Что такое бета излучение в физике

Бета-излучение

Содержание

Механизм распада

.

На фундаментальном уровне (показанном на Фейнмановской диаграмме) это обусловлено превращением d-кварка в u-кварк с испусканием W-бозона.

.

.

Но если разность масс начального и конечного атомов мала (меньше удвоенной массы электрона, то есть 1022 кэВ), то электронный захват происходит, не сопровождаясь конкурирующим процессом позитронного распада; последний в этом случае запрещён законом сохранения энергии.

Когда протон и нейтрон являются частями атомного ядра, эти процессы распада превращают один химический элемент в другой. Например:

( β − распад), ( β + распад), (электронный захват).

Бета-распад не меняет число нуклонов в ядре A, но меняет только его заряд Z. Таким образом может быть введён набор всех нуклидов с одинаковым A; эти изобарные нуклиды могут превращаться друг в друга при бета-распаде. Среди них некоторые нуклиды (по крайней мере, один) бета-стабильны, поскольку они представляют собой локальные минимумы излишка массы: если такое ядро имеет (A, Z) числа, соседние ядра (A, Z−1) и (A, Z+1) имеют больший излишек массы и могут распадаться посредством бета-распада в (A, Z), но не наоборот. Необходимо заметить, что бета-стабильное ядро может подвергаться другим типам радиоактивного распада (альфа-распаду, например). Большинство изотопов, существующих в природных условиях на Земле, бета-стабильны, но существует несколько исключений с такими большими периодами полураспада, что они не успели исчезнуть за примерно 4,5 млрд лет, прошедшие с момента нуклеосинтеза. Например, 40 K, который испытывает все три типа бета-распада (бета-минус, бета-плюс и электронный захват), имеет период полураспада 1.277×10 9 лет.

Бета-распад можно рассматривать как переход между двумя квантовомеханическими состояниями, обусловленный возмущением, поэтому он подчиняется золотому правилу Ферми.

График Кюри

График Кюри (известен также как график Ферми) — диаграмма, используемая для изучения бета-распада. Это энергетическая зависимость квадратного корня из количества излучённых бета-частиц с данной энергией, делённая на функцию Ферми. Для разрешённых (и некоторых запрещённых) бета-распадов график Кюри линеен (прямая линия, наклонённая в сторону роста энергии). Если нейтрино имеют конечную массу, то график Кюри вблизи точки пересечения с осью энергии отклоняется от линейного, благодаря чему появляется возможность измерить массу нейтрино.

Двойной бета-распад

Некоторые ядра могут испытывать двойной бета-распад (ββ-распад), при котором заряд ядра меняется на две единицы. В самых практически интересных случаях такие ядра бета-стабильны (простой бета-распад энергетически запрещён), поскольку когда β- и ββ-распады оба разрешены, вероятность β-распада (обычно) намного больше, мешая исследованиям очень редких ββ-распадов. Таким образом, ββ-распад обычно изучается только для бета-стабильных ядер. Как и простой бета-распад, двойной бета-распад не меняет A; следовательно, как минимум один из нуклидов с данным A должен быть стабильным по отношению как к простому, так и к двойному бета-распаду.

История

Исторически исследование бета-распада привело к первому физическому свидетельству существования нейтрино. В 1911 году Лиза Мейтнер и Отто Ган провели эксперимент, который показал, что энергии электронов, испускаемых при бета-распаде, имеют непрерывный, а не дискретный спектр. Это находилось в очевидном противоречии с законом сохранения энергии, поскольку получалось, что часть энергии терялась в процессах бета-распада. Вторая проблема заключалась в том, что спин атома азота-14 был равен 1, что противоречило предсказанию Резерфорда — ½. В известном письме, написанном в 1930 году, Вольфганг Паули предположил, что помимо электронов и протонов атомы содержат очень легкую нейтральную частицу, которую он назвал нейтроном. Он предположил, что этот «нейтрон» испускается при бета-распаде и раньше просто не наблюдался. В 1931 году Энрико Ферми переименовал «нейтрон» Паули в нейтрино, и в 1934 году Ферми опубликовал очень удачную модель бета-распада, в которой участвовали нейтрино.

Источник

Под «радиацией» понимают любые разновидности излучений, существующих в природе. Радиоволны, солнечный свет, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение – это тоже радиация. Нейтронное, альфа-, бета-, гамма-излучения обладают наибольшей опасностью.

Что такое радиоактивность в физике

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.

Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.

