Альфа бета гамма излучения: защита и характеристика
Альфа излучение является одним из трех радиоактивных потоков, которые возникают при распаде и представляет собой поток частиц с положительным зарядом.
Очень многих людей интересует, что же действительно оно собой представляет и какое влияние оказывает на человеческий организм.
Понятие
Ученый Э. Резерфорд решил провести эксперимент и поместил излучатель радиации в магнитное поле. В результате произошло разделение потока на три разные части – альфа, бета, гамма излучения.
При проведении более подробных опытов ученому удалось определить, что же на самом деле представляет из себя альфа излучение. Частицы по своим параметрам были полностью идентичны атомам элемента гелия. Разница состоит в том, что эти частицы имеют положительный заряд, то есть у них отсутствуют оба электрона.
Альфа и бета излучение относятся корпускулярному испусканию. При этом они выходят из ядра со скоростью примерно равной двадцати тысячам километров в секунду. В результате возникает довольно сильная ионизация, которая приводит к изменению структуры вещества и его химических свойств.
Какие характеристики применимы для такого вида излучения? Чем оно отличается от других?
Характеристика:
Сильная ионизация атомов становится причиной того, что альфа частицы очень быстро теряют свою энергию. В итоге они не могут проникнуть даже через верхний слой кожных покровов. В этом случае риск радиационного излучения минимален.
Однако если такой вид излучения будет получен при использовании ускорителя, то ситуация меняется на противоположную. Происходит быстрый распад α-частиц и образование радионуклидов, представляющих довольно высокую опасность для человека. Даже микроскопической дозы хватит для возникновения лучевой болезни.
Какой спектр имеет альфа излучение? Дело в том, что в его спектре содержится очень мало частиц, способных преодолевать слишком длинное или, наоборот, короткое расстояние. Именно поэтому такое излучение является монохромным, в отличие от бета или гамма.
Откуда появляются альфа частицы? Происхождение данных элементов может быть как искусственным, так и натуральным.
Источники:
Таким образом, источник α-частиц может быть самым разнообразным.
Определяется такой вид излучения с помощью специального прибора – счетчика частиц. Такие устройства показывают наличие самой частицы, атома и их характеристики. Самый известный такой детектор — счетчик Гейгера.
Как защититься от альфа-излучения
Исходя из всего вышеперечисленного, можно сделать определенный вывод о безопасности α-излучения. Для таких лучей преградой является даже просто лист бумаги. При небольшом расстоянии возможно незначительное повреждение только верхних слоев кожи. Таким образом, внешнее воздействие не оказывает негативного влияния.
А вот попадание частиц альфа излучения внутрь организма может стать очень серьезной проблемой. Произойти это может разными способами.
Способы проникновения:
В результате при таком заражении происходит довольно сильная ионизация внутри организма, при этом происходит образование различных окислителей, которые оказывают негативное влияние на все системы организма.
Чтобы избежать внутреннего заражения, необходимо принять определенные меры защиты.
Помимо этого, следует знать, что можно добавить в рацион определенные продукты, а также витамины В и С, которые помогут вывести небольшие дозы излучения.
Таким образом, защита от вредного воздействия заключается в соблюдении мер безопасности.
Где используется альфа-излучения
Учитывая безопасность такого излучения во внешнем воздействии, его используют в медицинских целях.
В такой терапии используются изотопы, возникающие во время потока альфа частиц, например, радон.
Процедуры:
Научно доказано, что альфа излучение намного безопаснее и полезнее, чем бета. Это поток частиц, который проще контролировать, его требуется меньше для того, чтобы справиться со злокачественными образованиями. Помимо этого, такое лечение оказывает благоприятное влияние на многие системы организма.
Системы:
Данная характеристика альфа излучения дает возможность считать его довольно безопасным и даже полезным для человеческого организма. Медицинские учреждения используют его для помощи даже онкологических больных. Однако не стоит забывать, что это все же радиоактивное излучение, поэтому самостоятельно злоупотреблять им не стоит.
