Излучение

электромагнитное, процесс образования свободного электромагнитного поля. (Термин «И.» применяют также для обозначения самого свободного, т. е. излученного, электромагнитного поля - см. Максвелла уравнения , Электромагнитные волны .) Классическая физика рассматривает И. как испускание электромагнитных волн ускоренно движущимися электрическими зарядами (в частности, переменными токами). Классическая теория объяснила очень многие характерные черты процессов И., однако она не смогла дать удовлетворительного описания ряда явлений, особенно теплового излучения (См. Тепловое излучение) тел и И. микросистем (атомов и молекул). Такое описание оказалось возможным лишь в рамках квантовой теории И., показавшей, что И. представляет собой рождение Фотон ов при изменении состояния квантовых систем (например, атомов). Квантовая теория, более глубоко проникнув в природу И., одновременно указала и границы применимости классической теории: последняя часто является очень хорошим приближением при описании И., оставаясь, например, теоретической базой радиотехники (см. Излучение и прием радиоволн (См. Излучение и приём радиоволн)).

Классическая теория излучения (теория Максвелла). Физические причины существования свободного электромагнитного поля (т. е. поля самоподдерживающегося, независимого от возбудивших его источников) тесно связаны с тем, что электромагнитные волны распространяются от источников - зарядов и токов - не мгновенно, а с конечной скоростью c (в вакууме c ≅ 3·10 10 см/сек ). Если источник И. (например, переменный ток) в какой-то момент исчезнет, это не приведет к мгновенному исчезновению поля во всем пространстве: в отдалённых от источника точках оно исчезнет лишь через конечный промежуток времени. Из теории Максвелла вытекает, что изменение во времени электрического поля Е порождает магнитное поле Н , а изменение Н - вихревое электрическое поле. Отсюда следует, что самоподдерживающимся может быть лишь переменное электромагнитное поле, в котором обе его компоненты - Е и Н , непрерывно изменяясь, постоянно возбуждают одна другую.

В процессе И. электромагнитное поле уносит от источника энергию. Плотность потока энергии этого поля (количество энергии, протекающей за единицу времени через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно направлению потока) определяется Пойнтинга вектор ом П , который пропорционален векторному произведению [ЕН ].

Интенсивность И. E изл есть энергия, уносимая полем от источника в единицу времени. Порядок её величины можно оценить, вычислив произведение площади замкнутой поверхности, охватывающей источник на среднее значение абсолютной величины плотности потока П на этой поверхности (П Излучение EH ). Обычно поверхность выбирают в форме сферы радиуса R (её площадь Излучение R ) и вычисляют E изл в пределе R → ∞:

(Е и Н - абсолютные величины векторов Е и Н ).

Для того чтобы эта величина не обращалась в ноль, т. е. чтобы вдали от источника существовало свободное электромагнитное поле, необходимо, чтобы и Е , и Н убывали не быстрее, чем 1/R . Это требование удовлетворяется, если источниками полей являются ускоренно движущиеся заряды. Вблизи от зарядов поля́ - кулоновские, пропорциональные 1/R 2 , но на больших расстояниях основную роль начинают играть некулоновские поля Е и Н , имеющие закон убывания 1/R .

И. движущегося заряда. Простейшим источником поля является точечный заряд. У покоящегося заряда И. отсутствует. Равномерно движущийся заряд (в пустоте) также не может быть источником И. Заряд же, движущийся ускоренно, излучает. Прямые вычисления на основе уравнений Максвелла показывают, что интенсивность его И. равна

где е - величина заряда, a - его ускорение. (Здесь и ниже используется Гауссова система единиц, см. СГС система единиц .) В зависимости от физической природы ускорения И. иногда приобретает особые наименования. Так, И., возникающее при торможении заряженных частиц в веществе в результате воздействия на них кулоновских полей ядер и электронов атомов, называется тормозным излучением (См. Тормозное излучение). И. заряженной частицы, движущейся в магнитном поле, искривляющем её траекторию, называется синхротронным излучением (См. Синхротронное излучение) (или магнитотормозным И.). Оно наблюдается, например, в циклических ускорителях заряженных частиц (См. Ускорители заряженных частиц).

В частном случае, когда заряд совершает гармоническое колебание, ускорение а по величине равно произведению отклонения заряда от положения равновесия (х = x 0 sin ωt , x 0 - амплитуда отклонения х ) на квадрат частоты ω. Усреднённая по времени t интенсивность И.

очень быстро (пропорционально ω 4) растет при увеличении частоты.

