Оскільки наші органи чуття не можуть зареєструвати йонізуюче випромінювання, вченим довелося розробити низку пристроїв, які допомагають людині «побачити» радіацію. Із цього параграфа ви дізнаєтеся про деякі з них.
Якими є пристрої для реєстрації йонізуючого випромінювання
Загальний принцип реєстрації йонізуючого випромінювання полягає в реєстрації дії, яку чинять невидимі оком частинки.
Перелічимо основні способи реєстрації ііонізуючого випромінювання.
Метод фотоемульсій. Швидка заряджена частинка, рухаючись у шарі фотоемульсії, внаслідок йонізації утворює вздовж траєкторії свого руху центри прихованого зображення. Після проявлення фотоплівки (фотоплатівки) на ній проступають зображення слідів первинної частинки та всіх заряджених частинок, що виникли в емульсії внаслідок ядерних взаємодій із первинною частинкою. За товщиною слідів у фотоемульсії та за їхніми довжинами можна визначити заряди частинок і їхню енергію.
Сцинтиляційні лічильники. Процес перетворення кінетичної енергії швидкої зарядженої частинки на енергію світлового спалаху називається сцинтиляцією. Саме такі спалахи й реєструють сцинтиляційними лічильниками.
Камера Вільсона. У початковому стані в цій камері міститься повітря з перенасиченою парою спирту. Якщо через робочий об’єм камери пролітає швидка заряджена частинка, то вздовж шляху її руху в газі утворюється ланцюжок йонів, на яких конденсується пара. Цей ланцюжок крапель можна зареєструвати, наприклад, сфотографувавши.
Принцип реєстрації частинок у бульбаиіковій камері подібний до способу спостереження в камері Вільсона. Відмінність полягає в тому, що робочим тілом у цьому випадку є перегріта рідина. Иони, які виникають уздовж шляху руху частинки, стають центрами кипіння — бульбашками, які теж можна сфотографувати.
Дія двох наступних типів детекторів — газорозрядних лічильників (їх іще називають лічильники Ґейґера — Мюллера) і йонізуючих камер — ґрунтується на схожих ефектах. У приладах обох типів робоче тіло — газ — поміщене в електричне поле з високою напругою. Під дією зарядженої частинки, що пролітає крізь газ, відбувається йонізація робочого тіла. У результаті крізь газ проходить електричний струм, який і фіксується стандартними приладами.'
Як захиститися від йонізуючого випромінювання
У більшості людей слово «радіація» асоціюється з небезпекою. І це, безумовно, правильно. Радіоактивне випромінювання може призвести до згубних наслідків. Утім учені з’ясували, що життя на Землі виникло й розвивається в умовах постійної дії радіації. Як це може бути? Виявилося, що незалежно від того, в якому куточку Землі живе людина, вона постійно зазнає впливу радіації, тому що в будь-якій місцевості завжди є певний радіаційний фон.
Радіаційний фон — це йонізуюче випромінювання земного та космічного походження. Радіаційний фон Землі складається з кількох компонентів. Це космічне випромінювання; випромінювання природних радіонуклідів, які містяться в земній корі, повітрі та інших об’єктах зовнішнього середовища; випромінювання штучних радіоактивних ізотопів. Унаслідок діяльності людини відбулося
техногенне підвищення природного радіаційного фону. У таблиці наведено дані про відносну шкідливість випромінювання для людини від різних джерел радіації.
Найбільш надійний захист від шкідливого впливу радіації — це побудова на шляху випромінювання перешкод. Найпростіше захиститися від а- і β-випромінювань. Хоча а- і Р^частинки летять із величезною швидкістю, їхній потік легко зупиняє навіть тонка перешкода. Як показали експерименти, достатньо тонкого аркуша паперу (0,1 мм), щоб зупинити а-частинки; β-випромінювання повністю поглинається алюмінієвою пластинкою завтовшки 1 мм. Найбільш небезпечним є γ-випромінювання. Воно проникає крізь доволі товсті шари матеріалів. В окремих випадках для захисту від γ-випроміню-вання необхідні бетонні стіни завтовшки кілька метрів.
Підбиваємо підсумки
Для реєстрації дози та визначення потужності дози йонізуючого випромінювання використовують різні типи вимірювальних пристроїв: сцинтиляційні лічильники; бульбашкові камери; камери Вільсона; йонізаційні камери та ін.
На всій поверхні Землі реєструється певний рівень радіації — природний радіаційний фон. Радіаційний фон Землі складається з таких компонентів: космічне випромінювання; випромінювання природних радіонуклідів; випромінювання штучних радіоактивних ізотопів.
Для запобігання шкідливому впливу різних видів радіоактивного випромінювання на організми використовують захисні перешкоди, різні завтовшки й виготовлені з різних матеріалів.
Контрольні запитання
1. Які прилади для вимірювання та реєстрації радіаційного випромінювання ви знаєте? 2. Який принцип покладено в основу роботи лічильників Ґейґера — Мюллера? 3. Що таке радіаційний фон? Із яких компонентів він складається?
4. Який техногенний фактор найбільше впливає на підвищення радіаційного фону? 5. Як захиститися від радіоактивного випромінювання?
Це матеріал з підручника Фізика 11 клас Бар'яхтар