Главная arrow Корпускулярные излучения — потоки частиц

Корпускулярные излучения — потоки частиц

Корпускулярные излучения — потоки частиц — отличаются наличием массы покоя. Заряженные частицы при взаимодействии с веществом постепенно расходуют свою энергию по мере ионизации и возбуждения атомов вплоть до полного торможения. В конце пробега, когда скорость частицы падает, возрастает плотность ионизации (так называемый пик Брэгга). Треки электронов извилисты, изломаны (за счет отталкивания электронными оболочками атомов), протонов и более тяжелых ядер — прямолинейны. Величина ЛПЭ ионизирующей частицы целиком зависит от ее скорости (энергии) и заряда и практически не зависит от ее массы или физической природы. ЛПЭ рентгеновских лучей с энергией 250 КэВ составляют 2 КэВ/мкм, гамма-лучей 60Со — 0,3 КэВ/мкм. У тяжелых заряженных частиц ЛПЭ от 100 до 2000 КэВ/мкм, а у лишенных заряда нейтронов с энергией 14 МэВ — 12 КэВ/мкм. Редкоиопизирующие излучения (рентгеновские, гамма-лучи, электроны) имеют значения ЛПЭ менее 10 КэВ/мкм, а плотноионизирующие — более этой величины.

В отличие от заряженных частиц незаряженные нейтроны легко проникают в глубь вещества. Они непосредственно не вызывают образования ионов, однако их отнесение к ионизирующей радиации правомерно: сталкиваясь с ядрами вещества, нейтроны либо отталкиваются, отскакивают от них, отдавая часть энергии (и превращая их во вторично ионизирующие частицы), либо поглощаются ядром, вызывая ядерные реакции. При упругом соударении с протонами (ядрами водорода) нейтроны отдают сразу около половины своей энергии; а с ядрами углерода, азота, кислорода и других элементов биологических тканей — лишь 10— 15 % энергии. Поэтому наилучшими поглотителями нейтронов являются вещества, содержащие много водорода,— вода, парафин (их используют для защиты от нейтронов), а протоны отдачи играют главную роль в ионизирующем действии потоков нейтронов.

Сильно замедляясь, нейтроны поглощаются ядрами вещества, превращая их в искусственно-радиоактивные ядра. В результате выброса ими протонов, альфа-частиц и гамма-квантов также развивается ионизация.

Таким образом, и при нейтронном облучении биологический эффект обусловлен ионизацией, хотя и носящей вторичный, опосредованный характер. Быстрые нейтроны, с энергией более 100 КэВ, возникают в реакции деления ядер урана-235 (и, стало быть, при ядерных взрывах и в атомных реакторах) и калифорния-252, а также в ускорителях.