Излучение примеры: 15 Пример теплового излучения: подробные пояснения -

Содержание

15 Пример теплового излучения: подробные пояснения —

В этой статье обсуждается пример теплового излучения. Излучение есть не что иное, как способ передачи тепла, для осуществления которого не требуется никакая среда.

Примечательно, что для осуществления радиационного теплообмена не требуется даже физического контакта. Тепло передается без какой-либо промежуточной среды или физического контакта между двумя системами. Мы еще обсудим различные примеры радиационного теплообмена.

Теплопередача происходит внутри микроволновой печи
Земля нагревается Солнцем
Тепло, излучаемое радиатором
Свет, излучаемый лампой накаливания
Гамма-излучение ядра
Ощущение тепла, когда стоишь рядом с автомобилем, двигатель которого горячий.
Тепло исходит от горячей пищи
Металлический стержень при нагревании излучает тепло в окружающую среду
Расплавленный металл, используемый при литье, излучает тепло в окружающую среду.
Магма излучает тепло в окружающие ее области
Стоя у костра, мы согреваемся
Глушитель велосипеда излучает тепло, когда велосипед едет или только что ехал.
Нам тепло, когда мы стоим у плиты
Корпус ноутбука выделяет тепло при длительной работе
Горячий металл выделяет тепло после обработки

Что такое теплопередача?

Теплопередача – это процесс, при котором тепловая энергия и энтропия передаются от одной системы к другой.

Главный фактор, влияющий на тепло перевод разница температур между двумя системами. Тепло всегда будет течь в направлении от высокотемпературной системы к низкотемпературной. Хотя существует несколько режимов теплопередачи, мы ограничим наше обсуждение только радиационным теплообменом.

Изображение: Различные режимы теплопередачи

Кредиты изображений: Kmecfiunit, cmglee, Средства теплопроводности2, CC BY-SA 4. 0

Что такое радиационный теплообмен?

Проще говоря, теплопередача излучением — это тип теплопередачи, при котором система с более низкой температурой поглощает, отражает или передает тепло, излучаемое системой с более высокой температурой.

Примечательным фактом является то, что радиационная теплопередача не нуждается ни в какой среде или физическом контакте. Лучшим примером радиационного теплообмена является нагревание Земли теплом, излучаемым солнцем. Этот перенос тепла происходит за счет радиационного теплообмена. Мы изучим больше примеров радиационной теплопередачи в последующих разделах этой статьи.

Пример радиационного теплообмена

Радиационный теплообмен происходит вокруг нас, но мы обычно его игнорируем. Если мы посмотрим вокруг, то увидим много примеров, когда мы можем видеть, что имеет место радиационный теплообмен.

Приведем несколько типичных примеров радиационного теплообмена. Они приведены ниже-

Теплопередача происходит внутри микроволновой печи

Микроволновая печь используется для разогрева пищи. Микроволновая печь излучает электромагнитные волны, которые проникают в пищу и нагревают ее. Так происходит передача тепла.

Земля нагревается Солнцем

Солнце посылает электромагнитный волны в космический вакуум. Эти волны собираются Землей, в результате чего планета нагревается. Это самый распространенный пример теплопередачи делается радиацией.

Тепло, излучаемое радиатором

Радиатор в автомобиле излучает тепло в окружающую среду. Если мы стоим рядом с радиатором, мы можем почувствовать тепло из-за излучения.

Свет, излучаемый лампой накаливания

Лампа накаливания становится горячей после того, как горит некоторое время. Это тепло передается в окружающую среду с помощью лучистого теплообмена. Если мы будем стоять рядом с этой лампой, мы сможем почувствовать тепло. Это связано с передачей тепла излучением.

Гамма-излучение ядра

Гамма-лучи являются примером электромагнитных волн. Этим волнам не нужна среда для распространения, поэтому мы можем сказать, что эти волны распространяются с помощью излучения. Когда гамма-лучи испускаются ядром, они путешествуют с помощью излучения. Любой объект, находящийся в непосредственной близости от него, может подвергнуться радиационному воздействию.