Электрическое дипольное И. Простейшей системой, которая может быть источником И., являются два связанных друг с другом колеблющихся, равных по величине, разноимённых заряда. Они образуют Диполь с переменным моментом. Если, например, заряды диполя совершают гармонические колебания навстречу друг другу, то дипольный электрический момент изменяется по закону d = d 0 sin ωt (ω - частота колебаний, d 0 - амплитуда момента d ). Усреднённая по времени t интенсивность И. такого диполя

И., расходящееся от колеблющегося диполя, неизотропно, т. е. энергия, испускаемая им в различных направлениях, неодинакова. Вдоль оси колебаний И. вообще отсутствует. Под прямым же углом к оси колебаний И. максимально. Для всех промежуточных направлений угловое распределение И. меняется пропорционально sin 2 ϑ, где угол ϑ отсчитывается от направления оси колебаний. Если направление оси колебаний диполя меняется со временем, то усреднённое угловое распределение становится более сложным.

Реальные излучатели, как правило, включают множество зарядов. Точный учёт всех деталей движения каждого из них при исследовании И. излишен (а зачастую и невозможен). Действительно, И. определяется значениями полей вдали от источника, т. е. там, где детали распределения зарядов (и токов) в излучателе сказываются слабо. Это позволяет заменять истинное распределение зарядов приближённым. Самым грубым, «нулевым» приближением является рассмотрение излучающей системы как одного заряда, по величине равного сумме зарядов системы. У электронейтральной системы, сумма зарядов которой равна нулю, И. в этом приближении отсутствует. В следующем, первом, приближении положительные и отрицательные заряды системы по отдельности мысленно «стягиваются» к центрам своего распределения. Для электронейтральной системы это означает мысленную замену её электрическим диполем, излучающим согласно (4). Такое приближение называется дипольным, а соответствующее И. - электрическим дипольным И.

Электрическое квадрупольное и высшие мультипольные И. Если у системы зарядов дипольное И. отсутствует, например из-за равенства дипольного момента нулю, то необходимо учитывать следующее приближение, в котором система зарядов - источник И. - рассматривается как Квадруполь , т. е. четырехполюсник. Простейший квадруполь - 2 диполя, имеющие равные по величине и противоположные по направлению моменты. Ещё более детальное описание излучающей системы зарядов даёт рассмотрение последующих приближений, в которых распределение зарядов описывается мультиполями (См. Мультиполь) (многополюсниками) высших порядков (диполь называется мультиполем 1-го, квадруполь - 2-го и т. д. порядков).

Важно отметить, что в каждом последующем приближении интенсивность И. примерно в (v /c ) 2 меньше, чем в предыдущем (если, конечно, последнее не отсутствует по каким-либо причинам). Если излучатель - нерелятивистский, т. е. все заряды имеют скорости, много меньшие, чем световая (v /c

Магнитное дипольное И. Кроме электрических диполей и высших мультиполей, источниками И. могут быть также магнитные диполи и мультиполи (как правило, основным является дипольное магнитное И.). Картина распределения магнитного поля на больших расстояниях от контура, по которому протекает ток, порождающий это поле, подобна картине распределения электрического поля вдали от электрического диполя. Аналог дипольного электрического момента - дипольный магнитный момент М - определяется силой тока I в контуре и его геометрией. Для плоского контура абсолютная величина момента М = (e /c ) IS , где S - площадь, охватываемая контуром. Формулы для интенсивности магнитного дипольного И. почти такие же, как и для электрического, только вместо электрического дипольного момента d в них стоит магнитный момент М. Так, если магнитный момент изменяется по гармоническому закону М = M 0 sin ωt (для этого должна гармонически меняться сила тока I в контуре), то усреднённая по времени интенсивность И. равна:

Отношение магнитного дипольного момента к электрическому имеет порядок v /c, где v - скорость движения зарядов, образующих ток; отсюда вытекает, что интенсивность магнитного дипольного И. в (v /c ) 2 раз меньше, чем дипольного электрического, если, конечно, последнее присутствует. Таким образом, интенсивности магнитного дипольного и электрического квадрупольного И. имеют одинаковый порядок величины.

И. релятивистских частиц. Одним из важнейших примеров такого И. является синхротронное И. заряженных частиц в циклических (кольцевых) ускорителях. Резкое отличие от нерелятивистского И. проявляется здесь уже в спектральном составе И.: если частота обращения заряженной частицы в ускорителе равна ω (нерелятивистский излучатель испускал бы волны такой же частоты), то интенсивность её И. имеет максимум при частоте ω макс Излучение γ 3 ω, где γ = -1/2 , т. е. основная доля И. при v → с приходится на частоты, более высокие, чем ω. Такое И. направлено почти по касательной к орбите частицы, в основном вперёд по направлению её движения.

Ультрарелятивистская частица может излучать электромагнитные волны, даже если она движется прямолинейно и равномерно (но только в веществе, а не в пустоте!). Это И., названное Черенкова - Вавилова излучением (См. Черенкова-Вавилова излучение), возникает, если скорость заряженной частицы в среде превосходит фазовую скорость света в этой среде (u фаз = c /n , где n - показатель преломления среды). И. появляется из-за того, что частица «перегоняет» порождаемое ею поле, отрывается от него.

Квантовая теория излучения. Выше уже говорилось, что классическая теория даёт лишь приближённое описание процессов И. (весь физический мир в принципе является «квантовым»). Однако существуют и такие физические системы, И. которых невозможно даже приближённо описать в согласии с опытом, оставаясь на позициях классической теории. Важная особенность таких квантовых систем, как атом или молекула, заключается в том, что их внутренняя энергия не меняется непрерывно, а может принимать лишь определённые значения, образующие дискретный набор. Переход системы из состояния с одной энергией в состояние с другой энергией (см. Квантовые переходы) происходит скачкообразно; в силу закона сохранения энергии система при таком переходе должна терять или приобретать определённую «порцию» энергии. Чаще всего этот процесс реализуется в виде испускания (или поглощения) системой кванта И. - Фотон а. Энергия кванта ε γ = ћ ω, где ћ - Планка постоянная (ћ = 1,05450․10 -27 эрг ․сек ), ω - круговая частота. Фотон всегда выступает как единое целое, испускается и поглощается «целиком», в одном акте, имеет определённую энергию, импульс и спин (проекцию момента количества движения на направление импульса), т. е. обладает рядом корпускулярных свойств. В то же время фотон резко отличается от обычных классических частиц тем, что у него есть и волновые черты. Такая двойственность фотона представляет собой частное проявление корпускулярно-волнового дуализма (См. Корпускулярно-волновой дуализм).

Последовательной квантовой теорией И. является квантовая электродинамика (см. Квантовая теория поля). Однако многие результаты, относящиеся к процессам И. квантовых систем, можно получить из более простой полуклассической теории И. Формулы последней, согласно Соответствия принцип у, при определённом предельном переходе должны давать результаты классической теории. Таким образом, устанавливается глубокая аналогия между величинами, характеризующими процессы И. в квантовой и классической теориях.

И. атома. Система из ядра и движущегося в его кулоновском поле электрона должна находиться в одном из дискретных состояний (на определённом уровне энергии). При этом все состояния, кроме основного (т. е. имеющего наименьшую энергию), неустойчивы. Атом, находящийся в неустойчивом (возбуждённом) состоянии, даже если он изолирован, переходит в состояние с меньшей энергией. Этот квантовый переход сопровождается испусканием фотона; такое И. называется спонтанным (самопроизвольным). Энергия, уносимая фотоном ε γ = ћ ω, равна разности энергии начального i и конечного j состояний атома (ε i > ε j , ε γ = ε i - ε j ); отсюда вытекает формула Н. Бор а для частот И.:

Важно отметить, что такие характеристики спонтанного И., как направление распространения (для совокупности атомов - угловое распределение их спонтанного И.) и поляризация, не зависят от И. других объектов (внешнего электромагнитного поля).

Формула Бора (6) определяет дискретный набор частот (и следовательно, длин волн) И. атома. Она объясняет, почему спектры И. атомов имеют хорошо известный «линейчатый» характер - каждая линия спектра соответствует одному из квантовых переходов атомов данного вещества.

Интенсивность И. В квантовой теории, как и в классической, можно рассматривать электрические дипольное и высшие мультипольные И. Если излучатель нерелятивистский, основным является электрическое дипольное И., интенсивность которого определяется формулой, близкой к классической:

Величины d ij , являющиеся квантовым аналогом электрического дипольного момента, оказываются отличными от нуля лишь при определённых соотношениях между квантовыми числами (См. Квантовые числа) начального i и конечного j состояний (правила отбора для дипольного И.). Квантовые переходы, удовлетворяющие таким правилам отбора, называются разрешенными (фактически имеется в виду разрешенное электрическое дипольное И.). Переходы же высших мультипольностей называются запрещенными. Этот запрет относителен: запрещенные переходы имеют относительно малую вероятность, т. е. отвечающая им интенсивность И. невелика. Те состояния, переходы из которых «запрещены», являются сравнительно устойчивыми (долгоживущими). Они называются метастабильными состояниями (См. Метастабильное состояние).

