Слово «радіація» має латинське коріння. Radius латиною означає промінь. Загалом під радіацією розуміються всі природні випромінювання. Це радіохвилі, ультрафіолет, альфа-випромінювання, навіть звичайне світло. Одні випромінювання шкідливі, інші можуть навіть стати корисними.
Освіта
Виникненню альфа-часток сприяють ядерний альфа-розпад, ядерні реакції або повна іонізація атомів гелію-4. Первинні космічні промені значною мірою складаються з альфа-часток.
В основному це прискорені ядра гелію з потоків міжзоряного газу. Деякі частинки виникають як відколи від більш важких ядер космічних променів. Також можливе їхнє одержання за допомогою прискорювача заряджених частинок.
Характеристика
Альфа випромінювання - різновид випромінювань іонізуючих. Це потік важких частинок, позитивно заряджених, що рухаються зі швидкістю близько 20000 км/сек і мають достатню енергію. Основні джерела цього випромінювання - радіоактивні ізотопи речовин, мають властивості розпаду у зв'язку з слабкістю атомних зв'язків. Такий розпад сприяє випромінюванню альфа-часток.
Головною особливістю цього випромінювання є його дуже низька здатність, що проникає.Цим воно на відміну від інших типів ядерних випромінювань. Це випливає з їх високих іонізуючих можливостей. Але на кожну дію іонізації витрачається певна енергія.
Взаємодія важких заряджених часток відбувається частіше з атомними електронами, тому вони майже відхиляються від початкового напрями руху. Виходячи з цього шлях частинок вимірюється як пряма відстань від джерела самих частинок до тієї точки, де вони зупиняються.
Вимір пробігу альфа-частинок проводиться в одиницях довжини або поверхневої щільності матеріалу. У повітрі величина такого пробігу може становити 3 - 11 см, а в середовищах рідкої або твердої - тільки соті частки міліметра.
Вплив на людину
Внаслідок дуже активної іонізації атомів альфа-частинки інтенсивно втрачають енергію. Тому її недостатньо навіть для проникнення крізь омертвілий шар шкіри. Це зводить ризики радіаційного опромінення нанівець. Але якщо частинки були отримані за допомогою прискорювача, вони стануть високоенергійними.
Головну небезпеку несуть частки, що виникли у процесі альфа-розпаду радіонуклідів.При попаданні їх усередину організму навіть мікроскопічної дози вистачить, щоб виникла гостра променева хвороба. І дуже часто таке захворювання закінчується летально.
Вплив на електронну апаратуру
Альфа-частинки створюють у напівпровідниках електронно-діркові пари. Це може спричинити збої в напівпровідникових приладах. Для запобігання небажаним наслідкам для виробництва мікросхем застосовують матеріали, що мають низьку альфа-активність.
Детектування
Щоб дізнатися, чи є альфа випромінювання, і в яких значеннях, необхідно його виявити та виміряти. Для цього існують детектори - лічильники частинок. Ці прилади реєструють як самі частинки, і окремі атомні ядра, і визначають їх характеристики. Найбільш відомим детектором є лічильник Гейгера.
Захист від альфа-часток
Низька проникаюча здатність альфа-випромінювання робить його досить безпечним. Воно впливає організм людини лише у особливій близькості від джерела випромінювання. Достатньо аркуша паперу, гумових рукавичок, пластикових окулярів, щоб надійно захистити себе.
Наявність респіратора має бути обов'язковою умовою. Головна небезпека - потрапляння частинок всередину організму, тому дихальні шляхи необхідно захищати ретельно.
Користь альфа випромінювання
Застосування цього випромінювання в медицині називається альфа-терапією. Вона використовує отримані при альфа-випромінюванні ізотопи – радон, торон, що мають малі терміни життя.
Розроблені й спеціальні процедури, що позитивно впливають на життєво важливі системи організму людини, а також надають знеболювальні та протизапальні дії. Це радонові ванни, альфа-радіоактивні компреси, вдихання повітря насиченого радоном. В даному випадку альфа-випромінювання - корисна радіоактивність.
Медики Великобританії успішно експериментують із новими засобами, що використовують вплив альфа-часток. Експеримент проводився на 992 пацієнтах, у яких простата була уражена раком пізніх стадій. Результатом цього стало зниження смертності на 30%.
