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.

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