Ощущение тепла, когда стоишь рядом с автомобилем, двигатель которого горячий.

Когда автомобиль используется в течение длительного времени, двигатель сильно нагревается из-за продолжительной работы. Поверхность двигателя горячая, но мы можем почувствовать тепло, даже не прикасаясь к самому двигателю. Это происходит в результате лучистой передачи тепла от поверхности двигателя к окружающей среде.

Тепло исходит от горячей пищи

Мы чувствуем тепло от теплой пищи, даже не прикасаясь к ней. Пластина нагревается из-за проводимости. Но когда мы чувствуем тепло, не прикасаясь к тарелке или еде, это происходит из-за передачи тепла излучением.

Металлический стержень при нагревании излучает тепло в окружающую среду

Когда мы нагреваем металлический стержень с помощью внешнего источника тепла, стержень нагревается в процессе теплопроводности. Этот нагретый стержень передает тепло окружающей среде за счет теплопередачи излучением. Нам не нужно прикасаться к стержню, чтобы почувствовать тепло, мы можем просто поднести руку к стержню, и мы узнаем, теплый он или нет.

Расплавленный металл, используемый при литье, излучает тепло в окружающую среду.

Для отливки изделия металл расплавляют в жидкость. Для этого требуется огромное количество тепла, которое затем излучается обратно в окружающую среду. Это происходит в результате радиационного теплообмена между расплавленным металлом и окружающей средой.

Магма излучает тепло в окружающие ее области

Подобно расплавленным металлам, магма представляет собой расплавленную породу. Эти расплавленные породы излучают тепло в окружающую среду с помощью радиационного теплообмена.

Стоя у костра, мы согреваемся

Огонь излучает тепло в окружающую среду. Не прикасаясь к огню, можно получить ожоги рук. Можно сказать, что огонь излучает тепло в процессе радиационного теплообмена.

Глушитель велосипеда излучает тепло, когда велосипед едет или только что ехал.

Глушитель, используемый в велосипедах, нагревается после долгой езды. Глушитель настолько горячий, что наши ноги могут чувствовать жар, просто держа их рядом с глушителем. Если мы коснемся глушителя, мы наверняка обожжемся из-за теплопередачи путем теплопроводности. Но когда мы чувствуем жар, не прикасаясь к нему, это происходит из-за передачи тепла излучением.

Нам тепло, когда мы стоим у плиты

Когда мы растопили печь, тепло от печи передается в окружающую среду с помощью лучистого теплообмена.

Корпус ноутбука выделяет тепло при длительной работе

Электроника, используемая в ноутбуке, нагревается, когда ноутбук используется в течение долгих часов. Это тепло передается в окружающую среду с помощью лучистого теплообмена.

Горячий металл выделяет тепло после обработки

Металл нагревается после обработки. Это тепло вырабатывается за счет трения. Это генерируемое тепло излучается обратно в окружающую среду с помощью теплопередачи излучением.

Примеры излучения в быту и природе. Физика процесса излучения

Излучение — это физический процесс, результатом которого является передача энергии с помощью электромагнитных волн. Обратный излучению процесс называется поглощением. Рассмотрим этот вопрос подробнее, а также приведем примеры излучения в быту и природе.

Физика возникновения излучения

Любое тело состоит из атомов, которые, в свою очередь, образованы ядрами, заряженными положительно, и электронами, которые образуют электронные оболочки вокруг ядер и заряжены отрицательно. Атомы устроены таким образом, что они могут находиться в разных энергетических состояниях, то есть обладать как большей, так и меньшей энергией. Когда атом имеет наименьшую энергию, то говорят о его основном состоянии, любое другое энергетическое состояние атома называется возбужденным.

