Виды ионизирующих излучений

В промышленности встречаются следующие виды ионизирующих излучений:

1)    корпускулярное (a-, bи нейтронное излучение) – потоки частиц;

2)    фотонное (g- и рентгеновское излучение) – электромагнитные волны высокой частоты.

a-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном распаде ядер некоторых химических элементов. Атомы таких химических элементов называют радионуклидами. Энергия a-частиц  лежит в диапазоне 3...9 МэВ. Длина пробега a-частицы в воздухе составляет 2...12 см,  а с повышением плотности материала проникающая способность a-излучения резко уменьшается. В твердых веществах длина пробега a-частицы не превышает нескольких микрон, а в мягкой  биологической ткани – нескольких десятков микрометров; задерживается листом бумаги. a-частицы обладают высокой ионизирующей  способностью.

b-излучение состоит  из потока электронов или позитронов ядерного происхождения, возникающих при радиоактивном распаде ядер. Масса b-частиц в несколько тысяч раз меньше a-частиц. Максимальная энергия b-частиц, испускаемых различными радионуклидами, составляет 0,1…3,5 МэВ. Длина пробега электрона в воздухе – 0,2…1,6 м, а в биологических тканях – 2,5 см, свинце –
0,04 см. Ионизирующая способность b-частиц низка, а проникающая выше, чем a-частиц. Поток b-частиц задерживается металлической фольгой.

Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра. Масса нейтрона примерно в 4 раза меньше массы a-частицы.

В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее
1 кэВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 кэВ) и быстрые нейтроны (от 500 кэВ до 20 МэВ). Среди  медленных нейтронов различают тепловые нейтроны с энергией менее 0,2 эВ. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у a- и b-частиц. Так, длина пробега нейтронов промежуточной энергии составляет около 15 м в воздушной среде и 3 см в биологической ткани, аналогичные показатели для быстрых нейтронов: соответственно 120 м и 10 см. Таким образом, нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения.

Так называемое вторичное излучение нейтрона, когда он сталкивается с каким-либо  ядром или электроном, оказывает сильное ионизирующее воздействие. Ослабление нейтронного излучения эффективно осуществляется на ядрах легких элементов, особенно водорода, а также на материалах, содержащих такие ядра: воде, парафине, полиэтилене и др.

g-излучение представляет собой электромагнитное излучение частотой около 1020 Гц и длиной волн приблизительно 10–12 м с высокой энергией. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия  (0,01...3 МэВ) и малая длина волны обусловливают большую проникающую способность g-излучения. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем a- и b-излучения.

Рентгеновское  излучение возникает в среде, окружающей источник
b-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет  собой совокупность тормозного и характеристического излучений, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Характеристическое  излучение – это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение – это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц.  Ионизирующая способность рентгеновского излучения примерно как у b-излучения, но большая проникающая способность.

Замедление рентгеновского и g-излучения наиболее интенсивно происходит на тяжелых элементах, например, свинце  (пробег 20–25 см), железе, тяжелом бетоне и др.