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

Опасность гамма-лучей

В силу своих свойств радиация гамма-спектра обладает очень высокой проникающей способностью. Чтобы её задержать, нужна свинцовая стена толщиной не менее пяти сантиметров.

Кожные покровы и прочие защитные механизмы живого существа не являются препятствием гамма-излучению. Оно проникает прямо в клетки, оказывая разрушительное воздействие на все структуры. Облучённые молекулы и атомы вещества сами становятся источником излучения и провоцируют ионизацию других частиц.

В результате этого процесса из одних веществ получаются другие. Из них составляются новые клетки с другим геномом. Ненужные при строительстве новых клеток остатки старых структур становятся токсинами для организма.

Наибольшая опасность радиационных лучей для живых организмов, получивших дозу радиации, в том, что они не способны ощущать наличие в пространстве этой смертельной волны. А также в том, что у живых клеток нет никакой специфической защиты от разрушительной энергии, которую несёт гамма ионизирующее излучение. Наибольшее влияние этот вид радиации оказывает на состояние половых клеток, несущих молекулы ДНК.

Разные клетки организма по-разному ведут себя в гамма-лучах, и обладают разной степенью устойчивости к воздействию этого вида энергии. Однако ещё одним свойством гамма-излучения является кумулятивная способность.

Однократное облучение небольшой дозой не наносит непоправимого разрушительного воздействия на живую клетку. Именно поэтому радиационным излучениям нашлось применение в науке, медицине, промышленности и других областях человеческой деятельности.

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.

Области применения гамма-лучей

Даже смертоносным лучам пытливые умы учёных нашли сферы применения. В настоящее время гамма-излучение используется в различных отраслях промышленности, идут на благо науки, а также успешно применяются в различных медицинских приборах.

Для лечения онкологических новообразований гамма-лучи незаменимы, так как способны разрушить аномальные клетки, и прекратить их стремительное деление. Иногда остановить аномальный рост раковых клеток невозможно ничем, тогда на помощь приходит гамма-излучение, где клетки уничтожаются полностью.

Применяется гамма ионизирующее излучение для уничтожения патогенной микрофлоры и различных потенциально опасных загрязнений. В радиоактивных лучах стерилизуют медицинские инструменты и приборы. Также данный вид радиации применяется для обеззараживания некоторых продуктов.

Гамма-лучами просвечивают различные цельнометаллические изделия для космической и других отраслей промышленности с целью обнаружения скрытых дефектов. В тех областях производства, где необходим предельный контроль за качеством изделий, этот вид проверки просто незаменим.

При помощи гамма-лучей учёные измеряют глубину бурения, получают данные о возможности залегания различных пород. Гамма-лучи могут быть использованы и в селекции. Строго дозированным потоком облучаются определённые отобранные растения, чтобы получить нужные мутации в их геноме. Таким способом селекционеры получают новые породы растений с нужными им свойствами.

С помощью гамма-потока определяются скорости космических аппаратов и искусственных спутников. Посылая лучи в космическое пространство, учёные могут определить расстояние и смоделировать путь космического аппарата.

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.

Осложнения

Осложнения

при Г.-т., так же как и при других видах лучевой терапии (см. Лучевые повреждения), возникают при понижении толерантности нормальных тканей и органов, вызванном сопутствующими заболеваниями (гипертоническая болезнь, гипотензия, диабет, аллергии различной этиологии, сердечно-сосудистая недостаточность, авитаминоз, белковое голодание, ожирение). Причиной осложнений могут быть также ошибки при составлении плана терапии и отсутствие учета радиочувствительности соседних органов; в редких случаях — высокая индивидуальная радиочувствительность.

Характер осложнений определяется и методом Г.-т. При дистанционной Г.-т. осложнения чаще проявляются развитием склероза и атрофии облученных тканей и органов (фиброз подкожной клетчатки, пневмосклероз и др.); наиболее серьезные осложнения внутриполостной Г.-т.— перфорация органа, лучевые язвы, свищи; при внутритканевой Г.-т. (в случае расположения радиоактивных препаратов близко к хрящевой или костной ткани) — лучевые перихондриты, остеомиелит и лучевые язвы (в мягких тканях).

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.

Способы защиты

Те лучи, которые, обладая огромными скоростями, проникают в защищённое пространство земли, не причиняют большого вреда живым существам. Наибольшую опасность представляют источники и гамма-радиация, полученная в земных условиях.

Самым главным источником опасности радиационного заражения остаются предприятия, где под контролем человека осуществляется контролируемая ядерная реакция. Это атомные электростанции, где производится энергия для обеспечения населения и промышленности светом и теплом.

Для обеспечения работников этих объектов принимаются самые серьёзные меры. Трагедии, произошедшие в разных точках мира, из-за утраты человеком контроля за ядерной реакцией, научили людей быть осторожными с невидимым врагом.

Что такое гамма-излучение

Попробуем, избегая специфической терминологии, разобраться, что такое гамма ионизирующее излучение. Любое вещество состоит из атомов, которые в свою очередь включают в себя ядро и электроны. Атом, а тем более его ядро отличаются высокой устойчивостью, поэтому для их расщепления нужны особые условия.

Если эти условия каким-то образом возникают или получены искусственно, происходит процесс ядерного распада, который сопровождается выделением большого количества энергии и элементарных частиц.

В зависимости от того, что именно выделяется в этом процессе, излучения делятся на несколько видов. Альфа, бета и нейтронное излучение отличаются выделением элементарных частиц, а рентгеновские и гамма активный луч — это поток энергии.

Хотя, на самом деле, любое излучение, в том числе и излучение в гамма-диапазоне, подобно потоку частиц. В случае этого излучения частицами потока являются фотоны или кварки.

Так как длина волны гамма лучей очень мала, то можно утверждать, что энергия гамма излучения чрезвычайно велика.

Как защититься от гамма-излучения

Какая же защита существует, и что сделать, чтобы уберечься от этих вредных лучей?

В современном мире человек окружен различными излучениями со всех сторон. Однако гамма частицы из космоса оказывают минимальное воздействие. А вот то, что находится вокруг представляет гораздо большую опасность. Особенно это относится к людям, работающим на различных атомных станциях. В таком случае защита от гамма излучения состоит в применении некоторых мер.

Меры:

  • Не находится длительное время в местах с таким излучением. Чем дольше времени человек находится под воздействием этих лучей, тем больше разрушений возникнет в организме.
  • Не стоит находиться там, где расположены источники излучения.
  • Необходимо использовать защитную одежду. В ее состав входит резина, пластик с наполнителями из свинца и его соединений.

Стоит отметить, что коэффициент ослабления гамма излучения зависит от того, из какого материала сделан защитный барьер. Так, например, лучшим металлом считается свинец в виду его свойства поглощать излучение в большом количестве. Однако он плавится при довольно низких температурах, поэтому в некоторых условиях используется более дорогой металл, например, вольфрам или тантал.

Еще один способ обезопасить себя – это измерить мощность гамма излучения в Вт. Кроме того, мощность измеряется также в зивертах и рентгенах.

Норма гамма излучения не должна превышать 0,5 микрозиверта в час. Однако лучше если этот показатель не будет выше 0,2 микрозиверта в час.

Чтобы измерить гамма излучение, применяется специальное устройство – дозиметр. Таких приборов существует довольно много. Часто используется такой аппарат, как «дозиметр гамма излучения дкг 07д дрозд». Он предназначен для оперативного и качественного измерения гамма и рентгеновского излучения.

У такого устройства есть два независимых канала, которые могут измерять МЭД и Эквивалент дозировки. МЭД гамма излучения это мощность эквивалентной дозировки, то есть количество энергии, которую поглощает вещество в единицу времени с учетом того, какое воздействие лучи оказывают на человеческий организм. Для этого показателя также существуют определенные нормы, которые обязательно должны быть учтены.

Излучение способно негативно влиять на организм человека, однако даже для него нашлось применение в некоторых сферах жизни.

Гамма-излучение

Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.

Возникает при:

  • распаде ядра;
  • переходе его из возбужденного состояния в стабильное;
  • взаимодействии ионов;
  • 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.

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. 

Возникает при:

  • распаде ядра;

  • переходе его из возбужденного состояния в стабильное;

  • взаимодействии ионов;

  • 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.

Немного истории. Корни фаюмского портрета

Так как этот феномен возник?

