11.6: Проникающая способность излучения
При всем излучении от природных и искусственных источников мы вполне обоснованно должны беспокоиться о том, как все излучение может повлиять на наше здоровье. Повреждение живых систем наносится радиоактивным излучением, когда частицы или лучи поражают ткани, клетки или молекулы и изменяют их. Эти взаимодействия могут изменить молекулярную структуру и функцию; клетки больше не выполняют свою надлежащую функцию, а молекулы, такие как ДНК, больше не несут соответствующей информации. Большое количество радиации очень опасно, даже смертельно. В большинстве случаев радиация повреждает одну (или очень небольшое количество) клеток, разрушая клеточную стенку или иным образом препятствуя размножению клетки.
Способность радиации повреждать молекулы анализируется с точки зрения того, что называется ионизирующая способность. Когда частица излучения взаимодействует с атомами, это взаимодействие может привести к тому, что атом потеряет электроны и, таким образом, станет ионизированным. Чем больше вероятность того, что повреждение произойдет в результате взаимодействия, тем больше ионизирующая сила излучения.
Большая часть угрозы радиации связана с легкостью или трудностью защиты от частиц.Насколько толстой стены вам нужно спрятаться, чтобы быть в безопасности? Способность каждого вида излучения проходить через вещество выражается через проникающая способность. Чем больше материала может пройти излучение, тем больше проникающая способность и тем опаснее они. В общем, чем больше масса, тем выше ионизирующая способность и ниже проникающая способность.
Сравнивая только три распространенных типа ионизирующего излучения, альфа-частицы имеют наибольшую массу. Из-за большой массы альфа-частицы она обладает наибольшей ионизирующей силой и наибольшей способностью повреждать ткани. Однако такой же большой размер альфа-частиц делает их менее способными проникать сквозь материю. Альфа-частицы обладают наименьшей проникающей способностью и могут быть остановлены плотным листом бумаги или даже слоем одежды. Их также останавливает внешний слой омертвевшей кожи на людях. Может показаться, что это устраняет угрозу со стороны альфа-частиц, но только от внешних источников. В ситуации, такой как ядерный взрыв или какая-то ядерная авария, когда радиоактивные излучатели распространяются в окружающей среде, излучатели могут вдыхаться или поступать с пищей или водой, и как только альфа-излучатель оказывается внутри вас, вы вообще не защищены. .
Бета-частицы намного меньше, чем альфа-частицы, и, следовательно, имеют гораздо меньшую ионизирующую способность (меньшую способность повреждать ткани), но их небольшой размер дает им гораздо большую проникающую способность. Большинство ресурсов говорят, что бета-частицы могут быть остановлены листом алюминия толщиной в четверть дюйма. Но опять же, самая большая опасность возникает, когда источник бета-излучения попадает внутрь вас.
Гамма лучи не частицы, а высокоэнергетическая форма электромагнитного излучения (как рентгеновские лучи, но более мощные). Гамма-лучи — это энергия, не имеющая ни массы, ни заряда. Гамма-лучи обладают огромной проникающей способностью, и для их защиты требуется несколько дюймов плотного материала (например, свинца).Гамма-лучи могут пройти через тело человека, ничего не задев. Считается, что они обладают наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей способностью.
Сравнение альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей приведено в таблице (PageIndex).
| Частица | Символ | масса | Проникающая сила | Ионизирующая сила | Экранирование |
|---|---|---|---|---|---|
| Альфа | (альфа) | (4 матрм) | Очень низкий | Очень высоко | Бумажная кожа |
| Бета | (бета) | (1 / 2000 матрм) | Средний | Средний | Алюминий |
| Гамма | (гамма) | 0 (только энергия) | Очень высоко | Очень низкий | 2 дюйма свинец |
Самое безопасное количество радиации для человеческого тела равно нулю. Невозможно не подвергаться воздействию ионизирующего излучения, поэтому следующая лучшая цель — подвергаться как можно меньшему воздействию. Два лучших способа свести к минимуму воздействие — ограничить время воздействия и увеличить расстояние от источника.
Резюме
- Виды излучения различаются по своей способности проникать в материал и повреждать ткани, при этом альфа-частицы наименее проникающие, но потенциально наиболее разрушительные, а гамма-лучи наиболее проникающие.
- Два лучших способа свести к минимуму воздействие — ограничить время воздействия и увеличить расстояние от источника.
11.6: Penetrating Power of Radiation распространяется под лицензией CC BY 4.0, автором, ремиксом и/или куратором выступили Мариса Альвиар-Агнью и Элизабет Р. Гордон.
- Вернуться к вершине
- 11.5: Использование радиоизотопов
- 11.7: Энергия ядра
