Ионизирующие излучения - это излучения, взаимодействие которых с веществом приводит к ионизации его атомов и молекул, то есть превращению их из электрически нейтральных частиц в положительно и отрицательно заряженные ионы.
К ионизирующим излучениям относятся электромагнитные излучения высоких энергий, а также потоки заряженных и нейтральных частиц (корпускул). Заряженные частицы (альфа-частицы, электроны, позитроны, протоны и некоторые другие) ионизируют атомы и молекулы вещества непосредственно при столкновениях, если их кинетическая энергия достаточна для ионизации. При прохождении через вещество потоков нейтральных частиц (нейтроны) или фотонов электромагнитного излучения (кванты рентгеновского и гамма-излучений) ионизация вызывается вторичными заряженными частицами, возникшими в результате взаимодействия первичных частиц или фотонов с веществом.
Ионизация атома или молекулы происходит тогда, когда передаваемая кинетическая энергия частицы или фотона выше энергии связи электрона с ядром. Для воздуха этот показатель в среднем составляет 34 эВ (электронВольт). Для большинства других веществ - до 60 эВ. При столкновении электрон может быть сорван с орбиты и электрически нейтральный атом или молекула превращается в положительно заряженный ион. Электрон, теряя полученную энергию на ионизацию встречных ионов, захватывается каким-либо из них, который становится отрицательно заряженным ионом. Так возникает пара ионов - основная величина, характеризующая процесс ионизации.
Если же энергия частицы или фотона ниже указанных величин, то может произойти лишь переход электрона на более дальнюю высокоэнергетическую орбиту. Этот процесс называется - возбуждением.
Такой электрон либо возвращается на прежний энергетический уровень, либо выбивается из атома или молекулы при следующем столкновении, что приводит к его ионизации. При этом энергия, которая потребуется для ионизации, может быть более низкой, чем энергия связи электрона с ядром.
Ионизированное, как и возбуждённое, состояние атома или молекулы длится всего 10‐⁸ (стомиллионная доля секунды), после чего ионы вновь превращаются в нейтральные частицы. И само по себе это состояние, длящееся в течение столь незначительного периода времени, не является сколь-либо драматичным для живой клетки. Однако оно сопровождается возникновением потока частиц, обладающих, как и источник излучения, способностью глубоко проникать в вещества тканей живых организмов и наносить повреждение. Например, средняя кинетическая энергия гамма-квантов Cs¹³⁷ (цезия) - одного из наиболее опасных радиоактивных загрязнителей окружающей среды - составляет 660 кэВ. При попадании лишь одного его фотона в веществе, в ходе реализации (размена) энергии, может произойти до 11 000 ионизаций (660 000 : 60), в результате которых возникает лавина электронов. При дозе излучения всего в 1 Р (Рентген) в 1 см³ воздуха возникает 2,8 • 10⁹ пар ионов. Сопровождающие ионизацию потоки частиц являются причиной высокого повреждающего действия ионизирующей, или проникающей, радиации.
В статье использован материал из книги "Основы общей и сельско-хозяйственной радиобиологии", Киев, издательство УСХА 1991 г. Благодарю за внимание!
