63. Понятие об ионизирующих излучениях, виды ионизирующих излучений. Механизмы взаимодействия электромагнитных и корпускулярных ионизирующих излучений с веществом.

Ионизирующим излучением называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков.

Ионизирующее излучение - такое излучение, которым обладают радиоактивные вещества.

Ионизирующие излучения условно подразделяются на электромагнитные излучения и корпускулярные излучения:

·        Ионизирующие излучения представлены электромагнитными волнами высокой частоты. Рентгеновское – 3х10⁶ – 3х10⁹ ГГц и γ-излучение – >3х10⁹ ГГц. (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.)

·        Корпускулярные излучения представлены частицами с ненулевой массой, обладающими высокими скоростями. Такими частицами могут быть электроны, позитроны, нейтроны, α-частицы, ускоренные ионы. (состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);

В результате радиоактивного распада образуется три типа излучения, различных по своим характеристикам.

Для оценки величины ионизирующего излучения и его влияния на вещество используют дозиметрические показатели.

1.   Доза излучения или экспозиционная доза. Это величина, которая даёт представление о количестве энергии излучения, падающей на объект. Фактически равно полному заряду ионов одного знака, возникающих в элементарном объёме воздуха в отношении к массе воздуха. Измеряется в Кулонах на килограмм. Внесистемная единица: рентген. 1рентген=2,58х10^-4Кл/кг. Интенсивность излучения определяют в единицах рентген в секунду.

2.   Доза облучения или поглощённая доза. Это величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Эта величина измеряется в единицах Грей. 1Грей равен дозе любого ионизирующего излучения при котором в 1кг вещества поглощается 1Дж энергии этого излучения. Внесистемная единица: 1Рад = 10^-2Грей.

3.   Эквидозиметрические показатели. Это показатели биологического действия ионизирующего излучения.

·        Относительная биологическая эффективность – коэффициент, показывающий во сколько раз излучение данного типа отличается от стандартного рентгеновского излучения при 180-250 кэВ.

·        Эквивалентная доза – поглощённая в органах и тканях доза излучения умноженная на взвешенный коэффициент для данного вида излучения, отражающий качественное воздействие излучения на объект. Единица измерения Зиверт = 1Дж/кг. Внесистемная: БЭР = 1/100 Зиверт.

Действие ионизирующего излучения на вещество.

Действие ионизирующего излучения на вещество специфично для каждого вида излучения и представляет собой первичные эффекты излучения.

1.   γ-излучение.

·        Фотоэффект

·        Некогерентное рассеяние. Эффект Комптона. Рассеяние с изменением длины волны. Энергия расходуется на ионизацию, отрыв электрона от атома и сообщение ему кинетической энергии. При этом происходит увеличение длины волны и распространение её в веществе.

·        Образование электрон-позитронных пар и вторичного β-излучения.

·        Фотоядерная реакция. Выбивание нуклона из ядра с образованием лёгких изотопов.

2.   Рентгеновское излучение

·        Фотоэффект. Ионизация или возбуждение атомов при достаточной частоте излучения.

·        Когерентное рассеяние

·        Некогерентное рассеяние. Эффект Комптона.

3.   α-излучение

·        Ионизация или возбуждение атомов, зависящее от энергии излучения

·        Захват электронов вещества и превращение в атом гелия

·        Упругое взаимодействие с ядрами

·        Рассеяние

4.   β-излучение

·        Ионизация или возбуждение атомов

·        Возникновение тормозного рентгеновского излучения

·        Аннигиляция с позитронами с образованием γ-излучения.

5.   Нейтронное излучение

·        Упругое рассеяние

·        Неупругое рассеяние с передачей кинетической энергии ядру

·        Радиационный захват ядром атома с образованием тяжёлого изотопа.