Необходимо также опасаться проникновения внутрь частиц альфа излучения в виду их довольно серьезного и опасного влияния на организм и жизнь человека в целом. Про излучение другими вещами можно прочитать здесь
Видео: принцип действия и источник альфа-частиц
Виды радиоактивных излучений
Навигация по статье:
Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.
Что такое радиация
Для начала дадим определение, что такое радиация:
Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.
Альфа излучение
Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.
Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.
Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.
Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.
Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.
Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.
Нейтронное излучение
Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.
Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.
Бета излучение
Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.
При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.
Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.
Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.
Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.
Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.
Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.
Гамма излучение
Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.
Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения
Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.
Рентгеновское излучение
Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.
Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.
Каждое из рассмотренных излучений опасно!
Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации
| характеристика | Вид радиации | ||||
| Альфа излучение | Нейтронное излучение | Бета излучение | Гамма излучение | Рентгеновское излучение | |
| излучаются | два протона и два нейтрона | нейтроны | электроны или позитроны | энергия в виде фотонов | энергия в виде фотонов |
| проникающая способность | низкая | высокая | средняя | высокая | высокая |
| облучение от источника | до 10 см | километры | до 20 м | сотни метров | сотни метров |
| скорость излучения | 20 000 км/с | 40 000 км/с | 300 000 км/с | 300 000 км/с | 300 000 км/с |
| ионизация, пар на 1 см пробега | 30 000 | от 3000 до 5000 | от 40 до 150 | от 3 до 5 | от 3 до 5 |
| биологическое действие радиации | высокое | высокое | среднее | низкое | низкое |
Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.
| Коэффициент k | |
| Вид излучения и диапазон энергий | Весовой множитель |
| Фотоны всех энергий (гамма излучение) | 1 |
| Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) | 1 |
| Нейтроны с энергией 20 МэВ (нейтронное излучение) | 5 |
| Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) | 5 |
| Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) | 20 |
Чем выше «коэффициент k» тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.
Видео: Виды радиации
Какова физическая природа бета излучения. Альфа-излучение: проникающая способность. Защита от альфа-излучения. Приборы для измерения радиации и радиоактивности
Основные источники альфа-излучения
Усовершенствовав методику изучения радиационного влияния, англичанин Резерфорд выяснил, что отклонение альфа-излучения фиксируется также в электрическом поле. Было замечено, что лучи больше тяготеют к отрицательному полюсу.
Так было установлено, что альфа-облучение относится к категории положительных частиц. Их параметры идентичны показателям гелиевых ядер. У обычного атома этого элемента в составе содержится всего пара электронов. В научной среде такие лучи носят название α-излучение.
Разобравшись с тем, что такое альфа-излучение, ученые начали искать его первоисточники. Схематически их можно разделить на две равноценные категории:
Всего существует четыре основных источника излучения разного происхождения:
Воздействие на человека[ | ]
Альфа-частицы, образованные при распаде ядра, имеют начальную кинетическую энергию в диапазоне 1,8—15 МэВ[3]. При движении альфа-частицы в веществе, она создаёт сильную ионизацию окружающих атомов, и в результате этого очень быстро теряет энергию. Энергии альфа-частиц, возникающих в результате радиоактивного распада, не хватает даже для преодоления мёртвого слоя кожи, поэтому радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Внешнее альфа-облучение опасно для здоровья только в случае высокоэнергичных альфа-частиц (с энергией выше десятков МэВ), источником которых является ускоритель. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутрь тела, когда облучению подвергаются непосредственно живые ткани организма, весьма опасно для здоровья, поскольку большая плотность ионизации вдоль трека частицы сильно повреждает биомолекулы. Считается[4], что при равном энерговыделении (поглощённой дозе) эквивалентная доза, набранная при внутреннем облучении альфа-частицами с энергиями, характерными для радиоактивного распада, в 20 раз выше, чем при облучении гамма- и рентгеновскими квантами. Однако следует отметить, что линейная передача энергии высокоэнергичных альфа-частиц (с энергиями 200 МэВ и выше) значительно меньше, поэтому их относительная биологическая эффективность сравнима с таковой для гамма-квантов и бета-частиц.