На самом деле ещё древние греки занимались живописью. Вот только почти ничего из их творений не сохранилось. По пальцам пересчитать оставшиеся росписи.

Одна из них сохранилась в гробнице Казанлыка. Очевидно, что греки уже в 4 в. до н.э. знали, как создать объемное изображение с помощью светотени и тонких цветовых переходов.

Неизвестный греческий мастер. Роспись гробницы в Казанлыке. Конец 4 – начало 3 в. до н.э. Болгария.

Посмотрите, насколько реалистичны кони. И как проработан рисунок мужчины, с четким разделением на светлые и темные участки.

Конечно, занятие живописью у греков переняли римляне. Достаточно посмотреть на эту фреску, на которой женщина-художник создаёт картину. На холсте!

Женщина, рисующая картину (фреска, найденная в Помпеях). 50-79 гг. Исторический музей Неаполя

Рим завоевал Египет незадолго до рождения Христа. На его территории обосновалась римская аристократия. А вместе с ней и многие традиции. Римская одежда, римские прически … и живопись.

Но римляне не гнушались перенимать и египетские традиции. Посчитав уместными, например, погребальные обряды покорённой страны.

Произошло невероятное сплетение традиций. Погребальный ритуал в виде мумифицирования. Но вместо египетской маски стали создавать портреты. Так началась история фаюмского портрета.

Такие портреты впервые нашли в Фаюме, провинции Египта. Отсюда и пошло название. Но их находили не только там.

В Пушкинском музее хранится погребальная пелена, которая наглядно демонстрирует смешение египетской и греко-римской традиции.

Погребальная пелена молодого мужчины. II век н.э. Пушкинский музей, Москва

Два бога изображены в египетском стиле, плоскостно и условно. А вот человек, отправляющийся в царство мертвых, мало того, что одет по-римски, ещё и написан совершенно в другом ключе. Объемно и реалистично.

Области применения гамма-лучей

Даже смертоносным лучам пытливые умы учёных нашли сферы применения. В настоящее время гамма-излучение используется в различных отраслях промышленности, идут на благо науки, а также успешно применяются в различных медицинских приборах.

Для лечения онкологических новообразований гамма-лучи незаменимы, так как способны разрушить аномальные клетки, и прекратить их стремительное деление. Иногда остановить аномальный рост раковых клеток невозможно ничем, тогда на помощь приходит гамма-излучение, где клетки уничтожаются полностью.

Применяется гамма ионизирующее излучение для уничтожения патогенной микрофлоры и различных потенциально опасных загрязнений. В радиоактивных лучах стерилизуют медицинские инструменты и приборы. Также данный вид радиации применяется для обеззараживания некоторых продуктов.

Гамма-лучами просвечивают различные цельнометаллические изделия для космической и других отраслей промышленности с целью обнаружения скрытых дефектов. В тех областях производства, где необходим предельный контроль за качеством изделий, этот вид проверки просто незаменим.

При помощи гамма-лучей учёные измеряют глубину бурения, получают данные о возможности залегания различных пород. Гамма-лучи могут быть использованы и в селекции. Строго дозированным потоком облучаются определённые отобранные растения, чтобы получить нужные мутации в их геноме. Таким способом селекционеры получают новые породы растений с нужными им свойствами.

С помощью гамма-потока определяются скорости космических аппаратов и искусственных спутников. Посылая лучи в космическое пространство, учёные могут определить расстояние и смоделировать путь космического аппарата.

Примечания

  1. В и СМИ встречается также термин гамма-вспышка.
  2. Podsiadlowski P., Mazzali P. A., Nomoto K., et al. The Rates of Hypernovae and Gamma-Ray Bursts: Implications for Their Progenitors // The Astrophysical Journal Letters. — 23 апреля 2004. — № 1.
  3. Melott A. L., Lieberman B. S., Laird C. M., et al. Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction? // International Journal of Astrobiology. — Январь 2004. — № 1.
  4. ↑ Gamma-Ray Bursts: a brief history. NASA. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  5. Hurley, Kevin. A Gamma-Ray Burst Bibliography, 1973-2001 // Gamma-Ray Burst and Afterglow Astronomy 2001: A Workshop Celebrating the First Year of the HETE Mission / Ed. by G. A. Ricker, R. K. Vanderspek. — American Institute of Physics, 2003. — P. 153-155. — ISBN 0-7534-0122-5. (см. ISBN )

  6. Mazets, E.P., Golenetskii, S.V, et al. (1979). «Venera 11 and 12 observations of gamma-ray bursts — The Cone experiment». Soviet Astronomy Letters 5: 87-90.

