Медицинская энциклопедия - излучения ионизирующие

Излучения ионизирующие — это излучения, взаимодействие которых с веществом приводит к образованию ионов разных знаков. Все виды ионизирующих излучений делят на электромагнитные излучения (рентгеновское и гамма-излучения) и корпускулярные излучения, состоящие из различных ядерных частиц. Источниками ионизирующих излучений служат: естественные или искусственные радиоактивные вещества, рентгеновские аппараты. Ионизирующие излучения образуются при всевозможных ядерных реакциях. Кроме того, ионизирующие излучения приходят из космического пространства.

Рентгеновское излучение возникает в рентгеновской трубке (см.). Различают коротковолновое и длинноволновое рентгеновские излучения. Длина волны рентгеновского излучения зависит от напряжения, приложенного к аноду трубки. Чем меньше длина волны рентгеновского излучения, тем выше его энергия.

Из квантовой механики известно, что электромагнитные излучения испускаются не непрерывное отдельными порциями энергии с определенной длиной  волны, которые называются квантами, или фотонами. При прохождении через вещество кванты рентгеновского излучения передают свою энергию электронам атомов среды. В результате взаимодействия с электроном квант или исчезает (явление фотоэффекта), или уменьшает свою энергию (комптон-эффект). Расстояние, проходимое излучением в веществе, определяет его проникающую способность. Рентгеновское излучение — проникающее излучение, т. е. излучение, имеющее высокую проникающую способность.

Проникающая способность излучения зависит от энергии квантов. Излучение с малой энергией квантов имеет малую проникающую способность и называется мягким, с большой энергией квантов и высокой проникающей способностью — жестким.

Для получения более жесткого рентгеновского излучения кванты малой энергии задерживают фильтрами (чаще из меди и алюминия). Рентгеновское излучение, прошедшее через фильтр, называется фильтрованным (в противоположность нефильтрованному) .

Гамма-излучение образуется при ядерных реакциях и испускается из ядра либо непосредственно в момент реакции, либо через некоторый промежуток времени. Энергия гамма-квантов может иметь различные значения: от десятков тысяч электрон-вольт (кэв) до миллионов электрон-вольт (Мэв). Для каждого радиоактивного элемента характерна присущая ему энергия испускаемых гамма-квантов.

В медицине широко используют гамма-излучения искусственно полученных радиоактивных изотопов (кобальт-60, цезий-137 и др.). Физические свойства рентгеновского и гамма-излучений, а также их биологическое действие на живые организмы одинаковы.

К корпускулярным излучениям относят: альфа-излучение, бета-излучение, а также протонное и нейтронное излучения. Они испускаются возбужденными ядрами атомов, поэтому называются ядерными излучениями. При прохождении через вещество все частицы (кроме нейтронов) теряют свою энергию малыми порциями на возбуждение и ионизацию атомов и молекул. Энергия, необходимая для образования одной пары ионов, незначительна по сравнению с энергией частицы, поэтому на своем пути частица образует большое число пар ионов. Число пар ионов на единице пути заряженной частицы, или плотность ионизации, зависит от скорости частицы и ее заряда. Плотность ионизации вдоль пути частицы неодинакова. С уменьшением скорости постепенно возрастает плотность ионизации, достигая максимального значения в конце пробега. Это свойство заряженных частиц (которого не имеют электромагнитные излучения) используют в лучевой терапии (см.), выбирая энергию частиц таким образом, чтобы их пробег заканчивался в опухоли.

Ионизация, возникающая при прохождении корпускулярных излучений через среду, обусловлена не только первичным падающим на среду излучением, но и теми вторичными излучениями, которые образуются в результате взаимодействия первичного излучения с этой средой. Так, нейтроны, незаряженные частицы, производят ионизацию за счет вторичных протонов, образующихся при столкновении нейтронов с ядрами водорода. Заряженные частицы и нейтроны могут также вступать в ядерные реакции с ядрами атомов среды. При захвате этими ядрами налетающих частиц образуются новые неустойчивые ядра, которые испускают альфа-, бетаи гамма-излучения, называемые захватными. Поэтому образцы или биологические объекты после облучения корпускулярным излучением остаются радиоактивными до тех пор, пока не распадутся образовавшиеся неустойчивые ядра. Корпускулярные излучения высоких энергий, т. е. излучения, состоящие из частиц с очень большими скоростями, получают искусственным путем в ускорителях заряженных частиц (см.). Ускорители испускают частицы отдельными порциями, или импульсами. Такое излучение носит название импульсного.