В физике существуют такие виды радиоактивного распада:

α-распад с выделением α-частицы;

β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;

бесконтрольное деление ядра на осколки.

Альфа-излучение

Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд. Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия.

Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок.

Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.

Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.

Бета-излучение

Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом). Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.

Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани.

Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.

Гамма-излучение

Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.

переходе его из возбужденного состояния в стабильное;

аннигиляции электрона и позитрона.

Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью.

Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования.

Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.

Нейтронное излучение

Оно являет собой поток нейтронов, без заряда, не имеющих ионизирующего воздействия. Проявляется в результате рассеивания на атомных ядрах вещества.

Вещества, облученные нейтронами, могут обретать радиоактивные характеристики. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.

Нейтроны отличаются наибольшей проникающей характеристикой. От них можно защититься материалами, содержащими атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов губительно для всего живого в радиусе 2,5 км.

Рентгеновское излучение

Оно имеет внеядерное происхождение. Его источник – рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или в результате переходов в электронных оболочках атомов.

Рентгеновская трубка имеет катод и анод. При нагревании катода происходит излучение электронов. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая скорость. Вследствие этого и возникают рентген-лучи.

Рентген-излучение, проходящее сквозь вещество, рассеиваются либо поглощается. Это их свойство используется в медицине.

Какое излучение самое опасное

Наиболее опасным является излучение нейтронов. Оно может пройти толщину вещества до 10 см. Приблизившись к ядру, нейтрон только отклоняется. А при столкновении с протоном нейтрон передает ему половину внутренней энергии, и последний увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.

Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. От наведенной нейтронной радиации нельзя избавиться.

Второе место в рейтинге опасности – гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью.

В природе существует много разновидностей радиационного излучения. Не каждое их них опасно для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, можно защитить себя от вредных лучей.

Источник

Альфа-, бета-, гамма-излучения — свойства, характеристика и показатели

Под «радиацией» понимают любые разновидности излучений, существующих в природе. Радиоволны, солнечный свет, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение – это тоже радиация. Нейтронное, альфа-, бета-, гамма-излучения обладают наибольшей опасностью.

Что такое радиоактивность в физике

Любой атом имеет ядро и вращающиеся вокруг него отрицательные заряженные частицы — электроны.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.

Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.

В физике существуют такие виды радиоактивного распада:

α-распад с выделением α-частицы;

β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;

γ-распад — излучение атомным ядром кванта ионизирующих лучей;

бесконтрольное деление ядра на осколки.

Альфа-излучение

Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд. Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия.

Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок.

Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.

Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.

Бета-излучение

Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом). Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.

Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани.

Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.

Гамма-излучение

Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.

переходе его из возбужденного состояния в стабильное;

аннигиляции электрона и позитрона.

Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью.

Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования.

Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.

Нейтронное излучение

Оно являет собой поток нейтронов, без заряда, не имеющих ионизирующего воздействия. Проявляется в результате рассеивания на атомных ядрах вещества.

Вещества, облученные нейтронами, могут обретать радиоактивные характеристики. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.

Нейтроны отличаются наибольшей проникающей характеристикой. От них можно защититься материалами, содержащими атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов губительно для всего живого в радиусе 2,5 км.

Рентгеновское излучение

Оно имеет внеядерное происхождение. Его источник – рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или в результате переходов в электронных оболочках атомов.

Рентгеновская трубка имеет катод и анод. При нагревании катода происходит излучение электронов. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая скорость. Вследствие этого и возникают рентген-лучи.

Рентген-излучение, проходящее сквозь вещество, рассеиваются либо поглощается. Это их свойство используется в медицине.

Какое излучение самое опасное

Наиболее опасным является излучение нейтронов. Оно может пройти толщину вещества до 10 см. Приблизившись к ядру, нейтрон только отклоняется. А при столкновении с протоном нейтрон передает ему половину внутренней энергии, и последний увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.

Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. От наведенной нейтронной радиации нельзя избавиться.

Второе место в рейтинге опасности – гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью.

В природе существует много разновидностей радиационного излучения. Не каждое их них опасно для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, можно защитить себя от вредных лучей.

Источник

Бета излучение – что это кратко, свойства поля и потока электронов, взаимодействие с веществом

Один из видов радиоактивного излучения, существующего в природе, — бета-излучение. Познакомимся с этим видом радиоактивности, с природой бета-лучей, с механизмом их возникновения.

Открытие бета-лучей

После открытия радиоактивности в конце XIX в. многие физики стали изучать природу и свойства радиоактивного излучения. Одним из таких физиков был Э. Резерфорд. В 1899 г. он поставил опыт по определению состава радиоактивного излучения.

