6.1. Виды ионизирующих излучений, их физическая природа и особенности распространения

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентге­новское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем заряженные атомы и молеку­лы — ионы.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер ге­лия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Их энергия не превы­шает нескольких МэВ (мега электрон-вольт; 1МэВ = 1,6·10־¹³ Дж). Чем больше энергия частицы, тем больше вызываемая ею ионизация вещества. Пробег альфа-частиц, испускаемых радиоактивными ве­ществами, достигает 8—9 см в воздухе, а в живой тка­ни — нескольких десятков микрометров. Обладая сравни­тельно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что об­условливает их низкую проникающую способность и вы­сокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов.

Бета-излучение — поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в живых тканях 2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц ниже (несколько десятков пар на 1 см пробега), а проникаю­щая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и при одинако­вой с альфа-частицами энергии имеют меньший заряд.

Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое мо­жет состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодейст­виях возможна обычная ионизация вещества. Проникаю­щая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют.

Гамма-излучение — электромагнитное (фотонное) из­лучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Гамма-излучение обладает боль­шой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01—З,00 МэВ.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окру­жающей источник бета-излучения, в рентгеновских труб­ках, в ускорителях электронов и т. п. и представляет со­вокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Тормозное излучение — это фотонное излучение с непре­рывным спектром, испускаемое при изменении кинетиче­ской энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение — это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Как и гамма-излучение, рентгеновское излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.