  7. Лучков Б. И., Митрофанов И. Г., Розенталь И. Л. О природе космических гамма-всплесков. — 1996. — Т. 166. — № 7. — С. 743–762. (Проверено 4 августа 2011)
  8. NASA HEASARC: IMP-6.. NASA. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  9. NASA HEASARC: OSO-7.. NASA. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  10. Мазец Е. П., Голенецкий С. В., Ильинский В. Н. Вспышка космического гамма-излучения по наблюдениям на ИСЗ «Космос-461» // Письма в ЖЭТФ. — 1974. — Т. 19. — С. 126—128.
  11. Klebesadel R. W. et al. Observations of gamma-ray bursts of cosmic origin. — USA.: 1973. — Т. 182. — С. 85—88.
  12. Schilling 2002, p. 19-20
  13. Аптекарь Р.Л., Голенецкий С.В., Мазец Е.П., Пальшин В.Д., Фредерикс Д.Д. Исследования космических гамма-всплесков и мягких гамма-репитеров в экспериментах ФТИ КОНУС. — 2010. — Т. 180. — С. 420–424.
  14. Голенецкий С.В., Мазец Е.П. // Сб. Астрофизика и космическая физика. — М.: 1982. — С. 216.
  15. Голенецкий С.В., Мазец Е.П. // Сб. Астрофизика и космическая физика (Итоги науки и техники. Сер. Астрономия). — М.: 1987. — Т. 32. — С. 16.
  16. NASA HEASARC: CGRO.. NASA. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  17. Meegan, C.A. et al. (1992). «Spatial distribution of gamma-ray bursts observed by BATSE». Nature 355: 143. doi:10.1038/355143a0.

  18. Schilling, Govert (2002). «Flash! The hunt for the biggest explosions in the universe«. Cambridge University Press.

  19. Paczyński, B. (1995). «How Far Away Are Gamma-Ray Bursters?». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 107: 1167. doi:10.1086/133674. Bibcode: 1995PASP..107.1167P.

  20. Piran, T. (1992). «The implications of the Compton (GRO) observations for cosmological gamma-ray bursts». Astrophysical Journal Letters 389: L45. doi:10.1086/186345.

  21. Lamb, D.Q. (1995). «The Distance Scale to Gamma-Ray Bursts». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 107: 1152. doi:10.1086/133673. Bibcode: 1995PASP..107.1152.

  22. Hurley, K., Cline, T. and Epstein, R. (1986). «Error Boxes and Spatial Distribution». in Liang, E.P. and Petrosian, V.. Gamma-Ray Bursts. AIP Conference Proceedings. 141. American Institute of Physics. pp. 33–38. ISBN 0-88318-340-4.
  23. Pedersen, H. et al. (1986). «Deep Searches for Burster Counterparts». in Liang, Edison P.; Petrosian, Vahé. Gamma-Ray Bursts. AIP Conference Proceedings. 141. American Institute of Physics. pp. 39–46. ISBN 0-88318-340-4.
  24. Hurley, K. (1992). «Gamma-Ray Bursts — Receding from Our Grasp». Nature 357: 112. doi:10.1038/357112a0. Bibcode: 1992Natur.357..112H.

  25. Fishman, C.J. and Meegan, C.A. (1995). «Gamma-Ray Bursts». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 33: 415–458. doi:10.1146/annurev.aa.33.090195.002215.

  26. Paczyński, B. and Rhoads, J.E. (1993). «Radio Transients from Gamma-Ray Bursters». Astrophysics Journal 418: 5. doi:10.1086/187102. Bibcode: 1993ApJ…418L…5P.

  27. Самый яркий взрыв Вселенной
  28. Слияние нейтронных звезд может служить источником энергии коротких гамма-всплесков // Элементы
  29. Blinnikov, S., et al. (1984). «Exploding Neutron Stars in Close Binaries». Soviet Astronomy Letters 10: 177.

