением токсинов и смертью клеток. Данные события вызывают отравление, летальный исход. Существует определенная норма, по которой можно определить степень воздействия. Безопасная норма составляет 0.20 мк3в/час. Когда фон радиации превышает показатель вдвое, в данной области можно находиться не более тридцати минут.

Защита от проникающей радиации

Этот вид ионизирующего излучения является гамма-излучением и потоком нейтронов, которые возникают из области поражения ядерного взрыва. Проникающая радиация вызывает лучевую болезнь, оказывая на молекулы тканей человека разрушающее действие.

Средствами защиты от проникающей радиации выступают:

• бронированная техника;
• подвальные помещения железобетонных и многоэтажных каменных зданий;
• погреб, убежища глубиной 2 метра, укрытия от 3-его класса.

Защита от радиации на АЭС

Существует определенный алгоритм действий, обязательных для выполнения при происшедшей аварии на АЭС. Правилами также можно пользоваться при передвижении радиоактивного облака в сторону проживания.

Защита от радиации на АЭС осуществляется следующим образом:

Надеть противогаз, маску, респиратор для защиты органов дыхания.
Укрыться в ближайшем сооружении.
Снять с себя всю обувь, верхнюю одежду и завернуть в пленку или пластиковый пакет.
Выключить кондиционер, вентиляцию, закрыть двери, окна.
Заклеить щели в дверях, на окнах, подручными средствами закрыть отверстия вентиляции.
Прополоскать горло, рот, вымыть тело два раза мылом, и промыть глаза чистой водой.
Продукты питания сложить в пакет из полиэтилена, поставить в холодильник, кладовую или шкаф, который закрывается.
Необходимо сделать запасы питьевой воды.
При входе в жилое помещение, важно оставлять уличную обувь за дверью, протерев ее влажной тряпкой. Эти тряпки и другие предметы, используемые при уборке, загрязненную одежду зарыть в яме глубиной от 50-ти см.. В течение 7-ми дней после случившейся катастрофы, важно каждый день принимать йодистый калий (таблетки)

Их можно заменить 5%-ым раствором йода, накапанным по 3-5 капель в 250 мл молока (воды) взрослым. Детям показана дозировка 2 капли йода на полстакана воды или молока

В течение 7-ми дней после случившейся катастрофы, важно каждый день принимать йодистый калий (таблетки). Их можно заменить 5%-ым раствором йода, накапанным по 3-5 капель в 250 мл молока (воды) взрослым

Детям показана дозировка 2 капли йода на полстакана воды или молока.

Защита населения от радиации

Система защиты населения должна обеспечиваться порядком общегосударственных процедур. В системе законодательства установлены нормы дозовых нагрузок на население. Нормы радиационной безопасности в ряде стран установлены в индивидуальном порядке ответственной за это постановлением:

• Россия — НРБ-99/2009;
• Беларусь — НРБ-2000;
• Украина — НРБУ-97.

Индивидуальная защита от радиации

Вместе с противогазами и респираторами используются пищевые добавки, принимаемые внутрь. Они не смогут полноценно защитить от радиации, но способны снизить ее токсическое воздействие. Замедлить негативное влияние радионуклидов на организм человека позволяет употребление определенных продуктов питания. К пище, естественно снижающей действие радиации, относятся:

• орехи;
• пшеница;
• белый хлеб;
• редиска.

Благодаря селену, продукты уменьшают риск появления опухолей. К биодобавкам относят хлорелле, ламинарии, и другие продукты на основе водорослей. К радиопротекционным препаратам относятся медуница, заманиха и левзея. Среди фармацевтических средств выделяют:

• корень женьшеня (доза 50 капель посуточно);
• экстракт элеутерококка (1,5 ч. л.)

Ссылки [ править ]

1. ^ «Основы радиации» . Сообщество по ядерному регулированию США. 2017-10-02.
2. ^ Lawrence Berkeley National Laboratory (9 августа 2000). «Бета-распад» . Ядерная настенная диаграмма . Министерство энергетики США . Проверено 17 января +2016 .
3. ^ a b http://www.site.uottawa.ca:4321/astronomy/index.html#phosphorus32. Архивировано 5 июля 2006 г. в Wayback Machine.
4. ^ Макроскопическая скорость света в воде составляет 75% от скорости света в вакууме (называемой «с»). Бета-частица движется быстрее 0,75 c, но не быстрее c.
5. ^ Э. Резерфорд (8 мая 2009 г.) . «Урановое излучение и создаваемая им электрическая проводимость» . Философский журнал . 47 (284): 109–163. DOI10.1080 / 14786449908621245 .

