Все мы знаем, что радиация - опасное явление, с которым лучше не связываться. Это слово ассоциируется обычно с Чернобылем, ураном (не планетой, а веществом) и ядерным оружием. Но что она собой представляет и откуда вообще возникает?

Само слово "радиация" происходит от английского radiation, что в переводе означает излучение. Если говорить об этом понятии в самом широком смысле, то это и есть практически любое излучение. Можно сказать, что радиация - это процесс распространения энергии в пространстве в форме различных частиц и волн разнообразной природы. Частицы могут отличаться друг от друга по составу, массе и другим характеристикам, а волны одного и того же типа могут иметь разную частоту - от этого будет зависеть переносимая ими энергия. Это легко рассмотреть на примере электромагнитного спектра, который делится на различные диапазоны в зависимости от длины волны:


Фотоны света имеют разную энергию, и от этой энергии зависит длина волны. И вот здесь важно сказать, что излучение бывает двух видов:

1. Неионизирующее объединяет все излучения и поля электромагнитного спектра, у которых не хватает энергии для ионизации вещества.

Что такое ионизация? Чтобы понять процесс ионизации, нужно кое-что пояснить. Атом - это мельчайшая частица вещества. Атомы являются химически неделимыми, то есть их невозможно разъединить с помощью химических опытов. Сами по себе атомы электрически нейтральны. Они состоят из положительно заряженного ядра (в его состав входят протоны и нейтроны) и отрицательно заряженных электронов, движущихся по орбите вокруг этого ядра. Но атомы могут терять электроны или, наоборот, присоединять их. В таком случае образуется ион — это положительно или отрицательно электрически заряженная частица, образовавшаяся в результате потери атомом или присоединения к нему одного или нескольких электронов. Если атом теряет один электрон, то образуется положительно заряженный ион с зарядом +1, а если присоединяет электрон, то заряд иона будет равен -1. То есть, из электрически нейтральных атомов из-за потери или присоединения электрона возникает положительно или отрицательно заряженная частица - ион. Процесс образования из электрически нейтральных атомов заряженных ионов и называется ионизацией.


Наши глаза не видят никакого излучения, кроме видимого спектра, а оно есть! И оно повсюду. Микроволновые печи, телефоны излучают неионизирующее длинноволновое излучение - это тоже радиация, но она не взаимодействует с веществом. Так что греть еду в микроволновке совершенно безопасно! Даже мы сами являемся источниками радиации - наши тела излучают электромагнитную энергию в инфракрасном диапазоне, но раз это неионизирующее излучение, то обнимашки друг с другом явно не навредят.

2. Ионизирующее излучение. А вот оно уже опасно для всего живого, поскольку является высокоэнергетическим. К нему относится гамма-, рентген- и ультрафиолетовое излучение. Ионизация атомов происходит засчёт электромагнитного воздействия на атомы, из-за которого электроны отрываются от своего ядра и потом присоединяются к другому. Самопроизвольное испускание ионизирующего излучения называется радиоактивностью.

Ионизирующее излучение отличается от неионизирующего большей энергией квантов и частиц. Таким образом, радиация - это излучение в целом, но в обществе понятие "опасной радиации" связано именно с ионизирующим излучением.

Что в этом такого страшного?

Ионизация резко повышает электропроводность материалов и может повредить полупроводниковую электронику. Но это пустяки по сравнению с лучевой болезнью, которая может развиться после получения всего каких-то 100 Джоулей энергии гамма-лучей всем телом в течение нескольких минут. Под воздействием высокоэнергетического излучения буквально разрушаются атомы, из которых мы состоим, и возникает лучевая болезнь. При слабом облучении человек выздоравливает даже без медицинской помощи. Последствия средней формы обратимы с помощью лечения, но исход будет зависеть от возникновения осложнений и их последствий. Тяжёлая форма лучевой болезни поддаётся лечению, однако процесс реабилитации зачастую далеко не многообещающий.

А вот и ещё кое-что. Есть 2 вида радиоактивности:

1. Естественная

Её источниками являются нестабильные ядра, которые при распаде выделяют в окружающую среду невидимое для наших глаз излучение в виде электромагнитных волн:

Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия, то есть тяжёлых положительно заряженных частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов. При движении сквозь вещество они создают сильную ионизацию и быстро теряют энергию, поэтому защититься от них можно даже обычным листом бумаги. Самые распространённые источники этого излучения - изотопы урана и тория.

Бета-излучение представлено электронами и намного реже позитронами. Они уже могут задерживаться плотными материалами, например, оргстеклом толщиной в 1-2 см. Источниками бета-излучения являются цезий-137, калий-40 и другие радионуклиды.

Гамма-излучение - это поток электромагнитных волн наиболее коротковолнового диапазона. Гамма-лучи - самые опасные, так как они обладают наибольшей проникающей способностью, так что в скафандре от него не спрячешься - спасут только толстые стены из тяжёлых металлов (вольфрам, свинец, сталь).

В космосе существует множество процессов, работающих как ускорители частиц - взрывы сверхновых, активность чёрных дыр, пульсары и магнетары. Источником радиации является и наше Солнце. Даже несмотря на защиту магнитного поля Земли и её атмосферы, часть излучения всё-таки проникает к нам, но она столь мала, что не несёт вреда землянам.

2. Искусственная

Это поток электронов, происходящий в ядерных реакциях.

От естественного радиационного фона нигде не спрячешься. Он всегда был, есть и будет с нами, но остерегаться следует лишь больших доз ионизирующего излучения: не стоит слишком часто делать рентгеновские снимки, опасно находиться в открытом космосе, возле радиоактивных отходов и в местах добычи радиоактивных элементов. Только правильная защита способна свести уровень воздействия ионизирующего излучения к минимуму.Источник: "Астрономия с Ауриэль"