Ионизирующее действие ядерного излучения

Три компоненты ядерного излучения – альфа-частицы, электроны и гамма-излучение – по-разному взаимодействуют с веществом, вызывая изменение его физических и химических свойств. Для количественной оценки действия ионизирующего излучения вводится новая терминология и специальные единицы измерения.

Ионизирующим излучением называют любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов различного знака. Радиационные повреждения в живом организме вызываются именно этими заряженными частицами – ионами. Основной механизм возникновения повреждений – разрыв химических связей с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений — свободных радикалов, то есть ионов. Вот тут как раз сказывается то, что человеческий организм почти на три четверти состоит из воды. Молекулы воды распадаются под действием излучения на положительный ион Н₂О⁺ и электрон, который может уйти от места рождения на большое в микромире расстояние — до нескольких сот молекулярных диаметров. Что может случиться по дороге с этим электроном? Возможно, он найдет себе пару в лице такого же положительного иона Н₂О⁺ и вновь образуется стабильная молекула воды в процессе рекомбинации. Возможно, он “прицепится” к обычной молекуле воды, так что получится отрицательный ион Н₂О^—.

И положительный, и отрицательный ионы неустойчивы, и после их распадов возникают, в конце концов, стабильные молекулы воды и очень активные в химическом отношении так называемые свободные радикалы — Н⁺ и ОН^—. Вот эти два электрически заряженных “странника” и разрушают живые клетки, взаимодействуя с молекулами белков в процессе окисления, т.е. образуя их соединения с кислородом. Впрочем, интенсивность процесса окисления белковых соединений сильно снижается реакцией рекомбинации, быстро протекающей и вовлекающей большое число ионов воды. Сами же свободные радикалы и служат ускорителями, катализаторами этой реакции, но до определенного предела. Если их концентрация становится выше некоторого порога, реакция рекомбинации замедляется, а свободным радикалам ничего не остается, как вступать в реакции с белками.

Различают непосредственно и косвенно ионизирующие излучения.

Непосредственно ионизирующее излучение состоит из заряженных частиц, которые обладают достаточной энергией для того, чтобы ионизировать атомы при столкновении с ними. Это – ядерное альфа- и бета-излучения, потоки других быстрых заряженных частиц.

Косвенное ионизирующее излучение состоит из незаряженных частиц, которые сами ионизировать вещество не могут, но при их прохождении через вещество появляются заряженные частицы, способные вызвать ионизацию. Это гамма-излучение и потоки нейтронов.

Для оценки воздействия излучения на биологические объекты необходимо рассмотреть количественные характеристики биологического действия ионизирующего излучения.

на следующую страницу