Свойства ионизирующих излучений

Основным источником естественной радиоактивности является радиоактивный инертный газ радон, возникающий в результате альфа-распада радия. Так как радий содержится в небольших количествах практически во всех почвах, повсюду из почвы в атмосферу выделяется радон. Наряду с радоном в атмосфере содержится радиоактивный газ торон (продукт альфа-распада тория), а также продукты их распада.

Естественные радиоактивные изотопы имеются в заметных количествах в почве и стенах зданий, в воздухе и в воде, в пище и тканях человеческого организма, однако содержание их в природе во много раз меньше тех количеств, которые могут представлять опасность для здоровья человека.

Человек с помощью своих органов чувств не способен обнаружить не только слабые и потому безвредные ионизирующие излучения, но даже и те, которые представляют для него смертельную опасность (искусственная радиоактивность). Поэтому важной задачей для практики является изучение свойств ядерных излучений, особенностей их взаимодействия с веществом, выяснение влияния ионизирующих излучений на человеческий организм и разработка приборов, способных регистрировать такого рода излучения, измерять поток ионизирующих излучений и сообщать человеку о грозящей опасности.

При движении через вещество быстрые заряженные частицы взаимодействуют с электронными оболочками и ядрами атомов, встречающихся на пути. В результате взаимодействия с оболочками может произойти возбуждение или ионизация атома. При прохождении вблизи атомного ядра быстрая заряженная частица испытывает торможение в его электрическом поле. Этот процесс сопровождается испусканием квантов рентгеновского излучения. В случае живого организма, эти явления приводят к биохимическим изменениям в клетке: образуются новые молекулы, чуждые нормальной клетке. Одно из первых следствий действия облучения на живую клетку – нарушение ее функции деления как самой сложной функции. Поэтому в первую очередь нарушается работа органов, в которых происходит деление клеток (костный мозг, селезенка, лимфатические железы). Любая доза облучения способна вызывать необратимые генетические изменения хромосом и привести к наследственным аномалиям, проявляющимся даже через несколько поколений.

Альфа- и бета-излучения обладают небольшой проникающей способностью. Плотная одежда поглощает значительную часть β -частиц и совсем не пропускает α -частицы. Наиболее проникающие виды ионизирующих излучений – γ -кванты и нейтроны. При внешнем облучении они представляют для человека наибольшую опасность.

Универсальной мерой воздействия любого вида излучения на вещество является поглощенная доза излучения, равная отношению энергии, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе вещества:

.

За единицу поглощенной дозы в СИ принят грей (Гр):

.

Современные методы медицинского обследования позволяют обнаружить признаки лучевого поражения организма при дозах рентгеновского или гамма-излучения, превышающих 0,25 Гр. Дозы общего облучения человека в 2 Гр приводят к лучевой болезни, дозы в 7-8 Гр и более почти всегда смертельны.

Многолетняя практика работы с источниками ионизирующих излучений в исследовательских лабораториях и использования ядерных излучений и рентгеновских лучей в медицине позволила установить предельно допустимую дозу общего облучения человеческого организма, не причиняющего ему никакого заметного вреда. По современным данным, такой дозой рентгеновского или гамма-излучения является доза в 0,05 Гр в год.

При одном рентгеновском обследовании доза облучения человека в несколько раз меньше допустимой дозы.