Висновки вчених свідчать, що альфа-частинки є безпечними для пацієнтів.Вони і більш ефективні в порівнянні з бета-частинками, що використовувалися зазвичай. Також їх вплив більш точковий, і для руйнування ракової клітини потрібно не більше трьохударів. Бета-частинки такого ж ефекту досягають після кількох тисяч влучень.
Джерела випромінювання
Цивілізація, що активно розвивається, і навколишнє середовище забруднює активно. Радіоактивного забруднення навколишнього простору сприяють об'єкти уранової промисловості, ядерні реактори, підприємства радіохімічної промисловості, поховання радіоактивних відходів.
Також альфа та інші типи випромінювань можливі під час використання радіонуклідів на об'єктах народного господарства. Космічні дослідженняі мережі радіоізотопних лабораторій теж додають випромінювань у їх загальну масу.
Альфа-випромінювання (альфа-промені) - це один із видів іонізуючих випромінювань; являє собою потік швидко рухаються, що мають значну енергію, позитивно заряджених частинок (альфа-часток).
Основним джерелом альфа-випромінювання служать альфа-випромінювачі, що випускають альфа-частинки в процесі розпаду. Особливістю альфа-випромінювань є його мала проникаюча здатність. Пробіг альфа-часток у речовині (тобто шлях, на якому вони виробляють іонізацію) виявляється дуже коротким (соті частки міліметра в біологічних середовищах, 2,5-8 см у повітрі).
Однак уздовж короткого шляху альфа-частинки створюють велику кількість іонів, тобто зумовлюють велику лінійну щільність іонізації. Це забезпечує виражену відносну біологічну ефективність, в 10 разів більшу, ніж при дії рентгенівського та . При зовнішньому опроміненні тіла альфачастки можуть (при досить великій поглиненій дозі випромінювання) викликати сильні, хоч і поверхневі (короткий пробіг) опіки; при попаданні через довгоживучі альфа-випромінювачі розносяться по тілу струмом крові і депонуються в органах та ін, викликаючи внутрішнє опромінення організму.
Альфа-випромінювання застосовують на лікування деяких захворювань. також , Випромінювання іонізуючі.
Основним джерелом альфа-випромінювання є природні радіоактивні ізотопи, багато з яких випускають при розпаді альфа-частинки з енергією від 3,98 до 8,78 МеВ. Завдяки великій енергії, дворазовому (порівняно з електроном) заряду та відносно невеликій (порівняно з іншими видами іонізуючих випромінювань) швидкості руху (від 1,4·10 9 до 2,0·10 9 см/сек) альфа-частинки створюють дуже велика кількість іонів, що густо розташовані на їхньому шляху (до 254 тис. пар іонів). При цьому вони швидко витрачають свою енергію, перетворюючись на звичайні атоми гелію. Пробіги альфа-часток у повітрі за нормальних умов - від 2,50 до 8,17 см; у біологічних середовищах – соті частки міліметра.
Лінійна щільність іонізації, створюваної альфа-частинками, сягає кількох тисяч пар іонів на 1 мікрон шляху тканинах.
Іонізація, вироблена альфа-випромінюванням, зумовлює ряд особливостей у тих хімічних реакціях, які протікають у речовині, зокрема у живій тканині (освіта сильних окислювачів, вільного водню та кисню та ін.). Ці радіохімічні реакції, які у біологічних тканинах під впливом альфа-випромінювання, своєю чергою викликають особливу, більшу, ніж в інших видів іонізуючих випромінювань, біологічну ефективність альфа-випромінювання. Порівняно з рентгенівським, бета- та гамма-випромінюванням відносна біологічна ефективність альфа-випромінювання (ОБЕ) приймається рівною 10, хоча в різних випадках вона може змінюватися в широких межах. Як і інші види іонізуючих випромінювань, альфа-випромінювання застосовується для лікування хворих із різними захворюваннями. Цей розділ променевої терапії називається альфа-терапією (див.).
також Випромінювання іонізуючі, Радіоактивність.
Теорія:Радіоактивність – зміна складу атомного ядра.