  30. Гамма-всплески | Энциклопедия безопасности

Физические свойства[ | ]

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 29 октября 2020 года

Гамма-лучи, в отличие от α-лучей и β-лучей, не содержат заряженных частиц и поэтому не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

  • Фотоэффект — энергия гамма-кванта поглощается электроном оболочки атома, и электрон, совершая работу выхода, покидает атом (который становится положительно ионизированным).
  • Комптон-эффект — гамма-квант рассеивается при взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии, что также сопровождается высвобождением электрона и ионизацией атома.
  • Эффект образования пар — гамма-квант в электрическом поле ядра превращается в электрон и позитрон.
  • Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.

Исчез ли фаюмский портрет бесследно?

Фаюмский портрет просуществовал всего 300 лет. С 1 по 4 века нашей эры.

Но он не исчез бесследно. В конце 4 века н.э. Египет стал византийским. Византийские мастера видели фаюмские портреты.

Именно поэтому в иконах мы видим уже знакомые черты из далекого прошлого. Большие глаза. Взгляд сквозь зрителя в вечность. Образ души, а не тела.

Слева: Фаюмский портрет молодой женщины. II в.н.э. Лувр, Париж. Справа: Архангел Гавриил (Ангел златые власы). XII век. Икона новгородской школы. Русский музей, Санкт-Петербург.

Эти люди, сами того не ведая, сохранили себя для потомков. На целых 20 веков. И продолжат жить дальше. Они превратили мгновение в вечное.

А разве наши фото на электронных и бумажных носителях сохранятся так долго? Что увидят наши потомки через 2000 лет?

Боюсь, что ничего. Мгновение так и останется мгновением.

Очень рекомендую посмотреть мою небольшую статью “Фаюмские портреты в Пушкинском музее”. Возможно, для Вас станет открытием, что в Москве хранится уникальная коллекция самых древних картин на Земле.

***

Если Вам близок мой стиль изложения и Вам интересно изучать живопись, я могу отправить Вам на почту бесплатный цикл уроков. Для этого заполните простую форму по этой ссылке.

Комментарии других читателей смотрите ниже. Они часто являются хорошим дополнением к статье. Ещё вы можете поделиться своим мнением о картине и художнике, а также задать вопрос автору.

Корпускулярное ИИ состоит из частиц вещества – элементарных частиц и ионов, в т.ч. ядер атомов. Корпускулярное ИИ делят на:

  • заряженные частицы, в том числе,
  • легкие заряженные частицы (электроны и позитроны);
  • тяжелые заряженные частицы (мюоны, пионы и другие мезоны, протоны, заряженные гипероны, дейтроны, альфа-частицы, и другие ионы);
  • электрически нейтральные частицы (нейтрино, нейтральные пионы и другие мезоны, нейтроны, нейтральные гипероны).

Альфа-излучение (поток ядер гелия, возникающий в результате альфа распада ядер элементов) обладает высокой ионизирующей, но слабой проникающей способностью: пробег альфа-частиц в сухом воздухе при нормальных условиях не превышает 20 см, а в биологической ткани – 260 мкм. То есть слой воздуха 9-10 см, верхняя одежда, резиновые перчатки, марлевые повязки, даже бумага  полностью защищают организм от внешних потоков альфа-частиц.

*Попадание источников альфа-частиц внутрь организма с воздухом, водой и пищей уже очень опасно.

Бета-излучение (поток электронов или позитронов, возникающий в результате бета-распада ядер) имеет меньшую ионизирующую способность, чем альфа-излучение, но большую проникающую способность. Поскольку максимальные энергии бета-частиц не превышают 3 МэВ, то от них гарантированно защитит оргстекло толщиной 1,2 см, либо слой алюминия в 5,2 мм. А вот на ускорителе с максимальной энергией электронов 7 МэВ от электронов защитит слой алюминия в 1,5 см, либо слой бетона шириной в 2 см.

Гамма-излучение — сопутствующее ядерным превращениям электромагнитное излучение. Сегодня  к гамма-излучению относят также жесткое рентгеновское излучение. Обладает очень высокой проникающей способностью. Оградить себя от гамма-излучения практически невозможно, однако можно ослабить его до приемлемого уровня. Защитные средства, обладающие экранирующим действием от такого рода радиации, выполняются из свинца, чугуна, стали, вольфрама и других металлов с высоким порядковым номером.

*Интенсивность гамма лучей (Cs-137) уменьшают в два раза сталь толщиной 2,8 см., бетон – 10 см., грунт – 14 см., дерево – 30 см.

Нейтронное излучение – поток нейтронов – тяжелых частиц, входящих в состав ядра. Для защиты от этого излучения можно использовать убежища, противорадиационные укрытия, дооборудованные подвалы и погреба. Потоки нейтронов, как и потоки гамма-излучения невозможно полностью экранировать. Быстрые нейтроны сначала надо замедлить в воде, полиэтилене, парафине, можно в бетоне, а затем их необходимо поглотить, например, в кадмиевой фольге, за которой должен стоять достаточный слой свинца, чтобы экранировать возникающее при захвате нейтронов ядрами кадмия высокоэнергетическое гамма-излучение. Поэтому защита от нейтронов, как правило, делается комбинированной.

Когда произошло открытие

Открытие было совершено А. Беккерелем в 1896 г., когда он изучал взаимосвязь рентгеновских лучей с люминесценцией. Для проверки догадок ученый использовал химические соединения, среди которых была соль урана, светящаяся в темноте. Он подержал ее под лучами солнца и поместил в шкаф на фотопластину, упакованную в светонепроницаемую пленку.

После ее проявления Беккерель увидел точное изображение куска соли. С помощью люминесценции засветить бумагу было нельзя, поэтому ученый сделал вывод, что это произошло из-за рентгеновских лучей.

Так было впервые зафиксировано явление радиоактивности. Немного позднее Беккерелем было сделано сообщение в Академии наук в Париже об излучении при фосфоресценции. Через некоторое время в его открытие были внесены изменения. Этому послужило следующее событие.

Когда ученый в плохую погоду поместил соединение урана, не подвергающееся облучению, на фотопластину, его структура отразилась на снимке четко.

О своих исследованиях Беккерель рассказал позднее. В его работе была информация о радиации фосфоресцирующих тел. Затем ученый проводил много опытов с различными веществами, оставляющими след на пластине, и поделился теориями и знаниями с супругами Кюри, открывшими новые элементы — радий и полоний.

Последующие опыты и исследования привели к тому, что в 1900 г. Поль Виллар открыл гамма-излучение при исследовании радия. Термин гамма-лучи впервые был использован Э. Резерфордом в 1903 г. Позднее он и Э. Андраде доказали электромагнитную природу гамма-потока.

Возникновение гамма-излучения

Источниками излучения в гамма-диапазоне являются различные процессы. Во вселенной существуют объекты, в которых происходят реакции. Результатом этих реакций является космическое гамма-излучение.

Основные источники гамма-лучей — это квазары и пульсары. Ядерные реакции с массивным выделением энергии и гамма-излучения также происходят в процессе преобразования звезды в сверхновую.

Гамма электромагнитное излучение возникает при различных переходах в области атомной электронной оболочки, а также при распаде ядер некоторых элементов. Среди источников гамма-лучей можно также назвать определённую среду с сильным магнитным полем, где элементарные частицы тормозятся сопротивлением этой среды.

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.

Основные источники

Организм человека постоянно подвергается радиоактивному воздействию. Около 80% отводится космическим лучам. Естественная радиация происходит из-за 60 радиоактивных элементов, находящихся в почве, воздухе и воде. К основным источникам природного излучения относят инертный газ радон, который исходит из горных пород и земли.

Радиоактивные волны получают путем соударения электронов с большой энергией от ускорителей с пучками видимого света, создаваемого лазером. Часть радионуклидов поступает с едой.

Распространенными источниками гамма-лучей стали:

  • ридионуклиды, используемые в легкой промышленности и сельском хозяйстве;
  • стройматериалы;
  • медицинские аппараты;
  • аварии, взрывы и выбросы на радиохимических заводах;
  • радиохимическая промышленность.

На радиоактивный фон влияет географическое положение. В некоторых областях радиация превышает допустимые нормы в сотни раз.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медиа эксперт
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: