Положение ионизирующих излучений в шкале электромагнитных излучений. Особенности измерения излучений

Ионизирующие излучения — это любые излучения, взаимодействие которых со средой их распространения приводит к образованию в этой среде электрических зарядов разных знаков. Электрически нейтральные атомы под воздействием излучений становятся положительно заряженными при потере электронов и отрицательно — при их присоединении.

Различают электромагнитное (квантовое) и корпускулярное ионизирующее излучение. К первому относятся рентгеновское и гамма-излучение, ко второму — альфа-, бета-частицы, позитроны, нейтроны, протоны и т. д. Источниками излучений являются радиоактивные атомы, изменяющие свой энергетический уровень в результате ядерных реакций.

Спектр неионизирующих электромагнитных излучений природного и техногенного происхождения мы рассмотрели ранее (гл. 3 «Защита от электромагнитных полей и излучений»).

Область рентгеновского излучения начинается у верхней границы ультрафиолетового излучений (v ~ 3 х 1017 Гц; X ~ 10"9 м). Длины волн рентгеновского и гамма-излучения (Х= 10-9—10-15 м) соизмеримы, и в большинстве случаев — значительно меньше размеров атомов, межатомных и межмолекулярных расстояний. Например (для сравнения), размер атома водорода равен 1(Г10 м, а расстояние между атомами молекулы воды составляет =1(Г9 м.

Размер ядра атома примерно в 100 тыс. раз меньше размера самого атома. Размеры атомов различных химических элементов тоже сильно отличаются. Например, атомы кислорода многократно крупнее атомов кремния, имеющих крайне малый объем. В соответствии со сказанным в любом веществе межатомное пространство может быть значительно больше объема атомов. Этим обусловлена в основном проницаемость или полупроницаемость для ионизирующих излучений большинства материальных преград.

Сущность этих процессов показана на рис. 10.1.

Луч ЭМИ ионизирующего диапазона, столкнувшись с электроном, выбивает его из орбиты и атом его теряет и становится положительно заряженным. При столкновении луча с ядром атома разрушает

Схема бомбардировки атома лучами ЭМИ ионизирующего диапазона

Рис. 10.1. Схема бомбардировки атома лучами ЭМИ ионизирующего диапазона

его и разделяет на составные части. В обоих случаях гасится энергия луча ЭМИ. Она тратится на разрушение атома с изменением свойств материального вещества. Часть лучей проходит через вещество не воздействуя на него.

Диапазоны частот и длин волн рентгеновских и гамма-лучей (как и остальных диапазонов ЭМИ, кроме светового) находятся за пределами порога чувствительности человеческого организма. У человека и животных нет органов чувств, непосредственно и незамедлительно реагирующих на ионизирующие излучения, и предупредить их об опасности могут только приборы.

Существует порог опасности облучения, за пределами которого наступают нежелательные, а в дальнейшем — губительные последствия. Одна из особенностей ионизирующих излучений состоит в том, что их воздействие человек начинает ощущать спустя лишь некоторое время.

Физические величины, применяемые для характеристики (измерения) ионизирующих излучений, не отражают сущность их физиологического воздействия на человеческий организм (биологический эффект). Поэтому для оценки воздействия радиации на организм человека введен ряд физических величин и единиц их измерения, которые позволяют оценивать воздействие ионизирующих излучений на человека и различные материалы. Оценочные показатели носят усредненный характер, так как индивидуальные свойства различных организмов (реакция на воздействие ионизирующих излучений) имеют определенную амплитуду разброса, зависящую от многих субъективных факторов — свойств организма, обусловленных генетическими, социальными, возрастными, половыми и многими другими признаками.

 
Посмотреть оригинал