Рис. 1. Опыт Резерфорда по радиоактивности 1899.

В свинцовом контейнере находится радиоактивный препарат (как правило, соль радия). Через окно в контейнере радиоактивное излучение попадает на фотопластинку. Как и в опытах других физиков, на пластинке появлялась засвеченная область. Теперь, если на пути радиоактивного луча поместить сильное магнитное поле и если радиоактивный луч состоит из заряженных частиц, засвеченная область на фотопластинке сдвинется в сторону.

Опыт показал, что радиоактивное излучение имеет сложный состав. На фотопластинке после включения магнитного поля возникли три пятна. Это доказывало, что в радиоактивных лучах присутствуют частицы всех трех видов: тяжелые положительные, легкие отрицательные и нейтральные (неизвестного веса).

Положительная компонента радиоактивного излучения была названа альфа-лучами, отрицательная — бета-лучами, нейтральная — гамма-лучами.

Свойства бета-лучей

Бета-лучи сильно отклонялись в магнитном поле, следовательно, массы их были невелики. Измеряя степень отклонения бета-лучей магнитным полем с известной индукцией, установили, что эти лучи — не что иное, как поток электронов, движущихся с высокими скоростями.

В дальнейшем выяснилось, что бета-лучи — это результат действия особого, слабого взаимодействия, в результате которого нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева увеличивается на единицу, а массовое число остается прежним (протон и нейтрон весят практически одинаково).

Все эти обстоятельства и определяют свойства бета-излучения.

Исходя из квантового характера испускания частиц, спектр энергии бета-лучей должен быть линейчатым (как, например, спектр альфа-частиц). В рамках развивавшейся в то время квантовой теории непрерывность реального бета-спектра была необъяснима, поскольку она нарушала закон сохранения энергии. Поэтому В. Паули в 1930 г. выдвинул предположение, что часть энергии уносится частицей, очень слабо взаимодействующей с веществом. Этой частицей оказалось антинейтрино, зарегистрированное экспериментально в 1956 г. — частица, подтвердившая существование особого, слабого фундаментального взаимодействия.

Рис. 3. Слабое взаимодействие.

Что мы узнали?

Бета излучение — это поток электронов, вылетающих с высокими скоростями из ядер при радиоактивном распаде. Этот распад происходит в результате особого, слабого взаимодействия. Бета-частицы имеют непрерывный энергетический спектр из-за того, что часть энергии уносится легкой безмассовой частицей антинейтрино.

Источник

Что представляет собой бета-излучение и способы защиты от него

Бета-излучение и сопутствующие опасности

Многие наслышаны о вредном гамма-излучении, которое сегодня используется в медицине. Но большинство не знает, что такое бета-излучение и какое место оно занимает в различных сферах жизни человека.

Излучение такого рода представляет собой электроны. По своей проникающей способности бета-частица отличается от относительно безопасных аналогов из альфа-гаммы. Бета-лучи способны проникать в живой организм на глубину до нескольких сантиметров. Но в обычной жизни защититься от их излучения помогает просто плотная одежда или стеклянная перегородка.

Основные сведения о бета-облучении

Первооткрывателем таких лучей стал ученый из Франции – Анри Беккерель. Кроме него значительный вклад в изучение особенностей такого формата радиации вложили Мария Складовская и Пьер Кюри. Вместе они стали одними из первых, кто официально пострадал от бета-облучения.

Изучая, что такое бета-излучение, ученые выяснили, что эти частицы рождаются при распаде атомных ядер. Причем происходит это только в случае, когда происходит распад атомов элементов с радиоактивными свойствами.

Из-за особенностей механизма образования, скорость полета таких частиц может варьироваться. Принято считать, что минимальным порогом тут выступает отметка в 100 тысяч км/с. Максимальный разгон может достигать уровня скорости света.

Колeблется и допустимое расстояние, которое лучи способны оперативно преодолевать. Но выше показателя в 1800 см уровень никогда не поднимался. Эта доказанная истина распространяется только на «пробег» в свободной среде, то есть, обычном воздухе.

Расстояние, которое могут преодолеть бета-частицы в биологических тканях, более ограничено. Лучи не способны проникнуть в организм человека на глубину более 2,5 см. Объясняется такое различие плотностью основной среды проникновения.

В ходе многочисленных исследований было выяснено, что из-за своей небольшой массы, частицы постоянно сбиваются с прямого курса. Из-за этого их траектория может быть совершенно неожиданной.

