Тест по физике Радиоактивность 9 класс
Тест по физике Радиоактивность, Модели атомов для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.
1. Кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности?
1) Д. Томсон
2) Э. Резерфорд
3) А. Беккерель
4) А. Эйнштейн
2. α-излучение — это
1) поток ядер гелия
2) поток отрицательных частиц
3) поток нейтральных частиц
4) среди ответов нет правильного
3. β-излучение — это
1) поток положительных частиц
2) поток электронов
3) поток нейтральных частиц
4) среди ответов нет правильного
4. γ-излучение — это
1) поток положительных частиц
2) поток отрицательных частиц
3) поток фотонов высокой энергии
4) среди ответов нет правильного
5. Что представляет собой а-излучение?
1) Поток ядер гелия
2) Поток протонов
3) Поток электронов
4) Электромагнитные волны большой частоты
6. Что представляет собой β-излучение?
1) Вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции
2) Поток нейтронов, образующихся в цепной реакции
3) Электромагнитные волны
4) Поток электронов
7. Что представляет собой γ-излучение?
1) Поток ядер гелия
2) Поток протонов
3) Поток электронов
4) Электромагнитные волны большой частоты
8. «Атом представляет собой шар, по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд. Внутри этого шара находятся электроны. Каждый электрон может совершать колебательные движения. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электронов, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю». Кто из ученых предложил такую модель строения атома?
1) Д. Томсон
2) Э. Резерфорд
3) А. Беккерель
4) А. Эйнштейн
9. Планетарная модель атома обоснована
1) расчетами движения небесных тел
2) опытами по электризации
3) опытами по рассеянию α-частиц
4) фотографиями атомов в микроскопе
10. Модель атома Резерфорда описывает атом как
1) однородное электрически нейтральное тело очень малого размера
2) шар из протонов, окруженный слоем электронов
3) сплошной однородный положительно заряженный шар с вкраплениями электронов
4) положительно заряженное малое ядро, вокруг которого движутся электроны
Ответы на тест по физике Радиоактивность, Модели атомов
1-3
2-1
3-2
4-3
5-1
6-4
7-4
8-1
9-3
10-4
Альфа-излучение: характеристики, меры защиты и польза
Удивительно, но на планете любое вещество имеет радиоактивный фон. Альфа-излучение представляет собой поток тяжелых и положительно заряженных нейтронов и протонов. Специалисты продолжают искать возможности использования нуклидов радиации в медицинской сфере и с успехом лечат с их помощью некоторые онкологические недуги. Но эти частички требуют крайне осторожного обращения, потому что они характеризуются высочайшей биоактивностью.
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:
Характерные свойства
Альфа-лучи представляют собой последствие воздействия электромагнитного или магнитного поля на радиоактивное вещество. Мощность облучения зависит от радиоактивного вещества, которое использовалось для его получения. К примеру, у урана энергия альфа-лучей достигает 4,6 МэВ. При этом пробег (начальная скорость) альфа частицы достигает 15 000 км/с. По мере продвижения лучей в пространстве их частицы движутся все медленнее и в итоге сравниваются со скоростью молекул вещества. После торможения, положительно заряженные частички затягивают к себе электрон и формируют атом гелия.
Энергия излучения расходуется на получение ионов из атома. Его лучи, продвигаясь даже на 10 мм в воздухе, формируют около 30 000 пар ионов. Именно из-за способности к ионизации альфа-лучи в окружающей среде распространяются не больше чем на 11 см. А в твердых веществах излучение углубляется лишь на сотую долю миллиметра. При этом радионуклиды плутония и урана почти не могут перемещаться по тканям организма человека. Обыкновенная майка или бумажный лист — это непреодолимые препятствия для них.
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.
Способы защиты
Результаты многочисленных исследований говорят о том, что внешнее воздействие этой разновидности излучения неопасно. Но, оказавшись в организме вместе с питательными продуктами, жидкостью или через поврежденный эпидермис, частицы могут стать причиной существенной интоксикацией. Мощная ионизация, наличие кислорода и водорода в составе лучей могут привести к опасным патологическим изменениям и сбоям.