Квантовая теория И. позволяет объяснить не только различие в интенсивностях разных линий, но и распределение интенсивности в пределах каждой линии; в частности, ширину спектральных линий (См. Ширина спектральных линий).

Источниками электромагнитного И. могут быть не только атомы, но и более сложные квантовые системы. Общие методы описания И. таких систем те же, что и при рассмотрении атомов, но конкретные особенности И. весьма разнообразны. И. молекул, например, имеет более сложные спектры, чем И. атомов. Для И. атомных ядер типично, что энергия отдельных квантов обычно велика (γ-кванты), интенсивность же И. сравнительно низка (см. Гамма-излучение , Ядро атомное).

Электромагнитное И. часто возникает и при взаимных превращениях элементарных частиц (аннигиляции электронов и позитронов, распаде нейтрального пи-мезона (См. Пи-мезоны) и т. д.).

Вынужденное И. Если частота внешнего И., падающего на уже возбуждённый атом, совпадает с одной из частот возможных для этого атома согласно (6) квантовых переходов, то атом испускает квант И., в точности такой же, как и налетевший на него (резонансный) фотон. Это И. называется вынужденным. По своим свойствам оно резко отличается от спонтанного - не только частота, но и направление распространения, и поляризация испущенного фотона оказываются теми же, что у резонансного. Вероятность вынужденного И. (в отличие от спонтанного!) пропорциональна интенсивности внешнего И., т. е. количеству резонансных фотонов. Существование вынужденного И. было постулировано А. Эйнштейн ом при теоретическом анализе процессов теплового И. тел с позиций квантовой теории и затем было подтверждено экспериментально. В обычных условиях интенсивность вынужденного И. мала по сравнению с интенсивностью спонтанного. Однако она сильно возрастает в веществе, в котором в метастабильном состоянии находится больше атомов, чем в одном из состояний с меньшей энергией (в которое возможен квантовый переход). При попадании в такое вещество резонансного фотона испускаются фотоны, в свою очередь играющие роль резонансных. Число излучаемых фотонов лавинообразно возрастает; результирующее И. состоит из фотонов, совершенно идентичных по своим свойствам, и образует когерентный поток (см. Когерентность). На этом явлении основано действие квантовых генераторов (См. Квантовый генератор) и квантовых усилителей (См. Квантовый усилитель) И.

Роль теории излучения. Практическое и научно-прикладное значение теории И. огромно. На ней основывается разработка и применение Лазер ов и Мазер ов, создание новых источников света, ряд важных достижений в области радиотехники и спектроскопии. Понимание и изучение законов И. важно и в другом отношении: по характеру И. (энергетическому спектру, угловому распределению, поляризации) можно судить о свойствах излучателя. И. - пока фактически единственный и весьма многосторонний источник информации о космических объектах. Например, анализ И., приходящего из космоса, привёл к открытию таких необычных небесных тел, как Пульсары . Изучение спектров далёких внегалактических объектов подтвердило теорию расширяющейся Вселенной (См. Вселенная). Одновременно изучение И. позволяет проникнуть в область явлений микромира. Именно теории И. принадлежит особая роль в формировании всей современной физической картины мира: преодоление трудностей, возникших в электродинамике движущихся сред, привело к созданию относительности теории (См. Относительности теория); исследования М. Планк а, посвященные тепловому излучению (См. Тепловое излучение), положили начало квантовой теории и квантовой механике (См. Квантовая механика). Дальнейшее развитие теории И. должно привести к ещё более глубокому познанию материи.

Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957; Иваненко Д., Соколов А., Классическая теория поля, М. - Л., 1949; их же, Квантовая теория поля, М. - Л., 1952; Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 2 изд., М., 1959; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 5 изд., М., 1967 (Теоретическая физика, т. 2).