Если лучи попали на незащищенный кожный покров, то здесь будет прослеживаться негативное влияние на верхний слой кожи. Ярким тому примером выступают данные касательно ликвидации последствий на Чернобыльской атомной электростанции. В свое время люди, которые участвовали в операции по первичной ликвидации последствий, сильно пострадали от бета-радиации. На их коже были зафиксированы значительные ожоги.

Еще страшнее, если облученное бета-частицами вещество каким-то образом попадет внутрь человеческого организма. Так оно начнет «заражать» все ближайшие к нему органы.

Виды источников облучения

Как и с альфа-излучением бета-лучи могут иметь два варианта происхождения:

В первом случае излучение выглядит как поток ничтожно маленьких заряженных частиц. Причем нести они могут не только отрицательный электрический заряд, но и положительный.

В природе бета-лучи в чистом виде не встречаются. Они могут находиться только в составе комплексного радиоактивного излучения. Тогда там будет присутствовать хотя бы альфа и бета-частицы. Встретить подобное можно разве что в космическом прострaнcтве. Также источником может выступить богатство земных недр. Речь идет о различных залежах полезных для человечества руд. Их содержание будет предусматривать наличие радиоактивных частиц.

Также к относительно естественным источникам можно добавить химические продукты распада, которые выступают активными излучателями бета-частиц по умолчанию. Чаще всего это:

Вместе с возможной радиацией смешанного типа, исходящей от природы, современного человека подстерегают опасности искусственного облучения. «Благодарить» за это нужно предприятия, использующие радиационные технологии. Атомные электростанции – основные объекты, где β-излучение используется человеком для благих целей.

Но не всегда специалисты способны контролировать радиоактивные процессы. Из-за этого мир регулярно страдает от радиационных аварий разной степени тяжести. В ходе происшествия распад бета-частиц провоцирует рождение очередной порции опасных для всего живого атомов. Так рождаются компоненты с другими атомными номерами из таблицы Менделеева.

Из недавних примеров особо выделяется техногенная катастрофа, произошедшая на территории Японии. АЭС Фукусима стала источником появления радиоактивной воды. За счет попадания в свободную среду опасных частиц, содержание изотопов стронция и цезия стало в несколько тысяч раз выше нормы.

Практическое применение бета-излучения

Основным спектром использования такого типа радиоактивного излучения выступает медицина. Речь идет о специфичном направлении терапевтической области действия, а также диагностике радиоизотопного формата.

Практическое применение предусматривает следующие аспекты:

Помимо медицинского сегмента эксплуатации облучения из этой гаммы также применяет в химической промышленности и при контроле разных процессов автоматического типа. Можно встретить бета-облучение даже при ремонте трaнcпортных средств. Взяли на вооружение эти лучи и археологи. Они с их помощью могут более точно определить возраст горных пород.

Влияние излучения на человека

Главной опасностью при наружном воздействии бета-частиц на организм человека выступают ожоги. Степень их тяжести определяется несколькими факторами:

Больше всего страдают неприкрытее участки кожного покрова, а также слизистая оболочка органов зрения.

Среднестатистическая бета-частица способна образовать во время преодоления расстояния в свободном прострaнcтве до 30 тысяч пар ионов. Это означает, что весь проделанный лучом путь является потенциально опасным для всего живого. Он остается заполнен молекулярными остатками, которые выступают центральным источником многочисленных процессов разрушительного назначения.

Эксперты уточняют, что для человека, который случайным образом получил облучение до 0.20 мкЗв/час за один раз на нерегулярной основе, это неопасно. Так как в окружающей среде лучи из бета-гаммы встречаются в совокупности с другими видами радиации, организм к малым их дозам приспособился. Но если радиационный фон по какой-то причине будет превышен, человека ожидают тяжелые последствия.

Защитные меры против излучения

В обычной жизни граждане редко нуждаются в профессиональной защите от бета-излучения. Другое дело – узкие специалисты, которые работают на особых предприятиях, где облучение – привычное дело.

Чтобы снизить возможные последствия для здоровья, а также провести результативную профилактику, медики разработали перечень защитных мер. Он помогает свести к минимуму негативное влияние облучения. Список включает в себя:

Если облучение уже произошло, все вышеперечисленные методы уже не помогут. Гораздо продуктивнее просто покинуть опасную зону. После этого следует снять зараженную одежду и обувь. Для снижения рисков нужно сразу же вымыться под проточной водой вместе с мылом. Все это позволит сохранить здоровье.

