Параметры ионизирующих излучений.

1. Плотность потока частиц – это отношения числа частиц , падающих на элементарную поверхность за время к площади этой поверхности и интервалу времени

2. Плотность потока энергии – это отношение суммарной энергий всех ионизирующих частиц, падающих на элементарную поверхность за время к площади этой поверхности и интервалу времени

3. Экспозиционная доза характеризует ионизирующее действие фотонного излучение в сухом атмосферном воздухе. Экспозиционная доза это отношение суммарного заряда ионов одного знака , образованных при полном торможении электронов и позитронов, которые возникли при взаимодействии фотонного излучения в элементарном объеме сухого атмосферного воздуха.

4. Мощность экспозиционной дозы – это отношение приращения экспозиционной дозы за время к величине этого интервала времени.

5. Поглощенная доза характеризует способность вещества поглощать ионизирующее излучение. Поглощенная доза – это отношение энергии ионизирующего излучения, переданной веществу в элементарном объеме к массе вещества в этом объеме.

6. Мощность поглощенной дозы – это поглощенная доза, измеренная в единицу времени.

7. Эквивалентная доза характеризует ионизирующее действие различных видов излучения на биологическую ткань

8. Мощность эквивалентной дозы.

9. Эффективная (эквивалентная) доза, при неравномерном по органам и тканям облучении, равна такой эквивалентной дозе при равномерном облучении человека, при которой риск неблагоприятных последствий будет таким же, как и при данном неравномерном облучении. - взвешивающий коэффициент.

10. Коллективная доза – это сумма индивидуальных эквивалентных доз у большой группы облученных людей.

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Ионизирующее излучение – это излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Различают непосредственно ионизирующее излучение и косвенно ионизирующее.

Непосредственно ионизирующее излучение – это поток заряженных частиц, имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации атомов при столкновении (электроны и позитроны, протоны и альфа-частицы).

Косвенно ионизирующее излучение – это поток незаряженных частиц, который при взаимодействии с веществом может создавать непосредственно ионизирующее излучение и/или вызывать ядерные превращения (нейтроны и фотоны).

Кроме ионизации атомов вещества происходит еще и возбуждение атомов. В воздухе, воде и биологической ткани на одну пару образовавшихся ионов приходится 2-3 возбужденных атома. В этих средах энергия, которая требуется для образования одной пары ионов, находится в пределах от 33 до 35 эВ, а энергия, необходимая для возбуждения одного атома – около 20 эВ, в то время, как энергия альфа–излучения имеет порядок мегаэлектронвольт. Таким образом, ионизация и возбуждение атом являются первичными процессами, которые происходят при взаимодействии ионизирующего излучения с веществом.

Взаимодействие альфа-частиц с веществом

Как говорилось ранее, альфа-частица представляет собой ядро атома гелия. При проникновении альфа-частицы в вещество, она движется прямолинейно, т.к. вероятность столкновения с ядром невелика, а масса электронов намного меньше масс самой частицы. При столкновении с электроном альфа-частица отдает часть своей энергии, вышибая электрон. Такая потеря энергии называется ионизационной потерей. В результате многократных столкновений, альфа-частицы теряет значительную часть своей энергии и замедляется. Когда замедленная альфа-частица движется по веществу, она способна захватывать электроны. Захватив два электрона, альфа-частица превращается в атом гелия. Когда энергии альфа-частицы не хватает на вышибание электронов, она просто возбуждает атомы. Важнейшей величиной, характеризующей распространение альфа–излучения в веществе, является длина свободного пробега R. Длина свободного пробега – это смещение в пространстве по прямой линии от точки рождения до точки исчезновения (остановки) частицы вне зависимости от траектории, по которой она распространяется. Эта величина характеризует проникающую способность альфа-излучения. Существуют эмпирические формулы для расчета длины свободного пробега. Например, для воздуха длина свободного пробега определяется по формуле .

Следует отметить, что в процессе движения альфа-частиц в веществе образуются электроны, которые могут обладать энергией, достаточной для ионизации атомов вещества.

Защита от альфа-излучения. Защита от внешних потоков альфа-излучения не представляет никакого труда. Для этого достаточно поставить на ее пути лист бумаги. Для альфа-частицы самой высокой энергии длина свободного пробега в воздухе составляет 9 см, а в биологической ткани – 100 мкм. Поэтому верхняя одежда, перчатки, марлевая повязка надежно защищают от альфа-излучения.