.

Ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение — потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.  К ионизирующему излучению не относят видимый свет и ультрафиолетовое излучение, которые в отдельных случаях могут ионизировать вещество. Инфракрасное излучение, излучение сантиметрового и радиодиапазонов не является ионизирующим, поскольку их энергии недостаточно для ионизации атомов и молекул в основном состоянии
Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:
    Коротковолновое электромагнитное излучение (поток фотонов высоких энергий):

  •         рентгеновское излучение;
  •         гамма-излучение.

    Потоки частиц:

  •         бета-частиц (электронов и позитронов);
  •         нейтронов;
  •         протонов, мюонов и других элементарных частиц;
  •         Ионов (осколков деления, возникающих при делении ядер), в том числе альфа-частиц.

Природные источники ионизирующего излучения:

  •     Спонтанный радиоактивный распад радионуклидов.
  •     Термоядерные реакции, например на Солнце.
  •     Индуцированные ядерные реакции в результате попадания в ядро высокоэнергетичных элементарных частиц или слияния ядер.
  •     Космические лучи.

Искусственные источники ионизирующего излучения:

  •     Искусственные радионуклиды.
  •     Ядерные реакторы.
  •     Ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение).
  •         Рентгеновский аппарат как разновидность ускорителей, генерирует тормозное рентгеновское излучение.

Наведённая радиоактивность  Многие стабильные атомы в результате облучения и соответствующей индуцированной ядерной реакции превращаются в нестабильные изотопы. В результате такого облучения стабильное вещество становится радиоактивным, причем тип вторичного ионизирующего излучения будет отличаться от первоначального облучения. Наиболее ярко такой эффект проявляется после нейтронного облучения.
Цепочка ядерных превращений  В процессе ядерного распада или синтеза возникают новые нуклиды, которые также могут быть нестабильны. В результате возникает цепочка ядерных превращений. Каждое превращение имеет свою вероятность и свой набор ионизирующих излучений. В результате интенсивность и характер излучений радиоактивного источника может значительно меняться со временем.

Измерение ионизирующих излучений  Исторически первыми датчиками ионизирующего излучения были химические светочувствительные материалы, используемые в фотографии. Ионизирующие излучения засвечивали фотопластинку, помещенную в светонепроницаемый конверт. Однако от них быстро отказались из-за длительности и затратности процесса, сложности проявки и низкой информативности.
В качестве датчиков излучения в быту и промышленности наибольшее распространение получили дозиметры на базе счётчиков Гейгера. Счетчик Гейгера - газоразрядный прибор, в котором ионизация газа излучением превращается в электрический ток между электродами. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение. Некоторые приборы снабжаются специальным фильтром, преобразующим бета-излучение в гамма-кванты за счет тормозного излучения. Счетчики Гейгера плохо селектируют излучения по энергии, для этого используют другую разновидность газоразрядного счетчика, т.н. пропорциональный счётчик. Существуют полупроводниковые датчики ионизирующего излучения. Принцип их действия аналогичен газоразрядным приборам с тем отличием, что ионизируется объем полупроводника между двумя электродами. В простейшем случае это обратносмещенный полупроводниковый диод. Для максимальной чувствительности такие детекторы имеют значительные размеры. Широкое применение в науке получили сцинтилляторы. Эти приборы преобразуют энергию излучения в видимый свет за счет поглощения излучения в специальном веществе. Вспышка света регистрируется фотоэлектронным умножителем. Сцинтилляторы хорошо разделяют излучение по энергиям. Для исследования потоков элементарных частиц применяют множество других методов, позволяющих полнее исследовать их свойства, например пузырьковая камера, камера Вильсона.
 Ионизирующее излучение – любое излучение, при воздействии с которым происходит процесс ионизации среды.Излучение делится на:

  • первичное – приходит от источника излучения
  • вторичное – излучается облучённым материалом

Ионизирующие излучения могут быть электромагнитными в виде гамма- и рентгеновского излучения, корпускулярными в виде потока частиц с массой покоя от нуля (альфа и бета излучение) Ионизирующее излучение характеризуется:

  • -полем
  • -потоком ионизирующих частиц (Фн)
  • -плотностью потока (фи-н)
  • -поток энергии (Фии)
  • -плотность потока энергии (фи-ии)
  • -перенос ионизирующих частиц (Fн)
  • -перенос энергии (Fии)

 Взаимодействие ионизирующего излучения со средой оценивается поглощённой дозой D и мощностью поглощённой дозы P  Наиболее опасным для работы устройств является гамма и рентгеновское излучение. Опасность состоит в том, что они приводят к необратимым последствиям – устройства выходят из строя. При рассмотрении ионизирующего излучения вводятся следующие понятия:

  • Радиационный эффект – это изменение значений параметров изделий и материалов в результате воздействия ионизирующего излучения.
  • Ионизационный эффект – радиационный эффект, обусловленный ионизацией и облучением атома вещества.
  • Радиационный дефект – дефекты, вызванные воздействием радиации, которые могут иметь обратимый и необратимый характер.
  • Радиационный разогрев – появление дефектов под воздействием излучения, связанное с разогревом материала.
  • При воздействии гамма излучения наблюдается увеличение носителей заряда, что влечёт к увеличению проводимости как проводников, так и диэлектриков и полупроводников.