Альфа випромінювання
- Потік ядер гелію (потік позитивно заряджених частинок)
При альфа-випромінюванні масове число зменшується на 4, а зарядове зменшується на 2.
Правило усунення: при альфа-випромінюванні елемент зміщується на дві клітинки до початку таблиці Менделєєва. 
бета випромінювання
- Потік електронів (потік негативно заряджених частинок)
При бета-випромінюванні масове число не змінюється, зарядове збільшується на 1.
Правило усунення: при бета-випромінюванні елемент зміщується на одну клітинку до кінця таблиці Менделєєва. 
гама випромінювання - електромагнітна хвиля високої частоти та проникаючою здатністю.
При попаданні α та β частинок у магнітне поле на них діє сила, яка відхиляє їх убік. Маса альфа частинок більша, ніж маса бета частинок, тому вони відхиляються слабше. Напрямок сили знаходиться по . γ промені не відкланяються. 
Період напіврозпадуназивається проміжок часу, протягом якого розпадається половина вихідного числа радіоактивних ядер. Але закон напіврозпаду справедливий тільки для великої кількостіатомів. Тому що неможливо передбачити коли розпадеться окреме ядро, але для великої кількості частинок цей закон справедливий. 
При випромінюванні γ-кванту
1) масове та зарядове числа ядра не змінюються
2) масове та зарядове числа ядра збільшуються
3) масове число ядра не змінюється, зарядове число ядра збільшується
4) масове число ядра збільшується, зарядове число ядра не змінюється
Рішення:гама випромінювання це електромагнітна хвиля, воно не впливає на склад атомного ядра, масове та зарядове числа ядра не змінюються.
Відповідь: 1
Завдання оге з фізики (фіпі):Нижче наведено рівняння двох ядерних реакцій. Яка з них є реакцією β-розпаду? 
1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б
Рішення:бета розпад супроводжується випромінюванням електронів в жодній з реакцій немає електрона.
Відповідь: 4
Завдання оге з фізики (фіпі):Нижче наведено рівняння двох ядерних реакцій. Яка з них є реакцією β-розпаду? 
1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б
Рішення:бета розпад супроводжується випромінюванням електронів, в обох реакціях утворюється електрон.
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Використовуючи фрагмент Періодичної системи хімічних елементів, представлений малюнку, визначте, ізотоп якого елемента утворюється в результаті альфа-розпаду вісмуту.
1) ізотоп свинцю
2) ізотоп талію
3) ізотоп полонію
4) ізотоп астатину
Рішення:в результаті альфа-розпаду порядковий номер елемента зменшиться на 2, з вісмуту (Z=83) елемент перетворитися на ізотоп талію (Z=81)
Відповідь: 2
Завдання оге з фізики (фіпі):Використовуючи фрагмент Періодичної системи хімічних елементів, представлений малюнку, визначте, ізотоп якого елемента утворюється внаслідок електронного бета-распада вісмуту.
1) ізотоп свинцю
2) ізотоп талію
3) ізотоп полонію
4) ізотоп астатину
Рішення:в результаті бета-розпаду порядковий номер елемента збільшиться на 1, з вісмуту (Z=83) елемент перетвориться на ізотоп полонію (Z=84)
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Контейнер з радіоактивною речовиною поміщають у магнітне поле, внаслідок чого пучок радіоактивного випромінювання розпадається на три компоненти (див. рисунок). 
Компонента (3) відповідає
1) гамма-випромінювання
2) альфа-випромінювання
3) бета-випромінювання
4) нейтронного випромінювання
Рішення:скористаємося правилом лівої руки, потік частинок спрямований нагору, чотири пальці направимо нагору. Лінії магнітного поля направлені в площину екрана (від нас), лінії магнітного поля направляємо в долоню, відігнутий на 90 o великий палець показує, що позитивно заряджені частинки відхиляються вліво. Компонента (3) відхилилася праворуч, отже ці частинки негативно заряджені. Бета-випромінювання це потік негативно заряджених частинок.
2 спосіб:Компонента (3) відхиляється сильніше ніж компонента (1), отже (3) маса менше. У електрона маса менша ніж у ядра гелію, значить компонента (3) це потік електронів (гама-випромінювання)
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Період напіврозпаду називається проміжок часу, протягом якого розпадається половина вихідного числа радіоактивних ядер. На малюнку представлено графік зміни кількості N радіоактивних ядер з часом t. 
Згідно з графіком період напіврозпаду дорівнює
1) 10 с
2) 20 с
3) 30 с
4) 40 с
Рішення:У момент часу t 1 = 20 секунд було N 1 = 40 · 10 6 радіоактивних ядер, половина радіоактивних ядер N 2 = 20 · 10 6 розпалася на момент часу t 2 = 40 секунд, отже період напіврозпаду T = t 2 - t 1 = 40 - 20 = 20 c, з графіка видно, що за кожні 20 секунд розпадається половина атомів, що залишилися.
Відповідь: 2
Завдання оге з фізики 2017:При альфа-розпаді ядра його зарядове число
1) зменшується на 2 одиниці
2) зменшується на 4 одиниці
3) збільшується на 2 одиниці
4) збільшується на 4 одиниці
Рішення:При альфа-розпаді ядра його зарядове число зменшується на 2 одиниці, т.к. вилітає ядро гелію із зарядом +2е.
Відповідь: 1
Завдання оге з фізики (фіпі):При дослідженні природної радіоактивності було виявлено три види випромінювань: альфа-випромінювання (потік альфа-часток), бета-випромінювання (потік бета-часток) та гамма-випромінювання. Якими є знак і модуль заряду бета-частин?
1) позитивний і рівний за модулем елементарний заряд
2) позитивний і рівний за модулем двом елементарним зарядам
3) негативний і рівний за модулем елементарний заряд
4) бета-частинки не мають заряду
Рішення:бета-випромінювання це потік електронів, заряд електрона негативний і дорівнює модулю елементарному заряду.
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Нижче наведено рівняння двох ядерних реакцій. Яка з них є реакцією α-розпаду? 
1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б
Рішення:При альфа-розпаді утворюються ядра гелію, з двох реакцій лише у другій утворюється ядро гелію.
Відповідь: 2
Завдання оге з фізики (фіпі):Радіоактивний препарат поміщений у магнітне поле. У цьому полі можуть відхилитися
А. α-промені.
Б. β-промені.
Правильною відповіддю є
1) тільки А
2) тільки Б
3) і А, і Б
4) ні А, ні Б
Рішення:заряджена частка, що рухається, потрапляючи в магнітне поле відхиляється, α-промені і β-промені мають заряд, отже, вони будуть відхилятися в магнітному полі.
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Які види радіоактивного випромінювання, що проходить крізь сильне магнітне поле, не відхиляються?
1) альфа-випромінювання
2) бета-випромінювання
3) гамма-випромінювання
4) альфа-випромінювання та бета-випромінювання
Рішення:заряджена частка, що рухається, потрапляючи в магнітне поле відхиляється, гамма-промені не мають заряду, тому в магнітному полі вони не відхиляються.
Відповідь: 3
Завдання оге з фізики (фіпі):Природна радіоактивність елемента
1) залежить від температури довкілля
2) залежить від атмосферного тиску
3) залежить від хімічної сполуки, до складу якої входить радіоактивний елемент
4) не залежить від перерахованих факторів
Відповідь: 4
Завдання оге з фізики (фіпі):Використовуючи фрагмент Періодичної системи хімічних елементів, представлений малюнку, визначте склад ядра фтору з масовим числом 19.
1) 9 протонів, 10 нейтронів
2) 10 протонів, 9 нейтронів
3) 9 протонів, 19 нейтронів
4) 19 протонів, 9 нейтронів
Рішення:число протонів дорівнює порядковому номеру елемента, у фтору 9 протонів, щоб визначити число нейтронів з масового числа віднімемо зарядове 19-9=10.
Відповідь: 1
Завдання оге з фізики (фіпі):Який із трьох типів випромінювання – α, β чи γ – має найменшу проникаючу здатність?
1) α
2) β
3) γ
Рішення:з трьох видів випромінювань, найбільші це α-частинки, ядра гелію більші за електрони та гамма кванти, отже, їм важче пройти через перешкоду.
Відповідь: 1
Який із трьох типів випромінювання – α, β чи γ – має найбільшу проникаючу здатність?
1) α
2) β
3) γ
4) проникаюча здатність всіх типів випромінювання однакова
Корпускулярні випромінювання - Іонізуючі випромінювання, що складаються з частинок з масою, відмінною від нуля.
Альфа-випромінювання - Потік позитивно заряджених частинок (ядер атомів гелію - 24Не), який рухається зі швидкістю близько 20000 км/с. Альфа-промені утворюються при радіоактивному розпаді ядер елементів з великими порядковими номерами та при ядерних реакціях, перетвореннях. Енергія їх коливається не більше 4-9 (2-11) МеВ. Пробіг a-частинок у речовині залежить від їхньої енергії та від природи речовини, в якій вони рухаються. У середньому повітря пробіг становить 2-10 див, у біологічної тканини - кілька микрон. Так як a-частинки масивні і мають відносно велику енергію, шлях їх у речовині прямолінійний вони викликають сильно виражений ефект іонізації. Питома іонізація становить приблизно 40000 пар іонів на 1 см пробігу повітря (на всій довжині пробігу може створюватися до 250 тисяч пар іонів). У біологічній тканині на шляху в 1-2 мікрони також створюється до 40000 пар іонів. Вся енергія передається клітинам організму, завдаючи йому величезної шкоди.
Альфа-частинки затримуються листом паперу і практично не можуть проникати через зовнішній шар шкіри, вони поглинаються роговим шаром шкіри. Тому a-випромінювання не становить небезпеки до тих пір, поки радіоактивні речовини, що випромінюють a-частки, не потраплять усередину організму через відкриту рану, з їжею або повітрям, що вдихається - тоді вони стають надзвичайно небезпечними .
Бета-випромінювання - потік b-часток, що складається з електронів (негативно заряджених частинок) і позитронів (позитивно заряджених частинок), що випускаються атомними ядрами при їх b-розпаді. Маса β-частинок в абсолютному вираженні дорівнює 9,1х10-28 р. Бета-частинки несуть один елементарний електричний заряд і поширюються в середовищі зі швидкістю від 100 тис. км/с до 300 тис. км/с (тобто до швидкості світла) залежно від енергії випромінювання. Енергія b-частинок коливається у значних межах. Це пояснюється тим, що при кожному b-розпаді радіоактивних ядер енергія, що утворюється, розподіляється між дочірнім ядром, b-частинками і нейтрино в різних співвідношеннях, причому енергія b -часток може коливатися від нуля до якогось максимального значення. Максимальна енергія лежить у межах від 0,015-0,05 МеВ (м'яке випромінювання) до 3-13,5 МеВ (жорстке випромінювання).
Так як b-частинки мають заряд, то під дією електричного та магнітного полів вони відхиляються від прямолінійного напрямку. Маючи дуже малу масу, b-частки при зіткненні з атомами і молекулами також легко відхиляються від свого початкового напряму (тобто відбувається сильне їх розсіювання). Тому визначити довжину шляху бета-частинок дуже важко - цей шлях занадто звивистий. Пробіг
b-часток у зв'язку з тим, що вони мають різний запас енергії також піддається коливанням. Довжина пробігу в повітрі може досягати
25 см, а іноді й кількох метрів. У біологічних тканинах пробіг частинок становить до 1 см. На шлях пробігу впливає також густина середовища.
Іонізуюча здатність бета-часток значно нижча, ніж альфа-часток. Ступінь іонізації залежить від швидкості: менша швидкість - більше іонізація. На 1 см шляху пробігу в повітрі b-частка утворює
50-100 пар іонів (1000-25 тис. пар іонів по всьому шляху повітря). Бета-частинки великих енергій, пролітаючи повз ядро занадто швидко, не встигають викликати такий самий сильний іонізуючий ефект, як повільні бета-частинки. При втраті енергії захоплюється або позитивним іоном з утворенням нейтрального атома або атомом з утворенням негативного іона.
Нейтронне випромінювання - випромінювання, що з нейтронів, тобто. нейтральних частинок. Нейтрони утворюються при ядерних реакціях (ланцюгової реакції поділу ядер важких радіоактивних елементів, при реакціях синтезу важчих елементів ядер водню). Нейтронне випромінювання є опосередковано іонізованим; утворення іонів відбувається не під дією самих нейтронів, а під дією вторинних важких заряджених частинок та гамма-квантів, яким нейтрони передають свою енергію. Нейтронне випромінювання надзвичайно небезпечне через свою високу проникаючу здатність (пробіг у повітрі може досягати кілька тисяч метрів). Крім того, нейтрони можуть викликати наведену (у тому числі і в живих організмах), перетворюючи атоми стабільних елементів на їх радіоактивні. Від нейтронного опромінення добре захищають водородсодержащіе матеріали (графіт, парафін, вода і т.д.).
Залежно від енергії розрізняють такі нейтрони:
1. Надшвидкі нейтрони з енергією 10-50 МеВ. Вони утворюються при ядерних вибухівта роботи ядерних реакторів.
2. Швидкі нейтрони, енергія їх перевищує 100 кеВ.
3. Проміжні нейтрони – енергія їх від 100 кеВ до 1 кеВ.
4. Повільні та теплові нейтрони. Енергія повільних нейтронів вбирається у 1 кэВ. Енергія теплових нейтронів досягає 0,025 еВ.
Нейтронне випромінювання використовують для нейтронної терапії в медицині, визначення вмісту окремих елементів та їх ізотопів у біологічних середовищах тощо. У медичній радіології використовуються головним чином швидкі та теплові нейтрони, в основному використовують каліфорній-252, що розпадається з викидом нейтронів із середньою енергією 2,3 МеВ.
Електромагнітні випромінювання розрізняються за своїм походженням, енергії, а також за довжиною хвилі. До електромагнітних випромінювань відносяться рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання радіоактивних елементів та гальмівне випромінювання, що виникає при проходженні через речовину сильно прискорених заряджених частинок. Видимий світло і радіохвилі - теж електромагнітні випромінювання, але вони не іонізують речовину, бо характеризуються великою довгою хвилі (меншою жорсткістю). Енергія електромагнітного полявипромінюється не безперервно, а окремими порціями – квантами (фотонами). Тому електромагнітні випромінювання – це потік квантів чи фотонів.
Рентгенівські випромінювання. Рентгенівські промені відкрили Вільгельмом Конрадом Рентгеном в 1895 р. Рентгенівське випромінювання - це квантове електромагнітне випромінювання з довгою хвилі 0,001-10 нм. Випромінювання з довгої хвилі, що перевищує 0,2 нм, умовно називають «м'яким» рентгенівським випромінюванням, а до 0,2 нм - «жорстким». Довжина хвилі – відстань, на яку випромінювання поширюється за один період коливання. Рентгенівське випромінювання, як і всяке електромагнітне випромінювання, поширюється зі швидкістю світла - 300 000 км/с. Енергія рентгенівського випромінювання зазвичай не перевищує 500 кеВ.
Розрізняють гальмівне та характеристичне рентгенівське випромінювання. Гальмівне випромінювання виникає при гальмуванні швидких електронів у електростатичному полі ядра атомів (тобто при взаємодії електронів з ядрами атомів). При проходженні електрона великих енергій поблизу ядра спостерігається розсіювання (гальмування) електрона. Швидкість електрона знижується, і частина енергії випускається у вигляді фотона гальмівного рентгенівського випромінювання.
Характеристичні рентгенівські випромінювання виникають, коли швидкі електрони проникають углиб атома і вибивають із внутрішніх рівнів (К, L і навіть М). Атом збуджується, а потім повертається до основного стану. При цьому електрони із зовнішніх рівнів заповнюють місця, що звільнилися, у внутрішніх рівнях і при цьому випромінюються фотони характеристичного випромінювання з енергією, що дорівнює різниці енергії атома в збудженому і основному стані (не перевищує 250 кеВ). Тобто. характеристичне випромінювання виникає у разі перебудови електронних оболонок атомів. При різних переходах атомів зі збудженого стану в незбуджене, надлишок енергії може також випускатися у вигляді видимого світла, інфрачервоних та ультрафіолетових променів. Так як рентгенівське проміннямають малої довжиною хвиль і менше поглинаються в речовині, то вони мають більшу проникаючу здатність.