Существование различных энергетических состояний атома связано с тем, что его электроны могут располагаться на тех или иных энергетических уровнях. Когда электрон переходит с более высокого уровня на более низкий, то атом теряет энергию, которую он излучает в окружающее пространство в виде фотона — частицы-носителя электромагнитных волн. Наоборот, переход электрона с более низкого на более высокий уровень сопровождается поглощением фотона.

Перевести электрон атома на более высокий энергетический уровень можно несколькими способами, которые предполагают передачу энергии. Это может быть как воздействие на рассматриваемый атом внешнего электромагнитного излучения, так и передача ему энергии механическим или электрическим способами. Кроме того, атомы могут получать, а затем выделять энергию в результате химических реакций.

Ультрафиолетовое излучение: действие и защита от него

В статье будет рассмотрено ультрафиолетовое излучение, его применение, характеристика, основные. ..

Электромагнитный спектр

Прежде чем переходить к примерам излучения в физике, необходимо отметить, что каждый атом испускает определенные порции энергии. Это происходит потому, что состояния, в которых может находиться электрон в атоме, являются не произвольными, а строго определенными. Соответственно переход между этими состояниями сопровождается излучением определенного количества энергии.

Из атомной физики известно, что фотоны, порождаемые в результате электронных переходов в атоме, обладают энергией, которая прямо пропорциональна их частоте колебаний и обратно пропорциональна длине волны (фотон — это электромагнитная волна, которая характеризуется скоростью распространения, длиной и частотой). Поскольку атом вещества может испускать только определенный набор энергий, значит, длины волн испущенных фотонов тоже являются конкретными. Набор всех этих длин называется электромагнитным спектром.

Если длина волны фотона лежит между 390 нм и 750 нм, то говорят о видимом свете, поскольку его способен воспринимать человек своими глазами, если длина волны меньше 390 нм, то такие электромагнитные волны обладают большой энергией и называются ультрафиолетовым, рентгеновским или гамма-излучением. Для длин больше 750 нм характерна небольшая энергия фотонов, они носят название инфракрасного, микро- или радиоизлучения.

Тепловое излучение тел

Всякое тело, которое имеет некоторую отличную от абсолютного нуля температуру, излучает энергию, в этом случае говорят о тепловом или температурном излучении. При этом температура определяет как электромагнитный спектр теплового излучения, так и количество испускаемой телом энергии. Чем больше температура, тем большую энергию излучает тело в окружающее пространство, и тем сильнее его электромагнитный спектр смещается в высокочастотную область. Процессы теплового излучения описываются законами Стефана-Больцмана, Планка и Вина.

Примеры теплопередачи в природе, в быту

Тепловая энергия является термином, который мы используем для описания уровня активности молекул в…

Примеры излучения в быту

Как выше было сказано, энергию в виде электромагнитных волн излучает абсолютно любое тело, однако видеть невооруженным глазом этот процесс можно не всегда, поскольку температуры окружающих нас тел, как правило, слишком маленькие, поэтому их спектр лежит в низкочастотной невидимой для человека области.

Ярким примером излучения в видимом диапазоне является электрическая лампа накаливания. Проходя по спирали, электрический ток разогревает вольфрамовую нить до 3000 К. Такая высокая температура приводит к тому, что нить начинает испускать электромагнитные волны, максимум которых приходится на длинноволновую часть видимого спектра.

Еще один пример излучения в быту — микроволновая печь, которая испускает микроволны, невидимые для человеческого глаза. Эти волны поглощаются объектами, содержащими воду, тем самым увеличивая их кинетическую энергию и, как следствие, температуру.

Наконец, примером излучения в быту в инфракрасном диапазоне является радиатор батареи отопления. Его излучения мы не видим, но чувствуем это тепло.

Природные излучающие объекты

Пожалуй, самым ярким примером излучения в природе является наша звезда — Солнце. Температура на поверхности Солнца около 6000 К, поэтому его максимум излучения приходится на длину волны 475 нм, то есть лежит внутри видимого спектра.