Таким образом, опасность для человека при внешнем
облучении могут представлять α-частицы с энергиями 10 МэВ и выше, достаточными для преодоления омертвевшего рогового слоя кожного покрова. В то же время большинство исследовательских ускорителей α-частиц работает на энергиях ниже 3 МэВ[5].
Гораздо бо́льшую опасность для человека представляют α-частицы, возникающие при альфа-распаде радионуклидов, попавших внутрь
организма (в частности, через дыхательные пути или пищеварительный тракт)[6]. Достаточно микроскопического количества α-радиоактивного вещества (например полония-210), чтобы вызвать у пострадавшего острую лучевую болезнь, зачастую с летальным исходом[6].
Особенности α-лучей в разных средах
Кроме необходимости знать, что такое альфа-излучение для защиты себя от его влияния, нужно разбираться в его особенностях.
Стартовая скорость таких частиц варьируется в рамках 14-20 тысяч км/с. По сравнению с бета-частицами они считаются более массивными. Разница составляет более 7300 раз. Из-за этого ионизирующая способность лучей считается высокой.
Среднестатистический показатель создания пара ионов тут составляет 200000 раз. Для этого должны быть соблюдены основные условия: свободное движение в воздухе, температура окружающей среды в 15 градусов и обычное атмосферное давление.
Но срок «жизнеспособности» этих частиц довольно ограничен. Вызвано это тем, что при ионизации требуются многочисленные энергетические затраты. После того как частицы начинают последовательно тормозить, их способность к ионизации значительно возрастает.
Свободный пробег частиц из альфа-гаммы по воздуху составляет не более 11 см при благоприятной среде. А вот жидкая и твердая среды не благоприятны для проникновения лучей. Здесь они не могут продвинуться даже на миллиметр.
Экология СПРАВОЧНИК
Альфа — (а)-излучение — ионизирующее излучение, состоящее из а-частищ (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях. Они задерживаются листом бумаги и наружным кожным покровом. Внешнее облучение ими не опасно. Однако а-частицы представляют значительную опасность при попадании внутрь организма (с пищей, воздухом, через открытую рану).[ …]
Альфа-распад присущ ядрам тяжелых элементов. Из ядра элемента выбрасываются положительно заряженные а-частицы с массой в 4 и зарядом в 2 единицы. У ядра вновь образованного элемента соответственно меньше массовое число и заряд, что имеет место при распаде полония с образованием свинца: 2в°Ро 2в РЬ +а-частицы, а-Излучение обладает большой ионизирующей способностью и считается поэтому наименее проницаемым излучением.[ …]
АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЕ (а-излучение) — ионизирующее излучению альфа-частиц (ядер гелия).[ …]
Ионизирующее излучение по своей природе неоднородно. Оно представляет собой корпускулярную радиацию (альфа- и бета-частицы, поток протонов и нейтронов) и электромагнитные колебания (гамма-лучи). Обычно говорят (хотя это и не совсем точно), что альфа-излучение — это испускание ядром частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов. Бета-излучение представляет собой испускание электронов. Когда нуклид частиц не выбрасывает, а испускает пучок чистой энергии (гамма-квант), говорят о гамма-излучении.[ …]
Ионизирующее излучение — это любой вид излучения, прохождение которого через вещество, живую клетку, ткани, организм вызывает ионизацию и возбуждение составляющих их молекул и атомов. При этом различают квантовое (электромагнитное) ионизирующее излучение, к которому относят ультрафиолетовые лучи, (длина волны 380. 1 нм), рентгеновские лучи (от 10 7до 10 12 м) и гамма лучи (менее 0,1нм), а также корпускулярное ионизирующее излучение, к которому относятся альфа-лучи (ядра атомов гелия), бета-лучи (электроны или позитроны), потоки протонов и других частиц.[ …]
Из трех видов ионизирующего излучения, которые имеют важное экологическое значение, два представляют собой корпускулярное излучение (альфа-, бета-частицы), а третье — электромагнитное (гамма-излучение и близкое ему рентгеновское излучение). Корпускулярное излучение состоит из потока атомных или субатомных частиц, передающих свою энергию всему, с чем они сталкиваются.[ …]
