Бета-излучение

Ядра некоторых атомов характеризуются неустойчивостью, которая проявляется в их способности к превращениям (самопроизвольному распаду), сопровождающимся испусканием радиации (ионизирующего излучения). Самым распространенным типом распада ядер является бета-излучение.

Радиацией называют различные микрочастицы и физические поля, которые имеют способность ионизировать вещества. Она существует до момента собственного поглощения каким-либо веществом. Источники же радиации (технические ядерные установки или просто радиоактивные вещества) способны в отличие от самой радиации существовать очень длительное время. Естественная радиация присутствует в нашей жизни постоянно. Ионизирующие излучения существовало еще до зарождения на Земле первых форм жизни.

Бета-излучение – это сплошной поток позитронов или электронов, который испускается при бета-радиоактивном атомном распаде. Такой распад свойственен не всем атомам, а лишь некоторым веществам. Электроны (или позитроны) образуются в ядрах в процессе превращения нейтронов в протоны или наоборот. Образующиеся стабильные частицы, которые не обладают массой покоя и зарядом, называются нейтрино и антинейтрино.

При электронном распаде образуется ядро, число протонов в котором увеличивается на единицу, по сравнению с количеством до распада. При позитронном распаде заряд ядра на единицу уменьшается. В обоих случаях массовое число не изменяется.

Испускаемые электроны (или позитроны) обладают различными энергиями, начиная от нулевой до максимально предельной энергии Em (равной нескольким мегаэлектронвольтам).

Бета-излучение имеет непрерывный спектр энергии. Уровни энергии ядра при этом дискретны. Это означает, что при каждом последующем распаде будет освобождаться новая энергия. Такая непрерывность спектров излучения объясняется тем, что при распаде избыточная атомная энергия способна распределяться между испускаемыми частицами по-разному. Поэтому спектр нейтрино, которые испускаются при распаде, также характеризуется непрерывностью.

Измеряется бета-излучение бета-спектрометрами, специальными бета-счетчиками и ионизационными камерами

Радиоактивные изотопы, которые при распаде сопровождаются излучением такого типа, называются бета-излучатели. К ним относятся изотопы серы (S35), фосфора (Р32), кальция (Са45) и др. Если распад не сопровождается гамма-излучением, то его называют чистым бета-излучением.

Многие излучатели (Р32, С14, Са45, S35 и др.) применяются и в радиоизотопной диагностике и используются в экспериментальных целях.

Видео: Применение дозиметров гамма бета излучения МКС 01 СА1М и МКС 03СА

Проходя через вещество, бета-лучи (бета-излучение) взаимодействует с ядрами его атомов и электронами, тратя на это всю свою энергию и практически полностью останавливая свое движение. Тот путь, который проходит бета-частица сквозь вещество, называется пробегом. Он выражается в граммах на квадратный сантиметр (обозначается как г/см2).

Бета-излучение способно проникать в ткани живого организма на глубину до 2 сантиметров. Защитить от такого излучения может экран из оргстекла соответствующей толщины.

Видео: Детектор Бета.

Бета-лучи представляют собой один из видов ионизирующего излучения. При прохождении через вещество лучи теряют свою энергию, вызывая ионизацию. Поглощение этой энергии средой может вызвать ряд вторичных процессов в том материале, который подвергся облучению. К примеру, это может проявиться в люминесценции, радиационно-химических реакциях, изменении кристаллической структуры веществ и т. д. Так же, как и другие виды радиации, бета-лучи оказывают радиобиологический эффект.

Использование бета-излучения в медицине основано на его проникающих в ткани свойствах. Лучи используют в поверхностной, внутриполостной и внутритканевой лучевой терапии.