Что такое альфа-излучение

Любое вещество на земле в той или иной степени радиоактивно. Альфа-излучение – это поток тяжелых частиц с положительным зарядом, состоящий из протонов и нейтронов. Ученые постоянно изучают возможности применения радиационных нуклидов в медицине и успешно практикуют лечение онкологических заболеваний, прибегая к их помощи. Однако с альфа-частицами следует обращаться с особой осторожностью, так как они имеют слишком высокие показатели биологической активности. Что же подразумевает термин «альфа-излучение», как оно было обнаружено и представляет ли оно опасность для человека?

Как было обнаружено альфа-излучение

Первым альфа-излучение обнаружил сэр Эрнест Резерфорд – британский ученый родом из Новой Зеландии. Благодаря его опытам миру была представлена модель атома. Резерфорду удалось открыть состав излучения посредством воздействия на радиоактивный препарат магнитного поля. Он поместил в полностью герметичный свинцовый цилиндр фотопластину, радиоактивное средство и на выходе подверг его воздействию магнитного поля. Под его влиянием излучение распадалось на три части. Два луча, которые отклонились в противоположные друг другу стороны, получили название альфа-лучи и бета-лучи. Излучение, которое осталось нейтральным и преломлялось под прямым углом, получило название гамма-излучение. Альфа-лучи имеют положительный заряд, а бета – отрицательный.

После подробного изучения альфа-излучения ученый обнаружил, что же все-таки представляет собой это явление. Альфа-частица – это частица, которая по своему строению очень походит на атом гелия и отличается положительным зарядом.

Что характерно для излучения

 радиоактивные изотопы

  • Масса альфа-частицы составляет около 4,0015 атомной единицы массы;
  • Альфа-частица обладает значительной энергией – от 2 до 9 МэВ;
  • Проникающая способность излучения очень низкая – это основная отличительная черта альфа-лучей;
  • Основные источники излучения – радиоактивные изотопы;
  • Путь луча очень короткий – в воздушной среде его длина, как правило, не превышает 11 см.

Свойства альфа-лучей

Альфа-лучи – это результат воздействия магнитного поля на тяжелый радиоактивный химический элемент. Во время взрыва источником выхода радионуклидов являются остатки атомного заряда урана или плутония, которые не взорвались. Энергетический диапазон альфа-лучей колеблется в пределах 2-9 МэВ в зависимости от того, какой радиоактивный элемент был использован для их получения. Например, уран испускает альфа-лучи с энергией около 4,5 МэВ. При этом начальная скорость их составляет примерно пятнадцать тысяч километров в секунду. По мере того как лучи продвигаются в среде, скорость альфа-частиц уменьшается и на определенном отрезке уравнивается со скоростью движения молекул этого вещества. После замедления положительные альфа-частицы притягивают электрон и образуют атом гелия.

Вся энергия альфа-лучей направлена на ионизацию атома. Альфа-излучение признано самым ионизирующим среди радиоактивных. Продвигаясь на один сантиметр в воздушной среде, частицы создают порядка 30 тысяч пар ионов. При этом на разных отрезках пробега альфа-частицы ионизация не одинакова. Динамика роста ионизирующей способности наблюдается не в начале пути пробега, а ближе к его концу. Самые высокие показатели наблюдаются именно в конце пути, так как излучение встречается с наибольшим количеством атомов, преодолевая последние сантиметры.

Именно из-за высокой ионизирующей способности скорость альфа-частицы довольно низкая, а длина пробега не превышает 11 см в воздушной среде. В твердых веществах величина пути альфа-излучения не превышает сотой доли миллиметра. Радионуклиды урана или плутония практически не способны продвигаться по тканям человеческого тела. Обычный лист бумаги или одежда становятся для них непреодолимым препятствием.

Влияние альфа-излучения на человека

радиоактивные нуклидыЗначительная ионизация приводит к тому, что мощный поток энергии, который исходит от источника, очень быстро сводится к нулевым показателям. Из-за такой молниеносной потери энергетического ресурса проникающая способность альфа-частицы составляет сотые доли миллиметра. Излучение не способно пройти даже через омертвевшие клетки кожи, поэтому практически не представляет опасности для человека при внешнем воздействии.

Если же для образования альфа-излучения был применен ускоритель, то его влияние уже не будет столь безобидным. Альфа-частицы моментально распадаются на радиоактивные нуклиды, которые опасны для человеческого здоровья.

При попадании внутрь самой минимальной дозы радиации, что может попасть в организм через органы дыхания или пищеварительный тракт, человек может получить облучение, достаточное, чтобы спровоцировать у него лучевую болезнь.

То есть при внешнем воздействии альфа-лучи способны нанести вред организму, только если человеческое тело покрыто открытыми ранами. Попадая в организм, альфа-частицы заставляют клетки делиться с большей скоростью, облучая их, что приводит к изменению генетической информации, мутациям и образованию раковых опухолей. Когда альфа-излучение проникает внутрь организма, оно способно привести к лучевой болезни – смертельный исход при этом неизбежен.