История [ править ]

Анри Беккерель , экспериментируя с флуоресценцией , случайно обнаружил, что уран выставил фотографическую пластину, обернутая черной бумагой, с неизвестным излучением , которое не может быть выключено , как рентгеновские лучи .

Эрнест Резерфорд продолжил эти эксперименты и открыл два разных вида излучения:

• альфа-частицы, которые не появлялись на пластинах Беккереля, потому что они легко впитывались черной оберточной бумагой
• бета-частицы, которые в 100 раз более проницаемы, чем альфа-частицы.

Он опубликовал свои результаты в 1899 г.

В 1900 году Беккерель измерил отношение массы к заряду ( me ) для бета-частиц методом Дж. Дж. Томсона, который использовался для изучения катодных лучей и идентификации электрона. Он обнаружил, что em для бета-частицы такое же, как для электрона Томсона, и поэтому предположил, что бета-частица на самом деле является электроном.

Воздействие ионизирующего излучения

Воздействие излучения может быть внутренним или внешним и может происходить различными путями.

Внутренне воздействие ионизирующего излучения происходит, когда радионуклиды вдыхаются, поглощаются или иным образом попадают в кровообращение (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма либо самопроизвольно (с экскрементами), либо в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.
Люди могут подвергаться воздействию ионизирующего излучения в различных обстоятельствах: дома или в общественных местах (облучение в общественных местах), на своих рабочих местах (облучение на рабочем месте) или в медицинских учреждениях (пациенты, лица, осуществляющие уход, и добровольцы).

Воздействие ионизирующего излучения можно классифицировать по трем случаям воздействия.

Первый случай — это запланированное воздействие, которое обусловлено преднамеренным использованием и работой источников излучения в конкретных целях, например, в случае медицинского использования излучения для диагностики или лечения пациентов, или использование излучения в промышленности или в целях научных исследований.

Второй случай — это существующие источники воздействия, когда воздействие излучения уже существует и в случае которого необходимо принять соответствующие меры контроля, например, воздействие радона в жилых домах или на рабочих местах или воздействие фонового естественного излучения в условиях окружающей среды.

Последний случай — это воздействие в чрезвычайных ситуациях, обусловленных неожиданными событиями, предполагающими принятие оперативных мер, например, в случае ядерных происшествий или злоумышленных действий.
На медицинское использование излучения приходится 98% всей дозы облучения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население.  Ежегодно в мире проводится 3 600 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 37 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 7,5 миллиона процедур радиотерапии в лечебных целях.

История исследований

В 1903 году Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди разработали гипотезу, согласно которой радиоактивность, открытая Антуаном Анри Беккерелем в 1896 году , связана с преобразованием элементов . Бета-распад был идентифицирован как источник бета-излучения. Основываясь на этом, Казимир Фаянс и Содди сформулировали в 1913 году так называемые теоремы радиоактивного смещения , с помощью которых ряды естественных распадов объясняются последовательными альфа- и бета- распадами . Идея о том, что сами бета-электроны, как и альфа-частицы, пришли из ядра, закрепилась в кругу Эрнеста Резерфорда в 1913 году.

Вначале существовало долгое общее мнение, что бета-частицы, как и альфа-частицы, имеют дискретный спектр, характерный для каждого радиоактивного элемента. Эксперименты Лиз Мейтнер , Отто Хана и Отто фон Байера с фотопластинками в качестве детекторов, которые были опубликованы в 1911 г. и в последующие годы, а также улучшенные эксперименты Жана Даниша в Париже в 1913 г. показали более сложный спектр с некоторыми аномалиями (особенно с аномалиями). радий E, т.е. 210 Bi ), что указывает на непрерывный спектр бета-частиц. Как и большинство ее коллег, Мейтнер изначально считала это вторичным эффектом, то есть не характеристикой изначально испускаемых электронов. Только после экспериментов Джеймса Чедвика в лаборатории Ганса Гейгера в Берлине в 1914 году с магнитным спектрометром и счетными трубками в качестве детекторов непрерывный спектр был характерной чертой самих бета-электронов.

