Ионизирующие излучения
Свойство атомов химических веществ самопроизвольно превращаться в атомы других веществ, испуская при этом элементарные частицы и электромагнитные волны, получило название радиоактивности. Образующиеся разновидности атомов с иным массовым числом и другим атомным номером называют нуклидами. Различают естественную радиоактивность, присущую радионуклидам, встречающимся в природе, например радиоактивность урана, тория и других элементов, и искусственнуюу свойственную радионуклидам, полученным искусственно в результате ядерных реакций. Вещества, имеющие в своем составе радиоактивные нуклиды, называют радиоактивными,
В зависимости от характера взаимодействия с веществом все ионизирующие излучения делятся на две группы.
• Излучения, состоящие из заряженных а- и в-частиц, пучков электронов, протонов, тяжелых ионов и отрицательных пи-мезонов. Эти излучения вызывают ионизацию вещества непосредственно при столкновениях с атомами и молекулами, поэтому их называют иногда непосредственно ионизирующими излучениями, а-Излучение — это поток положительно заряженных атомов гелия. Они движутся сравнительно медленно, не проникают в глубь организма, будучи остановленными, вызывают сильную локальную ионизацию, ^-излучение — это поток быстро движущихся электронов. Свою энергию они отдают на протяжении более длинного следа.
• Излучения, не имеющие электрических зарядов, — нейтронное, рентгеновское и г-излучение. Они передают свою энергию в веществе сначала электронам и положительно заряженным ядрам атома, сталкиваясь с ними, а затем уже электроны и ядра атомов производят ионизацию атомов и молекул. Поэтому излучения этой группы называют косвенно ионизирующими излучениями. ^-Излучение представляет собой электромагнитные волны с очень малой длиной волны (10~8см), высокой частотой (Ш^с"1) и очень большой энергией и проникающей способностью. Его лучи не имеют электрического заряда, легко проникают в вещество, вызывая разрушение ДНК, генные мутации, хромосомные перестройки. Излучения второй группы представляют наибольшую опасность для живых организмов.
Большинство радиоактивных веществ излучает только один род частиц — либо б-частицы (235U, 219Pu, 241Am и др.), либо в-ча-стицы (131I, 90Sr, 14C, 3Н и др.). Испускание частиц часто сопровождается г-излучением, в частности, В- + г-излучения свойственны для распада ядер 40К, 137Cs, 140Ba, ll05Ru и др.
Радиоактивные вещества обладают радиоактивностью только до тех пор, пока в них происходят ядерные превращения. По истечении определенного времени они становятся нерадиоактивными, превращаясь в стабильные изотопы.
Для оценки продолжительности жизни радионуклида введено понятие период полураспада — время, в течение которого радиоактивность вещества (или число радиоактивных ящер) в среднем уменьшается вдвое. Период полураспада различных радионуклидов колеблется в широких пределах — от долей секунды до многих миллионов лет. Периоды полураспада некоторых радионуклидов, внесших значительный вклад в облучение населения и загрязнение территории после чернобыльской катастрофы, следующие: йод-133 —20,8 ч; йод-131 — 8,05сут; цезий-144 — 284 сут; рутений-106 — 1 год; цезий-134 — 2,1 года; цезий-137 — 30 лет; стронций-90 — 28 лет; плутоний-239 — 24 тыс. лет. Уран-238 испускает б-частицы, и период его полураспада составляет 4,5 млрд лет.