Солнце разогревает находящиеся вокруг него планеты и их спутники, которые тоже начинают светиться. Здесь следует отличать отраженный свет и тепловое излучение. Так, нашу Землю можно видеть из космоса в виде голубого шара именно благодаря отраженному солнечному свету. Если же говорить о тепловом излучении планеты, то оно также имеет место, но лежит в области микроволнового спектра (около 10 мкм).

Помимо отраженного света, интересно привести еще один пример излучения в природе, который связан со сверчками. Испускаемый ими видимый свет никак не связан с тепловым излучением и является результатом химической реакции между кислородом воздуха и люциферином (вещество, содержащееся в клетках насекомых). Это явление носит название биолюминесценции.

Радиация: Ионизирующее излучение

Все темы » 4 H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
5 90
Д
З

Ресурсы »
- Бюллетени
- Факты в картинках
- Мультимедиа
- Публикации
- Вопросы и Ответы
- Инструменты и наборы инструментов

Популярный »
- Загрязнение воздуха
- Коронавирусная болезнь (COVID-19)
- Гепатит
- оспа обезьян

Все страны »
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N 9000 0004 P
Q
R
S
T
U
В
Вт
X

Регионы »
- Африка
- Америка
- Юго-Восточная Азия
- Европа
- Восточное Средиземноморье
- Западная часть Тихого океана

ВОЗ в странах »
- Статистика
- Стратегии сотрудничества
- Украина ЧП

все новости »
- Выпуски новостей
- Заявления
- Кампании
- Комментарии
- События
- Тематические истории
- Выступления
- Прожекторы
- Информационные бюллетени
- Библиотека фотографий
- Список рассылки СМИ

Заголовки »

Сосредоточиться на »
- Афганистан кризис
- COVID-19 пандемия
- Кризис в Северной Эфиопии
- Сирийский кризис
- Украина ЧП
- Вспышка оспы обезьян
- Кризис Большого Африканского Рога

Последний »
- Новости о вспышках болезней
- Советы путешественникам
- Отчеты о ситуации
- Еженедельный эпидемиологический отчет

ВОЗ в чрезвычайных ситуациях »
- Наблюдение
- Исследовать
- Финансирование
- Партнеры
- Операции
- Независимый контрольно-консультативный комитет
- Призыв ВОЗ о чрезвычайной ситуации в области здравоохранения 2023 г.

Данные ВОЗ »
- Глобальные оценки здоровья
- ЦУР в области здравоохранения
- База данных о смертности
- Сборы данных

Панели инструментов »
- Информационная панель COVID-19
- Приборная панель «Три миллиарда»
- Монитор неравенства в отношении здоровья

Основные моменты »
- Глобальная обсерватория здравоохранения
- СЧЕТ
- Инсайты и визуализации
- Инструменты сбора данных

Отчеты »
- Мировая статистика здравоохранения 2022 г.
- избыточная смертность от COVID
- DDI В ФОКУСЕ: 2022 г.

О ком »
- Люди
- Команды
- Состав
- Партнерство и сотрудничество
- Сотрудничающие центры
- Сети, комитеты и консультативные группы
- Трансформация

Наша работа »
- Общая программа работы
- Академия ВОЗ
- Деятельность
- Инициативы

Финансирование »
- Инвестиционный кейс
- Фонд ВОЗ

Подотчетность »
- Аудит
- Программный бюджет
- Финансовые отчеты
- Портал программного бюджета
- Отчет о результатах

Управление »
- Всемирная ассамблея здравоохранения
- Исполнительный совет
- Выборы Генерального директора
- Веб-сайт руководящих органов
- Портал государств-членов

26 октября 2020 г. | Вопросы и ответы

Энергия, испускаемая источником, обычно называется излучением. Примеры включают тепло или свет от солнца, микроволны от духовки, рентгеновские лучи от рентгеновской трубки и гамма-лучи от радиоактивных элементов. Ионизирующее излучение может удалять электроны из атомов, т. е. может ионизировать атомы.