В. И. Григорьев.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Антонимы :

Смотреть что такое "Излучение" в других словарях:

Электромагнитное, в классич. электродинамике образование эл. магн. волн ускоренно движущимися заряж. ч цами (или перем. токами); в квант. теории рождение фотонов при изменении состояния квант. системы; термин «И.» употребляется также для… … Физическая энциклопедия

Процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц. В подавляющем большинстве случаев под излучением понимают электромагнитное излучение, которое в свою очередь можно разделить по источникам излучения на тепловое излучение,… … Википедия

Изливание, излитие, источение, свет, испускание, эманация, радиация, лучеиспускание, сноп, фонирование Словарь русских синонимов. излучение эманация (книжн.) Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е.… … Словарь синонимов

ИЗЛУЧЕНИЕ, излучения, ср. (книжн.). Действие по гл. излучить излучать и излучиться излучаться. Излучение солнцем теплоты. Тепловое излучение. Нетепловое излучение. Радиоактивное излучение. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Электромагнитное, процесс образования свободного электромагнитного поля, а также само свободное электромагнитное поле, существующее в форме электромагнитных волн. Излучения испускают ускоренно движущиеся заряженные частицы, а также атомы,… … Современная энциклопедия

Электромагнитное процесс образования свободного электромагнитного поля; излучением называют также само свободное электромагнитное поле. Излучают ускоренно движущиеся заряженные частицы (напр., тормозное излучение, синхротронное излучение,… … Большой Энциклопедический словарь

Лазерное излучение (ЛИ)

ЛИ представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне волн 0,1…1000 мкм.

Источники ЛИ - квантовые оптические генераторы (КОГ) и побочные факторы некоторых процессов (металлургия, стекловарение).

При работе с лазерными установками в комплексе производственных факторов в основном доминирует постоянное воздействие на работающих монохроматического лазерного излучения. Воздействие на операторов непосредственно прямого лазерного луча возможно только при грубых нарушениях техники безопасности. Однако работающие с лазерными приборами могут подвергаться облучению отраженного и рассеянного монохроматического излучения. Отражающими и рассеивающими излучение поверхностями могут являться различные оптические элементы, размещенные по ходу луча, мишени, приборы, а также стены производственных помещений. В особенности опасны зеркально отражающие поверхности.

Воздействие ЛИ на глаза приводит ожогам, разрыву сетчатки и стойкой утрате зрения.

Воздействие ЛИ на кожу приводит к ее нокрозу (омертвлению).

Ультрафиолетовое излучение -- вид лучистой энергии.

К ультрафиолетовой части спектра относятся волны длиной от 0,1 до 0,4 мкм. В производственных условиях встречается при электросварке, действии ртутно-кварцевых ламп, плавке металла в электропечах, используется в кино- и фотопромышленности, при светокопировальных и плазменных процессах. Ультрафиолетовое излучение применяется для предупреждения D-витаминной недостаточности у рабочих на подземных выработках, а также в физиотерапевтических кабинетах.

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Два минерала -- флюорит и циркон -- не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон -- лимонно-жёлтым.

Основными искусственными источниками ультрафиолетового излучения являются ртутные лампы высокого и среднего давления, ксеноновые дуговые лампы, а также лампы, содержащие смеси различных газов, в состав которых входят ксенон или пары ртути.

Биологическая активность ультрафиолетовые лучей зависит от длины их волн.

Различают 3 участка спектра с длиной волны:

• 1. 0,4--0,31 мкм -- оказывающие слабое биологическое действие;
• 2. 0,31--0,28 мкм -- оказывающие сильное действие на кожный покров;
• 3. 0,28--0,20 мкм -- активно действующие на тканевые белки и липоиды, способные вызывать гемолиз.

Биологические объекты способны поглощать энергию падающего на них излучения. При этом световой фотон, взаимодействуя с молекулой, выбивает электрон из ее орбиты. В результате образуется положительно заряженная молекула, или малый ион, действующий как свободный радикал, нарушающий структуру белков и повреждающий клеточные мембраны. Так как энергия фотона обратно пропорциональна длине волны, коротковолновое ультрафиолетовое излучение обладает большей повреждающей способностью по отношению к биологическим объектам.

Повреждение живых объектов ультрафиолетовым излучением всегда фотохимическое, оно не сопровождается заметным повышением температуры и может возникнуть после длительного латентного периода.

Для повреждения достаточно малых доз излучения, действующих в течение длительного времени.

Действие ультрафиолетового облучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи (загар) приводит к ожогам.

Длительное действие ультрафиолета способствует развитию меланомы, различных видов рака кожи, ускоряет старение и появление морщин.

Ультрафиолетовое излучение неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Так, 1 августа 2008 года десятки россиян повредили сетчатку глаза во время солнечного затмения, несмотря на многочисленные предупреждения о вреде его наблюдения без защиты глаз. Они жаловались на резкое снижение зрения и пятно перед глазами.

Интенсивное воздействие ультрафиолетового излучения может вызвать профессиональные дерматиты с диффузной эритемой и экссудацией, поражение слизистой и роговой оболочек глаза (электроофтальмию).

