Радиоактивность—это самопроизвольное испускание излучения каким-либо элементом, обусловленное распадом атомных ядер. Явление радиоактивности обнаружил Антуан Анри Беккерель в 1896 г. Он установил, что урановые соли вызывают почернение фотографических пластинок даже завернутых в черную бумагу. Получил за эту работу Нобелевскую премию по физике в 1903 г.
Радиоактивное излучение – это сложное излучение, в состав которого входят лучи трех видов, отличающиеся друг от друга проникающейся способностью.
Альфа-лучи () - проникающая способность этих лучей очень мала. В воздухе они могут пройти путь 2-9 см, в биологической ткани – 0,02-0,06 мм; они полностью поглощаются листом бумаги. Наибольшую опасность для людей представляют при попадании альфа-частиц внутрь организма с продуктами питания, водой и воздухом (практически с организма не выводятся). Альфа-частицы- это положительно заряженные ядра гелия. Альфа-распад характерен для тяжелых элементов (урана; плутония, тория и др.).
Бета-лучи () – проникающая способность этих лучей значительно больше, чем у альфа частиц. Бета-частицы могут пройти в воздухе до 15 м, в воде и биологической ткани – до 12 мм, и алюминии – до 5 мм. В биологической ткани вызывают ионизацию атомов, что приводит к нарушению синтеза белка, нарушению функции организма в целом. Количество бета-частиц попавших в организм человека выводятся на 50% в течение 60 дней нахождения человека в чистой зоне (стронций -90; иод-131; цезий- 137).
Гамма-лучи () – проникающая способность этих лучей очень велика. Так, например, чтобы ослабить гамма-излучение радиоактивного кобальта вдвое, нужно установить защиту из слоя свинца толщиной 1,6 см или слоя бетона толщиной 10 см.
При попадании в организм человека действуют на иммунную систему, вызывает нарушения структуры ДНК (впоследствии, через 10-15 лет возможны онкологические заболевания, биологические изменения в организме), цезий 137.
Таким образом, под проникающей радиацией понимают поток гамма (γ)-лучей и нейтронов.
Биологическое действие радиации
Радиация разрушает организм человека, может вызвать лучевую болезнь различной степени. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии он передаст тканям.
Доза – количество переданной организму энергии.
За единицу дозы принят рентген (Р)
1 рентген (Р) – это такая доза γ- излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при температуре 00С и давлении 760 мм рт. ст.образуется 2,08 млрд. пар ионов
(2,08·109).
На организм человека воздействует не вся энергия излучения, а только поглощенная энергия.
Поглощенная доза более точно характеризует воздействие ионизирующих лучей на биологические ткани и измеряется во внесистемных единицах, называемых рад.
Надо учитывать тот факт, что при одинаковой поглощенной дозе альфа излучения гораздо опаснее (в 20 раз), чем бета и гамма излучений. Каждый орган человека имеет свой порог восприимчивости к ионизирующему излучению, поэтому дозу облучения определенной ткани (органа) человека следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного органа. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; в СИ ее измеряют в единицах, называемых зивертами (Зв).
Активность радионуклида – означает число распадов в секунду. Один беккерель равен одному распаду в секунду.
Величины и единицы, используемые в дозиметрии ионизирующих излучений
Физическая величина и ее символ |
В СИ |
Внесистемная |
Соотношения между ними |
Активность (С) |
Беккерель (Бк) |
Кюри (Ки) |
1 Бк = 1расп/с = 2,7·10-11 Ки |
Поглощенная доза (Д) |
Грей (Гр) |
Рад (Рад) |
1Гр = 100 рад = 1Дж/кг |
Эквивалентная доза (Н) |
Зиверт (Зв) |
Бэр (бэр) |
1Зв = 100 бэр = 1 Гр·Q = 1Дж/кг·Q 1бэр = 10-2 Зв = 10-2 Гр·Q |