Чтобы обезопасить себя, нужно просто отдалиться от источника излучения на 20−40 сантиметров. Как правило, этой меры предосторожности более чем достаточно.
Если говорить о внутреннем облучении, то здесь меры безопасности необходимо усилить. Человек, который находится в районе массового поражения, обязательно должен иметь при себе следующие защитные средства:
Помимо этого, для выведения продуктов распада излучения из организма следует потреблять рыбу, бобовые, капусту, цитрусовые и иные продукты, содержащие витамины С и В. Также быстрому выведению радиоактивных нуклидов способствует употребление в пищу топинамбура.
Примечательно, что незначительная проникающая способность альфа-частиц не дает возможности выявить радиацию с помощью обыкновенных дозиметров. Для этой цели применяют счетчик Гейгера, который сообщает об опасности соответствующим пощелкиванием.
Польза изотопов излучения
Тщательное исследование химических и физических свойств этой разновидности облучения дало понять, что оно может быть не только вредно, но и достаточно полезно. Терапия с применением альфа-частичек позволяет эффективно бороться с большим количеством недугов в сочетании с основным лечением медикаментозными препаратами. Для организма могут быть полезны изотопы, получаемые из частичек: торон и радон. В медицине существует несколько разных процедур, при которых используются эти изотопы:
Невзирая на агрессивное поведение радиоактивных нуклидов альфа-лучей, специалисты считают, что именно этот вид облучения более безопасно и эффективно используется в медицине. При этом сеансов для ликвидации клеток рака потребуется гораздо меньше, нежели при терапии с помощью бета-лучей, потому что альфа-излучение оказывает непосредственное воздействие на очаг проблемы. Альфа-лечение используется для борьбы со следующими патологиями:
Помимо этого, альфа-терапия показывает неплохую эффективность при приступах паники и неврозах, потому что характеризуется успокаивающим эффектом, притупляет болезненные ощущения и снимает усталость.
Под «радиацией» понимают любые разновидности излучений, существующих в природе. Радиоволны, солнечный свет, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение – это тоже радиация. Нейтронное, альфа-, бета-, гамма-излучения обладают наибольшей опасностью.
Что такое радиоактивность в физике
Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.
Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.
Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.
Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.
В физике существуют такие виды радиоактивного распада:
α-распад с выделением α-частицы;
β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;
бесконтрольное деление ядра на осколки.
Альфа-излучение
Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд. Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия.
Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок.
Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.
Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.
Бета-излучение
Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом). Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.
Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани.
Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.
Гамма-излучение
Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.
переходе его из возбужденного состояния в стабильное;
аннигиляции электрона и позитрона.
Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью.
Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования.
Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.
Нейтронное излучение
Оно являет собой поток нейтронов, без заряда, не имеющих ионизирующего воздействия. Проявляется в результате рассеивания на атомных ядрах вещества.
Вещества, облученные нейтронами, могут обретать радиоактивные характеристики. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.
Нейтроны отличаются наибольшей проникающей характеристикой. От них можно защититься материалами, содержащими атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов губительно для всего живого в радиусе 2,5 км.
Рентгеновское излучение
Оно имеет внеядерное происхождение. Его источник – рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или в результате переходов в электронных оболочках атомов.
Рентгеновская трубка имеет катод и анод. При нагревании катода происходит излучение электронов. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая скорость. Вследствие этого и возникают рентген-лучи.
Рентген-излучение, проходящее сквозь вещество, рассеиваются либо поглощается. Это их свойство используется в медицине.
Какое излучение самое опасное
Наиболее опасным является излучение нейтронов. Оно может пройти толщину вещества до 10 см. Приблизившись к ядру, нейтрон только отклоняется. А при столкновении с протоном нейтрон передает ему половину внутренней энергии, и последний увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.
Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. От наведенной нейтронной радиации нельзя избавиться.