Способы защиты от радиации

В настоящее время шанс получить радиационное облучение минимален, но всё же он есть. Радиация требует соблюдения особых мер предосторожности. Вредоносное облучение поражает клетки организма, вызывая опасные заболевания.

Вы можете не догадываться, но человек постоянно подвергается фоновому излучению. Источниками излучения служат солнце, гранит, мрамор, но их влияние минимально. Несмотря на это возможны в случаи, когда опасность облучения велика и может привести к серьезным последствиям. Существует 3 главных правила которые помогут минимизировать воздействие радиации — это время, преграды и расстояние.

Опасность облучения радиацией

Радиация представляет из себя процесс распространения энергии, излучение. Бывают различные излучения — инфракрасное, световое, ультрафиолетовое, ионизирующее. Особый интерес представляет ионизирующий тип излучения. При длительных процессах ионизации в клетках образуются радикалы, способные разрушать клеточные мембраны.

Ионизирующее облучение коварно тем, что его невозможно обнаружить без специального оборудования, оно не имеет цвета и запаха, не имеет вкуса. Радиация проникает через все тело. Особо опасное влияние она оказывает на активно делящиеся клетки, поэтому облучение гораздо опаснее для детей.
Кроме опухолей радиация может вызывать и многие другие заболевания:
— бесплодие
— мутации
— болезни крови
— лучевую катаракту
— нарушение обмена веществ
— инфекционные осложнения

Стоит различать понятия радиация и радиоактивность. Радиоактивность — это способность вещества излучать ионизирующее излучение, а радиация — ионизирующее облучение.

Виды радиации

Радиация возникает из-за наличия нестабильных ядер в составе атомов вещества. При распаде они выделяют излучения. Различают несколько основных видов излучения:

— Альфа-излучение. Данное излучение обладает низкой проникающей способностью. Источником излучения является частицы с положительным зарядом и достаточно большим весом ( 2 протона + 2 нейтрона ). Данный тип излучения задерживается даже небольшими преградами: одеждой, занавесками. Альфа-излучение не проходит дальше поверхностных слоев кожи, но обладает сильной ионизацией.

— Бета-излучение. Представляет из себя поток заряженных частиц: позитронов или электронов. Обладает большей проникающей способностью чем альфа-излучение. Такой поток может задержать окно, дверь, кузов автомобиля. Излучение достаточно опасно для незащищенных кожных покровов.

— Гамма-излучение. Обладает очень высоким проникающими способностями. Чтобы задержать данный поток требуются уже серьезные препятствия: железобетон, свинец. Данное излучение является самым опасным для человека.

В окружающем мире полно предметов с естественной радиацией. Естественная радиоактивностью обладают солнце, вода, почва и даже сам человек. Так в организме человека содержится такие радиоактивные вещества как калий-40 и рубидий-87. Излучать радиацию могут стройматериалы, некоторые предметы обихода и аксессуары. Естественная радиация не представляет особой опасности для организма человека.

Кроме естественных существует и искусственная радиация. Она является результатом человеческой деятельности. Источниками искусственной радиации могут быть атомные электростанции, ядерные реакторы, некоторая военная техника, места добычи полезных ископаемых, места захоронения ядерных отходов.

Допустимые дозы облучения

Уровень воздействия радиационного излучения на человека измеряется в зивертах (Зв). Подвергаясь естественной радиации каждый год мы обучаемся на 2,4 мЗв, это считается безопасным уровнем. При более высоких уровнях излучения могут возникать серьезные проблемы:
— при облучении в 1 Зв происходит ухудшение состава крови
— при облучении в 2-5 Зв наносится серьезный вред организму, возникает облысение, лучевая болезнь
— при дозе облучения в 3 Зв 50% людей умирают в течение первого месяца

Способы защиты от радиации

Существуют 3 типа защита от радиации:
— профессиональный (для людей находящихся непосредственно в очаге радиации)
— медицинский (используется в медицинских учреждениях)
— общественный (виды защиты, созданные для населения)

Как было сказано выше, для защиты от радиации всегда обращайте внимание на время нахождения в опасной зоне, расстояние от источника и преграды.

Защита временем. Чем меньше времени человек находится рядом с источником радиации, тем меньше заражение. Такой метод защиты использовался при ликвидации аварии в Чернобыле. Ликвидаторам отводилось на работу всего несколько минут.

Защита расстоянием. Радиация с расстоянием уменьшается. Поэтому необходимо держаться подальше от радиоактивных источников.