Для защиты органов зрения от излучения применяют очки со стеклами, содержащими специальные добавки (фосфат вольфрама или свинец), а при работе с источниками альфа- и бета-излучений глаза защищают щитками из органического стекла.[ …]
Следовательно, в последовательности альфа-, бета- и гамма-излучения проницаемость возрастает, а плотность ионизации и локальное повреждение уменьшаются. Радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бета-излучение, нередко называют «внутренними излучателями», как обладающие наибольшим эффектом, будучи поглощены, заглочены или оказались каким-то образом вблизи или внутри живой ткани. К «внешним излучателям» относят радиоактивные вещества, испускающие преимущественно гамма-излучение. Это проникающее излучение, оказывающее действие, когда его источник находится вне организма.[ …]
Одним из видов физического загрязнения является ионизирующее излучение. Оно обладает энергией, достаточной для того, чтобы выбить один или более электронов из атомов и образовать положительно заряженные ионы, которые в свою очередь вступают в реакцию и разрушают ткани живых организмов. Примерами ионизирующего излучения являются ультрафиолетовое излучение Солнца и аппаратов ультрафиолетового облучения, рентгеновское излучение, нейтронное излучение, возникающее в ходе реакции ядерного деления и ядерного синтеза, а также альфа-, бета- и гамма-излучение, испускаемое радиоактивными изотопами. У некоторых веществ все изотопы радиоактивные (технеций, прометий, а также все элементы таблицы Менделеева, начиная с полония и кончая трансурановыми).[ …]
В основе большинства радиометрических приборов лежит способность излучений ионизировать среду, через которую они проникают. Альфа- и бета-излучение непосредственно ионизирует атомы среды, а нейтральное излучение, то есть гамма-лучи, рентгеновские лучи и потоки нейтронов ионизируют атомы среды в результате вторичных процессов.[ …]
Для создания передвижных экранов используют различные материалы. Защита от альфа-излучения достигается применением экранов из обычного или органического стекла толщиной несколько миллиметров. Достаточной защитой от этого вида излучения является слой воздуха в несколько сантиметров. Для защиты от бета-излучения экраны изготавливают из алюминия или пластмассы (органическое стекло). От гамма- и рентгеновского излучения эффективно защищают свинец, сталь, вольфрамовые сплавы. Смотровые системы изготавливают из специальных прозрачных материалов, например, свинцового стекла. От нейтронного излучения защищают материалы, содержащие в составе водород (вода, парафин), а также бериллий, графит, соединения бора и т.д. Бетон также можно использовать для защиты от нейтронов.[ …]
Радиоактивные загрязнения атмосферы могут быть обусловлены различными видами ионизирующих излучений, т. е. электромагнитными и корпускулярными излучениями, куда входят альфа-, бета-, гамма-лучи, рентгеновы лучи, потоки протонов и электронов, медленные и быстрые нейтроны. Воздействие таких излучений может вызывать значительные повреждения живой ткани, в связи с чем все более возрастает необходимость применения соответствующих детекторов, которые при возможной опасности позволили бы прибегнуть к защитным мерам. Эта проблема настолько важна, а достоверность показаний таких детекторов настолько несомненна, что нередко измерительные приборы, установленные вблизи источника загрязнения, снабжаются механизмами для подачи сигналов тревоги, которые срабатывают в случае превышения уровня радиоактивности, установленного для различных видов излучения в контролируемой зоне. Проблема особенно осложняется неопределенностью значений единиц измерения радиоактивности (как основных, так и производных) и связанных с ними основных понятий. Физическая природа и интенсивность излучения также создают свои трудности, как и наши недостаточные знания о результатах взаимодействия излучений с веществом и о влиянии излучений на живые клетки и ткани.[ …]