Что такое ионизирующее излучение?

Ионизирующее излучение — это излучение с достаточной энергией, чтобы удалить прочно связанные электроны с орбиты атома, в результате чего атом становится заряженным или ионизированным.

Здесь нас интересует только один тип излучения, ионизирующее излучение, которое встречается в двух формах: волны или частицы.

Существует несколько форм электромагнитного излучения, различающихся только частотой и длиной волны:

тепловые волны
радиоволны
инфракрасный свет
видимый свет
ультрафиолетовый свет
рентгеновские лучи
гамма-лучи.

Более длинноволновые и более низкочастотные волны, такие как тепло и радиоволны, обладают меньшей энергией, чем более коротковолновые и более высокочастотные волны, такие как рентгеновские и гамма-лучи. Не все электромагнитное (ЭМ) излучение является ионизирующим. Только высокочастотная часть электромагнитного спектра, включающая рентгеновские и гамма-лучи, является ионизирующей.

Что делает излучение волнообразным?

Большинство наиболее известных типов электромагнитного излучения, таких как видимый свет и радиоволны, проявляют «волновое» поведение при взаимодействии с веществом. Эта энергия переносится колеблющимися электрическими и магнитными полями, которые путешествуют в пространстве. Эту форму излучения можно измерить с помощью таких вещей, как отражение и дифракция (т. е. то, как частицы проходят вокруг вещества и сквозь него), а также передача радиосигналов, которая происходит, когда эти волны передают энергию электронам в материале, через который они проходят.

Что такое корпускулярная форма излучения?

Излучение твердых частиц является формой ионизирующего излучения. Он состоит из атомных или субатомных частиц (электронов, протонов и т. д.), которые несут кинетическую энергию или массу в движении. Это происходит в нескольких формах, включая альфа- и бета-частицы.

Альфа-частицы и бета-частицы считаются непосредственно ионизирующими, поскольку они несут заряд и, следовательно, могут напрямую взаимодействовать с атомными электронами посредством кулоновских сил (т. е. одноименные заряды отталкиваются друг от друга, противоположные заряды притягиваются).

Нейтрон является косвенно ионизирующей частицей, поскольку он не несет электрического заряда. Ионизация вызывается заряженными частицами, образующимися при столкновениях с атомными ядрами.

К третьему типу ионизирующего излучения относятся гамма- и рентгеновские лучи, которые представляют собой электромагнитное косвенно ионизирующее излучение. Они являются косвенно ионизирующими, потому что они электрически нейтральны (как и все электромагнитные излучения) и не взаимодействуют с атомными электронами посредством кулоновских сил.

Что такое изотопы?

Атомы в их нормальном состоянии электрически нейтральны, потому что общий отрицательный заряд электронов вне ядра равен общему положительному заряду ядра.

Атомы с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами. Изотоп может быть определен как одна, две или более форм одного и того же элемента, имеющих одинаковый атомный номер (Z), разные массовые числа (А) и одинаковые химические свойства.

Эти различные формы элемента могут быть стабильными или нестабильными (радиоактивными). Однако, поскольку они являются формами одного и того же элемента, они обладают идентичными химическими и биологическими свойствами.

Простейший атом — это атом водорода. У него один электрон вращается вокруг ядра на одном протоне. Любой атом с одним протоном в ядре является атомом водорода. Водород-2 называется дейтерием, водород-3 называется тритием. Однако, хотя их химические свойства идентичны, их ядерные свойства сильно различаются, поскольку радиоактивным является только тритий.

Что означает активность при обсуждении радиоизотопов?