Гамма-випромінювання – це випромінювання ядерного походження. Воно випускається ядрами атомів при альфа та бета розпаді природних штучних радіонуклідів у тих випадках, коли в дочірньому ядрі виявляється надлишок енергії, не захоплений корпускулярним випромінюванням (альфа- та бета-частинкою). Цей надлишок енергії миттєво висвічується як гамма-квантов. Тобто. гамма-випромінювання - це потік електромагнітних хвиль (квантів), який випромінюється у процесі радіоактивного розпаду за зміни енергетичного стану ядер. Крім того, гамма-кванти утворюються при антигіляції позитрона та електрона. За властивостями гамма-випромінювання близьке до рентгенівського випромінювання, але має більшу швидкість і енергію. Швидкість поширення у вакуумі дорівнює швидкості світла – 300000 км/с. Так як гамма-промені не мають заряду, то в електричному та магнітному поляхне відхиляються, поширюючись прямолінійно і поступово на всі боки джерела. Енергія гамма-випромінювання коливається від десятків тисяч до мільйонів електрон-вольт (2-3 МеВ), рідко досягає 5-6 МеВ (так середня енергія гамма-променів, що утворюються при розпаді кобальту-60, дорівнює 1,25 МеВ). До складу потоку гамма-випромінювань входять кванти різних енергій. При розпаді 131
Альфа випромінювання є потік важких, позитивно заряджених частинок, що складаються з протона і нейтрону - ядер гелію, що має невелику початкову швидкість і порівняно високий рівеньенергії (від 3 до 9 МеВ). Пробіг альфа частинок, що випускаються переважно природними елементами (радій, торій, уран, полоній та ін), порівняно невеликий. Так, у повітрі він становить 10...11см, а в біологічних тканинах - всього кілька десятків мікрометрів (30...40 Мкм). Альфа частки, маючи порівняно велику масу та низьку початкову швидкістю, при взаємодії з речовиною швидко втрачають свою енергію та поглинаються ним. Внаслідок цього вони мають найбільшу лінійну щільність іонізації, але низькою проникаючою здатністю.
Бета-випромінювання є потік негативно заряджених частинок - електронів або позитивно заряджених частинок - позитронів і виникає при розпаді природних і штучних радіоактивних елементів. Маючи високу швидкість поширення, що наближається до швидкості світла, бета частинки мають більший пробіг у середовищі, ніж альфа частинки. Так, максимальний пробіг у повітрі бета частинок сягає кілька метрів, а біологічних середовищах –1…2 див.
Вони мають більшу, ніж у альфа частинок, що проникає здатністю, яка залежить від рівня енергії бета випромінювача.
Гамма-випромінювання, що розглядається як потік гама квантів і електромагнітні коливання з дуже короткою довжиною хвилі, виникає в процесі ядерних реакцій і радіоактивного розпаду. Діапазон енергії гамма випромінювань лежить не більше 0.01…3 МеВ. Воно має дуже високу проникаючу здатність і малу іонізуючу дію. Гамма-випромінювання глибоко проникає у біологічні тканини, викликаючи у них розрив молекулярних зв'язків.
Нейтронне випромінювання, що є потоком елементарних частинок атомних ядер– нейтронів, має велику проникаючу здатність, яка залежить від енергії нейтронів і хімічної структуриопромінюваної речовини. Нейтрони не мають електричного зарядуі мають масу, близьку до маси протона. Взаємодія нейтронів з середовищем супроводжується розсіюванням (пружним або не пружним) нейтронів на ядрах атомів, що є результатом пружних або непружних зіткнень нейтронів з атомами речовини, що опромінюється. В результаті пружних зіткнень, що супроводжуються зміною траєкторії нейтронів та передачею атомним ядрам частини кінетичної енергії, відбувається звичайна іонізація речовини.
При непружному розсіюванні нейтронів їх кінетична енергія витрачається, переважно, на радіоактивне збудження ядер середовища, що може викликати вторинне випромінювання, що складається як із заряджених частинок, і з гамма квантів. Придбання речовинами, нейтронами, що опромінюються, так званої наведеної радіації, збільшує можливість радіоактивного зараження і є важливою особливістю нейтронного випромінювання.