Второе место в рейтинге опасности – гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью.
В природе существует много разновидностей радиационного излучения. Не каждое их них опасно для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, можно защитить себя от вредных лучей.
Тест с ответами: “Радиоактивность”
1. Обладают ли γ-лучи зарядом?
а) да
б) нет+
в) иногда
2. Определите верный ответ – все радиоактивные излучения отклоняются магнитным полем:
а) да
б) зависит от ситуации
в) нет +
3. Отметьте верный вариант – опыт Резерфорда по исследованию состава радиоактивного излучения заключался в разделении излучения магнитным полем:
а) нет
б) да +
в) нет правильного ответа
4. Отметьте, как классифицируется авария на РОО, при которой произошёл значительный выброс радиоактивных веществ и требуется эвакуация населения в радиусе 25 км:
а) Авария с риском для окружающей среды
б) Серьёзное происшествие
в) Тяжёлая авария +
г) Глобальная авария
5. Что такое α-излучение?
а) поток отрицательных частиц
б) поток нейтральных частиц
в) поток ядер гелия +
6. Определите, что такое β-излучение:
а) поток нейтральных частиц
б) поток электронов +
в) поток положительных частиц
7. Отметьте, что такое γ-излучение:
а) поток положительных частиц
б) поток отрицательных частиц
в) поток фотонов высокой энергии +
8. Радиационная авария это:
а) Это выброс радиоактивных веществ в окружающую среду
б) Это нарушение деятельности какого-либо РОО
в) Это авария на радиационно опасном объекте, которая приводит к выбросу или выходу радиоактивных продуктов или появлению ионизирующих излучений в количествах, превышающих установленные нормы для данного объекта +
9. Новый элемент в результате β-распада занял место в таблице Менделеева:
а) На две клетки правее.
б) На две клетки левее.
в) На одну клетку правее. +
г) На одну клетку левее.
10. Найдите правильный ответ – если ядро испускает α-частицы, его масса уменьшается на 4 а.е.м., заряд увеличивается на 2е:
а) да
б) нет +
в) заряд уменьшается
11. Верно ли, что радиоактивные превращения сопровождаются выделением значительной энергии:
а) да +
б) нет
в) иногда
12. Выберите ученого, который впервые открыл явление радиоактивности:
а) Эйнштейн
б) Беккерель +
в) Резерфорд
13. Данное вещество не является радиоактивным:
а) Уран
б) Плутоний
в) Радон
г) Аргон +
14. Правильно расположите виды аварий по степени тяжести, начиная с наиболее тяжкого:
1) Тяжёлая авария
2) Авария с риском для окружающей среды
3) Серьёзное происшествие
4) Глобальная авария
а) 2341+
б) 1432
в) 3214
15. Период полураспада характеризует:
а) Время снижения активности радиоактивных излучений в два раза +
б) Периодичность, с которой распадается радиоактивное вещество
в) Время, за которое естественный радиационный фон уменьшается вдвое
16. Отметьте, что из данного не является РОО:
а) Места утилизации кораблей ВМФ
б) Предприятия нефтедобывающей промышленности +
в) Предприятия по добыче урана
г) Исследовательские ядерные реакторы
17. Какое количество электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, у которого ядро состоит из 6 протонов и 8 нейтронов:
а) 6 +
б) 8
в) 2
г) 14
19. Частица Х образуется в результате реакции Li + _________.