По Международной системе единиц 1 Зв=100 бэр. Эквивалентная доза является основной величиной в радиационной защите, так как она позволяет оценить риск от вредных биологических последствий облучения биологической ткани различными видами излучения независимо от их вида или энергии.[ …]
Естественными радиоактивными элементами являются ряды тория, урана и актиния. В процессе их распада образуется целый рад новых радиоактивных элементов, происходит испускание альфа- и бета-частиц, а также гамма-излучение.[ …]
Этот тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) без цвета и запаха постоянно просачивается из почвы и накапливается в подвальных помещениях жилых и административных зданий. Основное канцерогенное действие оказывает не сам газ, а дочерние продукты его распада — полоний214 и полоний218, являющиеся источниками альфа-излучения. Эти продукты распада адсорбируются на мельчайших частицах пыли, которые с током воздуха через трещины и щели проникают из подвалов в жилые помещения, главным образом первых этажей. Почвы являются основным, но не единственным источником поступления радона в жилые помещения.[ …]
В свое время был изучен вопрос о том, являются ли эманации радиоактивных веществ, в частности радон, в нормальных условиях электрически заряженными. Оказалось, что поперечное электрическое поле не влияет на диффузию радона в узкой трубке, а поэтому исследователи пришли к выводу, что радон электрически нейтрален. Но альфа-излучение радона является ионизатором воздуха. Пробег альфа-лучей радона в воздухе при нормальных условиях равен 4,12 см. Другого излучения радон не имеет. Последовательные превращения активного осадка радона обладают также весьма краткой продолжительностью жизни, и некоторые из них (кроме радия Д) испускают бета- и гамма-лучи. Ионизирующее действие бета-излучения равно приблизительно 1 % альфа-излучения. Расчеты показывают, что как сам радон, так и его производные в условиях наших опытов не могут обеспечить той степени аэроионизации, которую можно считать биологически или физиологически активной. Так как протягивание воздуха через камеру с животными происходит с достаточной скоростью, то накопление осадка радона на стенках камеры долж но быть крайне невелико и, во всяком случае, не так велико, чтобы возбудить ощутимую аэроионизацию внутри камеры.[ …]
Некоторая часть населения (возможно, значительная) может быть подвергнута, кроме фонового облучения, облучению в результате аварий на предприятиях ядерного топливного цикла (например, на АЭС) и в других случаях. При внешнем облучении на человека воздействует фотонное излучение от струи выброса или радиоактивного облака, а также от радионуклидов, выпавших на поверхность Земли и на окружающие предметы. Кроме того, попадание значительного количества альфа- и бета-частиц на кожу вызывает радиационные ожоги. Внутреннее облучение обусловлено поступлением радионуклидов в организм ингаляционным (при вдыхании) и перо-ральным (при заглатывании с водой и пищей) путями.[ …]
ИЗДЕРЖКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА — затраты на мероприятия, снижающие выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую предприятие среду (совершенствование технологии, изменение состава исходных материалов, строительство очистных сооружений и т. п.), а также на мероприятия, не снижающие выбросы, но влияющие на степень их воздействия на природу (строительство высоких труб, разбавление, захоронение отходов, установление санитарных зон вокруг предприятий и т. п.). ИЗЛУЧЕНИЕ — испускание атомных частиц или электромагнитных волн и образование их поля. См. Альфа-, Бета-, Гамма-, Рентгеновское И., Ионизирующее И.. Космическое И. ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА — см./довольные изменения климата. ИЗМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТА — приобретение ландшафтом новых или утрата прежних свойств под влиянием внешних факторов или саморазвития [57]. В природоохранной литературе занимает срединное положение в цепочке понятий: воздействие на ландшафт — И.л. — последствия в хозяйственной деятельности или в здоровье населения. Различают прямые и опосредованные И.л., И.л. в ходе функционирования, динамики или развития ландшафта, обратимые и необратимые И.л., прогрессивные и регрессивные И.л., целенаправленные и побочные И.л., спонтанные (связанные с эндогенными факторами) и внешние (обусловленные экзогенными факторами), И.л. в целом или же изменение отдельных компонентов ландшафта.[ …]
На Всемирной выставке в Брюсселе (1958) демонстрировался листок из лабораторной тетради Марии Кюри, датированный 30 апреля 1902 г. Этот листок “непрерывно движется то к счетчику, то от него. И как только он начинает приближаться, счетчик со все возрастающим беспокойством отмечает попадание в него элементарных частиц из атомов радия, оставшихся полвека назад на листке от рук ученого и по сей день свидетельствующих о беспримерном подвиге этого великого человека-героя» (А. Буянов). Даже если бы с помощью какой-либо портативной защиты, а не толстых свинцовых пластин, полностью обезвредить радиевый аэроионизатор от альфа-, бета-, и гама-из-лучений, то и в этом случае следовало бы протестовать против такого рода прибора. Радиевые излучатели должны всегда находиться под самым бдительным контролем особых органов и запираться в сейфы на часы бездействия. Известно, что лучевая болезнь или рак иногда возникают спустя много лет (10—30) после окончания воздействия радием или другими радиоактивными веществами даже после однократного облучения. Число печатных работ о вредности радиоактивных запылений в последнее время достигло многих тысяч. Эти работы говорят лишь об одном — именно о том, что мы должны, по возможности, изолировать наш организм от радиоактивного излучения.[ …]
Показания дозиметрического прибора от измерения к измерению могут значительно отличаться, особенно при измерении малых значений, так как радиоактивный распад — процесс вероятностный. Поэтому для получения более достоверного результата рекомендуется проводить измерения несколько раз. В качестве результата измерения принимают среднее значение т измерений (т — 3…10 раз). Кроме того, следует учитывать, что дозиметрические приборы для населения обеспечивают измерения или оценку мощности дозы внешнего гамма-излучения и практически не чувствительны к альфа-, бета- и нейтронному излучениям, а также к «мягкому» рентгеновскому и тормозному излучениям (цветного телевизора, цветных дисплеев компьютеров, рентгеновских установок с ускоряющим напряжением на трубке менее 60…80 кВ и др.).[ …]
АЛЬТЕРАГЕН [фр.] — любой предмет или фактор, который вызывает изменение окружающей среды. АЛЬТЕРАЦИЯ [от позднелат. alteratio изменение] — 1) в биологии изменение функции и строения клеток, тканей и органов под влиянием повреждающих воздействий (механических, температурных, химических и др.); 2) совокупность физических, химических и биологических процессов разложения органических веществ (пищи, бумаги, древесины) в окружающей среде (то же, что минерализация 1). АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ — собирательное понятие, охватывающее возобновляемые источники энергии (тепловые насосы, ветровую энергию, солнечную энергию). АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЕ (а-излучение) [от гр alpha — первая буква в алфавите] — ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях. Ср. Бета-излучение и Гамма-из-лучение.[ …]
Сферы использования альфа-излучения
Многие люди напуганы мифами касательно поражающей способности альфа-излучения, путая его с опасными рентгенологическими лучами.
После тщательного изучения особенностей альфа-частиц, ученые разработали отдельное направление терапии. Оно включает в себя дозированное воздействие на организм человека для достижения узкого круга результатов во благо улучшения здоровья.
Главными «действующими лицами» в подобных процедурах выступают изотопы вроде радона и торона. Они имеют строго ограниченный срок жизнедеятельности, из-за чего выводятся из организма естественным путем оперативно.