Активность радиоизотопа — это просто мера того, сколько атомов подвергается радиоактивному распаду в единицу времени. В Международной системе единиц (СИ) для измерения скорости ядерных превращений используется беккерель (Бк). Беккерель определяется как 1 радиоактивный распад в секунду.

Старая единица измерения — кюри (Ки) в честь Пьера и Марии Кюри, открывших радий и полоний. Кюри основано на активности 1 грамма радия-226, т. е. 3,7 х 1010 радиоактивных распадов в секунду.

Что такое доза радиации и как ее измеряют?

Только энергия ионизирующего излучения, которая сообщается (или поглощается) человеческому телу, может причинить вред здоровью. Чтобы понять его биологические эффекты, мы должны знать (или оценить), сколько энергии выделяется на единицу массы части нашего тела, с которой взаимодействует излучение.

Международной единицей измерения (СИ) поглощенной дозы является грей (Гр), который определяется как 1 джоуль энергии, выделенной на 1 килограмм массы. Старой единицей измерения для этого является рад, что означает поглощенную дозу радиации. Один грей равен 100 рад.

Биологическое действие этого излучения зависит не только от величины поглощенной дозы, но и от интенсивности ионизации в живых клетках, вызываемой различными видами излучения. Это известно как эквивалентная доза. Например, нейтронное, протонное и альфа-излучение могут причинить в 5-20 раз больше вреда, чем такое же количество поглощенной дозы бета- или гамма-излучения.

Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Старая единица измерения — бэр. Один зиверт равен 100 бэр.

Каковы источники радиационного облучения?

Радиация постоянно присутствует во всей окружающей среде — в воздухе, воде, пище, почве и во всех живых организмах. Фактически большая часть среднегодовой дозы облучения, получаемой людьми, приходится на естественные источники окружающей среды.

Каждый человек подвергается в среднем 2,4 мЗв в год ионизирующей радиации от природных источников. В некоторых районах мира естественная доза облучения может быть в 5-10 раз выше для большого количества людей.

Что такое радиация? | МАГАТЭ

Разъяснение ядерной энергетики

25 января 2023 г.

Андреа Галиндо, Бюро общественной информации и коммуникации МАГАТЭ

Излучение — это энергия, которая перемещается из одного места в другое в форме, которую можно описать как волны или частицы. Мы подвергаемся воздействию радиации в повседневной жизни. Некоторые из наиболее известных источников излучения включают солнце, микроволновые печи на наших кухнях и радиоприемники, которые мы слушаем в наших автомобилях. Большая часть этого излучения не несет опасности для нашего здоровья. Но некоторые делают. В целом радиация имеет меньший риск при более низких дозах, но может быть связана с более высокими рисками при более высоких дозах. В зависимости от типа излучения необходимо принимать различные меры для защиты нашего тела и окружающей среды от его воздействия, позволяя нам получать выгоду от его многочисленных применений.

Для чего нужна радиация? – Некоторые примеры

Здоровье: благодаря радиации мы можем получать пользу от медицинских процедур, таких как многие методы лечения рака и методы диагностической визуализации.
Энергия: излучение позволяет нам производить электричество, например, с помощью солнечной энергии и ядерной энергии.
Окружающая среда и изменение климата: радиация может использоваться для очистки сточных вод или для создания новых сортов растений, устойчивых к изменению климата.
Промышленность и наука: с помощью ядерных методов, основанных на излучении, ученые могут исследовать объекты прошлого или производить материалы с превосходными характеристиками, например, в автомобильной промышленности.

Если радиация полезна, почему мы должны защищаться от нее?

Радиация имеет много полезных применений, но, как и в любой другой деятельности, когда существуют риски, связанные с ее использованием, необходимо предпринять определенные действия для защиты людей и окружающей среды. Различные типы излучения требуют различных защитных мер: низкоэнергетическая форма, называемая «неионизирующим излучением», может потребовать меньше защитных мер, чем более высокоэнергетическое «ионизирующее излучение». МАГАТЭ устанавливает стандарты защиты людей и окружающей среды в отношении мирного использования ионизирующего излучения в соответствии со своим мандатом.

Виды излучения

Неионизирующее излучение

Некоторыми примерами неионизирующего излучения являются видимый свет, радиоволны и микроволны (Инфографика: Адриана Варгас/МАГАТЭ). , будь то в материи или живых организмах. Однако его энергия может заставить эти молекулы вибрировать и, таким образом, выделять тепло. Так, например, работают микроволновые печи.

Для большинства людей неионизирующее излучение не представляет опасности для здоровья. Однако работникам, которые находятся в постоянном контакте с некоторыми источниками неионизирующего излучения, могут потребоваться специальные меры для защиты, например, от выделяемого тепла.

Некоторые другие примеры неионизирующего излучения включают радиоволны и видимый свет. Видимый свет — это разновидность неионизирующего излучения, воспринимаемого человеческим глазом. А радиоволны — это разновидность неионизирующего излучения, которое невидимо для наших глаз и других органов чувств, но может быть расшифровано с помощью традиционных радиоприемников.

Ионизирующее излучение

Некоторые примеры ионизирующего излучения включают некоторые виды лечения рака с использованием гамма-лучей, рентгеновских лучей и излучения, испускаемого радиоактивными материалами, используемыми на атомных электростанциях (инфографика: Адриана Варгас/МАГАТЭ)

Ионизирующее излучение — это тип излучения такой энергии, что может отрывать электроны от атомов или молекул, что вызывает изменения на атомном уровне при взаимодействии с материей, в том числе с живыми организмами. Такие изменения обычно связаны с образованием ионов (электрически заряженных атомов или молекул) — отсюда и термин «ионизирующее» излучение.

В больших дозах ионизирующее излучение может повредить клетки или органы нашего тела или даже вызвать смерть. При правильном использовании и дозах, а также при соблюдении необходимых защитных мер этот вид излучения имеет множество полезных применений, например, в производстве энергии, в промышленности, в исследованиях, а также в медицинской диагностике и лечении различных заболеваний, таких как рак. Хотя регулирование использования источников излучения и радиационная защита являются обязанностью государств, МАГАТЭ оказывает поддержку законодателям и регулирующим органам посредством всеобъемлющей системы международных норм безопасности, направленных на защиту работников и пациентов, а также населения и окружающей среды от потенциального вредное воздействие ионизирующего излучения.

Неионизирующее и ионизирующее излучения имеют разные длины волн, которые напрямую связаны с их энергией. (Инфографика: Адриана Варгас/МАГАТЭ).

Наука о радиоактивном распаде и возникающем в результате излучении

Ионизирующее излучение может исходить, например, от нестабильных (радиоактивных) атомов, когда они переходят в более стабильное состояние с выделением энергии.

Большинство атомов на Земле стабильны, в основном благодаря уравновешенному и стабильному составу частиц (нейтронов и протонов) в их центре (или ядре). Однако в некоторых типах нестабильных атомов количество протонов и нейтронов в их ядре не позволяет им удерживать эти частицы вместе. Такие нестабильные атомы называются «радиоактивными атомами». Когда радиоактивные атомы распадаются, они выделяют энергию в виде ионизирующего излучения (например, альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи или нейтроны), которые при безопасном использовании и использовании могут принести различные преимущества.

Процесс, при котором радиоактивный атом становится более стабильным за счет высвобождения частиц и энергии, называется «радиоактивным распадом». (Инфографика: Адриана Варгас/МАГАТЭ)

Какие типы радиоактивного распада наиболее распространены? Как мы можем защитить себя от вредного воздействия возникающего излучения?

В зависимости от типа частиц или волн, которые испускает ядро, чтобы стать стабильным, существуют различные виды радиоактивного распада, приводящие к ионизирующему излучению. Наиболее распространенными типами являются альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи и нейтроны.