а) гамма-квант
б) электрон
в) позитрон
г) нейтрон+
20. “Атом представляет собой шар, по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд. Внутри этого шара находятся электроны. Каждый электрон может совершать колебательные движения. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электронов, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю”. Предложил такую модель строения атома:
а) Резерфорд
б) Эйнштейн
в) Томсон +
21. Планетарная модель атома обоснована такими опытами:
а) опытами по рассеянию α-частиц +
б) опытами по электризации
22. Выберите, как описывает атом модель атома Резерфорда:
а) однородное электрически нейтральное тело очень малого размера
б) положительно заряженное малое ядро, вокруг которого движутся электроны +
в) сплошной однородный положительно заряженный шар с вкраплениями электронов
23. Определите, что такое массовое число:
а) число протонов в ядре
б) число нейтронов в ядре
в) число электронов в электронной оболочке
г) число нуклонов в ядре+
24. Верно ли следующее утверждение – действие магнитного поля на составляющие радиоактивного излучения обусловлено силой Лоренца:
а) нет
б) да +
в) периодически
25. Верно ли следующее – в процессе радиоактивного распада сохраняется заряд и массовое число:
а) да +
б) нет
в) зависит от ситуации
26. Верно ли следующее утверждение – если ядро испускает β-частицу, его масса не изменяется, заряд увеличивается на 1е:
а) иногда
б) нет
в) да +
27. Определите, какой заряд имеют α-частица, β-частица:
а) α-частица – отрицательный, β-частица – положительный.
б) α- и β-частицы – положительный.
в) α-частица – положительный, β-частица – отрицательный.+
28. Что такое α-излучение?
а) Поток электронов
б) Поток ядер атомов гелия +
в) Излучение квантов энергии
29. Найдите правильный ответ – тот факт, что при радиоактивных превращениях из атомов одних веществ образуются атомы других веществ, является доказательством того, что радиоактивные превращения претерпевают:
а) Ядра атомов) +
б) Электронные оболочки.
в) Кристаллы.
30. Как с древнегреческого переводится слово “атом”?
а) Маленький
б) Неделимый +
в) Простой
Лекция 1. Предмет и задачи сельскохозяйственной радиологии
3. Характеристика ионизирующих излучений
Все виды ИИ по природе принято делить на 2 группы:
1) корпускулярные (от лат. corpusculum – «тельце»);
2) волновые (электромагнитные).
Корпускулярные излучения представляют собой потоки лучей определенной массы, создаваемых элементарными и атомными частицами. Большинство этих лучей имеет электрический заряд, массу покоя и скорость распространения. Выделяют 3 группы корпускулярных излучений. Рассмотрим их подробнее.
a (альфа) — излучение. Это излучение создается альфа-частицами, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов, прочно связанных между собой. Масса a-частицы составляет 4,003 атомных единиц массы (а.е.м.), а её заряд равен двум положительным элементарным единицам. При вылете из ядер одного и того же радиоизотопа все альфа-частицы имеют одинаковую энергию. Скорость их движения составляет от 0,05 до 0,08 скорости света, т. е. 14-20,6 тыс. км в секунду.
Вследствие положительного заряда и относительно невысокой скорости a-частицы весьма интенсивно взаимодействуют с электронами поглощающего материала; быстро расходуя свою энергию. При этом они успевают пройти очень небольшое расстояние и обладают самой высокой степенью линейной, удельной и объемной ионизации различных сред и веществ. Так, в воздухе на своем коротком пути движения одна альфа-частица приводит к образованию от 116 до 254 тыс. пар ионов. В воздухе a- частицы имеют путь пробега от 2,5 до 11 см, а в мягких тканях живых организмов – всего лишь 30-130 микрон в зависимости от своей энергии.
Поток альфа-частиц легко остановит даже лист бумаги. Поэтому обладающие самой большой энергией альфа-частицы не могут проникнуть сквозь огрубевшие верхние слои клеток кожи. Однако, альфа-излучение гораздо опаснее, когда его источники находятся внутри организма.
Кроме a-частиц, представляющих собой ядра гелия, существуют альфа-лучи, создаваемые дейтронами — ядрами дейтерия Н 2 (одного из изотопов водорода). Такое ядро состоит из одного протона и нейтрона, а сама частица при одинарном положительном заряде имеет массу, равную приблизительно двум атомным единицам массы.
b (бета) — излучение. По знаку может быть положительным и отрицательным. В первом случае оно создается потоком позитронов, а во втором – электронов.
