Источники гамма-излучения: классификация и применение

Гамма-излучение широко используется в промышленности и медицине, но может быть опасным для здоровья человека. Давайте разберемся, какие бывают источники гамма-излучения, где они применяются и как защитить себя от вредного воздействия.

Что такое гамма-излучение

Гамма-излучение представляет собой поток высокоэнергетических фотонов, не имеющих электрического заряда. Это коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны менее 10^-10 м и энергией квантов свыше 100 кэВ.

Гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью среди всех видов ионизирующих излучений. Оно может проходить сквозь значительную толщу вещества, вызывая ионизацию атомов.

При взаимодействии с веществом гамма-кванты могут:

• рассеиваться на электронах и ядрах атомов;
• поглощаться с испусканием электронов;
• рождать электронно-позитронные пары.

Гамма-излучение было открыто в 1900 году французским физиком Полем Вилларом при исследовании радия. В отличие от альфа- и бета-частиц, гамма-лучи не отклонялись в магнитном поле.

Области применения гамма-излучения

Благодаря высокой проникающей способности, гамма-излучение широко используется:

• Для обеззараживания медицинских инструментов
• В дефектоскопии материалов и сварных соединений
• Для радиационной обработки пищевых продуктов с целью увеличения сроков хранения
• В сельском хозяйстве для стимуляции роста растений
• В научных исследованиях

Например, гамма-установки для радиационной стерилизации активно применяются на предприятиях фармацевтической и медицинской промышленности. Облучению подвергают шприцы, иглы, бинты, ватные тампоны, халаты, маски и другие изделия однократного использования.

Источники гамма-излучения

Различают природные и искусственные источники гамма излучения. К первым относят космические лучи и излучение природных радионуклидов. Искусственные источники создаются в ядерных установках, ускорителях частиц и других технических устройствах.

Для нужд промышленности и медицины применяют закрытые радионуклидные источники, выполненные в виде герметичных металлических капсул. В качестве радионуклидов используют кобальт-60, цезий-137, иридий-192 и др.

Активность типичных промышленных гамма-источников варьируется от единиц до сотен тысяч Ки (1 Ки = 3,7⋅10¹⁰ распадов в секунду).

Для удобства эксплуатации источники комплектуют специальными держателями, позволяющими быстро устанавливать их в рабочее положение и извлекать после использования.

Источники гамма излучения требуют строгого учета и контроля. При использовании, хранении и транспортировке должны соблюдаться правила радиационной безопасности.

Безопасное использование гамма-источников

Несмотря на пользу, гамма-излучение потенциально опасно для человека. Длительное воздействие даже небольших доз может привести к серьезным нарушениям здоровья.

Допустимая годовая доза облучения для населения составляет 1 мЗв (0,1 бэр). Для персонала, работающего с источниками, это значение выше, но тоже строго регламентировано.

Чтобы гарантировать безопасность, необходимо:

• Использовать надежные держатели для фиксации источников
• Хранить неиспользуемые источники в специальных хранилищах
• Перевозить источники в защищенных контейнерах
• Проводить периодический радиационный контроль помещений и персонала

Коллективные средства защиты от гамма-излучения

Основным коллективным средством защиты от гамма-излучения являются защитные барьеры из плотных материалов с большим содержанием тяжелых элементов.

Наиболее эффективны свинец, вольфрам, обедненный уран. Их слои замедляют и поглощают гамма-кванты, не пропуская излучение дальше.

Толщина защитного барьера рассчитывается, исходя из энергии гамма-квантов и требуемой степени ослабления потока. Чем выше энергия, тем толще должен быть защитный слой.

Индивидуальные средства защиты от гамма-излучения

Для защиты отдельных людей применяют индивидуальные средства:

• Спецодежду с просвинцованной прокладкой
• Резиновые перчатки и фартуки
• Защитные очки со свинцовыми стеклами
• Респираторы и противогазы

К сожалению, полностью заблокировать жесткое гамма-излучение с помощью легких индивидуальных средств невозможно. Поэтому главным методом защиты остается ограничение времени пребывания в опасной зоне.

Поведение населения при радиационной аварии с выбросом гамма-излучения

Если произошла радиационная авария на предприятии или транспорте и есть угроза распространения гамма-излучения, необходимо:

1. Немедленно укрыться в здании, лучше в подвальном помещении
2. Загерметизировать двери, окна, вентиляционные отдушины
3. Принять препараты стабильного йода для блокировки щитовидной железы
4. Включить радио, телевизор, Интернет и следовать указаниям властей

Самостоятельно покидать убежище можно только после официального разрешения. Необходимо строго придерживаться инструкций спасательных служб.