Свойства радиоактивных излучений

Чтобы понять, как различные радиоактивные изотопы и излучения действуют на организм, и разработать мероприя­тия по защите людей от этих вредных факторов, необходи­мо иметь представление о сущности радиоактивности и свой­ствах важнейших видов радиоактивных излучений.

Радиоактивные изотопы отличаются от стабильных тем, что в их атомах происходят ядерные превращения, в резуль­тате которых освобождается энергия в виде излучений, и воз­никают другие элементы. Вследствие радиоактивного распада количество радиоактивных атомов данного вещества посте­пенно убывает. Радиоактивный распад происходит с постоян­ной, присущей каждому изотопу скоростью. Это объясняется тем, что в единицу времени распадается определенная доля его атомов. Интенсивность радиоактивного распада выра­жают в периоде полураспада, т. е. в величине про­межутка времени, в течение которого начальное количество радиоактивного вещества уменьшится в 2 раза. Каждый ра­диоактивный изотоп имеет свой период полураспада. У одних он очень короток, например у F²⁰ только 10,7 секунды, yj¹³¹— 8,1 дня; их называют короткоживущими изотопами. У других изотопов период полураспада очень велик, например у Со⁶⁰— 5,3 года, у Sr⁹⁰ — 28 лет, у Ra²²⁶ — 1590 лет; их называют долгоживущими. Ускорить или замедлить радиоактивный распад обычными средствами нельзя.

Для гигиенических целей знание периода полураспада ра­диоактивного изотопа имеет большое значение. Так, напри­мер, если спецодежда или рабочая поверхность загрязнены короткоживущими изотопами, то обезвреживание их не вы­
зывает затруднения, так как начальная величина загрязнения вскоре значительно снизится в результате распада.

Кроме периода полураспада, радиоактивные изотопы от­личаются характером и энергией излучения (табл. 18). Они испускают три основных вида излучений: альфа (а)-, бета (Р)- и гамма (у)-излучение. Общим свойством этих радиоак­тивных излучений является то, что, проникая в какую-нибудь среду, они вызывают на своем пути ионизацию атомов и мо­лекул, составляющих вещество среды, вследствие чего они получили общее название ионизирующих излуче­ний^[31].

Быстрое Несколько не­дель Медленное Очень медлен­ное За месяц Медленное Полное выведе­ние невоз­можно

Таблица 18 Характеристика некоторых радиоактивных изотопов

Название и атом­ный вес	Период юлураспа- да	Харак­тер из­луче­ния	Всасывае­мость в пищевари­тельном тракте	Локализация в ор­ганизме
Натрий, Na24 Фосфор, Р32	14,8 часа 14,3 дня	Р И 7 Р	Полная Хорошая	Повсюду Повсюду, по особенно в
Кальций, Са45 Стронций, Sr90	180 дней 25 лет	Р и 7 Р	Средняя Хорошая	«остях В костях»»
ЙОД, J'31...	8 дней	Р и 7	Полная	Щитовидная
Полоний, Ро;,° Радий, Ra226	140» 1 590 лет	а и 7 а и 7	Хорошая»	железа Почки Кости

Выведение из ор­ганизма

В определенных условиях человек может подвергнуться воздействию и других видов ионизирующих излучений, напри­мер позитронов, нейтронов, рентгеновых лучей и т. д.

Рассмотрим свойства основных видов ионизирующих из­лучений.

h

Гамм а-и злучение представляет собой поток фото­нов электромагнитного излучения. Гамма-излучение по срав­нению с другими имеет наименьшую ионизирующую силу. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью: в воздухе они пробегают десятки и сотни метров, пронизыва­ют человеческое тело и даже слой свинца толщиной в не­сколько сантиметров не задерживает их полностью. Поэтому- радиоактивные изотопы гамма-излучатели могут оказывать
действие на человеческий организм не только в том случае, | если они проникли внутрь его через легкие, пищеварительный тракт или поврежденную кожу (внутреннее облучение), но и' тогда, когда они находятся вне организма даже на значи­тельном расстоянии от него (внешнее облучение).

Бет а-и злучение представляет собой поток быстроле- тящих электронов с различной энергией. Среди естественных и искусственных радиоактивных изотопов многие распадают­ся с образованием бета-излучения. Бета-излучение вызывает во много раз большую ионизацию среды, чем гамма-излуче- ние. Но бета-излучение обладает меньшей проникающей спо­собностью, чем гамма-лучи. В зависимости от энергии элек­тронов пробег их в воздухе составляет от долей миллиметра до' 15 м, в воде и тканях человеческого тела—в среднем 4—10 мм при максимуме 17,4 мм. Слой стекла, плексигласа или алюминия толщиной в несколько миллиметров полностью задерживает бета-излучение.

В связи с указанными свойствами бета-излучатели значи­тельно опаснее при попадании внутрь организма, чем при внешнем облучении его. В последнем случае они сильнее всего воздействуют на глаза и кожные покровы.

Позитроны^[32], выделяемые некоторыми искусственными радиоактивными изотопами, по своим ионизирующим и про­никающим свойствам сходны с бета-излучением.

Альфа-излучение представляет собой поток быстро- летящих положительно заряженных ядер гелия. Альфа-излу­чение наблюдается, как правило, у тяжелых радиоактивных элементов (радий, уран и др.). Ионизирующая способность аль­фа-частицы огромна; на своем пути в воздухе она образует до 150 000—200 000 пар ионов. В то же время проникающая способность альфа-лучей ничтожна; в воздухе они пробегают до 9 см, в воде и тканях тела — лишь несколько десятков микрон. Лист бумаги или алюминиевая фольга толщиной 0,05 мм задерживает альфа-излучение. Поэтому внешнее об­лучение альфа-лучами не представляет опасности; достаточ­но отдалить источник на несколько сантиметров от тела или установить между ними тонкий экран, чтобы излучение было полностью поглошено. Однако при попадании внутрь орга­низма альфа-излучатели вследствие большой ионизирующей силы являются наиболее опасными; вся энергия их излучения поглощается в малом объеме ткани и дает интенсивный эф­фект. Поэтому при одном и том же количестве поглощенной тканями энергии альфа-излучение дает в 10 раз больший биологический эффект, чем гамма- и бета-излучение.

Нейтроны (нейтральные частицы) являются составны­ми частями атомных ядер. Излучение нейтронов имеет ме­сто в атомных реакторах, при работе ускорителей элемен­тарных частиц в физических лабораториях и при взрывах атомных бомб. Нейтроны обладают почти такой же прони­кающей способностью, как и гамма-лучи.

Особенностью действия нейтронов является то, что при облучении ими из некоторых стабильных элементов могут возникать радиоактивные вещества, что называют наве­денной радиоактивностью. Так, например, при облучении человека потоком нейтронов фосфор, сера, натрий и некоторые другие элементы, входящие в состав тканей организма, частично превращаются в радиоактивные изо­топы и в свою очередь воздействуют на организм.