В отличие от альфа-излучения бета-частицы одного и того же радиоизотопа обладают разным уровнем энергии. Скорость, с которой они движутся в пространстве, колеблется от 10 до 28,9 тыс. км в секунду (0,029-0,099 скорости света).
Вследствие большей скорости проникающая способность b-частиц выше, чем у альфа. В воздухе она составляет около 10 м, а в мягких тканях — до 10 мм и более.
Поток нейтрально заряженных частиц (нейтронов) представляет собой третью группу корпускулярных излучений. Оно возникает при превращении ядер одних химических элементов в другие. Нейтроны – это элементарные частицы, не имеющие заряда, и массой, практически равной массе протонов.
Лучи, создаваемые этими частицами, обладают сравнительно высоким коэффициентом ионизации, уступающим только a-лучам. В связи с отсутствием у нейтронов электрического заряда они проходят в веществе без взаимодействий сравнительно большие расстояния, измеряемые сантиметрами. Нейтроны сталкиваются, главным образом, с ядрами атомов различных веществ.
Явления, происходящие при взаимодействии нейтронов с ядрами, зависят от кинетической энергии нейтронов. Поэтому обычно нейтроны делят на отдельные энергетические группы — тепловые, медленные и быстрые нейтроны. Границы этих энергетических групп условны.
При взаимодействии с ядрами тяжелых элементов нейтроны могут вызывать реакции деления. Однако для живой материи, состоящей преимущественно из атомов легких элементов, эти реакции несущественны.
Таким образом, все заряженные частицы в результате их электростатического взаимодействия с электронами облучаемого вещества приводят к непосредственной прямой ионизации его атомов и молекул. Это взаимодействие тем эффективнее, чем больше порядковый номер вещества-поглотителя.
Второй вид ИИ представлен различными группами волновых (электромагнитных) лучей, которые распространяются в пространстве в виде колебаний электромагнитных полей. Характерным их свойством является постоянная скорость распространения в вакууме, равная скорости света (около 300 тыс. км в сек). Имея сходную природу образования, эти излучения отличаются между собой условиями образования, длиной волны, частоты колебания и энергией. При этом, чем меньше длина волны и больше частота колебания, тем больше энергия и проникающая способность электромагнитного ионизирующего излучения.
Ионизирующим эффектом из различных волновых излучений обладают рентгеновские и гамма-лучи, а также дальний («жесткий») ультрафиолет.
Наибольшее значение для всех живых организмов, населяющих Землю, имеют гамма-лучи. Это коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны менее 10 — 10 см, возникающее при распаде радиоактивных ядер и элементарных частиц и взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом.
По своей сути эти лучи представляют собой кванты, то есть порции электрических магнитных колебаний, имеющих наименьшую длину волны и наибольшую частоту колебания с другими видами волновых излучений.
В межзвёздном пространстве γ-излучение может возникать в результате соударений квантов более мягкого длинноволнового электромагнитного излучения, например света, с электронами, ускоренными магнитными полями космических объектов. При этом быстрый электрон передаёт свою энергию электромагнитному излучению и видимый свет превращается в более жёсткое гамма-излучение.
Гамма-кванты являются электрически нейтральными, не отклоняются в магнитном поле, не имеют массы покоя и не вызывают прямой ионизации.
При прохождении среды они способны выбивать электроны с оболочек атомов, передавая им часть или всю свою энергию. Эти выбитые электроны (b-лучи) и производят эффект вторичной ионизации. Гамма-лучи отличаются очень высокой скоростью прохождения различных сред на довольно большие расстояния. Так, в воздухе путь их пробега равен 100-120 м, а в мягких тканях животных и человека — до 0,5 м и более.
При прохождении через вещество гамма-кванты взаимодействуют с атомами, электронами и ядрами, в результате их интенсивность уменьшается. В области энергий до 10 МэВ и более существенными процессами являются эффект Комптона (комптон-эффект), образование электрон-позитронных пар и фотоэффект.
