Альфа излучение

Содержание

Что такое альфа-излучение

Любое вещество на земле в той или иной степени радиоактивно. Альфа-излучение – это поток тяжелых частиц с положительным зарядом, состоящий из протонов и нейтронов. Ученые постоянно изучают возможности применения радиационных нуклидов в медицине и успешно практикуют лечение онкологических заболеваний, прибегая к их помощи. Однако с альфа-частицами следует обращаться с особой осторожностью, так как они имеют слишком высокие показатели биологической активности. Что же подразумевает термин «альфа-излучение», как оно было обнаружено и представляет ли оно опасность для человека?

Как было обнаружено альфа-излучение

Первым альфа-излучение обнаружил сэр Эрнест Резерфорд – британский ученый родом из Новой Зеландии. Благодаря его опытам миру была представлена модель атома. Резерфорду удалось открыть состав излучения посредством воздействия на радиоактивный препарат магнитного поля. Он поместил в полностью герметичный свинцовый цилиндр фотопластину, радиоактивное средство и на выходе подверг его воздействию магнитного поля. Под его влиянием излучение распадалось на три части. Два луча, которые отклонились в противоположные друг другу стороны, получили название альфа-лучи и бета-лучи. Излучение, которое осталось нейтральным и преломлялось под прямым углом, получило название гамма-излучение. Альфа-лучи имеют положительный заряд, а бета – отрицательный.

После подробного изучения альфа-излучения ученый обнаружил, что же все-таки представляет собой это явление. Альфа-частица – это частица, которая по своему строению очень походит на атом гелия и отличается положительным зарядом.

Что характерно для излучения

  • Масса альфа-частицы составляет около 4,0015 атомной единицы массы;
  • Альфа-частица обладает значительной энергией – от 2 до 9 МэВ;
  • Проникающая способность излучения очень низкая – это основная отличительная черта альфа-лучей;
  • Основные источники излучения – радиоактивные изотопы;
  • Путь луча очень короткий – в воздушной среде его длина, как правило, не превышает 11 см.

Свойства альфа-лучей

Альфа-лучи – это результат воздействия магнитного поля на тяжелый радиоактивный химический элемент. Во время взрыва источником выхода радионуклидов являются остатки атомного заряда урана или плутония, которые не взорвались. Энергетический диапазон альфа-лучей колеблется в пределах 2-9 МэВ в зависимости от того, какой радиоактивный элемент был использован для их получения. Например, уран испускает альфа-лучи с энергией около 4,5 МэВ. При этом начальная скорость их составляет примерно пятнадцать тысяч километров в секунду. По мере того как лучи продвигаются в среде, скорость альфа-частиц уменьшается и на определенном отрезке уравнивается со скоростью движения молекул этого вещества. После замедления положительные альфа-частицы притягивают электрон и образуют атом гелия.

Вся энергия альфа-лучей направлена на ионизацию атома. Альфа-излучение признано самым ионизирующим среди радиоактивных. Продвигаясь на один сантиметр в воздушной среде, частицы создают порядка 30 тысяч пар ионов. При этом на разных отрезках пробега альфа-частицы ионизация не одинакова. Динамика роста ионизирующей способности наблюдается не в начале пути пробега, а ближе к его концу. Самые высокие показатели наблюдаются именно в конце пути, так как излучение встречается с наибольшим количеством атомов, преодолевая последние сантиметры.

Именно из-за высокой ионизирующей способности скорость альфа-частицы довольно низкая, а длина пробега не превышает 11 см в воздушной среде. В твердых веществах величина пути альфа-излучения не превышает сотой доли миллиметра. Радионуклиды урана или плутония практически не способны продвигаться по тканям человеческого тела. Обычный лист бумаги или одежда становятся для них непреодолимым препятствием.

Влияние альфа-излучения на человека

Значительная ионизация приводит к тому, что мощный поток энергии, который исходит от источника, очень быстро сводится к нулевым показателям. Из-за такой молниеносной потери энергетического ресурса проникающая способность альфа-частицы составляет сотые доли миллиметра. Излучение не способно пройти даже через омертвевшие клетки кожи, поэтому практически не представляет опасности для человека при внешнем воздействии.

Если же для образования альфа-излучения был применен ускоритель, то его влияние уже не будет столь безобидным. Альфа-частицы моментально распадаются на радиоактивные нуклиды, которые опасны для человеческого здоровья.

При попадании внутрь самой минимальной дозы радиации, что может попасть в организм через органы дыхания или пищеварительный тракт, человек может получить облучение, достаточное, чтобы спровоцировать у него лучевую болезнь.

То есть при внешнем воздействии альфа-лучи способны нанести вред организму, только если человеческое тело покрыто открытыми ранами. Попадая в организм, альфа-частицы заставляют клетки делиться с большей скоростью, облучая их, что приводит к изменению генетической информации, мутациям и образованию раковых опухолей. Когда альфа-излучение проникает внутрь организма, оно способно привести к лучевой болезни – смертельный исход при этом неизбежен.

Как можно защититься от альфа-излучения

Альфа-излучение представляет собой движение частиц с высокой ионизацией, которое не способно проникать дальше верхних слоев эпидермиса. Максимум, что могут спровоцировать альфа-лучи – это легкие ожоги и раздражение. По итогам многих исследований было установлено, что внешнее воздействие неопасно. Однако проникая в организм с продуктами питания, водой или через поврежденные участки кожи, альфа-лучи способны вызвать серьезную интоксикацию. Сильная ионизация, наличие свободного водорода и кислорода в составе альфа-излучения приводит к серьезным сбоям и патологиям.

Внешний поток альфа-лучей считается абсолютно безобидным для человека и не требует специальной защиты. Обычная бумага или тонкий алюминиевый лист создаст надежный барьер. И даже этого не требуется, так как одежда полностью задержит излучение и не позволит ему добраться до кожи.

Рекомендуется отдалиться от источника образования альфа-лучей на 20 см и такой меры предосторожности будет вполне достаточно.

Что касается внутреннего облучения, то тут нужно тщательно позаботиться о собственной безопасности. В оснащение человека, находящегося в зоне массового поражения, должны входить следующие средства индивидуальной защиты:

  • одежда и обувь из плотных материалов: комбинезоны с капюшонами, нарукавники, перчатки, специальные ботинки;
  • шлем и щиток из оргстекла, лучшим обмундированием будет противогаз;
  • альфа-лучи проникают через поврежденную кожу и раны, поэтому ее необходимо защитить специальными пастами, эмульсиями или кремами.

Кроме того, есть рекомендации по поводу выведения из организма продуктов распада альфа-частиц путем употребления некоторых продуктов питания. Среди них цитрусовые, капуста, бобовые, рыба и другие продукты, которые имеют в своем составе витамины В и С. Что касается народных методов, то выходу радионуклидов из организма способствует топинамбур.

Особые свойства альфа-частиц, в частности, их низкая проникающая способность, не позволяет обнаружить радиацию обычными дозиметрами. Для этого используют счетчик Гейгера, уведомляющий об опасности характерным щелканьем, что позволяет быстро обезопасить себя и защитится от проникновения альфа-лучей.

Польза изотопов альфа-излучения

Многолетнее изучение физико-химических характеристик альфа-лучей показало, что от их воздействия может быть не только вред, но и немалая польза. Альфа-терапия предназначена для борьбы со многими серьезными недугами в комплексе с основным медикаментозным лечением. Для этого применяются изотопы, которые получают при альфа-излучении: радон, торон. Они быстро выходят из организма и не отличаются большим сроком жизни.

Процедуры, которые назначаются для оздоровления изотопами альфа-излучения:

  • радоновые ванны;
  • употребление радоновой воды;
  • радоновые ингаляции и компрессы.

Несмотря на агрессивность радионуклидов альфа-излучения, по мнению специалистов, именно альфа-частицы более действенно и безопасно применяются в медицине. Сеансов для борьбы с раковыми клетками понадобится намного меньше, чем при лечении бета-лучами, так как альфа-излучение действует на очаг более сосредоточено.

Альфа-терапия применяется для лечения:

  • сердца и сосудов, гипертонической болезни, ишемии, аритмии;
  • проблем по гинекологии, гормональных сбоев;
  • болезней позвоночного столба: кифозов, лордозов, сколиозов;
  • суставов: артритов, артрозов, подагры, ревматизма.

Кроме того, лечение альфа-излучением дает положительную динамику при неврозах и панических атаках, так как оказывает успокаивающее действие, притупляет боль и убирает усталость.

Благодаря многочисленным экспериментам целой группы физиков-ядерщиков были проведены четкие грани между опасной дозой излучения и дозой, полезной для организма. Применение альфа-терапии позволило вернуть здоровье многим серьезно больным людям.

Выводы и заключение

Подытожить вышеизложенную информацию, можно выделив основные особенности альфа-излучения.

  1. Низкая проникающая способность.
  2. Высокие ионизирующие свойства.
  3. Наибольшую опасность несут именно продукты распада альфа-частиц – радионуклиды.
  4. Космические лучи в значительной степени состоят из альфа-лучей.
  5. Определить радиацию может только счетчик Гейгера.
  6. Лист бумаги, перчатки, пластиковые очки и плотная одежда с длинными рукавами – надежная защита от альфа-излучения.
  7. Альфа-терапия показала себя как эффективный и действенный способ лечения тяжелых заболеваний.
  8. Альфа-излучение более безопасно при лечении, чем, к примеру, терапия с использованием бета-частиц.
  9. Источники альфа-частиц: радиоактивное производство, реакторы, урановая промышленность.

Из этого следует, что любая радиация и полезна и в то же время смертельно опасна. К счастью, если альфа-излучение и присутствует в повседневной жизни человека, то, как правило, оно настолько мизерно, что неспособно нанести непоправимый вред его здоровью.

Альфа-излучение

Смотреть что такое «Альфа-излучение» в других словарях:

  • альфа-излучение — Корпускулярное излучение, состоящее из альфа частиц, испускаемых в процессе ядерных превращений. альфа излучение Излучение, состоящее из альфа частиц. Тематики измерение ионизирующих излучений EN alpha… … Справочник технического переводчика

  • Альфа-излучение — (α излучение) поток альфа частиц (α частиц), образующихся, напр., при альфа распаде … Российская энциклопедия по охране труда

  • Альфа-излучение — ионизирующее излучение, состоящее из альфа частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях… Источник: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБОВАНИЙ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ НА… … Официальная терминология

  • альфа-излучение — сущ., кол во синонимов: 1 • излучение (27) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

  • АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЕ — то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия

  • Альфа-излучение — вид ионизирующего излучения поток положительно заряженных частиц (( частиц), испускаемых при радиоактивном распаде и ядерных реакциях. Проникающая способность А. и. невелика (задерживается листом бумаги). Опасно попадание источников А. и. внутрь… … Словарь черезвычайных ситуаций

  • альфа-излучение — 2.16 альфа излучение : Корпускулярное излучение, состоящее из альфа частиц, испускаемых в процессе ядерных превращений. Источник: РМГ 78 2005: Государств … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • альфа-излучение — alpha rays альфа излучение. Ионизирующее излучение, состоящее из aльфа частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • альфа-излучение — alfa spinduliuotė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. alpha radiation; alpha rays; alpha particle radiation vok. Alphastrahlen, m; Alpha Strahlung, f; Alphastrahlung, f rus. альфа излучение, n; альфа лучи, m pranc. radiation alpha, f;… … Fizikos terminų žodynas

  • альфа-излучение — rus альфа излучение (с) eng alpha radiation fra rayonnement (m) alpha deu Alphastrahlung (f) spa radiación (f) alfa … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

>Что такое альфа-излучение

Что такое Альфа частица?

Атом вещества

Альфа частица представляет собой положительно заряженную частицу в ядерной физике, которая образуется при распаде ядер и имеет два протона и два нейтрона. Поток таких частиц принято называть альфа излучением.

Открытие в ядерной физике

Впервые о данном явлении упомянул ученый Э. Резерфорд еще вначале XX в., который в числе первых предположил наличие бета, гамма и, конечно же, альфа частиц, провел много опытов превращения ядер азота в ядра кислорода. Среди нескольких видов излучений, альфа излучение наиболее безопасное для живых существ.

Основные характеристики

Альфа частица

Альфа частица выглядит как симметричный объект в виде сферы, при радиусе приблизительно 2·10-13 см. Что касается ее массы, то это — 6.6·10-27 кг. Скорость ее передвижения довольно низкая, при выхождении из ядра, она способна перемещаться еще некоторое расстояние, затем останавливается.

При близком контакте с кожей человека она способна проникнуть на расстояние всего нескольких микрон. Это объясняется процессом ионизации, при котором поток отдает большую часть своей первоначальной энергии.

Взаимодействие альфа излучения с различными веществами

Частицы, образующие альфа излучение, являются довольно тяжелыми, вследствие чего у них небольшая скорость.

Также, стоит отметить, что большое количество своей энергии они передают поглотителю при малой скорости, при этом образуется большое количество пар ионов.

Для примера рассматривается частица со скоростью 20 мм/с которая способна образовать в воздухе приблизительно сто тысяч пар ионов.

Влияние на живые организмы

Альфа-распад атомного ядра

Внешняя проникающая способность данного излучения небольшая, может вполне задерживаться слоем бумаги. При малом внешнем воздействии возможно развитие злокачественных образований и нарушение правильного обмена веществ. Однако, при таком виде подвержены поражению слизистые участки тела и глаза, которые не поддаются дальнейшему излечению.

В процессе большого количества исследований, ученые пришли к выводу, что альфа частицы при попадании в живой организм с помощью пищи, воды и воздуха могут принести поистине катастрофические разрушения, поскольку они полностью сжигают живой организм изнутри. Особенно опасными признаны альфа частицы плутония 239, которые активно накапливаются в почках, печени, легких, селезенке и приводят к тяжелой форме лучевой болезни, затем и к скорому летальному исходу.

Научно-популярный фильм о Эрнесте Резерфорде

Что такое альфа-излучение и почему оно опасно?

Радиация стала изучаться относительно недавно. Одним из ученых, который внес в сферу изучения этого явления весомый вклад, стал Резерфорд. Он был автором теперь уже классического опыта на основе помещения радиоактивного излучателя в магнитное поле.

Использованный в экспериментах радиоактивный пучок разделился на три составляющих. Те лучи, которые испытали минимальное отклонение, получили название альфа-лучи. С тех пор облучение из этой гаммы стало использоваться во благо.

Но существует ряд случаев, когда подобное излучение наносило вред живому.

Основные источники альфа-излучения

Усовершенствовав методику изучения радиационного влияния, англичанин Резерфорд выяснил, что отклонение альфа-излучения фиксируется также в электрическом поле. Было замечено, что лучи больше тяготеют к отрицательному полюсу.

Так было установлено, что альфа-облучение относится к категории положительных частиц. Их параметры идентичны показателям гелиевых ядер. У обычного атома этого элемента в составе содержится всего пара электронов. В научной среде такие лучи носят название α-излучение.

Разобравшись с тем, что такое альфа-излучение, ученые начали искать его первоисточники. Схематически их можно разделить на две равноценные категории:

  • естественные,
  • искусственные.

Всего существует четыре основных источника излучения разного происхождения:

  • Испускание ядер гелия. Происходит ядерный распад тяжелых элементов вроде радия, либо тория.
  • Межзвездный газ. Возникает из-за ускорения гелиевых ядер из космического пространства, которые стремятся преодолеть земное тяготение.
  • Научные эксперименты. Опыты, которые проводятся специалистами в условиях радиоизотопных лабораторий, должны включать в себя ускорители заряженных частиц. Все вместе это генерирует нужное облучение.
  • Промышленность. Подразумевает под собой различные объекты урановой индустрии и ядерные реакторы.

Особенности α-лучей в разных средах

Кроме необходимости знать, что такое альфа-излучение для защиты себя от его влияния, нужно разбираться в его особенностях.

Стартовая скорость таких частиц варьируется в рамках 14-20 тысяч км/с. По сравнению с бета-частицами они считаются более массивными. Разница составляет более 7300 раз. Из-за этого ионизирующая способность лучей считается высокой.

Среднестатистический показатель создания пара ионов тут составляет 200000 раз. Для этого должны быть соблюдены основные условия: свободное движение в воздухе, температура окружающей среды в 15 градусов и обычное атмосферное давление.

Но срок «жизнеспособности» этих частиц довольно ограничен. Вызвано это тем, что при ионизации требуются многочисленные энергетические затраты. После того как частицы начинают последовательно тормозить, их способность к ионизации значительно возрастает.

Свободный пробег частиц из альфа-гаммы по воздуху составляет не более 11 см при благоприятной среде. А вот жидкая и твердая среды не благоприятны для проникновения лучей. Здесь они не могут продвинуться даже на миллиметр.

Сферы использования альфа-излучения

Многие люди напуганы мифами касательно поражающей способности альфа-излучения, путая его с опасными рентгенологическими лучами.

После тщательного изучения особенностей альфа-частиц, ученые разработали отдельное направление терапии. Оно включает в себя дозированное воздействие на организм человека для достижения узкого круга результатов во благо улучшения здоровья.

Главными «действующими лицами» в подобных процедурах выступают изотопы вроде радона и торона. Они имеют строго ограниченный срок жизнедеятельности, из-за чего выводятся из организма естественным путем оперативно.

С их помощью медики проводят следующий спектр процедур:

  • ванны с привлечением радона;
  • употребление радоновой воды вовнутрь;
  • аппликации и орошения на основе радона;
  • ингаляции с радоновым компонентом.

Согласно некоторым исследованиям, альфа-лучи считается более эффективным и безопасным решением для больных, нежели более разрекламированное бета-облучение. Объясняется это тем, что альфа-частицы могут направляться сфокусировано на строго определенный участок. Это гарантирует возможность уничтожить опасные болезнетворные клетки точечно.

Этот метод был взят на вооружение ведущими мировыми онкологами при лечении раковых опухолей. Он пользуется спросом и из-за того, что позволяет снизить число нужных для полного курса лечения процедур по сравнению с бета-облучением.

Главными действиями, которыми обладает альфа-терапия, называют:

  • противовоспалительное,
  • обезболивающее,
  • успокаивающее.

Благодаря всему вышеперечисленному терапию стали задействовать при лечении заболеваний из области гинекологии и сердечно-сосудистых проблем. Передовые технологии позволяют прибегать к помощи альфа-частиц при лечении опорно-двигательного аппарата.

Но перед тем как включить представленную терапию в перечень медицинских процедур, прошедших одобрение, ученые годами исследовали влияние альфа-лучей. В ходе экспериментов они научились вычислять предельно допустимые дозировки для человека, оптимальные механизмы воздействия. Также исследователи создали целый ряд методов защиты от «прирученной» радиации.

Как защитить себя от альфа-излучения?

Защита от альфа-излучения базируется на особенностях проникающей способности лучей. Из-за своей короткой длины и ионизирующих возможностей альфа-лучи способны проникнуть в организм человека только на небольшую глубину. На практике это означает, что частицы лишь повреждают поверхность кожи. Но это правило распространяется только на внешнее прямое попадание лучей.

Если α-облучение осуществлялось с пищей или посредством ранее поврежденного покрова, то негативное воздействия лучей увеличивается. В таком случае у пациента фиксируют тяжелое отравление, инициатором которого стали массивные частицы. Они образовывают окислители, свободный кислород и водород.

Если производить облучение высокими дозами бесконтрольно и на регулярной основе, то лучи могут негативно сказаться на самочувствии. Опасные частицы могут накапливаться в гипофизе или коре надпочечников. После они начинают работать над уменьшением адаптационных свойств организма.

Но если сравнивать защиту от альфа, бета, гамма-излучения между собой, то первый вариант считается самым простым. Вызвано это доказанной относительной безобидностью такого потока частиц. Из-за этого людям не требуется защищаться от его влияния особенными средствами. Достаточно просто отойти на 20 сантиметров от объекта излучения, чтобы оказаться в зоне безопасности.

Если невозможно отойти на рекомендуемое расстояние, то в качестве блокиратора выступает:

  • обычная бумага;
  • слой ткани;
  • тонкая пластина алюминия.

Даже обычная плотная одежда может стать полноценным барьером, помогающим защититься от облучения.

Гораздо сложнее дела обстоят с внутренним облучением. Чтобы не допустить столь серьезного расклада, стоит сработать на опережение. Речь идет о полном недопущении попадания радионуклидов внутрь организма. На помощь могут прийти средства для индивидуальной защиты:

  • спецодежда, включая обувь, на основе ряда особых материалов;
  • щитки из оргстекла для защиты органов зрения;
  • дерматологические кремы, которые защищают чувствительную кожу.

Отдельно доктора составили список продуктов, которые позволяют значительно ускорить вывод опасных радионуклидов из человеческого организма.

В перечень попали продукты питания, которые содержат в своем составе витамины группы В и С. Если доза облучения была незначительной, то справиться с ней могут даже перепелиные яйца. Объясняется это тем, что яйца перепелок содержат в себе ряд полезным аминокислот и вещества, имеющие доказанное радиозащитное действие.

В растительном мире обратить внимание следует на топинамбур. Он практически единственный овощ, который не накапливает радиоактивные элементы.

Еще одним интересным фактом об альфа-излучении выступает невозможность диагностировать его в пространстве обычными дозиметрами. Вызвано это специфичной маленькой способность к проникновению.

Выручить в спорной ситуации сможет только счетчик Гейгера. Он оповестит оператора о возможной угрозе, что гарантирует возможность принять оперативные меры по предотвращению бесконтрольного облучения.

  • fj28aujdx
  • Распечатать

Продолжив свои опыты, Резерфорд установил, что это излучение испытывает заметное отклонение не только в магнитном, но и в электрическом поле. Причём явно тяготеет к отрицательному полюсу.

Целая серия подобных опытов, выполняемых в вакуумных установках, позволила определить, что такое альфа-излучение — это положительные частицы, параметры которых в точности совпадают с параметрами… ядер гелия. У обычного атома гелия всего лишь два электрона.

Расставшись с ними, получается дважды ионизированный атом, то есть ядро гелия. Поэтому говоря об α-излучении, совершенно правомерно утверждать, что это дважды ионизированные атомы гелия.

Источники альфа-излучения

Существует несколько естественных и искусственных источников альфа-излучения.

  1. Ядерный альфа-распад тяжёлых элементов (радий, торий и др.), при котором происходит испускание ядер гелия.
  2. Ускоренные ядра гелия, стремящиеся в объятия земного тяготения из космических глубин вместе с потоками межзвёздного газа.
  3. Эксперименты, проводимые в радиоизотопных лабораториях и на ускорителях заряженных частиц.
  4. Объекты урановой промышленности и ядерные реакторы.

Как ведёт себя альфа-излучение в разных средах

Начальная скорость альфа-частиц заключена в пределах 14–20 тыс. км/с. А поскольку это достаточно тяжёлые частицы (они массивнее бета-частиц в 7300 раз!), то их ионизирующая способность весьма велика.

Так, в зависимости от начальной энергии, альфа-частица, двигаясь в воздухе при 15° C и нормальном атмосферном давлении, способна создать 150 000–250 000 пар ионов. Затраты энергии на ионизацию весьма велики, поэтому срок жизни этих частиц весьма недолог. По мере замедления этих частиц, их ионизационная способность возрастает.

Свободный пробег альфа-частиц в воздухе находится в пределах 3–11 см, а в твёрдых и жидких средах всего — сотые доли миллиметра.

В прямой зависимости от длины свободного пробега находится поражающая способность альфа-излучения. Она весьма невелика. При большой ионизирующей способности альфа-частицы проникают в ткани человеческого тела лишь на малую глубину, повреждая только поверхность кожи. Считается, что внешнее α-облучение неопасно.

Но попадание этих достаточно массивных частиц внутрь организма (с пищей, водой или через повреждённую кожу) чревато серьёзным отравлением из-за их сильного ионизирующего действия, образования окислителей, свободного водорода и кислорода.

Их накопление в гипофизе, коре надпочечников и других тканях приводит к патологии в работе различных систем и органов, к снижению адаптационных свойств организма.

Из всех видов ионизирующих излучений поток альфа-частиц считается самым безобидным, поскольку при внешнем облучении он не требует специальных средств защиты. Достаточно отдалиться от источника излучения на 10–20 сантиметров. Впрочем, экран из обычной бумаги, ткани или тонкого слоя алюминия и одежда, полностью поглощает это излучение.

Настоящая опасность возникает лишь при угрозе внутреннего облучения. Во избежание этой беды, следует не допускать проникновения радионуклидов вовнутрь организма, а также использовать средства индивидуальной защиты:

  • средства личной защитыкомбинезоны, шлемы, нарукавники и обувь из специальных материалов;
  • чтобы оградить от опасности глаза, достаточно использовать щитки из оргстекла;
  • для защиты чувствительной кожи следует использовать дерматологические пасты и кремы.

В числе рекомендаций, объясняющих как защищаться от альфа-излучения, содержатся интересные сведения о влиянии некоторых продуктов питания на процесс выведения радионуклидов из организма.

Этой способностью обладают продукты, содержащие витамины B и C. Для лечения малых доз облучения с достаточно хорошим эффектом используют перепелиные яйца. Они чрезвычайно богаты витаминами, аминокислотами и другими веществами с профилактическим радиозащитным действием. К числу растений, не накапливающих радиоактивные элементы, относится топинамбур.

Для обнаружения альфа-излучения не могут быть использованы обычные дозиметры по причине его малой проникающей способности. А вот счётчик Гейгера своими чёткими, сухими щелчками предупредит о наличии такой угрозы, что позволит принять меры по защите от альфа-излучения.

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:

  • масса частички излучения — 4,0015 АЕМ (атомная единица массы);
  • энергия альфа-частички — от 2 до 9 МэВ;
  • у альфа-излучения проникающая способность крайне низкая — это отличительная особенность лучей;
  • самые распространенные источники — радиоактивные изотопы;
  • у альфа-луча очень короткий путь — его длина не превышает одиннадцати сантиметров.

Как защититься от альфа-излучения

Открытие радиоактивности и его необычных свойств породило в учёном мире огромный интерес и вызвало множество вопросов. Прорывом в изучении этого явления стал классический опыт английского учёного Э.

Резерфорда, поместившего радиоактивный излучатель в магнитное поле. К удивлению экспериментаторов, радиоактивный пучок разделился на 3 части.

Лучи, испытавшие минимальное отклонение, были названы — альфа-лучами.

Что собой представляет альфа-излучение? Чем оно стало для человечества — другом, помощником или врагом? Какой от него вред и как защититься от альфа-излучения?

Что собой представляет альфа-излучение

Продолжив свои опыты, Резерфорд установил, что это излучение испытывает заметное отклонение не только в магнитном, но и в электрическом поле. Причём явно тяготеет к отрицательному полюсу.

Целая серия подобных опытов, выполняемых в вакуумных установках, позволила определить, что такое альфа-излучение — это положительные частицы, параметры которых в точности совпадают с параметрами… ядер гелия. У обычного атома гелия всего лишь два электрона.

Расставшись с ними, получается дважды ионизированный атом, то есть ядро гелия. Поэтому говоря об α-излучении, совершенно правомерно утверждать, что это дважды ионизированные атомы гелия.

Применение альфа-излучения

Полученные знания о физико-химических свойствах этих лучей позволили не только узнать, как можно защититься от альфа-излучения, но и разработать тактику альфа-терапии. Она использует полученные при альфа-излучении изотопы — радон, торон, имеющие малые сроки жизни и быстро выводимые из организма.

радоновые ванны

Спектр возможных процедур включает:

  • радоновые ванны;
  • питье радоновой воды;
  • радоновые аппликации и орошения;
  • вдыхание воздуха с радоновым компонентом.

Медики считают, что применение альфа-частиц в терапии более эффективно и безопасно для пациентов, чем бета-излучение. Их воздействие более фокусируемо и для уничтожения раковых клеток требуется значительно меньшее количество процедур.

Альфа-терапия оказывает противовоспалительное, обезболивающее и успокаивающее действие, поэтому показано для лечения гинекологических, сердечно-сосудистых заболеваний, а также проблем с опорно-двигательным аппаратом.

Так, огромная исследовательская работа целой плеяды физиков позволила установить границы опасности этого излучения, способы профилактики и защиты от его воздействия. А разработанная методика альфа-терапии вернула здоровье огромному числу пациентов.

Альфа-излучение: проникающая способность. Защита от альфа-излучения

Понятие «излучение» включает в себя весь диапазон электромагнитных волн, а также электрический ток, радиоволны, ионизирующее излучение. При последнем изменяется физическое состояние атомов и их ядер, превращая их в заряженные ионы или продукты ядерных реакций. Мельчайшие частицы обладают энергией, которая постепенно теряется при взаимодействии со структурными единицами. В результате движения вещество, через которое проникают элементы, ионизируется. Глубина проникновения различна для каждой частицы. Из-за способности изменять вещества радиоактивный свет наносит вред организму. Какие виды излучений существуют?

Корпускулярное испускание. Альфа-частицы

Данный вид представляет собой поток радиоактивных элементов, чья масса отлична от нуля. Примером является альфа и бета-излучение, а также электронное, нейтронное, протонное и мезонное. Альфа-частицы — это ядра атомов, которые испускаются при распаде некоторых радиоактивных атомов. Они состоят их двух нейтронов и двух протонов. Альфа-излучение – это ядра атомов гелия, которые положительно заряжены. Естественное испускание характерно для неустойчивых радионуклидов рядов тория, урана. Альфа-частицы выходят из ядра со скоростью до 20 тысяч км/сек. По пути движения они образуют сильную ионизацию среды, отрывая электроны из орбит атомов. Ионизация лучами приводит к химическим изменениям в веществе, а также к нарушению ее кристаллической структуры.

Характеристика альфа-излучения

Лучи такого вида представляют собой альфа-частицы массой 4,0015 атомных единиц. Магнитный момент и спин равны нулю, а заряд частиц — удвоенному элементарному заряду. Энергия альфа-лучей находится в пределах 4-9 МэВ. Ионизирующее альфа-излучение проявляется при потере атома своего электрона и превращении его в ион. Выбивание электрона происходит за счет большого веса альфа-частиц, которые больше его практически в семь тысяч раз. При прохождении через атом и отрыве каждого отрицательно заряженного элемента частицы теряют свою энергию и скорость. Способность ионизировать материю теряется, когда вся энергия потрачена и альфа-частица преобразуется в атом гелия.

Бета-излучение

Это процесс, при котором электроны и позитроны образуются при бета-распаде элементов от самых легких до самых тяжелых. Бета-частицы сотрудничают с электронами атомных оболочек, передают им часть энергии и вырывают их с орбит. В этом случае образуется положительный ион и свободный электрон. Альфа и бета – излучение обладают разной скоростью движения. Так, для второго вида лучей она приближается к скорости света. Поглотить бета-частицы можно с помощью слоя алюминия толщиной в 1 мм.

Гамма-лучи

Образуются при разложении радиоактивных ядер, а также элементарных частиц. Это коротковолновый тип электромагнитного излучения. Оно образуется при переходе ядра из более возбужденного энергетического состояния в менее возбужденное. Имеет короткую длину волны, поэтому обладает высокой проникающей способностью, что может нанести серьезный вред здоровью человека.

Свойства

Частицы, которые образуются при распаде ядер элементов, могут по-разному взаимодействовать с окружающей средой. Такая связь находится в зависимости от массы, заряда, энергии частиц. К свойствам радиоактивного излучения можно отнести следующие параметры:

1. Проникающую способность.

2. Ионизацию среды.

3. Экзотермическую реакцию.

4. Воздействие на фотоэмульсию.

5. Возможность вызвать свечение люминесцирующих веществ.

6. При длительном воздействии возможны химические реакции и распад молекул. Например, изменяется цвет предмета.

Перечисленные свойства используются при обнаружении излучений по причине неспособности человека улавливать их своими чувствами.

Источники излучений

Существуют несколько причин испусканий частиц. Это могут быть земные или космические объекты, которые содержат радиоактивные вещества, технические устройства, выделяющие ионизирующие излучение. Также причинами появления радиоактивных частиц могут быть ядерно-технические установки, контрольно-измерительные устройства, медицинские препараты, разрушение хранилищ радиационных отходов. Опасные источники делятся на две группы:

  1. Закрытые. При работе с ними излучение не проникает в окружающую среду. Примером будет являться радиационная техника на АЭС, а также аппаратура в рентген-кабинете.
  2. Открытые. В этом случае облучению подвергается окружающая среда. Источниками могут быть газы, аэрозоли, радиоактивные отходы.

Элементы ряда урана, актиния и тория являются естественными радиоактивными элементами. При их распаде происходит излучение альфа-, бета-частиц. Источниками альфа–лучей является полоний с атомной массой 214 и 218. Последний представляет собой продукт распада радона. Это ядовитый в больших количествах газ, который проникает из почвы и накапливается в подвалах домов.

Источники альфа-излучения высоких энергий представляют собой разнообразные ускорители заряженных частиц. Одним из таких устройств является фазотрон. Он представляет собой циклический резонансный ускоритель с постоянным управляющим магнитным полем. Частота ускоряющего электрического поля будет медленно изменяться с периодом. Частицы движутся по раскручивающийся спирали и ускоряются до энергии, равной 1 ГэВ.

Способность проникать через вещества

Альфа-, бета-, гамма-излучения обладают определенным пробегом. Так, движение альфа-частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, когда бета-частицы способны пройти несколько метров, а гамма-лучи – до сотни метров. Если человек испытал внешнее альфа-излучение, проникающая способность которого равна поверхностному слою кожи, то он будет в опасности только в случае открытых ран на теле. Сильный вред наносит употребление пищи, облученной данными элементами.

Бета-частицы могут внедриться в организм только на глубину не больше 2 см, а вот гамма-частицы способны вызвать облучение всего тела. Лучи последних частиц могут задержать только бетонные или свинцовые плиты.

Альфа-излучение. Влияние на человека

Энергии этих частиц, образующихся при радиоактивном распаде, не хватит на преодоление начального слоя кожи, поэтому внешнее облучение не несет вреда организму. Но если источником образования альфа-частиц служит ускоритель и их энергия достигает выше десятков МэВ, то угроза нормальному функционированию организма присутствует. Огромный вред наносит непосредственное проникновение внутрь тела радиоактивного вещества. Например, через вдыхание отравленного воздуха или через пищеварительный тракт. Альфа-излучение способно в минимальных дозах вызвать у человека развитие лучевой болезни, которая часто заканчивается смертью пострадавшего.

Альфа–лучи нельзя обнаружить с помощью дозиметра. Попав в организм, они начинают облучать близлежащие клетки. Организм вынуждает клетки делиться быстрее, чтобы возобновить пробел, но заново рожденные опять подвергаются вредному воздействию. Это приводит к потере генетической информации, мутациям, образованию злокачественных опухолей.

Допустимые пределы облучения

Норма ионизирующего излучения в России регулируется «Нормами радиационной безопасности» и «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений». Согласно данным документам, пределы облучения разработаны для следующих категорий:

1. «А». К ней относятся сотрудники, которые работают с источником излучений на постоянной основе или временно. Допустимый предел рассчитывается как индивидуальная эквивалентная доза внешнего и внутреннего излучения за год. Это так называемая предельно допустимая доза.

2. «Б». Категория включает часть населения, которая может подвергаться воздействию источников облучения, так как проживает или работает рядом с ними. В этом случае также рассчитывается допустимая доза за год, при которой в течение 70 лет не будут происходить нарушения здоровья.

3. «В». К типу относится население области, края или страны, попавшее под излучение. Ограничение облучения происходит с помощью введения норм и контроля радиоактивности объектов в окружающей среде, вредных выбросов с АЭС, учитывая дозовые пределы для предыдущих категорий. Влияние излучений на население не подлежит регламенту, так как уровни облучения очень низки. В случаях радиационной аварии в регионах применяются все необходимые меры безопасности.

Меры безопасности

Защита от альфа-излучения не представляет собой проблемы. Радиационные лучи полностью задерживаются плотным листом бумаги и даже человеческой одеждой. Опасность возникает только при внутреннем облучении. Чтобы избежать его, используются средства индивидуальной защиты. К ним относятся спецодежда (комбинезоны, шлемы из молескина), пластиковые фартуки, нарукавники, резиновые перчатки, специальная обувь. Для защиты глаз применяются щитки из оргстекла, также используются дерматологические средства (пасты, мази, кремы), респираторы. На предприятиях прибегают к мерам коллективной защиты. Что касается защиты от газа радона, способного накапливаться в подвалах, ванных комнатах, то в этом случае необходимо часто проветривать помещения, а подвалы изнутри изолировать.

Характеристика альфа-излучения приводит нас к выводу о том, что данный вид имеет низкую пропускную способность и не требует серьезных мер защиты при внешнем облучении. Большой вред наносят эти радиоактивные частицы при проникновении внутрь организма. Элементы данного вида распространяются на минимальные расстояния. Альфа-, бета-, гамма-излучения отличаются друг от друга своими свойствами, проникающей способностью, влиянием на окружающую среду.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *