Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом

В веществе быстрые заряженные частицы взаимодействуют с электронными оболочками и ядрами атомов.

А). Электрон, получив дополнительную энергию, переходит на один из удалённых энергетических уровней или совсем покидает атом. Происходит возбуждение или ионизация атома.

Б). При прохождении вблизи атомного ядра быстрая заряженная частица испытывает торможение в его электрическом поле, которое сопровождается испусканием квантов тормозного рентгеновского излучения.

В). Возможно упругое и неупругое соударение заряженных частиц с атомными ядрами.

Длина пробега частицы зависит от:

– её заряда;

– массы;

– начальной энергии;

– свойств среды.

Пробег увеличивается с возрастанием начальной энергии, уменьшением плотности среды, с уменьшением скорости частицы (при одинаковых энергиях массивные частицы имеют меньшую скорость и более эффективно взаимодействуют с атомами среды).

Проникающую способность β-частиц обычно характеризуют толщиной слоя вещества, полностью поглощающего все β-частицы. Пластина алюминия толщиной 3,5 мм полностью защищает от β-частиц с энергией Е _макс = 2 МэВ.

α-частицы имеют малый пробег в веществе: ~ 2,5 см в воздухе и сотые доли мм в мягких тканях человека.

α- и β-излучения не представляют большой опасности при внешнем облучении, но могут причинить серьёзный вред здоровью при попадании внутрь человека с пищей, водой и воздухом или при загрязнении радиоактивными веществами поверхности тела.

Нейтроны при движении в веществе не взаимодействуют с электронными оболочками атомов, но при столкновении с атомными ядрами они могут выбивать из них заряженные частицы, которые ионизируют и возбуждают атомы среды.

γ-кванты взаимодействуют в основном с электронными оболочками атомов, передавая часть своей энергии электронам (явление фотоэффекта, эффекта Комптона или рождение электрон-позитронных пар). Возникающие быстрые электроны производят ионизацию атомов среды.

Пробег γ-квантов и нейтронов в воздухе измеряется сотнями метров, а в твёрдом веществе от десятков см до нескольких метров.

Потоки γ-квантов и нейтронов представляют наибольшую опасность для человека при внешнем облучении.

26 – 2