Чтобы объяснить это очевидное несохранение энергии (а также нарушение сохранения импульса и углового момента ), Вольфганг Паули в письме 1930 года предложил, чтобы нейтральная, чрезвычайно легкая элементарная частица должна участвовать в процессе распада, который он назван «Нейтрон». Энрико Ферми изменил это название на нейтрино (по-итальянски «маленький нейтраль») в 1931 году , чтобы отличить его от гораздо более тяжелого нейтрона, который был открыт почти в то же время. В 1933 году Ферми опубликовал теоретическое описание бета-распада как четырехчастичного взаимодействия ( взаимодействия Ферми ). Первое экспериментальное доказательство нейтрино было получено только в 1956 году на одном из первых крупных ядерных реакторов (см. Эксперимент Коуэна-Рейнеса-нейтрино ).

Тождество бета-частиц с атомными электронами было доказано в 1948 году Морисом Голдхабером и Гертрудой Шарфф-Голдхабер . Β + -распад был открыт Иреном и Фредериком Жолио-Кюри в 1934 году . Захват электронов был теоретически предсказан Хидеки Юкавой в 1935 году и впервые экспериментально продемонстрирован в 1937 году Луисом Вальтером Альваресом .

В 1956 году эксперимент, проведенный Чиен-Шиунг Ву, позволил продемонстрировать нарушение четности в бета-распаде, постулированное незадолго до этого Цзун-Дао Ли и Чен Нин Янг .

Что такое бета-излучение

Своим рождением бета-излучение обязаны распаду ядер атомов радиоактивных элементов. Вырываясь из плена внутриядерных сил, бета-частицы наследуют от родительского атома разную энергию и соответственно, разную скорость. Быстрота полёта этих частиц колеблется от 100 тыс. км/с и до световой скорости. Поэтому в воздухе они способны «пробегать» разные расстояния вплоть до 1800 см. В биологических тканях их жизненных сил хватает лишь на 2,5 см свободного пробега. Это вполне объяснимо. Поскольку проникающая способность бета-излучения зависит от плотности среды.

Из-за ничтожно малой массы, бета-частицы легко отклоняются от прямолинейного пути, описывая в веществе самые причудливые траектории.

Естественные источники бета-излучения

Естественное бета-излучение представляет собой поток мельчайших заряженных частиц, несущих либо отрицательный, либо положительный электрический заряд.

Каковы же источники бета-излучения? Природа не предусмотрела никаких источников радиации, способных излучать лишь бета-излучение. Как правило, оно является лишь одним из компонентов семейства естественных радиоактивных излучений. Оно приходит к нам из космических глубин, просачивается из земных недр в местах залегания руд, содержащих радиоактивные частицы.

Но некоторые химические элементы при радиоактивном распаде особенно активно излучают бета-частицы (прометий, криптон, стронций и другие).

Искусственные источники бета-излучения

Наряду с естественным радиоактивным фоном, окружающий нас мир вынужден существовать среди множества искусственно созданных источников радиации. Наведённая радиоактивность — это чаще всего тяжкое наследие радиационных аварий, когда β-распад приводит к рождению новой порции радиоактивных атомов, но с другим атомным номером в таблице Менделеева.

Техногенная авария на АЭС Фукусима 1 в сентябре 2013 года привела к утечке радиоактивной воды. В результате чего содержание изотопов цезия и стронция, излучающих бета-частицы, выросло в тысячи раз.

Создание источников этого излучения часто инициируется человеком целенаправленно, для вполне конкретных практических нужд.

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.

Источники излучения

В природе не существует радиоактивных источников, излучающих исключительно бета-частицы. Бета-излучение, как правило, один из многочисленных компонентов радиации, которая просачивается из недр земли или приходит из космоса. Однако существует ряд элементов, которые формируют частички при распаде. К этим источникам бета-излучения относятся следующие:

• криптон;
• прометий;
• стронций и т. д.

Люди часто создают сами источники радиации для выполнения тех или иных потребностей. Зная о том, что представляет собой бета-излучение, можно себя обезопасить.

Меры защиты

Проживающие в нормальных условиях люди не нуждаются в специальных средствах защиты организма от бета-лучей. Профилактика лучевой болезни требуется работникам некоторых отраслей, контактирующим с радиоактивными веществами. Чтобы минимизировать опасность для здоровья, используют целый комплекс мер.

Способы защиты от излучения основных частиц.

Перечень включает:

1. Использование радиопротекторов. Они представляют собой вещества, нейтрализующие влияние бета-частиц. Препараты вводят до посещения опасных зон. Выпускаются они в виде пищевых добавок и растворов для инъекций.
2. Нахождение на безопасном расстоянии от источника. Выраженность облучения снижают, удаляясь на 1-2 км.
3. Установление временных рамок. Необходимо снижение длительности работ в зараженных зонах.
4. Применение защитных средств. Задерживают лучи стеклянные, металлические или плексиглассовые экраны. Попаданию частиц в дыхательную систему препятствуют противогазы.
5. Контроль. Подразумевает регулярное измерение радиационного фона местности.

Если человек получил облучение, такие мероприятия оказываются неэффективными. В этом случае покидают зараженную местность, избавляются от одежды и обуви. Кожу промывают проточной водой с мылом. Это снижает риск возникновения радиационных ожогов.

Радиоактивность — что это за явление

Понятие «радиоактивность» было введено Марией Склодовской-Кюри. Оно тождественно понятию радиоактивный распад.

В определении присутствует термин изотоп. Прежде чем рассмотреть его, вспомним определение нуклида. 

Для обозначения определенного нуклида используют запись вида 

X ZA, 

где X — символ химического элемента, A — массовое (нуклонное) число, Z — зарядовое (протонное) число.

Количество нейтронов в ядре N=A−Z 

Это значит, что в изотопах одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. 

Всего известно более двух тысяч радиоактивных изотопов. Для сравнения, стабильных открыто около 280.

Ученые разделяют нуклиды на стабильные и нестабильные. Нестабильные, также известные как радионуклиды, со временем распадаются. Стабильные же способны существовать в неизменном виде неопределенно долгий промежуток времени.

Суть явления радиоактивности заключается в том, что при распаде ядра нестабильного атома из него с большой скоростью вылетает целое число частиц с высокой энергией. Вещества, которые содержат радиоактивные ядра, называют радиоактивными. 

В современной химии выделяют естественную и искусственную радиоактивность. 

Примером естественной радиоактивности служит солнечная радиация. В ядре солнца постоянно происходят термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий. 

Техногенная радиоактивность применяется людьми. Например, на атомных электростанциях электрическую энергию получают за счет искусственно созданных ядерных реакций.

В результате экспериментов было установлено, что в периодической системе Менделеева радиоактивны все элементы, начиная с висмута. Их порядковый номер больше 82.

Единицы измерения

В химии существует несколько единиц измерения радиоактивности:

• беккерель;
• кюри;
• резерфорд.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения активности радионуклида является беккерель. На русском языке он обозначается как Бк, в международном формате — Bq. 

Эту единицу назвали в честь Антуана Беккереля, одного из первооткрывателей радиоактивности. Один Беккерель равен одному распаду в секунду.

Бк=с-1

В Международной СИ секунде в минус первой степени равен не только беккерель, но и герц

Важно не путать их: беккерель используют для измерения случайных процессов распада, а герц — для периодических процессов. Их природа различна

Один Беккерель — это маленькая единица измерения, так что на практике принято использовать кратные единицы.

Внесистемная, но широко распространенная единица — кюри. Ее используют для измерения активности радионуклидов. На русском обозначается как Ки, в международных исследованиях — Ci. Названа она в честь Пьера Кюри и Марии Склодовской-Кюри.

Точно установлена связь между значениями Ки и Бк:

1 Ки = 3,7⋅1010 Бк

Перевести значения из Бк в Ки сложнее, т.к. соотношение приблизительно:

1 Бк ≈ 2,7027⋅10-11 Ки

Еще одна единица измерения, которой в современности пользуются редко — резерфорд. Его обозначают как Рд или Rd в русском и международном стандартах соответственно. Единица тоже названа в честь ученого — Эрнеста Резерфорда, также изучавшего природу радиоактивности.

Один резерфорд равен 10^6 распадам в 1 секунду. Точно равенство:

1 Рд = 1⋅106 Бк = 1 МБк 

В дозиметрии используют свои единицы облучения:

• грэй;
• зиверт;
• бэр.

Поглощенную дозу в Международной СИ измеряют в единицах грэй (Гр). Один грэй равен энергии излучения в 1 Дж, поглощенной 1 кг вещества.

Эквивалентную дозу, т.е. произведение поглощенной дозы на коэффициент качества излучения, в Си измеряют в зивертах. Один зиверт эквивалентен излучению, создающему такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр гамма-излучения или рентгеновского излучения.

1 Зв = 1 Джкг

Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы — бэр. Бэр расшифровывается как «биологический эквивалент рентгена». 

За один бэр принято считать такое количество энергии излучения, поглощенного 1 кг вещества, при котором биологическое воздействие соответствует поглощенной дозе в 1 рад гамма-излучения или рентгеновского излучения. То есть:

1 бэр=,01 Зв=100 эргг

Для измерения воздействия радиации используют также понятие мощность дозы. Это доза, полученная объектом за выбранную единицу времени.

