Что такое бета излучение и как защититься человеку
Бета излучение, возникающее при радиационном процессе, занимает умы ученых не меньше, чем другие виды.
Уже довольно длительное время изучается его воздействие на человеческий организм.
Полезно оно или вредно, и как от него защититься? Следует более подробно рассмотреть все свойства такого излучения.
Понятие бета-излучение
Какова физическая природа бета излучения? Как оно возникает, и какие частицы присутствуют в нем? Эти вопросы интересовали многих ученых, поэтому сразу после открытия существования таких лучей, они занялись их изучением.
Илучение представляет собой поток нейтронов или электронов, появляющийся в результате распада атомов. В этот момент происходит превращение одного элемента в другой. При этом все изменения проходят внутри ядра, что ведет к изменению электрона или нейтрона. Какая именно частица будет в излучении, зависит от вида превращения.
Поток таких лучей развивает скорость, приближающуюся к скорости света. По своему значению она доходит до трехсот тысяч километров в секунду.
В отличие от альфа, бета ионизирует вещество во много раз слабее. Зато проникающая способность у него, наоборот, довольно высокая. Оно довольно легко проникает через одежду, в живую ткань. Однако лист из металла уже является сложной преградой и может полностью задержать частицы.
Бета излучение может нанести вред живому организму даже с расстояния в десятки метров от источника. Негативное его действие заключается в том, что проникая в организм человека, оно начинает там накапливаться, постепенно оказывая неблагоприятное воздействие на клетки, разрушая и повреждая их. Кроме того, некоторые бета частицы обладают довольно длинным периодом распада. Поэтому задерживаются в человеческом теле надолго, подвергая его длительному негативному влиянию. В результате клетки постепенно перерождаются, возможно возникновение различных опухолей.
Каким образом излучение возникает? Естественные источники таких лучей в принципе отсутствуют в виду того, что кроме них они излучают еще и другие виды частиц. Бета излучение проникает из космоса, трещин в земной поверхности (там, где присутствуют радиоактивные элементы), но везде оно не единственное, а в совокупности с другими видами излучения.
Что касается искусственных источников, то, как правило, скопление таких частиц возникает в результате техногенных катастроф.
Но есть и сферы применения бета излучения, когда такой вид лучей продуцируют специально.
Применение бета-излучения
Способность β-лучей проникать через живые ткани нашла свое применение в медицине. Их используют для терапии онкологических заболеваний.
Способы:
- Для участков с пораженными кожными покровами применяются аппликаторы, которые излучают бета лучи.
- При онкологии используют терапию лучами, воздействуя ими на патологические ткани.
- Кроме того, бета частицы часто используют для диагностики опухолевых заболеваний.
Помимо этого, beta излучение используется в различных химических процессах, археологии и геологии, контроле автоматических процессов.
Как влияет излучение на человека
Каким же образом бета излучение влияет на человеческий организм? Что в нем происходит под действием таких лучей?
В виду способности проникать в кожные покровы, бета излучение, попадая на них, становится причиной довольно сильных ожогов. При этом чем длиннее период нахождения под лучами, тем сильнее будет ожог. Особенно это касается открытых участков тела и слизистых оболочек.
Однако гораздо хуже, когда β-частицы проникают внутрь организма. Как и при любом другом виде излучения, сначала происходит повреждение клеток, а затем они просто погибают. При этом образуются токсические вещества, которые оказывают губительное влияние на весь организм в целом. Итогом может стать летальный исход.
При получении небольшой дозы облучения человек может сразу и не заметить негативных симптомов, однако бета частицы имеют свойство накапливаться в организме и разрушать его постепенно. Более того, некоторые из них распадаются довольно долгое время, и весь этот период негативно влияют на организм.
Защита от бета-излучения
Вопрос о том, как защититься от бета излучения, интересует многих людей. Особенно тех, кто работает с приборами, создающими его.
Для того, чтобы себя обезопасить, необходимо соблюдать определенные меры.
Меры:
- В настоящее время существуют специальные вещества, вводимые в организм перед работой с бета излучателями. Называются они радиопротекторами и помогают снизить неблагоприятное воздействие β-частиц.
- Необходимо выполнять работу, расположившись как можно дальше от источника излучения.
- Во время выполнения работ следует использовать одежду из специальных материалов, а также специальные очки для защиты слизистых оболочек глаз.
- Кроме того, необходимо защищать дыхательную систему при помощи противогаза.
- Если же облучение все-таки произошло, то необходимо как можно быстрее покинуть опасную зону, выкинуть одежду, принять душ с использованием моющих средств.