Как можно защититься от альфа-излучения

бумага в рукеАльфа-излучение представляет собой движение частиц с высокой ионизацией, которое не способно проникать дальше верхних слоев эпидермиса. Максимум, что могут спровоцировать альфа-лучи – это легкие ожоги и раздражение. По итогам многих исследований было установлено, что внешнее воздействие неопасно. Однако проникая в организм с продуктами питания, водой или через поврежденные участки кожи, альфа-лучи способны вызвать серьезную интоксикацию. Сильная ионизация, наличие свободного водорода и кислорода в составе альфа-излучения приводит к серьезным сбоям и патологиям.

Внешний поток альфа-лучей считается абсолютно безобидным для человека и не требует специальной защиты. Обычная бумага или тонкий алюминиевый лист создаст надежный барьер. И даже этого не требуется, так как одежда полностью задержит излучение и не позволит ему добраться до кожи.

Рекомендуется отдалиться от источника образования альфа-лучей на 20 см и такой меры предосторожности будет вполне достаточно.

Что касается внутреннего облучения, то тут нужно тщательно позаботиться о собственной безопасности. В оснащение человека, находящегося в зоне массового поражения, должны входить следующие средства индивидуальной защиты:

  • одежда и обувь из плотных материалов: комбинезоны с капюшонами, нарукавники, перчатки, специальные ботинки;
  • шлем и щиток из оргстекла, лучшим обмундированием будет противогаз;
  • альфа-лучи проникают через поврежденную кожу и раны, поэтому ее необходимо защитить специальными пастами, эмульсиями или кремами.

Кроме того, есть рекомендации по поводу выведения из организма продуктов распада альфа-частиц путем употребления некоторых продуктов питания. Среди них цитрусовые, капуста, бобовые, рыба и другие продукты, которые имеют в своем составе витамины В и С. Что касается народных методов, то выходу радионуклидов из организма способствует топинамбур.

Особые свойства альфа-частиц, в частности, их низкая проникающая способность, не позволяет обнаружить радиацию обычными дозиметрами. Для этого используют счетчик Гейгера, уведомляющий об опасности характерным щелканьем, что позволяет быстро обезопасить себя и защитится от проникновения альфа-лучей.

Польза изотопов альфа-излучения

Многолетнее изучение физико-химических характеристик альфа-лучей показало, что от их воздействия может быть не только вред, но и немалая польза. Альфа-терапия предназначена для борьбы со многими серьезными недугами в комплексе с основным медикаментозным лечением. Для этого применяются изотопы, которые получают при альфа-излучении: радон, торон. Они быстро выходят из организма и не отличаются большим сроком жизни.

Процедуры, которые назначаются для оздоровления изотопами альфа-излучения:

радоновые ванны

  • радоновые ванны;
  • употребление радоновой воды;
  • радоновые ингаляции и компрессы.

Несмотря на агрессивность радионуклидов альфа-излучения, по мнению специалистов, именно альфа-частицы более действенно и безопасно применяются в медицине. Сеансов для борьбы с раковыми клетками понадобится намного меньше, чем при лечении бета-лучами, так как альфа-излучение действует на очаг более сосредоточено.

Альфа-терапия применяется для лечения:

  • сердца и сосудов, гипертонической болезни, ишемии, аритмии;
  • проблем по гинекологии, гормональных сбоев;
  • болезней позвоночного столба: кифозов, лордозов, сколиозов;
  • суставов: артритов, артрозов, подагры, ревматизма.

Кроме того, лечение альфа-излучением дает положительную динамику при неврозах и панических атаках, так как оказывает успокаивающее действие, притупляет боль и убирает усталость.

Благодаря многочисленным экспериментам целой группы физиков-ядерщиков были проведены четкие грани между опасной дозой излучения и дозой, полезной для организма. Применение альфа-терапии позволило вернуть здоровье многим серьезно больным людям.

Выводы и заключение

Подытожить вышеизложенную информацию, можно выделив основные особенности альфа-излучения.

счетчик Гейгера

  1. Низкая проникающая способность.
  2. Высокие ионизирующие свойства.
  3. Наибольшую опасность несут именно продукты распада альфа-частиц – радионуклиды.
  4. Космические лучи в значительной степени состоят из альфа-лучей.
  5. Определить радиацию может только счетчик Гейгера.
  6. Лист бумаги, перчатки, пластиковые очки и плотная одежда с длинными рукавами – надежная защита от альфа-излучения.
  7. Альфа-терапия показала себя как эффективный и действенный способ лечения тяжелых заболеваний.
  8. Альфа-излучение более безопасно при лечении, чем, к примеру, терапия с использованием бета-частиц.
  9. Источники альфа-частиц: радиоактивное производство, реакторы, урановая промышленность.

Из этого следует, что любая радиация и полезна и в то же время смертельно опасна. К счастью, если альфа-излучение и присутствует в повседневной жизни человека, то, как правило, оно настолько мизерно, что неспособно нанести непоправимый вред его здоровью.

Видео по теме
Похожие публикации

Напишите, что вы думаете



Мнения читателей
Оставьте свое мнение первым - автор старался