Рентгенівське вивчення являє собою електромагнітне випромінювання, що виникає при опроміненні речовини потоком електронів при достатньо високих напругах, що досягають сотні кіловольт. За характером дії рентгенівське випромінювання схоже на гамма-випромінювання. Воно має малу іонізуючу здатність і велику глибину проникнення при опроміненні речовини. Залежно від величини електричної напруги в установці енергія рентгенівського випромінювання може бути в межах від 1 кэВ до 1 MэB.
Радіоактивні речовини мимоволі розпадаються, з часом втрачаючи свою активність. Швидкість розпаду є однією з найважливіших характеристик радіоактивних речовин.
Кожному ізотопу властивий певний період розпаду, тобто. час, протягом якого розпадається половина ядер цього ізотопу. Періоди напіврозпаду бувають невеликими (радон-222, протактиній-234 та ін.) та дуже великими (уран-238, радій, плутоній та ін.).
При впровадженні в організм радіоактивних елементів з коротким періодом напіврозпаду шкідливий вплив радіації та хворобливі явища припиняються досить швидко.
Дози радіаційного опромінення
Мірою кількості радіоактивних речовин є їх активність, що виражається числом розпадів атомних ядер в одиницю часу. За одиницю активності приймають розпад за секунду (розпад/с).
Ця одиниця у системі Сі отримала назву Беккерель (Бк). Один Беккерель відповідає одному розпаду за секунду для будь-якого радіонукліда. Позасистемною одиницею активності є кюрі. Кюрі (Kі) – це активність радіоактивної речовини, в якій розпадається 3,7*1010 ядер на секунду. 1 Кі = 3,7 * 1010 Бк. Зазвичай користуються дрібнішими одиницями - мілікюрі (мКі) і мікрокюрі (мкКі).
Розрізняють експозиційну, поглинену та еквівалентну дозу випромінювання.
Експозиційна доза – кулон на кілограм, (Кл/кг) характеризує дію іонізуючого випромінювання
Dексп. = Q/m,
де Q – заряд одного знака утворений при радіоактивному опроміненні повітря, Кл (кулон);
m – маса повітря, кг.
Позасистемною одиницею експозиційної дози є рентген (Р).
1 рентген - доза радіоактивного випромінювання, яка в 1 см3 сухого повітря за нормальних атмосферних умов виробляє іони, що несуть заряд кожного знака в одну електростатичну одиницю.
Важливе значення ефекту опромінення має потужність дози опромінення. За позасистемну одиницю потужності дози опромінення прийнято рентген за секунду (Р/с).
Потужність експозиційної дози (ампер на кілограм) визначається за такою формулою:
Рекс = Dексп /t,
де t – час опромінення.
Поглинена доза випромінювання (Дж/кг) характеризує поглинаючі властивості опроміненого середовища та багато в чому залежить від виду випромінювання. Ця одиниця одержала назву грей (Гр).
Dпогл = E/m,
де Е – енергія випромінювання, Дж;
m - маса середовища, що поглинула енергію, кг.
3а позасистемну одиницю поглиненої дози випромінювання прийнятий радий. 1рад. = 10-2Гр.
Більше дрібними одиницямиє мілірад (мрад) та мікрорад (мкрад).
Потужність поглиненої дози, вт/кг
Рпогл = Dпогл/t.
Для оцінки неоднакового біологічного ефекту, що викликається однією і тією ж дозою різних видівіонізуючих випромінювань, запроваджено поняття еквівалентної дози. Еквівалентна доза радіоактивного випромінювання характеризується поглиненою дозою випромінювання та коефіцієнтом відносної біологічної ефективності, що називається коефіцієнтом якості (Кк) різних випромінювань при впливі їх на людину.
Dекв = DпоглKk.
Одиниця еквівалентної дози у системі СІ – Зіверт (Зв). Один Зіверт відповідає дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, γ-, і β-випромінювань).
Одиницею еквівалентної дози випромінювання є бер (біологічний еквівалент рентгену).
Бер – доза будь-якого виду іонізуючого випромінювання, що чинить таку ж біологічну дію, як і доза рентгенівського або гамма-випромінювання в 1 рентген.
Коефіцієнт якості для гамма- та рентгенівського випромінювання, бета частинок, електронів та позитронів поранений одиниці.