История

Анри Беккерель , экспериментируя с флуоресценцией , случайно обнаружил, что уран выставил фотографическую пластину, обернутая черной бумагой, с неизвестным излучением , которое не может быть выключено , как рентгеновские лучи .

Эрнест Резерфорд продолжил эти эксперименты и открыл два разных вида излучения:

• альфа-частицы, которые не появлялись на пластинах Беккереля, потому что они легко впитывались черной оберточной бумагой
• бета-частицы, которые в 100 раз более проницаемы, чем альфа-частицы.

Он опубликовал свои результаты в 1899 году.

В 1900 году Беккерель измерил отношение массы к заряду ( м / е ) для бета-частиц методом Дж. Дж. Томсона, который использовался для изучения катодных лучей и идентификации электрона. Он обнаружил, что e / m для бета-частицы такое же, как для электрона Томсона, и поэтому предположил, что бета-частица на самом деле является электроном.

Общее описание

Бета-излучение образуется при распаде атомных ядер радиоактивных веществ.

Бета — частицы представляют собой электрон или протон (определяется полярностью). Скорость их полета может варьироваться от 100 000 км/с до скорости света. Потому в окружающем пространстве они могут преодолевать расстояния до 2 км.

Однако в биоткань они могут проникнуть лишь на 2,4−2,6 см. Это обуславливается зависимостью проникающей способности рассматриваемой разновидности излучения от показателей плотности среды. Ввиду незначительной массы, излученные частички, отклоняясь, описывают внутри вещества хаотичные траектории.

Ссылки [ править ]

1. ^ «Основы радиации» . Сообщество по ядерному регулированию США. 2017-10-02.
2. ^ Lawrence Berkeley National Laboratory (9 августа 2000). «Бета-распад» . Ядерная настенная диаграмма . Министерство энергетики США . Проверено 17 января +2016 .
3. ^ a b http://www.site.uottawa.ca:4321/astronomy/index.html#phosphorus32. Архивировано 5 июля 2006 г. в Wayback Machine.
4. ^ Макроскопическая скорость света в воде составляет 75% от скорости света в вакууме (называемой «с»). Бета-частица движется быстрее 0,75 c, но не быстрее c.
5. ^ Э. Резерфорд (8 мая 2009 г.) . «Урановое излучение и создаваемая им электрическая проводимость» . Философский журнал . 47 (284): 109–163. DOI10.1080 / 14786449908621245 .

Приложения

В ядерной медицине бета-излучатели (например, 131 I, 90 Y) используются в радионуклидной терапии . В диагностике ядерной медицины β + -излучатели 18 F, 11 C, 13 N и 15 O используются в позитронно-эмиссионной томографии в качестве радиоактивных маркеров для индикаторов . Оценивается излучение от парной аннигиляции .

В лучевой терапии бета-излучатели (например, 90 Sr, 106 Ru) используются в брахитерапии .

Бета-лучи также используются — помимо рентгеновских лучей и гамма-лучей — при .

Радиометрические измерения пыли , метод для измерения газовых переносимых пыли, использует поглощение бета-лучей. Например, 14 C и 85 Kr используются в качестве источников излучения .

Способы защиты от радиации

Чтобы «невидимый враг» нанес меньше повреждений организму, необходимо знать, как правильно защититься при воздействии радионуклидных источников. Существует несколько принципов радиационной безопасности, к ним относятся защита:

• экраном (экранирование источников опасного излучения поглощающими материалами);
• количеством (уменьшение мощности радиационных источников до минимальных значений);
• расстоянием (увеличение расстояний от мест излучения к тем, где обитают люди);
• временем (максимальное сокращение контакта с потенциально опасными источниками).

Методы защиты от радиации: расстоянием, веществом и временем К основному способу предотвращения облучения относится экранирование – специальные экраны и защитные костюмы могут обеспечить человеку безопасное пребывание в радиационных условиях. Cуществуют такие способы защиты от радиации зависимо от источника излучения:

1. Защита от нейтронов: надеждой защитой станет полиэтилен, полимеры, бетонные конструкции, а также вода, парафин. Это объясняется тем, что свойство нейтронов – рассеивать энергию на легкие ядра.
2. Защита от альфа-излучения: респиратор, обычный бумажный лист, резиновые перчатки.
3. Защита от гамма-излучения: сталь, вольфрам, тантал, свинец (свинцовое стекло) и другие тяжелые металлы, а также бетон. Чем большая плотность металлов, тем интенсивнее происходит поглощение гамма-излучения.
4. Защита от бета-излучения: стекло, алюминий (а точнее, его тонкий слой), плексиглас (органическое стекло), всем известный противогаз, прием радиопротекторов.