Ионизирующие излучения (ИИ)

Ионизирующим излучением называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях.

Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов Чаще всего встречаются такие разновидности ионизирующих излучений, как рентгеновское и гамма-излучения, потоки альфа-частиц, электронов, нейтронов и протонов. Ионизирующее излучение прямо или косвенно вызывает ионизацию среды, т.е. образование заряженных атомов или молекул - ионов.

В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций (синтез и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого ускорения космических частиц до конца не ясна). Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское излучение)

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц -- ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение -- это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной несколько мм.

Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов или молекул. Оба эффекта используются в рентгеновских трубках.

Рентгеновское излучение можно получать также и на ускорителях заряженных частиц. Так называемое синхротронное излучение возникает при отклонении пучка частиц в магнитном поле, в результате чего они испытывают ускорение в направлении, перпендикулярном их движению.

На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке -- к рентгеновскому излучению.

Гамма-лучи, в отличие от б-лучей и в-лучей, не отклоняются электрическими и магнитными полями, характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества.

Области применения гамма-излучения:

• · Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием г-лучами.
• · Консервирование пищевых продуктов.
• · Стерилизация медицинских материалов и оборудования.
• · Лучевая терапия.
• · Уровнемеры.
• · Гамма-каротаж в геологии.
• · Гамма-высотомер, измерение расстояния до поверхности при приземлении спускаемых космических аппаратов.
• · Гамма-стерилизация специй, зерна, рыбы, мяса и других продуктов для увеличения срока хранения

Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные вещества, различного рода ядерно-технические установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.

Для радиометрических исследований разрезов буровых скважин разрешается применять закрытые радионуклидные нейтронные и гамма-источники ионизирующего излучения, т.е. проводится гамма-каротаж -- изучение естественного гамма излучения горных пород в буровых скважинах для выявления радиоактивных руд, литологического расчленения разреза

Специалисты - геологи могут сталкиваться с ионизирующими излучениями при проведении радиометрических работ, выполнении работ в шахтах, горных выработках, на урановых рудниках и др. Радиоактивный газ радон - 222. Газ, испускающий альфа-частицы, постоянно образуется в горных породах. Опасен при накоплении в шахтах, подвалах, на 1 этаже.

Природные источники дают суммарную годовую дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ радон - до 80 мбэр и другие источники).

Искусственные источники добавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в 150-200 мбэр (медицинские приборы и исследования - 100-150 мбэр, просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр и другие источники).

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предельно допустимая (безопасная) эквивалентная доза облучения для жителя планеты определена в 35 бэр, при условии её равномерного накопления в течение 70 лет жизни.

Практически нет.

Вредно, конечно, как и всё в нашем жестоком мире, но вредность эта очень незначительная. По способности вызывать рак излучение от мобильных телефонов находится в одной группе с асфальтом, бензином, кофе, нафталином, никелированными монетами и метронидазолом (последний, между прочим, входит в «Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов»).

Что за группа такая?

Международное агентство по изучению рака (подразделение Всемирной организации злравоохранения) классифицирует все объекты нашего жестокого мира на 5 категорий:

• «1 - Вызывают рак». Из этой славной группы вы вполне могли контактировать с асбестом, гормональными контрацептивами, этанолом, солнечной радиацией, винилхлоридом, табачными изделиями. - Уже, прикрывшись от солнца зонтиком, на бегу бросая пить, курить и заниматься сексом без презерватива, бежите в свою старенькую поликлинику с асбестовыми стенами и поливинилхлоридными плитками на полу? - Бегите-бегите. Есть еще 4 категории:
• «2А - Возможно, вызывают рак».
• «2В - Существует некоторая вероятность, что вызывают рак».
• «3 - Не подозреваются в вызывании рака».
• «4 - Совершенно точно не вызывают рак».

К средней из этих пяти, к категории 2В, относится излучение мобильных телефонов.

Что за излучение такое?

Мобильные телефоны являются радиопередатчиками, работающими в диапазоне дециметровых волн (от 0,3 до 3 ГГц). Каждый дециметр этих волн нам хорошо знаком.

На частоте 1,2 ГГц сидит GPS, на 1,6 ГГц - ГЛОНАСС.
На 0,9 ГГц и 1,8 ГГц работают сотовые телефоны.
На частоте 2,4 ГГц вещают wi-fi и bluetooth.
И почти на такой же частоте (2,45 ГГц) работают микроволновые печи. Пееечиии.