Таким образом, защита состоит в правильном соблюдении техники безопасности и вовремя принятых мерах. Существуют определенные нормы содержания бета лучей в окружающей среде. Для их определения используется дозиметр.
Он представляет собой устройство, способное распознать альфа, бета, гамма излучение в окружающей среде (как по отдельности, так и в совокупности в зависимости от модели). Существует также детектор мягкого бета излучения.
Дело в том, такой вид лучей распознать сложнее, так оно обладает меньшей энергией, поэтому в этом устройстве используются тонкие окошки из слюды или полимерной пленки, чтобы облегчить проникновение бета лучей.
При превышении нормы излучения, необходимо покинуть территорию и принять меры предосторожности.
Бета излучение считается более опасным, нежели альфа. Следует соблюдать определенные правила, если профессиональная деятельность человека связана с излучателями таких частиц. Влияние их на организм довольно серьезно, вызывает негативные последствия и может стать причиной летального исхода. Для определения наличия бета излучения можно применять дозиметр.
Видео: бета-излучение в диффузионной камере
Источник
Бета-излучение
Один из видов радиоактивного излучения, существующего в природе, — бета-излучение. Познакомимся с этим видом радиоактивности, с природой бета-лучей, с механизмом их возникновения.
Открытие бета-лучей
После открытия радиоактивности в конце XIX в. многие физики стали изучать природу и свойства радиоактивного излучения. Одним из таких физиков был Э. Резерфорд. В 1899 г. он поставил опыт по определению состава радиоактивного излучения.
В свинцовом контейнере находится радиоактивный препарат (как правило, соль радия). Через окно в контейнере радиоактивное излучение попадает на фотопластинку. Как и в опытах других физиков, на пластинке появлялась засвеченная область. Теперь, если на пути радиоактивного луча поместить сильное магнитное поле и если радиоактивный луч состоит из заряженных частиц, засвеченная область на фотопластинке сдвинется в сторону.
Опыт показал, что радиоактивное излучение имеет сложный состав. На фотопластинке после включения магнитного поля возникли три пятна. Это доказывало, что в радиоактивных лучах присутствуют частицы всех трех видов: тяжелые положительные, легкие отрицательные и нейтральные (неизвестного веса).
Положительная компонента радиоактивного излучения была названа альфа-лучами, отрицательная — бета-лучами, нейтральная — гамма-лучами.
Свойства бета-лучей
Бета-лучи сильно отклонялись в магнитном поле, следовательно, массы их были невелики. Измеряя степень отклонения бета-лучей магнитным полем с известной индукцией, установили, что эти лучи — не что иное, как поток электронов, движущихся с высокими скоростями.
В дальнейшем выяснилось, что бета-лучи — это результат действия особого, слабого взаимодействия, в результате которого нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева увеличивается на единицу, а массовое число остается прежним (протон и нейтрон весят практически одинаково).
Все эти обстоятельства и определяют свойства бета-излучения.
- Генерируется оно радиоактивными ядрами, имеющими избыток нейтронов (по сравнению с энергетически выгодными количествами).
- Электроны, из которых состоят бета-лучи, имеют энергии от нуля до десятков МэВ, летят с околосветовыми скоростями и поэтому достаточно глубоко проникают в вещество, а также способны на взаимодействие с веществом, ионизируя его.
- Для защиты от поля бета-излучения достаточно нескольких сантиметров плотного материала, однако если бета-частицы попадают внутрь организма, они становятся очень опасны. Мощности дозы хватит, чтобы вызвать тяжелые внутренние ожоги.
- Спектр энергии бета-лучей — непрерывный. Бета-частицы обладают всевозможными энергиями от нуля до некоторого максимального значения, которое определяется спецификой распадающегося элемента.
Исходя из квантового характера испускания частиц, спектр энергии бета-лучей должен быть линейчатым (как, например, спектр альфа-частиц). В рамках развивавшейся в то время квантовой теории непрерывность реального бета-спектра была необъяснима, поскольку она нарушала закон сохранения энергии. Поэтому В. Паули в 1930 г. выдвинул предположение, что часть энергии уносится частицей, очень слабо взаимодействующей с веществом. Этой частицей оказалось антинейтрино, зарегистрированное экспериментально в 1956 г. — частица, подтвердившая существование особого, слабого фундаментального взаимодействия.
Что мы узнали?
Бета излучение — это поток электронов, вылетающих с высокими скоростями из ядер при радиоактивном распаде. Этот распад происходит в результате особого, слабого взаимодействия. Бета-частицы имеют непрерывный энергетический спектр из-за того, что часть энергии уносится легкой безмассовой частицей антинейтрино.
Источник