С их помощью медики проводят следующий спектр процедур:
Согласно некоторым исследованиям, альфа-лучи считается более эффективным и безопасным решением для больных, нежели более разрекламированное бета-облучение. Объясняется это тем, что альфа-частицы могут направляться сфокусировано на строго определенный участок. Это гарантирует возможность уничтожить опасные болезнетворные клетки точечно.
Этот метод был взят на вооружение ведущими мировыми онкологами при лечении раковых опухолей. Он пользуется спросом и из-за того, что позволяет снизить число нужных для полного курса лечения процедур по сравнению с бета-облучением.
Главными действиями, которыми обладает альфа-терапия, называют:
Благодаря всему вышеперечисленному терапию стали задействовать при лечении заболеваний из области гинекологии и сердечно-сосудистых проблем. Передовые технологии позволяют прибегать к помощи альфа-частиц при лечении опорно-двигательного аппарата.
Но перед тем как включить представленную терапию в перечень медицинских процедур, прошедших одобрение, ученые годами исследовали влияние альфа-лучей. В ходе экспериментов они научились вычислять предельно допустимые дозировки для человека, оптимальные механизмы воздействия. Также исследователи создали целый ряд методов защиты от «прирученной» радиации.
Бета-излучение
Это процесс, при котором электроны и позитроны образуются при бета-распаде элементов от самых легких до самых тяжелых. Бета-частицы сотрудничают с электронами атомных оболочек, передают им часть энергии и вырывают их с орбит. В этом случае образуется положительный ион и свободный электрон. Альфа и бета – излучение обладают разной скоростью движения. Так, для второго вида лучей она приближается к скорости света. Поглотить бета-частицы можно с помощью слоя алюминия толщиной в 1 мм.
Свойства
Частицы, которые образуются при распаде ядер элементов, могут по-разному взаимодействовать с окружающей средой. Такая связь находится в зависимости от массы, заряда, энергии частиц. К свойствам радиоактивного излучения можно отнести следующие параметры:
1. Проникающую способность.
3. Экзотермическую реакцию.
4. Воздействие на фотоэмульсию.
5. Возможность вызвать свечение люминесцирующих веществ.
6. При длительном воздействии возможны химические реакции и распад молекул. Например, изменяется цвет предмета.
Перечисленные свойства используются при обнаружении излучений по причине неспособности человека улавливать их своими чувствами.
Как было открыто
Впервые частицы этих лучей были зафиксированы британских ученым Эрнестом Резерфордом. Именно благодаря его научным изысканиям мир получил модель атома и узнал, что представляет собой альфа излучение. Эрнест смог расщепить излучение на элементы, воздействуя магнитным полем на радиоактивный препарат.
Специалист положил в запаянный цилиндр из свинца радиоактивное вещество, фотопластину и подверг их на выходе влиянию магнитного поля. Вследствие этого облучение расщеплялось на отдельные части. Пара лучей, отклонившиеся в противоположные стороны, были названы бета-лучами и альфа-лучами. Лучи, преломляющиеся под углом в 90 градусов, были названы гамма-лучами. Для бета-излучения характерен отрицательный заряд, а для альфа — положительный.
После исследования альфа-лучей Резерфорд выяснил, что альфа-частица по многим показателям похожа на атом гелия и обладает положительным зарядом. Также ученый узнал о следующих характеристиках альфа-излучения:
Влияние на человеческий организм
Интенсивная ионизация способствует тому, что мощный энергетический поток, исходящий из источника, за короткий промежуток времени становится очень слабым. Из-за такой потери энергоресурса поражающая способность альфа-излучения становится крайне незначительной. Оно не в силах даже пройти сквозь омертвевшие кожные клетки, потому оно безопасно для организма при внешнем воздействии.
При использовании ускорителя его влияние уже может представлять опасность. Частички излучения мгновенно расщепляются на нуклиды, которые уже способны навредить здоровью. Оказавшись внутри организма через ЖКТ или дыхательные органы, доза радиации способна вызвать лучевую болезнь.