Как радиоволны действуют на организм?

«Нахождение в зоне с повышенными уровнями электромагнитного поля (ЭМП) в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, вплоть до раковых». (Википедия) - Страшно? - Так и нефига находиться в зоне с повышенным уровнем ЭМП.

Мобильник вам такой зоны точно не создаст: его радиопередатчик имеет мощность всего лишь 1-2 Вт. (Хорошая микроволновая печь имеет мощность 1,5 тысячи Вт, дешевая 500-ваттовая печка будет разогревать вашу сосиску пять минут и не разогреет.) 1-2 Вт – это совсем мало. Мобильник няшка.

Зловещая няшка

Если использование сотового телефона вызывает у вас "усталость, тошноту, головную боль", либо просто после долгого разговора "болит ухо и половина головы", то могу предложить три варианта.

Вариант первый: у вас радиофобия (необоснованная боязнь различных источников облучения). Вы наверняка смотрите рен-тв и обоих малаховых и верите каждому сказанному ими слову. Что делать: см. вар. 2.

Вариант второй: ваш конкретный организм имеет повышенную чувствительность к радиоволнам на частотах 0,9 ГГц и 1,8 ГГц. Почему нет, кто-то остро реагирует на мандарины, кто-то на тополиный пух, а вы вот - на радио. Что делать: отказаться от сотового телефона к чертовой матери. Вовсе не обязательно ходить на этой привязи круглосуточно – а на работе наверняка есть проводной телефон. Это будет очень хорошая проверка: если вам сразу же станет легче, то у вас радиофобия, если не сразу – гиперчувствительность.

Вариант третий: в месте вашего жительства и/или работы в сумме образовался повышенный уровень ЭМП (сотовый телефон у каждого члена семьи + вайфай и микроволновка в каждой квартире + базовая станция сотовой связи с одной стороны + линия электропередачи с другой стороны + теле-радиовышка с третьей стороны + радиопередатчик у вашего соседа-шпиона). Что делать: не пренебрегать реальной опасностью и пригласить специалистов-замерщиков (измерение уровня ЭМП входит в стандартную аттестацию рабочего места, проводится, например, СЭС).

Навигация по статье:

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.

Что такое радиация

Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение , или еще проще радиация . К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Альфа, бета и нейтронное излучение - это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение - это излучение энергии.

Альфа излучение

• излучаются: два протона и два нейтрона
• проникающая способность: низкая
• облучение от источника: до 10 см
• скорость излучения: 20 000 км/с
• ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
• высокое

Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение - это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.

Нейтронное излучение

• излучаются: нейтроны
• проникающая способность: высокая
• облучение от источника: километры
• скорость излучения: 40 000 км/с
• ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение - это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.

Бета излучение

• излучаются: электроны или позитроны
• проникающая способность: средняя
• облучение от источника: до 20 м
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: среднее

Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.

Гамма излучение

• излучаются: энергия в виде фотонов
• проникающая способность: высокая
• облучение от источника: до сотен метров
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация:
• биологическое действие радиации: низкое

Гамма (γ) излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения - это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.

Рентгеновское излучение

• излучаются: энергия в виде фотонов
• проникающая способность:высокая
• облучение от источника: до сотен метров
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: низкое

Рентгеновское излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!

Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации

Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.

Чем выше "коэффициент k" тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Видео:

Компьютер - одно из самых замечательных достижений человеческого интеллекта. Возможность прямого диалога юзеров через ЭВМ и огромных ресурсов ПК, привело к тому, что миллионы людей всё больше времени проводят перед его экраном. Со временем у пользователей компьютеров появляется набор определённых жалоб на самочувствие.

Это заставляет задумываться о влиянии излучения от компьютера на здоровье человека. Существует немало причин для таких мыслей. Проблемы со здоровьем ряд учёных связывают с воздействием на людей электромагнитного излучения от бытовых источников СВЧ.

В чём вред компьютерного излучения

Мы первое поколение людей, которое живёт в океане огромного числа видимого и невидимого излучения. Поэтому ещё нет достоверной статистики, подводящей итог всем исследованиям учёных по этой теме. Так что же говорят учёные мужи?

Каждый ПК - это источник низкочастотного и радиочастотного излучения. Эксперты здравоохранения утверждают:

• оба типа лучей - канцерогенны;
• они усиливают риск сердечно сосудистых заболеваний и гормональных нарушений;
• а также болезни Альцгеймера, астмы и депрессивных состояний.