Где встречаются различные виды излучения

Нейтронное излучение обнаруживается при ядерных взрывах, в лабораторных и промышленных установках. Существуют 2 вида источников альфа-излучения: естественных и искусственных. К последним относятся:

• ядерные реакторы;
• объекты урановой промышленности;

Эксперименты, которые проводят на ускорителях заряженных частиц и в специализированных лабораториях. К естественным источникам альфа-излучения относятся:

• ускоренные ядра гелия;
• ядерный альфа-распад.

Удивительно, но гамма-излучение может исходить от старинных сувениров: в 1902 году радиоактивной глазурью покрывали ювелирные изделия, керамические предметов. Используя подобные добавки происходили цветное стекло. Также, опасные предметы встречаются в таких местах:

• бывших территориях воинских формирований;
• старом оборудовании для измерений;
• медицинских приспособлениях;
• кучах металлолома.

Бета-излучение находится в естественном радиоактивном поле Земли. Такой вид излучения обнаруживается в некоторых месторождениях руды.

Проценты радиации, получаемые человеком

Что такое ионизирующее излучение?

Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды уникальным образом идентифицируются по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель — это один акт распада в секунду. Период полураспада — это время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 — 5730 лет).

Режимы бета-распада [ править ]

β — распад (электронная эмиссия)

Бета-распад. Бета-частица (в данном случае отрицательный электрон) испускается ядром . Антинейтрино (не показано) всегда испускается вместе с электроном. Вставка: при распаде свободного нейтрона образуются протон, электрон (отрицательный бета-луч) и электронный антинейтрино .

Нестабильное атомное ядро с избытком нейтронов могут претерпевать β — распад, где нейтрон превращается в протон , электрон, и электронное антинейтрино ( античастица из нейтрино ):

п → п + е— + ν_е

Этот процесс опосредуется слабым взаимодействием . Нейтрон превращается в протон через испускание виртуального W — бозон . На кварковой уровне, W — излучение оказывается авансовый кварк в кварк, превращая нейтрон (один кварк и два нижних кварков) в протон (два верхних кварков и один вниз кварк). Виртуальный W — бозон затем распадается на электрон и антинейтрино.

β- распад обычно происходит среди побочных продуктов деления, богатых нейтронами, которые образуются в ядерных реакторах . Свободные нейтроны также распадаются посредством этого процесса. Оба эти процесса вносят вклад в обильное количество бета-лучей и электронных антинейтрино, производимых топливными стержнями реакторов деления.

β + распад (позитронное излучение) править

Нестабильные атомные ядра с избытком протонов могут подвергаться β + -распаду, также называемому распадом позитрона, когда протон превращается в нейтрон, позитрон и электронное нейтрино

п → п + е+ + ν_е

Бета-плюс-распад может происходить только внутри ядер, когда абсолютное значение энергии связи дочернего ядра больше, чем у родительского ядра, т. Е. Дочернее ядро ​​находится в состоянии с меньшей энергией.

Схемы бета-распада править

Схема распада цезия-137, показывающая, что он изначально подвергается бета-распаду. Гамма-пик 661 кэВ, связанный с 137 Cs, фактически излучается дочерним радионуклидом.

На прилагаемой схеме распада показан бета-распад цезия-137 . 137 Cs имеет характерный гамма-пик при 661 кэВ, но на самом деле он испускается дочерним радионуклидом 137m Ba. На диаграмме показаны тип и энергия испускаемого излучения, его относительное содержание и дочерние нуклиды после распада.

Фосфор-32 — это бета-излучатель, широко используемый в медицине, с коротким периодом полураспада 14,29 дней и распадается на серу-32 в результате бета-распада, как показано в этом ядерном уравнении:

32 15п

→

32 16S1+

+

е-

+

νе

При распаде выделяется 1,709  МэВ энергии. Кинетическая энергия электрона изменяется в среднем примерно на 0,5 МэВ, а остальная часть энергии переносится почти необнаруживаемым электронным антинейтрино . По сравнению с другими нуклидами, излучающими бета-излучение, электрон умеренно энергичен. Его блокирует около 1 м воздуха или 5 мм акрилового стекла .