Взаимодействие бета-частиц с веществом. Основную массу бета-частиц составляют электроны. Энергия электронов расходуется, главным образом, на неупругое рассеяние в атомах, что вызывает возбуждение электронов на внешних оболочках атомов и ионизацию внешних и внутренних оболочек. Наряду с этим есть возможность упругого рассеяния, связанного с кулоновским взаимодействием электрона с ядром атома. Этот процесс может приводить к смещению атомов в кристаллической решетке. Часть бета-частиц, проходя мимо атомных ядер, тормозится, теряет долю своей энергии, которая получается в виде тормозного рентгеновского излучения. Проникающая способность бета-частиц в веществе аналогична гамма-излучению. Но поскольку электрон обладает массой, длина пробега его в веществе зависит от природы вещества и энергии излучения. Пробег увеличивается с ростом энергии, пропорционален массе и обратно пропорционален квадрату его заряда. Длину пробега можно определить приближенно:
где 
-длина пробега в среде; 
- длина пробега в воздухе; 
— плотность среды и
воздуха соответственно. Длина пробега в воздухе — десятки сантиметров, в воде и ткани тела человека
— несколько миллиметров.
Взаимодействие альфа-частиц с веществом. Энергия альфа-частиц находится в интервале 4—8,8 МэВ. Имея большую массу и энергию, частицы расходуют ее на неупругое рассеяние в основном на электронах атома.
Альфа-частицы обладают очень высокой ионизирующей способностью, однако полностью экранизируются слоем воздуха 10 см, тонким листом бумаги, стекла, пластика. Они опасны при попадании внутрь человека. Для альфа-частиц длина пробега в воздухе при температуре 15 °С и давлении 760 мм рт. ст. определяется по формуле
Пробег альфа-частиц в веществе, отличном от воздуха:
где М— атомная масса; 
—плотность данного вещества,
г/см3. Проникающая способность альфа-частиц в 100 раз меньше, чем
бета-частиц.
Взаимодействие протонов с веществом. При пролете протонов через вещество они теряют свою кинетическую энергию за счет упругого рассеяния на атомах и ядрах и неупругого взаимодействия с ядрами и электронными оболочками атомов.
При упругом взаимодействии атомы вещества увеличивают свою кинетическую энергию и становятся источником вторичных дефектов смещения и ионизации в веществе.
При неупругом рассеянии протонов протекают ядерные реакции, в результате которых образуются каскады нейтральных и заряженных частиц, а не электромагнитные излучения. Длина пробега протона близка к длине пробега альфа-частиц.
Взаимодействие нейтронов с веществом. Нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов. Характер взаимодействия может быть упругим и неупругим. В результате упругого рассеяния нейтроны передают ядрам часть своей энергии и изменяют направление движения. Ядра атомов, получив дополнительную энергию, вылетают из атомов; проходя через вещество, они производят его ионизацию. Чем меньше масса ядер среды, тем большую долю энергии они теряют в процессе рассеяния. Поэтому в качестве замедлителей нейтронов используют легкие вещества. В зависимости от энергии нейтронов преобладают те или иные виды взаимодействия:
• при энергии 0,025 эВ - холодные нейтроны;
• при энергии 0,025-0,05 эВ - тепловые нейтроны (в поглощающей среде наблюдается захват холодных и тепловых нейтронов);
• при энергии 0,05—0,5 кэВ - промежуточные нейтроны (наблюдается упругое рассеяние);
• при энергии 0,2-20 МэВ - быстрые нейтроны (характеризуются как упругим, так и неупругим рассеянием);
• при энергии 20—300 МэВ — сверхбыстрые нейтроны, имеют место при ядерных реакциях.
Таким образом, основным процессом, сопровождающим ИИ через вещество, является потеря энергии. Эта энергия преимущественно идет на ионизацию и возбуждение электронных оболочек атомов, а также на смещение атомов.
3.5. ЕСТЕСТВЕННЫЕИИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИИИ
К естественным источникам ИИ относятся космическое излучение и земная радиация; к искусственным — ядерные реакторы, рентгеновские трубки, сжигание угля и т.д.
Космическое излучение делят на галактическое, межгалактическое и солнечное. Галактическое и межгалактическое излучения — это поток протонов (90 %), альфа-частиц (9 %), нейтронов, фотонов, ядер легких элементов (лития, бериллия, углерода, азота, кислорода и др.) (1 %).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.