Вредными могут являться все части компьютера. Процессор генерирует это самое СВЧ-излучение, которое «с удовольствием» распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн, часто неся дезинформацию, электромагнитному полю человека.

Чтобы определить, в каком направлении от монитора вредные излучения максимальны, следует помнить, что его передняя часть имеет защитное покрытие. А вот задняя стенка и боковые поверхности не защищены. Производители компьютерной техники первостепенной задачей считали обеспечение безопасности оператора, сидящего перед экраном, поэтому мнение о том, что излучение от монитора сзади и с боков сильнее - вполне обосновано.

Мониторы с электронно-лучевой трубкой, слава богу, становятся раритетами истории. Вред от них был очень значительным. Пришедшие им на смену жидкокристаллические мониторы, безусловно, безопаснее, но все же радиация от них исходит. Кстати, слово radiation, указываемое в документации компьютера, переводится как излучение, но не как радиоактивность.

Из-за нагревания материнской платы и корпуса происходит деионизация воздуха и выделения в окружающую среду вредных веществ. Вот почему воздух в комнатах, с постоянно работающей вычислительной техникой, очень тяжёл для дыхания. Для людей со слабой дыхательной системой, такой фактор может оказать губительное действие, спровоцировав астму. Он усугубляется ещё влиянием электростатического поля компьютера и монитора на взвешенные в воздухе пылевые частицы. Наэлектризовавшись, они образуют «пылевой коктейль», затрудняющий дыхание.

Наличие сенсорного экрана совершенно не гарантирует вам отсутствие радиации. Ведь ваши пальцы, совершая манипуляции на экране, все время соприкасаются с ним, причём в нескольких миллиметрах от wi-fi-антенны.

Особо следует обсудить проблему излучения от ноутбука, которые задумывались, как портативные устройства для работы в дорожных условиях. Использование этих удобных и многофункциональных приборов в течение полного рабочего дня вполне может стать причиной всевозможных патологий и заболеваний. Ведь он, подобно обычному компьютеру, является источником электромагнитного излучения, да ещё находится в непосредственной близости от человека. Многие пользователи даже неосмотрительно располагают его на коленях, в непосредственной близости к жизненно важным органам.

Компьютерное излучение и беременность

Период беременности - чрезвычайно ответственная пора в жизни женщины. С момента зачатия и до рождения ребёнка, растущий плод чрезвычайно чувствителен к неблагоприятным внешним воздействиям. Поэтому внутриутробное повреждение эмбриона электромагнитным полем может произойти на любом этапе его развития. Особенно опасны в этом плане ранние сроки беременности, когда чаще всего происходят выкидыши и развиваются пороки развития ещё не рождённого малыша. Поэтому к вопросу влияния компьютерного излучения на беременность будущая мама должна относиться очень ответственно.

Несмотря на компактность ноутбука излучение от него при беременности, не менее опасно чем это же воздействие от обычного компьютера - интенсивность та же, плюс воздействие Wi-Fi передатчика. К тому же многие женщины даже в период беременности не расстаются с привычкой держать это портативное устройство на коленях, то есть в непосредственной близости от развивающегося малыша.

Способы защиты от вредного воздействия компьютера

Оборотная сторона технического прогресса - сопряжённые с ним опасности. Как их избежать или хотя бы минимизировать? Как уменьшить излучение от компьютера? Информация о вредном его воздействии логично должна сопровождаться рекомендациями о способах защиты от его излучения.

Помогают ли растения в защите от компьютерного излучения

Даже среди солидных офисных сотрудников витает мнение, что некоторые растения защищают от компьютерного излучения.

Так какой цветок защищает от компьютерного излучения? Предпочтение здесь традиционно отдают кактусу. Под этот миф даже подведена «научная база»: иглам растения приписывается роль антенн, приводятся формулы и делаются расчёты. Если бы в этом утверждении было зерно истины, то на родине кактусов - Мексике должны существовать проблемы с работой радаров, а их нет.

Реальность такова, что ни кактус, ни другое растение от излучения компьютера не защитит!

Цветок возле компьютера способен поднять настроение, украсить строгую рабочую атмосферу, стать, позитивной эмоциональной составляющей в трудовых буднях. А «эмоциональное плацебо», способно нивелировать пагубное воздействия электромагнитных излучений.

Заключая все вышесказанное, делаем вывод о том, что защита от СВЧ-излучения компьютера начинается с момента выбора этого спутника вашей семьи в магазине. А завершается разумным подходом к его эксплуатации и дозированным временем нахождения перед призывно мерцающим экраном.