Преграды. Находясь в зоне с повышенной радиацией необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Используйте экраны из материалов, которые могут задержать излучение. Хорошими преградами для излучения могут быть вода, грунт, кирпич, сталь, свинец. Для работы в месте с повышенной радиацией существуют радиационные костюмы.

Для защиты от альфа-излучения достаточно защитить кожный покров. Используйте перчатки, респиратор, плащи, одежду.
Для защиты от бета-излучения достаточно укрыться в помещении.
Для защиты от гамма-излучения придется использовать специальную экипировку, содержащую свинец, чугун, сталь. Такая экипировка будет достаточно тяжелой и дорогой.

Продукты для выведения радиации из организма

Снизить последствия облучения помогут некоторые продукты:
— чеснок
— орехи
— морская капуста
— редис
В перечисленных продуктах содержится селен, который препятствуют образованию опухолей. Эффективными считаются биодобавки на основе водорослей.
Очень хорошо зарекомендовал себя такой препарат как «корень женьшеня». Приобрести его можно в любой аптеке. Также можно приобрести экстракт элеутерококка. Эффективны такие травы как медуница, левзея, заманиха.
Для профилактики рекомендуется принимать йодосодержащие продукты.

Виды радиоактивных излучений

Навигация по статье:

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.

Что такое радиация

Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют — ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация — это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация — это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Альфа, бета и нейтронное излучение — это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение — это излучение энергии.

Альфа излучение

Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение — это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.

Нейтронное излучение

Нейтронное излучение — это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.

Бета излучение

Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.

Гамма излучение

Гамма (γ) излучение — это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения — это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.

Рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение — это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!

Способы защиты от радиации. Защита экранированием

Одним из основных физических способов предотвращения облучения является экранирование. Специально разработанные защитные костюмы и экраны позволяют обеспечить достаточно безопасное пребывание человека в условиях радиации.

Каждому излучению свой экран.

Существует несколько видов ионизирующего излучения, каждый их которых имеет свои особенности с точки зрения взаимодействия с веществом. Чтобы противостоять им, при изготовлении средств защиты используются различные материалы.

Что представляет собой бета-излучение и способы защиты от него

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая электрического заряда.

Нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков (протон состоит из одного

d-кварка и двух u-кварков, время жизни — 2,9·1029 лет — стабилен).

Нейтронные генераторы (ядерные реакции с использованием ускорителей)

В результате этих реакций получаются нейтроны с энергиями около 2.5 МэВ

Радиоизотопные источники (ядерные реакции)

1. Спонтанное деление радионуклидов (например 252Cf)

Смесь радия и бериллия (ампула с солью радия внутри ампулы с порошком

бериллия) — 9Ве(.,n)8Ве (монохроматические нейтроны с энергией 110 кэВ).

Наведённая радиоактивность — это радиоактивность веществ, возникающая под действием облучения их ионизирующим излучением, как правило нейтронами.

При облучении нейтронами стабильные ядра могут превращаться в радиоактивные ядра с различным периодом полураспада, которые продолжают излучать длительное время после прекращения облучения.

Защита. Известно, что быстрый нейтрон теряет приблизительно 2/3 своей энергии при столкновении с атомом водорода. Поэтому хорошим защитным материалом от нейтронов является вода и водородосодержащие материалы (парафин). Бериллий имеет большое сечение захвата медленных нейтронов. Нейтроны малой энергии (тепловые) хорошо поглощаются бором и кадмием, поэтому бор в чистом виде или в виде соединений вводится в бетон, свинец и другие материалы, применяемые для защиты от нейтронов и -излучения, которое сопровождает поглощение нейтронов такими материалами, как бериллий, бор и кадмий.

Деление ядра — расщепление атомного ядра на два (реже три или четыре) ядра (осколка) с испусканием альфа-частиц, нейтронов и гамма-квантов.

Спонтанное деление – деление без внешнего возбуждения.

Спонтанное деление характерно для всех тяжелых ядер.

Вынужденное деление происходит под действием нейтронов:

Вынужденное деление ядер с может быть вызвано любыми частицами: фотонами, нейтронами, протонами, дейтронами, альфа-частицами и т.д.

Если энергия их должна быть достаточна для преодоления барьера деления.

Энергия, выделяющаяся при делении ядер, превращается в теплоту при торможении осколков деления. При делении ядра урана тепловой нейтрон с энергией

Важно знать родителям о здоровье:

Источник