При комптон-эффекте происходит рассеяние γ-кванта на одном из электронов, слабо связанных в атоме, В отличие от фотоэффекта, при этом взаимодействии γ-квант не исчезает, а лишь изменяет энергию (длину волны) и направление своего распространения. Узкий пучок гамма-лучей в результате комптон-эффекта становится более широким, а само излучение — более мягким (длинноволновым).
Если же энергия γ-кванта превышает 10 МэВ, становится возможным процесс образования электрон-позитронных пар в электрическом поле ядер. В свою очередь противоположный процесс аннигиляции электрон-позитронной пары является источником гамма-излучения.
Рентгеновские (X) лучи — это невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны 10 —5 — 10 2 нм. Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом. Когда электроны соударяются с атомами какого-либо вещества, они быстро теряют свою кинетическую энергию. При этом большая ее часть переходит в тепло, а небольшая доля, обычно менее 1%, преобразуется в энергию рентгеновского излучения. Эта энергия высвобождается в форме квантов – частиц, называемых фотонами, которые обладают энергией, но масса покоя которых равна нулю.
Вредное биологическое действие рентгеновского излучения обнаружилось вскоре после его открытия Рентгеном. Оказалось, что новое излучение может вызвать что-то вроде сильного солнечного ожога (эритему), сопровождающегося, однако, более глубоким и стойким повреждением кожи. Появлявшиеся при этом язвы нередко переходили в рак. Во многих случаях приходилось ампутировать пальцы или руки. Случались также и летальные исходы. Было установлено, что поражения кожи можно избежать, уменьшив время и дозу облучения, применяя экранировку (например, свинец) и средства дистанционного управления.
Ультрафиолетовое (UV) излучение. Вся область ультрафиолетового излучения условно делится на ближнюю (200-400 нм) и дальнюю (вакуумную) (10-200 нм). Последнее название обусловлено тем, что излучение этого диапазона сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.
UV— радиация находится в конце видимого фиолетового спектра, имеет длину волн короче 400 нм и подразделяется на:
1). UVA (320-400 нм), которая не вызывает покраснения или ожога кожи после чрезмерного воздействия;
2). UVB (280-320 нм) — этот подвид является основным в естественном солнечном свете, и именно он обусловливает острые и хронические повреждения кожи. UVB-радиация (спектр загара) является с биологической точки зрения наиболее опасной и требующей особого внимания;
3). UVC (100-280 нм), воздействию этих лучей кожа человека подвергается редко, поскольку они полностью рассеиваются в атмосфере.
Естественный солнечный свет является наиболее распространенным источником UVB— радиации. Слой озона в стратосфере, лежащий на высоте примерно от 15 до 30 км над уровнем моря, играет наиболее важную роль в защите от вредного воздействия ультрафиолета на здоровье. Озон поглощает большую часть УФ-радиации, излучаемой солнцем и вредной для человека.
Искусственные источники ультрафиолетовой радиации включают в себя флуоресцентные лампы, которые вырабатывают в основном UVA-лучи и используются в качестве ламп для загара в соляриях, а также для диагностики и терапии в дерматологии.
Нетрудно заметить, что для a-, b- и g-излучений наблюдается простая закономерность: чем выше ионизирующая способность излучения, тем ниже способность проникающая. Это вовсе не случайно: при взаимодействии этих излучений с веществом основная часть энергии расходуется именно на ионизацию.
Итак, ионизирующие излучения представляют собой потоки частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению его атомов или молекул. Это электроны, позитроны, протоны, нейтроны и другие элементарные частицы, а также атомные ядра и электромагнитное излучение гамма, рентгеновского и оптического диапазонов.
В случае воздействия нейтрального излучения (X-, γ-кванты и нейтроны) ионизацию осуществляют вторичные заряженные частицы, образующиеся при взаимодействии излучения с веществом. Это — электроны и позитроны (в случае воздействия Х- и γ-квантов) и протоны (в случае бомбардировки ядер нейтронами).