Физика в быту

Как и в предыдущих частях книги, сначала уделим внимание физике: поговорим о природе радиации и о дозиметрических величинах, характеризующих воздействие радиации на людей. Потом обсудим естественные источники радиации и дозы, которые они нам в среднем обеспечивают. В конце рассмотрим техногенные источники радиации и выделим приоритетные среди них. И ответы на вопросы, надо ли бояться радиации и какие меры предосторожности стоит предпринимать, постепенно сами собой прояснятся.

Глава 1

Виды радиации

Что такое радиация?

Разберёмся для начала, что понимают под этим термином у нас и за рубежом. Вообще, слово «радиация» означает просто «излучение». Так сложилось, что за рубежом сюда относят все электромагнитные излучения, а также радиоактивные излучения и космические лучи.

У нас же в стране принято разделять все излучения на неионизирующие и ионизирующие. Электромагнитные излучения радиодиапазона, а также примыкающего к ним инфракрасного оптического диапазона, относятся к первой категории: энергии квантов этих излучений недостаточно, чтобы оторвать электрон от атома или молекулы, то есть ионизировать. Неионизирующие излучения и их потенциальный вред для здоровья людей мы обсудили в предыдущей части книги.

По мере роста частоты электромагнитных излучений энергии их квантов увеличиваются. Видимый свет обладает ещё очень малой способностью к ионизации, а вот ультрафиолет уже относится к ионизирующим излучениям, причём по мере уменьшения длины волны его ионизирующее действие возрастает. Благодаря этому жёсткое ультрафиолетовое излучение способно изменять химическую структуру тканей и клеток. На этом основано его бактерицидное действие.

Ещё более короткие волны и ещё более энергичные кванты соответствуют рентгеновскому диапазону электромагнитных волн. Условная граница рентгеновского и ультрафиолетового диапазонов лежит в районе 10 нм. Рентгеновское излучение мы получаем с помощью так называемых рентгеновских трубок. Коротковолновая граница рентгеновского диапазона примерно 0,01 нм.

Но есть ещё более короткие электромагнитные волны, их называют гамма излучением. Гамма-кванты испускают ядра некоторых атомов при радиоактивном распаде. Энергии таких квантов в сотни тысяч раз больше энергии квантов видимого света, а длины волн меньше 0,01 нм. Гамма-излучение присутствует и в космических лучах.

В нашей стране под термином «радиация» обычно понимают совокупность рентгеновского излучения, всех видов радиоактивных излучений, а также сюда относят космические лучи. Все эти излучения обладают ионизирующим действием, и для количественной характеристики их воздействия на человека используют одни и те же физические величины. Далее мы поговорим подробнее обо всех этих составляющих радиации.

Радиация – это ионизирующие излучения различного происхождения: рентгеновское излучение, все виды радиоактивных излучений и космические лучи.

Открытие рентгеновских лучей

Во второй половине XIX века физики много работали с так называемыми катодными трубками. Это стеклянные вакуумные трубки различной формы, в которые вставлены два электрода: отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод. При подаче между электродами высокого напряжения стекло начинает светиться. В 1897 году после ряда опытов английский физик Дж. Дж. Томсон установил, что «катодные лучи», вызывающие это свечение, представляют собой поток очень лёгких отрицательно заряженных частиц – электронов. Так был официально открыт электрон, о существовании которого давно уже догадывались.

А немного ранее, в конце 1895 года, немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (хотя правильнее было бы произносить его фамилию как Рёнтген) обнаружил, что аноды таких трубок являются источником некоего проникающего излучения, способного засвечивать фотопластинки сквозь чёрную бумагу или сквозь стенки деревянного ящика. Это излучение порождают электроны, которые с огромными скоростями врезаются в анод и резко тормозятся. Икс-лучи, как назвал это излучение Рентген, легко пронизывают мягкие живые ткани, но частично поглощаются костями. Рентген сделал первый рентгеновский снимок: теневое изображение костей кисти руки (это была рука его жены).