Іонізуючі випромінювання

Іонізуюче випромінювання - це випромінювання, взаємодія якого з середовищем призводить до утворення електричних зарядів (іонів) різних знаків. Джерелом іонізуючого випромінювання є природні та штучні радіоактивні речовини та елементи (уран, радій, цезій, стронцій та інші).джерела іонізуючого випромінювання широко використовуються в атомній енергетиці, медицині (для діагностики та лікування) та в різних галузях промисловості (для дефектоскопії металів, контролю якості зварних з’єднань, визначення рівня агресивних середовищ у замкнутих об’ємах, боротьби з розрядами статичної електрики і т.д.).

Іонізуючі випромінювання поділяються на електромагнітні (фотонні) та корпускулярні. До останніх належать випромінювання, що складаються із потоку частинок, маса спокою яких не рівна нулю (альфа - і бета-часинок, протонів, нейтронів та ін.). до електромагнітного випромінювання належать гамма – та рентгенівські випромінювання.

Альфа-випромінювання – потік позитивно заряджених частинок (ядер атомів гелію), що рухаються із швидкістю 20 000 км/с.

Бета-випромінювання – потік електронів та позитронів. Їх швидкість наближається до швидкості світла.

Гамма-випромінювання – являють собою короткохвильове електромагнітне випромінювання, яке за своїми властивостями подібне до рентгенівського, однак має значно більшу швидкість (приблизно дорівнює швидкості світла) та енергію.

Іонізуюче випромінювання характеризується двома основними властивостями: здатністю проникати через середовище, що опромінюється та іонізувати повітря і живі клітини організму. Причому обидві ці властивості іонізуючого випромінювання зв’язані між собою обернено пропорційною залежністю. Найбільшу проникну здатність мають гамма - та рентгенівські випромінювання. Альфа - та бета-частинки, а також інші, що належать до корпускулярного іонізуючого випромінювання швидко втрачають свою енергію на іонізацію, тому в них порівняно низька проникна здатність.

Дія іонізуючого випромінювання оцінюється дозою випромінювання. Розрізняють поглинуту, еквівалентну та експозиційну дози.

Поглинута дозаD – це відношення середньої енергії dЗ, що передається випромінюванням речовині в деякому елементарному об’ємі, до маси dm в цьому об’ємі:

Одиницею поглинутої дози в системі одиниць СІ є грей (Гр), а позасистемою – рад; 1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад.

Оскільки різні види іонізуючого випромінювання навіть при однакових значеннях поглинутої дози викликають різний біологічний ефект, введено поняття еквівалентної дози Н, що визначається як добуток поглинутої дози та коефіцієнт якості даного випромінювання К_я:

Коефіцієнт якості показує у скільки разів радіаційна небезпека даного виду випромінювання вище радіаційної небезпеки рентгенівського випромінювання при однаковій поглинутій дозі.

Одиницею еквівалентної дози опромінення в системі СІ є зіверт (Зв): 1 Зв = 100 бер. Бер (біологічний еквівалент рада) – позасистемна одиниця Н.

Для кількісної оцінки іонізуючої дії рентгенівського та гамма-випромінювання в сухому атмосферному повітрі використовується експозиційна доза, яка являє собою відношення повного заряду іонів одного знаку dQ, що виникають у малому об’ємі повітря, до маси повітря в цьому об’ємі dm:

За одиницю експозиційної дози приймають кулон на кілограм (Кл/кг). Застосовується також позасистемна одиниця – рентген (Р); 1Р = 2,58 ∙ 10^-4 Кл/кг.

Поглинута, еквівалентна чи експозиційна дози за одиницю часу (1 секунду) називаються потужностями відповідних доз.