Види іонізуючих випромінювань та їх властивості.
Іонізуючим випромінюванням називається любе випромінювання, яке прямо чи побічно викликає іонізацію середовища (тобто утворення заряджених атомів чи молекул – іонів).
Іонізуючі властивості мають космічні промені, а також природні іонізуючі випромінювання Землі, тобто поклади радіоактивних речовин.
Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є: ядерні реактори, прискорювачі заряджених частин, рентгенівські установки, штучні радіоактивні ізотопи.
Джерела іонізуючих випромінювань широко використовуються в різних областях народного господарства. Наприклад: для дефектоскопії металів, контролю якості зварних з’єднань, автоматичного контролю технологічних операцій, визначення рівня агресивного середовища в замкнутих об’ємах, боротьба з статичною електрикою. Іонізуючі випромінювання використовуються також в сільському господарстві, геологічній розвідці, медицині, атомній енергетиці і т.п.
Контакт з іонізуючими випромінюваннями має велику небезпеку для здоров’я і життя людини. Однак, при виконанні певних технологічних і операційних вимог, використання радіоактивних речовин є безпечним.
Радіоактивність – це властивість деяких хімічних елементів (урану, торію, полонію, плутонію) самовільно розпадатись і випускати невидимі випромінювання.
Радіоактивні речовини розпадаються з строго визначеною швидкістю, яка вимірюється періодом напіврозпаду, тобто часом, за який розпадається половина всіх атомів. Радіоактивний розпад не може бути зупинений чи прискоренийяким-небуть способом. (Атомні станції – сповільнюють).
До іонізуючих випромінювань відносяться: корпускулярні випромінювання – (альфа, бета і нейрони) і електромагнітні випромінювання (гама та рентгенівське), які мають здатність при взаємодії з речовиною утворювати в ній заряджені атоми і молекули – (іони).
Альфа–частини представляють собою потік ядер гелію, який випускається речовиною (який несе подвійний позитивний заряд і масу, яка рівна 4). Їх енергія не перевищує кількох МеВ (мегаелектронвольт). Чим більша енергія частинки, тим більша повна іонізація, яку вона створює в речовині. Пробіг альфа-частинок,які випускають радіоактивні речовини, становить 8-10 см. в повітрі, 10-50 мм. в алюмінії, а в м’якій біологічній тканині – кілька десятків (30 мікронів) ( 0,03…0,04 мм). Маючи порівняно велику масу, альфа-частинки швидко тратять свою енергію при взаємодії з речовиною, що обумовлено їх низькою проникаючою спосібністю і високою питомою іонізацією, яка утворюється в повітрі на 1 см. шляху – кілька десятків тисяч пар іонів (до 30 тисяч пар іонів).
Бета частинки – потік електронів чи позитронів, який виникає при радіоактивному розпаді. Швидкість їх близька до швидкості світла (300 000 км/с), максимальна енергія лежить в діапазоні кількох МеВ (до 3 МеВ). Максимальний пробіг в повітрі складає 18 метрів, в металах – 1мм, в біологічних тканинах – 1-2см. Іонізуюча можливість бета-частинок менша (кілька десятків пар на 1 мм. пробігу), а проникаюча можливість вища, як альфа-частинок, так як вони мають значно меншу масу і більшу швидкість розповсюдження в речовині.
Гама-випромінювання – це високочастотні електромагнітні випромінювання, які виникають при переході атомів з одного енергетичного стану в інший в процесі ядерних реакцій чи радіоактивного розпаду. Гама-промені мають велику проникаючу здатність – (вони вільно проходять через тіло людини та інші матеріали) і мають малу іонізуючу дію. Енергія їх лежить в границях від 0,01 до 10 МеВ.
Рентгенівське випромінювання – це електромагнітні випромінювання з дуже короткою довжиною хвилі (0,006-2нм), які виникають при бомбардуванні речовини потоком електронів. Рентгенівське випромінювання являє собою діапазон енергії квантів, які є в границях від 1КеВ до 1МеВ, в залежності від величини прискорюючої напруги між атодом і катодом. Рентгенівські промені можна створити в любих електровакуумних установках, в яких використовується достатньо велика напруга (десятки і сотні кіловольт). Рентгенівське випромінювання має малу іонізуючу здатність і велику глибину проникнення.
Нейтронне випромінювання – характеризується тим, що нейтрони при проходженні через речовину взаємодіють тільки з ядрами атомів, передають їм частину енергії, а самі змінюють напрямок свого руху. Ядра атомів ,,вискакують” з електронної оболонки, і проходячи через речовину, проводять їх іонізацію. Нейтрони також створюють і наведену реактивність. Нейтрони тратять частину своєї енергії при зіткненні з атомами водню. Тому в якості сповільнювачів нейтронів використовують легкі речовини – вуглець, парафін.