Из этого можно сделать вывод, что это облучение может представлять опасность лишь при попадании в открытые раны. Оказавшись внутри организма, частички существенно ускоряют деление клеток, что способствует изменению информации в генах, мутациям и формированию злокачественных опухолей. А при наличии лучевой болезни гибель неизбежна.
Типы излучения
Типы излучения вызванного радиоактивным распадом. Когда атом подвергается радиоактивному распаду, он испускает одну или несколько форм излучения с достаточной энергией для ионизации атомов, с которыми он взаимодействует. Более подробно ознакомиться с историей излечения.
Ионизирующее излучение может состоять из высокоскоростных субатомных частиц – выбрасываемых из ядра, или электромагнитного излучения (гамма-излучения), испускаемого либо ядром, либо орбитальными электронами.
Радиоактивность в физике
Мы знаем, что атомы вещества состоят из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Так вот ядро — это в принципе очень устойчивое образование, которое сложно разрушить. Однако, ядра атомов некоторых веществ обладают нестабильностью и могут излучать в пространство различную энергию и частицы.
Это излучение называют радиоактивным, и оно включает в себя несколько составляющих, которые назвали соответственно первым трем буквам греческого алфавита: α-, β- и γ- излучение. (альфа-, бета- и гамма-излучение). Эти излучения различны, различно и их действие на человека и меры защиты от него. Разберем все по порядку.
Альфа-излучение
Альфа-излучение — это поток тяжелых положительно заряженных частиц. Возникает в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или воздухом, оно облучает внутренние органы и становится опасным.
Бета-излучение
Бета-излучение — это электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Во время аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году пожарные получили ожоги кожи в результате очень сильного облучения бета-частицами. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.
Гамма-излучение
Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.
Как видно, альфа-излучение по его характеристикам практически не опасно, если не вдохнуть его частички или не съесть с пищей. Бета-излучение может причинить ожоги кожи в результате облучения. Самые опасные свойства у гамма-излучения. Оно проникает глубоко внутрь тела, и вывести его оттуда очень сложно, а воздействие очень разрушительно.
В любом случае без специальных приборов знать, что за вид радиации присутствует в данном конкретном случае нельзя, тем более, что всегда можно случайно вдохнуть частички радиации с воздухом. Поэтому общее правило одно — избегать подобных мест, а если уж попали, то укутаться как можно большим количеством одежды и вещей, дышать через ткань, не есть и не пить, и постараться поскорее покинуть место заражения. А потом при первой же возможности избавиться от всех этих вещей и хорошенько вымыться.
Радиоактивность также можно рассматривать как свидетельство сложного строения атомов. Изначально еще философы древности представляли себе мельчайщую частицу вещества — атом — неделимой частицей. Как радиактивность позволила разрушить данное представление? Подробности по ссылке.
Альфа излучение является одним из трех радиоактивных потоков, которые возникают при распаде и представляет собой поток частиц с положительным зарядом.
Очень многих людей интересует, что же действительно оно собой представляет и какое влияние оказывает на человеческий организм.
Влияние излучения на человека
Главной опасностью при наружном воздействии бета-частиц на организм человека выступают ожоги. Степень их тяжести определяется несколькими факторами:
Больше всего страдают неприкрытее участки кожного покрова, а также слизистая оболочка органов зрения.
Среднестатистическая бета-частица способна образовать во время преодоления расстояния в свободном пространстве до 30 тысяч пар ионов. Это означает, что весь проделанный лучом путь является потенциально опасным для всего живого. Он остается заполнен молекулярными остатками, которые выступают центральным источником многочисленных процессов разрушительного назначения.
Эксперты уточняют, что для человека, который случайным образом получил облучение до 0.20 мкЗв/час за один раз на нерегулярной основе, это неопасно. Так как в окружающей среде лучи из бета-гаммы встречаются в совокупности с другими видами радиации, организм к малым их дозам приспособился. Но если радиационный фон по какой-то причине будет превышен, человека ожидают тяжелые последствия.