Альфа-излучение

Альфа-распад (Инфографика: А. Варгас/МАГАТЭ).

При альфа-излучении распадающиеся ядра высвобождают тяжелые положительно заряженные частицы, чтобы стать более стабильными. Эти частицы не могут проникнуть через нашу кожу и причинить вред, и их часто можно остановить, используя даже один лист бумаги.

Однако, если альфа-излучающие материалы попадают в организм при вдыхании, еде или питье, они могут напрямую подвергать воздействию внутренние ткани и, следовательно, могут нанести вред здоровью.

Америций-241 является примером атома, который распадается с помощью альфа-частиц, и он используется в детекторах дыма по всему миру.

Бета-излучение

Бета-распад (Инфографика: А. Варгас/МАГАТЭ).

При бета-излучении ядра испускают более мелкие частицы (электроны), которые обладают большей проникающей способностью, чем альфа-частицы, и могут проходить, например, через 1-2 сантиметра воды, в зависимости от их энергии. В общем, лист алюминия толщиной в несколько миллиметров может остановить бета-излучение.

Некоторые из нестабильных атомов, испускающих бета-излучение, включают водород-3 (тритий) и углерод-14. Тритий используется, среди прочего, в аварийном освещении, например, для обозначения выхода в темноте. Это связано с тем, что бета-излучение трития заставляет люминофорный материал светиться при взаимодействии излучения без электричества. Углерод-14 используется, например, для датирования объектов из прошлого.

Гамма-лучи

Кобальт-60 используется в лечении рака из-за его способности производить гамма-лучи, которые можно использовать для борьбы с опухолями. Упрощенный механизм показан на рисунке выше. Сначала из ядра кобальта-60 испускается бета-излучение, что приводит к превращению в никель-60 в высокоэнергетическом состоянии (*Ni-60). Это состояние быстро теряет энергию, испуская два гамма-излучения, что приводит к стабильному никелю-60. (Инфографика: А. Варгас/МАГАТЭ).

Гамма-лучи, которые имеют различные применения, например, для лечения рака, представляют собой электромагнитное излучение, подобное рентгеновским лучам. Некоторые гамма-лучи проходят прямо через тело человека, не причиняя вреда, в то время как другие поглощаются организмом и могут причинить вред. Интенсивность гамма-излучения может быть снижена до уровней, представляющих меньший риск, за счет толстых стен из бетона или свинца. Вот почему стены кабинетов лучевой терапии в больницах для больных раком такие толстые.

Нейтроны

Деление ядер внутри ядерного реактора является примером цепной радиоактивной реакции, поддерживаемой нейтронами (Рисунок: А. Варгас/МАГАТЭ).

Нейтроны — это относительно массивные частицы, которые являются одним из основных компонентов ядра. Они не заряжены и поэтому не производят ионизацию напрямую. Но при их взаимодействии с атомами вещества могут возникать альфа-, бета-, гамма- или рентгеновские лучи, которые затем приводят к ионизации. Нейтроны проникают и могут быть остановлены только толстыми массами бетона, воды или парафина.

Нейтроны можно получать разными способами, например, в ядерных реакторах или в ядерных реакциях, инициируемых высокоэнергетическими частицами в пучках ускорителей. Нейтроны могут представлять собой значительный источник косвенно ионизирующего излучения.

Какова роль МАГАТЭ?

МАГАТЭ помогает своим государствам-членам в использовании ядерных технологий, включая использование радиации, в здравоохранении, сельском хозяйстве, охране окружающей среды, управлении водными ресурсами, энергетике и промышленности. Для этого МАГАТЭ оказывает помощь в исследованиях и разработках в области практического использования радиации и радиоактивных источников, а также координирует исследовательскую деятельность и реализует проекты в странах по всему миру.

Излучение примеры: 15 Пример теплового излучения: подробные пояснения —