Что такое альфа-излучение

Существует несколько типов радиационного излучения. При проведении экспериментов с радиоактивными частицами луч распадается на 3 части. Составляющее с минимальным отклонением называется альфа-излучением. Несмотря на слабую проникающую способность, лучи могут нанести вред живым организмам.

Что такое Альфа-излучение.

Что такое альфа-излучение и особенности

Чтобы понять, что такое альфа-радиация, нужно изучить особенности этого излучения.

Поток состоит из частиц, обладающих такими свойствами:

1. Достаточно низкая стартовая скорость. Большая относительная масса негативно снижает способность частиц к движению.
2. Способность к созданию 200000 пар ионов в 1 см³ вещества. Подобное возможно при соблюдении некоторых условий: отсутствие преград на пути движения, средняя температура воздуха +15°С, нормальное атмосферное давление.
3. Небольшая продолжительность жизни. Связано это с тем, что ионизация требует больших энергетических затрат. При снижении скорости перемещения ионизирующая способность частицы резко возрастает.
4. Путь движения частиц по воздуху, не превышающий 11 см (при благоприятных условиях). Жидкие и твердые среды препятствуют распространению альфа-лучей. Здесь они не могут пройти даже 1 мм.

Виды излучения

Существуют такие типы радиационного излучения:

1. Альфа.
   Состоит из массивных, положительно заряженных ядер атомов гелия. Возникает при распаде сложных химических элементов, например тория или урана. При контакте с веществом начинается взаимодействие, при котором частицы теряют большую часть энергии. Из-за небольшой проникающей способности излучение задерживается простым листом бумаги. Альфа-лучи разрушают клетки живого организма, вызывая опасные последствия.
2. Бета.
   Образуется на стадии превращения одного атома в другой. Скорость частиц приближена к световой, что придает им высокую проникающую способность. Показатель ионизации ниже, чем у альфа-лучей. Бета-радиация не задерживается одеждой и кожей человека. При прохождении через металлический лист часть энергии теряется. Бета-излучение наносит вред организму, находящемуся на расстоянии 100 м от источника.
3. Нейтронное.
   Возникает в атомных реакторах или после взрыва ядерной бомбы. Такая радиация исходит от звезд, где протекают бурные термоядерные реакции. При взаимодействии с веществом практически не изменяет структуру атомов, однако проникающая способность считается высокой. Нейтронная радиация задерживается водой или полиэтиленом. Излучение также может нанести вред животным, человеку и растениям.
4. Гамма.
   Состоит из фотонов, образуется при распаде атомов радиоактивного вещества. Частицы перемещаются со скоростью света. Высокая проникающая способность позволяет преодолевать металлические или бетонные препятствия. Гамма-частицы слабо взаимодействуют с веществом. Главная опасность заключается в способности перемещаться на большие расстояния.
5. Рентгеновское.
   Состоит из фотонов и возникает при перемещении электрона с одной орбиты атома на другую. Способность к проникновению в ткани ниже, чем у гамма-частиц. Объясняется это большей длиной волны.

Основные источники

Источники альфа-излучения.

Главными источниками альфа-радиации являются:

1. Образование изотопов гелия.
   Наблюдается при распаде тяжелых атомов.
2. Межзвездный газ.
   Образуется при увеличении скорости движения ядер гелия в космосе. Эти частицы пытаются преодолеть силу притяжения.
3. Научные эксперименты.
   Опыты проводятся с использованием ускорителей в лабораторных условиях. Аппаратура вырабатывает излучение с нужными характеристиками.
4. Промышленность.
   Источниками становятся объекты атомной энергетики и урановой индустрии.

Какие элементы подвержены альфа-распаду?

Альфа-распаду с образованием соответствующих лучей подвержены атомы гелия-4.

Воздействие альфа-излучения

Радиация негативно воздействует не только на организм человека и животных, но и на некоторые виды электронной аппаратуры.

На человека

Ионизируя атомы, альфа-частицы быстро растрачивают энергию. Ее бывает недостаточно даже для проникновения сквозь верхние слои кожи человека. Риск развития лучевой болезни при внешнем контакте с источником альфа-излучения минимален.

Получаемые с помощью ускорителей лучи обладают большим запасом энергии. Не менее опасными являются элементы, образуемые при распаде радионуклидов. Попадание в дыхательную или пищеварительную систему приводит к острой лучевой болезни, заканчивающейся летальным исходом.

На электронную аппаратуру

В полупроводниках потоки частиц образуют электронно-дырочные пары. Это приводит к нарушению работы электронных приборов. Для предупреждения таких последствий при изготовлении микросхем используют материалы, не взаимодействующие с лучами.

Область применения

Применение альфа-частиц в мирных целях практикуется давно.

Свойства лучей позволяет использовать их в таких сферах медицины:

1. Физиотерапия.
   Ванны и аппликации с радоном способствуют улучшению общего состояния организма. Торон и радон, являющиеся слаборадиоактивными изотопами, быстро распадаются и выводятся, не поражая ткани.
2. Онкология.
   Альфа-частицы перемещаются, не отклоняясь, что позволяет им воздействовать только на опухоль. При точечном облучении требуется меньшее количество процедур. Вероятность появления побочных эффектов в этом случае минимальна. Терапия избавляет от болевых ощущений и признаков воспаления, возникающих при распространении раковых клеток.
3. Гинекология и кардиология.
   Альфа-терапия используется в лечении инфекционно-воспалительных процессов. При проведении терапии нужно правильно рассчитывать допустимые дозы и принимать во внимание возможность возникновения побочных эффектов.

Взаимодействие альфа-излучения с веществом.

Способы защиты от альфа-излучения

Методы защиты подбирают с учетом особенностей лучей. В человеческий организм они проникают на небольшую глубину. Такое правило действует только внешнем облучении. Если частицы попадают с пищей или через дефекты кожного покрова, возникают негативные последствия. Развивается тяжелое отравление массивными элементами, образующими свободные атомы кислорода и водорода. Частицы поражают железы внутренней секреции и костный мозг.

Защититься от внешнего облучения помогает увеличение расстояния между человеком и источником радиации до 5 м.

Если это невозможно, используют такие средства:

• листы бумаги;
• ткани;
• тонкие алюминиевые пластины.

Хорошим средством защиты становится плотная одежда, покрывающая все тело. Сложнее снизить риск внутреннего облучения.

В этом случае применяют такие средства:

• одежда, изготавливаемая из специальных материалов;
• защитные очки из оргстекла;
• дерматологические составы, защищающие поврежденную кожу.

Ускорить процесс выведения радиоизотопов из организма помогает употребление продуктов, содержащих витамины В и С, например перепелиные яйца. Они содержат аминокислоты, нейтрализующие опасное влияние радиации. Теми же свойствами обладает топинамбур, не накапливающий радионуклидов.

Применение детектирования

Присутствие соответствующего излучения определяют с помощью счетчиков. Они обнаруживают сами частицы и продукты их распада. Самым эффективным детектором является счетчик Гейгера.