Ионизирующее излучение

Природа источников

Зависимо от своего происхождения, электромагнитные волны могут возникать в двух случаях:

  1. Когда наблюдается возмущение искусственного происхождения.
  2. Регистрация излучения, идущего от естественного источника.

Что можно сказать о первых? Искусственные источники чаще всего представляют собой побочное явление, что возникает вследствие работы различных электрических приборов и механизмов. Излучение естественного происхождения генерирует магнитное поле Земли, электропроцессы в атмосфере планеты, ядерный синтез в недрах солнца. От уровня мощности источника зависит степень напряженности электромагнитного поля. Условно, излучение, что регистрируется, разделяют на низкоуровневое и высокоуровневое. В качестве первых можно привести:

  1. Практически все устройства, оборудованные ЭЛТ дисплеем (как, пример, компьютер).
  2. Различная бытовая техника, начиная от климатических систем и заканчивая утюгами;
  3. Инженерные системы, что обеспечивают подачу электроэнергии к разным объектам. В качестве примера можно привести кабель электропередач, розетки, электросчетчики.

Высокоуровневым электромагнитным излучением обладают:

  1. Линии электропередачи.
  2. Весь электротранспорт и его инфраструктура.
  3. Радио- и телевышки, а также станции мобильной и передвижной связи.
  4. Лифты и иное подъемное оборудование, где применяются электромеханические силовые установки.
  5. Приборы преобразования напряжения в сети (волны, исходящие от распределяющей подстанции или трансформатора).

Отдельно выделяют специальное оборудование, что используется в медицине и испускает жесткое излучение. В качестве примера можно привести МРТ, рентгеновские аппараты и тому подобное.

Применение ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения применяются в различных отраслях:

В технике

  • Интроскопия (в том числе для досмотра багажа и людей в аэропортах).
  • Стерилизация медицинских инструментов, расходных материалов и продуктов питания.
  • «Вечные» люминесцентные источники света широко использовались в середине XX века в циферблатах приборов, подсветке специального оборудования, ёлочных игрушках, рыболовецких поплавках и тому подобном.
  • Датчики пожара (задымления).
  • Радиоизотопные сигнализаторы обледенения
  • Агрегаты (высоковольтные блоки) системы запуска авиадвигателей
  • Датчики и счётчики предметов на принципе перекрытия предметом узкого гамма- или рентгеновского луча.
  • Некоторые виды изотопных генераторов электроэнергии. См. Бета-вольтаический элемент питания (англ.)русск..
  • Ионизация воздуха (например, для борьбы с пылью в прецизионной оптике или облегчения пробоя в автомобильных свечах зажигания).
  • Нейтронно-трансмутационное легирование полупроводников.

В медицине

См. также: Ядерная медицина, Радиотерапия и Радиохирургия

  • Для получения картины внутренних органов и скелета используются рентгенография, рентгеноскопия, компьютерная томография.
  • Для лечения опухолей и других патологических очагов используют лучевую терапию: облучение гамма-квантами, рентгеном, электронами, тяжёлыми ядерными частицами, такими как протоны, тяжёлые ионы, отрицательные π-мезоны и нейтроны разных энергий.
  • Введение в организм радиофармацевтических препаратов, как с лечебными, так и с диагностическими целями.

В аналитической химии

  • Радиоактивационный анализ путём бомбардировки нейтронами и анализа характера и спектра наведённой радиоактивности.
  • Анализ веществ с использованием спектров поглощения, испускания или рассеяния гамма- и рентгеновских лучей. См. рентгеноспектральный анализ, рентгенофлуоресцентный анализ.
  • Анализ веществ с использованием обратного рассеяния бета-частиц.

Урок 15Радиация вокруг нас

Естественные и искусственные источники ионизирующего излучения

Естественные и искусственные источники ионизирующего излучения

Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, постоянно подвергаются воздействию ионизирующего излучение, обусловленного естественным радиационным фоном.

К естественным источникам ионизирующего излучения относятся космическое излучение и естественные радиоактивные вещества, находящиеся на поверхности и в недрах Земли, в атмосфере, воде, растениях и организмах всех живых существ, населяющих на шу планету.

Источниками космического излучения являются звёздные взрывы в галактике и солнечные вспышки.

Одним из наиболее распространённых естественных источников радиации является радон. Это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха, тяжёлый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха). Он высвобождается из земной коры повсеместно. Его концентрация в закрытых помещениях обычно в 8 раз выше, чем на улице. Лучшая защита от него — хорошая вентиляция подвальных помещений и жилых комнат.

Годовая доза облучения людей естественными источниками составляет примерно 30—100 мбэр (0,03—0,1 бэр). Известны пять географических районов на нашей планете, в которых естественный радиационный фон существенно выше, чем в других. Это Бразилия, Франция, Индия, о. Ниуэ в Тихом океане и Египет. Население, проживающее в этих районах, тщательно обследовали. Однако никакой связи между повышенным уровнем радиации и биологическими нарушениями не установлено.

К искусственным источникам ионизирующего излучения относятся производства, связанные с использованием радиоактивных изотопов, атомные электростанции, транспортные и научно-исследовательские ядерно-энергетические установки, специальные военные объекты, рентгеновская техника и медицинская аппаратура лучевой терапии, бытовые излучатели. В таблице 9 приведены эффективные эквивалентные дозы облучения человека при различных видах излучений.

В зависимости от того, расположен источник излучения вне или внутри организма, различают внешнее и внутреннее облучение человека.

Внешнее облучение производят космические лучи, а также природные и искусственные излучатели, находящиеся в воздухе, в земле, стенах помещений или используемые в производственных, научных, медицинских и бытовых целях.

Существенную роль играет при этом местонахождение человека. Чем выше он находится над уровнем моря, тем сильнее его облучение, ибо толщина и плотность воздушного слоя атмосферы по мере подъёма уменьшаются, снижая её защитные свойства.

Таблица 9

Дозы облучения людей от различных естественных и техногенных источников излучения

Источники излученияЭквивалентная доза(облучение всего тела)
Просмотр передач по цветному телевизору на расстоянии от экрана около 2 м в течение 1,5 ч1 мкбэр
Ежедневный в течение года трёхчасовой просмотр цветных телепрограмм0,5 — 0,7 мбэр
Облучение за год из-за радиоактивных выбросов АЭС в районе расположения станции0,02 — 0,1 мбэр
Полёт в течение 1 ч на самолёте, летящем со скоростью меньше скорости звука0,4 — 0,7 мбэр
Полёт в течение 1 суток на орбитальном космическом корабле (без вспышек на Солнце)18 — 35 мбэр
Приём радоновой ванны1 — 100 мбэр
Флюорография0,01 — 0,05 бэр
Рентгенография грудной клетки0,01 — 0,1 бэр
Рентгеноскопия грудной клетки0,2 — 0,4 бэр
Рентгенография зубов0,003 — 0,3 бэр

Так, люди, проживающие в местности, располагающейся на уровне моря, в год получают дозу внешнего облучения в 6 раз меньшую, чем живущие на высоте 4000 м. На высоте 12 км над уровнем моря доза облучения за счёт космических лучей увеличивается примерно в 25 раз.

Внутреннее облучение зависит от радиоактивных веществ, попадающих внутрь организма человека с вдыхаемым воздухом, продуктами питания, водой. 

Вдыхаемые с аэрозолями радиоактивные газы попадают в дыхательную систему. Из неё они проникают в кровь, лимфу, желудочно-кишечный тракт и разносятся по всему организму, оседая в различных органах и тканях: костях, печени, селезёнке, щитовидной железе.

Второй путь попадания радиоактивных веществ внутрь организма человека — пищеварительный тракт. Из него эти вещества всасываются в кровь и тоже попадают в различные органы человека.

Поступление радиоактивных веществ в организм человека возможно также через открытые раны и повреждения.

Следующая страница Вопросы и задания

Как же можно обезопасить себя?

Первоначально необходимо знать, с чем приходится иметь дело. В этом поможет специальный прибор для измерения излучения. Он позволит оценить ситуацию с безопасностью. На производстве для защиты используются поглощающие экраны. Но, увы, на использование в домашних условиях они не рассчитаны. В качестве начала можно соблюдать три рекомендации:

  1. Следует пребывать на безопасном расстоянии от устройств. Для ЛЭП, теле- и радиовышек это как минимум 25 метров. С ЭЛТ мониторами и телевизорами достаточно тридцати сантиметров. Электронные часы должны быть не ближе 5 см. А радио и сотовые телефоны не рекомендуется подносить ближе, чем на 2,5 сантиметра. Подобрать место можно с помощью специального прибора – флюксметра. Допустимая доза излучения, фиксируемая ним, не должна превышать 0,2мкТл.
  2. Старайтесь сократить время, когда приходится облучаться.
  3. Всегда следует выключать неиспользуемые электроприборы. Ведь даже будучи неактивными, они продолжают испускать ЭМИ.

Световые волны

Термин «световые волны» может использоваться по-разному разными людьми. Физики склонны небрежно использовать его на одном уровне с электромагнитными. Итак, в чем разница? Электромагнитные волны (или электромагнитное излучение) представляют собой волны, создаваемые колебательными магнитными и электрическими полями, и включают радиоволны, микроволны, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Как и все волны, они несут энергию, и эта энергия может быть очень высокой интенсивности (например, электромагнитные волны, которые мы получаем от солнца).

При взгляде на спектр видимого света синим концом электромагнитного спектра является высокая частота, высокая энергия и короткая длина волны. Красный конец электромагнитного спектра представляет собой низкочастотную, малую энергию и большую длину волны. Свет — это лишь часть электромагнитного спектра, часть, которую могут видеть наши глаза. Каковы сферы применения видимого излучения, кроме той, которая позволяет человеку видеть все вокруг?

Электромагнитная безопасность[править]

Основная статья: Электромагнитная безопасность

Излучения электромагнитного диапазона при определённых уровнях могут оказывать отрицательное воздействие на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическое воздействие. На практике выделяют диапазоны магнитного поля (постоянного и квазипостоянного, импульсного), ВЧ- и СВЧ-излучений, лазерного излучения, электрического и магнитного поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования, СВЧ-излучения и др..

Влияние на живые существаправить

Существуют национальные и международные гигиенические нормативы уровней ЭМП, в зависимости от диапазона, для селитебной зоны и на рабочих местах.

Оптический диапазонправить

Существуют гигиенические нормы освещённости; также разработаны нормативы безопасности при работе с лазерным излучением.

Радиоволныправить

Допустимые уровни электромагнитного излучения (плотность потока электромагнитной энергии) отражаются в нормативах, которые устанавливают государственные компетентные органы, в зависимости от диапазона ЭМП. Эти нормы могут быть существенно различны в разных странах.
Нахождение в зоне с повышенными уровнями ЭМП в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающиеся лечению заболеваний, вплоть до раковых. В частности, корреляционный анализ показал прямую средней силы корреляцию заболеваемости злокачественными заболеваниями головного мозга с максимальной нагрузкой от ЭМИ даже от использования такого маломощного источника, как мобильные радиотелефоны.
. Эти данные не должны быть причиной для радиофобии, однако очевидна необходимость в существенном углублении сведений о действии ЭМИ на живые организмы.

В России действует СанПиН 2.2.4.1191—03 Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, а также гигиенические нормативы ГДР(ПДУ) 5803-91 (ДНАОП 0.03-3.22-91) Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10 — 60 кГц Промышленное электроснабжение 50 Гц

Допустимые уровни излучения базовых станций мобильной связи (900 и 1800 МГц, суммарный уровень от всех источников) в санитарно-селитебной зоне в некоторых странах заметно различаются:

Украина: 2,5 мкВт/кв.см. (самая жесткая санитарная норма в Европе)
Россия, Венгрия: 10 мкВт/кв.см.
США, Скандинавские страны: 100 мкВт/кв.см.

Параллельное развитие гигиенической науки в СССР и западных странах привело к формированию разных подходов к оценке действия ЭМИ. Для части стран постсоветского пространства сохраняется преимущественно нормирование в единицах плотности потока энергии (ППЭ), а для США и стран ЕС типичным является оценка удельной мощности поглощения (SAR).
«Современные представления о биологическом действии ЭМИ от мобильных радиотелефонов (МРТ) не позволяют прогнозировать все неблагоприятные последствия, многие аспекты проблемы не освещены в современной литературе и требуют дополнительных исследований. В связи с этим, согласно рекомендациям ВОЗ, целесообразно придерживаться предупредительной политики, т.е. максимально уменьшить время использования сотовой связи .», .

Проникающая неионизирующая радиацияправить

Допустимые нормативы регулируются нормами радиационной безопасности — НРБ-99.

Рентгеновское излучение — длина волны 10−8 м до 10−13 м; частоты 3 * 1016 Гц до 3 * 1030Гц. Доказано, что при превышении допустимых норм облучения излучение губительно действует на живые клетки.

Существует административные и контролирующие органы — инспекция по радиосвязи (в Украине, например, Укрчастотнадзор), которая регулирует распределение частотных диапазонов для различных пользователей, соблюдение выделенных диапазонов, отслеживает незаконное пользование радиоэфиром.

Источники электромагнитного излучения.

Несмотря на физические различия, во всех источниках электромагнитного излучения, будь то радиоактивное вещество, лампа накаливания или телевизионный передатчик, это излучение возбуждается движущимися с ускорением электрическими зарядами. Различают два основных типа источников. В «микроскопических» источниках заряженные частицы скачками переходят с одного энергетического уровня на другой внутри атомов или молекул. Излучатели такого типа испускают гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное, а в некоторых случаях и еще более длинноволновое излучение (примером последнего может служить линия в спектре водорода, соответствующая длине волны 21 см, играющая важную роль в радиоастрономии). Источники второго типа можно назвать макроскопическими. В них свободные электроны проводников совершают синхронные периодические колебания. Электрическая система может иметь самые разнообразные конфигурации и размеры. Системы такого типа генерируют излучение в диапазоне от миллиметровых до самых длинных волн (в линиях электропередачи).

Гамма-лучи испускаются самопроизвольно при распаде ядер атомов радиоактивных веществ, например радия. При этом происходят сложные процессы изменения структуры ядра, связанные с движением зарядов. Генерируемая частота f определяется разностью энергий E1 и E2 двух состояний ядра: f = (E1E2)/h, где h – постоянная Планка.См. также ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ.

Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке в вакууме поверхности металлического анода (антикатода) электронами, обладающими большими скоростями. Быстро замедляясь в материале анода, эти электроны испускают так называемое тормозное излучение, имеющее непрерывный спектр, а происходящая в результате электронной бомбардировки перестройка внутренней структуры атомов анода, в результате которой атомные электроны переходят в состояние с меньшей энергией, сопровождается испусканием так называемого характеристического излучения, частоты которого определяются материалом анода.

Такие же электронные переходы в атоме дают ультрафиолетовое и видимое световое излучение. Что же касается инфракрасного излучения, то оно обычно является результатом изменений, мало затрагивающих электронную структуру и связанных преимущественно с изменениями амплитуды колебаний и вращательного момента импульса молекулы.

В генераторах электрических колебаний имеется «колебательный контур» того или иного типа, в котором электроны совершают вынужденные колебания с частотой, зависящей от его конструкции и размеров. Наиболее высокие частоты, соответствующие миллиметровым и сантиметровым волнам, генерируются клистронами и магнетронами – электровакуумными приборами с металлическими объемными резонаторами, колебания в которых возбуждаются токами электронов. В генераторах более низких частот колебательный контур состоит из катушки индуктивности (индуктивность L) и конденсатора (емкость C) и возбуждается ламповой или транзисторной схемой. Собственная частота такого контура, которая при малом затухании близка к резонансной, дается выражением .

Переменные поля очень низких частот, используемые для передачи электрической энергии, создаются электромашинными генераторами тока, в которых роторы, несущие проволочные обмотки, вращаются между полюсами магнитов.

Фотоны и квантовая теория.

На рубеже 19 и 20 вв., когда казалось, что исчерпывающая теория электромагнитного излучения, наконец, построена, природа преподнесла очередной сюрприз: оказалось, что помимо волновых свойств, описываемых теорией Максвелла, излучение проявляет также свойства частиц, причем тем сильнее, чем короче длина волны. Особенно ярко эти свойства проявляются в явлении фотоэффекта (выбивания электронов из поверхности металла под действием света), открытого в 1887 Г.Герцем. Оказалось, что энергия каждого выбитого электрона зависит от частоты n падающего света, но не от его интенсивности. Это свидетельствует о том, что энергия, связанная со световой волной, передается дискретными порциями – квантами. Если увеличивать интенсивность падающего света, то растет число выбитых в единицу времени электронов, но не энергия каждого из них. Иными словами, излучение передает энергию определенными минимальными порциями – как бы частицами света, которые были названы фотонами. Фотон не имеет ни массы покоя, ни заряда, но обладает спином, а также импульсом, равным hn/c, и энергией, равной hn; он перемещается в свободном пространстве с постоянной скоростью c.

Каким же образом электромагнитное излучение может иметь все свойства волн, проявляющиеся в интерференции и дифракции, но вести себя как поток частиц в случае фотоэффекта? В настоящее время наиболее удовлетворительное объяснение этой двойственности можно найти в сложном формализме квантовой электродинамики. Но и эта изощренная теория имеет свои трудности, а ее математическая непротиворечивость вызывает сомнения.См. также МОМЕНТЫ АТОМОВ И ЯДЕР; ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ; ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА; ВЕКТОР.

К счастью, в макроскопических задачах излучения и приема миллиметровых и более длинных электромагнитных волн квантовомеханические эффекты обычно не имеют существенного значения. Число фотонов, излучаемых, например, симметричной вибраторной антенной, столь велико, а энергия, переносимая каждым из них, столь мала, что можно забыть о дискретных квантах и считать, что испускание излучения – непрерывный процесс.

Характеристики электромагнитного излучения

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Длина волны прямо связана с частотой через (групповую) скорость распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и .

Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения в целом занимается электродинамика, хотя свойствами излучения отдельных областей спектра занимаются определённые более специализированные разделы физики (отчасти так сложилось исторически, отчасти обусловлено существенной конкретной спецификой, особенно в отношении взаимодействия излучения разных диапазонов с веществом, отчасти также спецификой прикладных задач). К таким более специализированным разделам относятся оптика (и её разделы) и радиофизика. Жёстким электромагнитным излучением коротковолнового конца спектра занимается физика высоких энергий; в соответствии с современными представлениями (см. Стандартная модель), при высоких энергиях электродинамика перестаёт быть самостоятельной, объединяясь в одной теории со слабыми взаимодействиями, а затем — при ещё более высоких энергиях — как ожидается — со всеми остальными калибровочными полями.

Существуют различающиеся в деталях и степени общности теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной из завершённых и проверенных теорий такого рода является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Для описания относительно низкочастотного электромагнитного излучения в макроскопической области используют, как правило, классическую электродинамику, основанную на уравнениях Максвелла, причём существуют упрощения в прикладных применениях. Для оптического излучения (вплоть до рентгеновского диапазона) применяют оптику (в частности, волновую оптику, когда размеры некоторых частей оптической системы близки к длинам волн; квантовую оптику, когда существенны процессы поглощения, излучения и рассеяния фотонов; геометрическую оптику — предельный случай волновой оптики, когда длиной волны излучения можно пренебречь). Гамма-излучение чаще всего является предметом ядерной физики, с других — медицинских и биологических — позиций изучается воздействие электромагнитного излучения в радиологии. Существует также ряд областей — фундаментальных и прикладных — таких, как астрофизика, фотохимия, биология фотосинтеза и зрительного восприятия, ряд областей спектрального анализа, для которых электромагнитное излучение (чаще всего — определенного диапазона) и его взаимодействие с веществом играют ключевую роль. Все эти области граничат и даже пересекаются с описанными выше разделами физики.

Некоторые особенности электромагнитных волн c точки зрения теории колебаний и понятий электродинамики:

наличие трёх взаимно перпендикулярных (в вакууме) векторов: волнового вектора, вектора напряжённости электрического поля E и вектора напряжённости магнитного поля H.

Виды энергии:
Механическая Потенциальная Кинетическая
‹› Внутренняя
Электромагнитная Электрическая Магнитная
Химическая
Ядерная
G{\displaystyle G} Гравитационная
∅{\displaystyle \emptyset } Вакуума
Гипотетические:
Тёмная
См.также:Закон сохранения энергии

электромагнитные волны в свободном пространстве — это поперечные волны, в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приёмнику в том числе и через вакуум.

Воздействие ЭМИ на организм человека

Организм человека реагирует как на изменение естественного геомагнитного поля, так и на воздействие электромагнитных излучений от многочисленных и разнообразных техногенных источников. Реакция организма может варьироваться как по мере увеличения, так и снижения воздействия ЭМИ, в ряде случаев приводя к выраженным изменениям в состоянии здоровья и генетическим последствиям.

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитного поля (ЭМП) во всех частотных диапазонах. Биологические эффекты воздействия ЭМП на организм человека зависят от частоты и длины волны излучения, интенсивности ЭМП, продолжительности и периодичности облучения, комбинированного и суммарного воздействия ЭМП и других факторов. Сочетание обозначенных параметров может давать существенно различающиеся последствия в реакции организма.

Не менее важна локализация воздействия — общая или местная, так как при общем воздействии риск проявления негативных последствий выше. Например, воздействие от ЛЭП — общее на весь организм, а воздействие от сотового телефона — местное (на определенные участки тела человека).

Эффект взаимодействия ЭМП с биологической средой находится в зависимости от дозы облучения. В его основе лежит преобразование энергии поля в тепло; механизм, осуществляющий такое преобразование, вызывает вращение (перемещение) молекул. Это приводит к возникновению различных негативных явлений в организме.

Следует отметить, что наш организм ежедневно подвергается действию нескольких различных электромагнитных полей одновременно или последовательно.

Такое воздействие сказывается прежде всего на нервной, иммунной, эндокринной и репродуктивной системах, изменения функций которых предполагают неблагоприятные последствия для организма.

Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания.

Особо опасными ЭМП могут быть для детей, беременных (в частности, для эмбриона), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечнососудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом. В настоящее время специалистами США, Швеции, Дании проведен ряд исследований в пределах 150 м от подстанций, трансформаторов, электрических линий железных дорог и ЛЭП, которые показали, что при длительном воздействии ЭМП риск развития раковых заболеваний у детей, в особенности детской лейкемии, возрастает почти в 4 раза.

Природа ионизирующего излучения

Ядерные процессы
Радиоактивный распад

  • Альфа-распад
  • Бета-распад
  • Кластерный распад
  • Двойной бета-распад
  • Электронный захват
  • Двойной электронный захват
  • Гамма-излучение
  • Внутренняя конверсия
  • Изомерный переход
  • Нейтронный распад
  • Позитронный распад
  • Протонный распад
  • Спонтанное деление
  • Термоядерная реакция

    • Протон-протонный цикл
    • CNO-цикл
    • Ядерное горение дейтерия
    • Ядерное горение лития
    • Тройная гелиевая реакция
    • Гелиевая вспышка
    • Ядерное горение углерода
    • Углеродная детонация
    • Ядерное горение кислорода
    • Ядерное горение неона
    • Ядерное горение кремния
  • Нейтронный захват

    • r-процесс
    • s-процесс
  • Захват протонов:
    • p-процесс
    • rp-процесс
  • Нейтронизация
  • Реакции скалывания
  • Взрывной нуклеосинтез

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, в том числе альфа-частиц, осколков деления (возникающих при делении ядер), кластеров (лёгких ядер, испускаемых при кластерном распаде).

Различные типы световых волн

Радиоволны находятся на красном конце электромагнитного спектра. Красный конец также является наименьшей энергией, самой низкой частотой и самой большой длиной волны. Радиоволны в основном используются в коммуникациях, для передачи сигналов от одного места к другому. Радиостанции используют радиоволны, как и сотовые телефоны, телевизоры и беспроводные сети. Из-за большой длины волны радиоволн они могут отскочить от ионосферы Земли, позволяя радиостанциям передавать свои радиопередачи на большие расстояния, не находясь в прямой видимости всех своих слушателей.

Микроволны являются ближайшими к красному концу спектра. Вероятно, вы можете догадаться, что микроволны используются в наших кухонных микроволновках для приготовления пищи. Они имеют достаточно высокую энергию, чтобы увеличить движение молекул в вашей пище, не ионизируя атомы

Это важно, потому что это означает, что пища будет только нагреваться, – ее химический состав останется прежним

Инфракрасный имеет длину волны немного больше, чем наши глаза могут обнаружить. Тело человека имеет температуру, которая производит излучение в этой части спектра, и поэтому инфракрасные детекторы могут использоваться как камеры ночного видения. ИК-порт также используется пультом дистанционного управления для отправки сигналов на телевизоры и другое аудио- или видеооборудование.

Видимый свет – это часть электромагнитного спектра, который наши глаза могут обнаружить, и та часть, с которой мы больше всего знакомы в нашей повседневной жизни. Он считается находящимся в «середине» электромагнитного спектра, хотя это довольно произвольно.

Ультрафиолет (часто сокращается до УФ) направляется в синюю сторону электромагнитного спектра, который является высокоэнергетической и более короткой волновой стороной. Ультрафиолетовое излучение слишком короткое в длине волны, чтобы наши глаза могли его обнаружить. УФ-волны являются достаточно высокой энергией, поэтому они способны ионизировать атомы, разрушая молекулярные связи и даже молекулы ДНК. По этой причине УФ вызывает солнечный ожог и даже рак кожи. Большинство вредных ультрафиолетовых волн Солнца поглощается атмосферой (особенно азотом) и озоновым слоем, но достаточно большая его часть попадает на землю. Поэтому стоит быть осторожными и использовать солнцезащитный крем и солнечные очки.

Рентгеновское излучение имеет очень высокую энергию и подобно УФ может ионизировать атомы в теле и наносить урон. Однако на правильных длинах волн и в правильных количествах их можно использовать безопасно, не повреждая ткани тела, чтобы создать, например, снимки грудной клетки. Также рентгеновские телескопы полезны при исследовании астрофизики.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector