БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ (бета-лучи) — поток заряженных бета-частиц (электронов или позитронов), испускаемых при радиоактивных превращениях ядер.

Бета-частицы образуются при внутриядерных превращениях нейтронов или протонов (см. Ядро атомное). Новое ядро состоит из двух протонов и одного нейтрона и является ядром изотопа гелий -3 (заряд ядра равен +2, массовое число — 3). Возникающий при таком превращении электрон вылетает из ядра и называется бета-частицей. Испускание позитрона, то есть положительно заряженного электрона, происходит при превращении одного из входящих в состав ядра протонов в нейтрон. Заряд ядра при этом уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Энергия бета-частиц при распаде может быть различной.

Проходя через вещество, Бета-излучение взаимодействует с атомами среды и вызывает ионизацию. Ионизирующую способность Бета-излучения можно охарактеризовать количеством пар ионов, создаваемых на каждом сантиметре пути частиц в веществе. В воздухе при нормальных условиях Бета-излучение создает в среднем несколько сот пар ионов на сантиметр пути.

Вследствие потерь энергии на ионизацию частицы Бета-излучения постепенно замедляются в веществе. Длина пути в веществе до полной остановки называется пробегом Бета-излучения. Пробеги Бета-излучения зависят от энергии частиц и характеристик атомов вещества среды. Они меняются по этой причине в широких пределах. Например, Бета-излучение с энергией 1 Мэв проникает в воду или биологическую ткань на глубину до 4 мм, в органическое стекло — до 3,5 мм, в алюминий — до 1,5 мм и в свинец — до 0,3 мм. При энергии 3 Мэе пробеги составляют: в воде (ткани) — 1,5 см, в органическом стекле — 1,25 см, в алюминии — 5,3 мм и в свинце — 1,3 мм.

Пробеги Бета-излучения сильно увеличиваются с уменьшением плотности вещества. В воздухе пробеги Бета-излучения достигают 3,7 м при энергии 1 Мэв и 13 м при энергии 3 Мэв. Таким образом, плотные материалы более эффективны в торможении Бета-илучения Это, однако, не означает, что они представляют собой лучшую защиту от Бета-излучения. При торможении электронов в плотных веществах образуется так наз. тормозное излучение (см.), создающее дополнительную радиационную опасность. Интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату атомного номера элемента среды и зависит от энергии бета-частиц.

Лучшими веществами для защиты от Бета-излучения большой энергии служат элементы с небольшими атомными номерами. Среди них наиболее подходящим материалом является алюминий, достаточно легкий по весу, обладающий хорошими конструктивными свойствами.

Бета-излучение, состоящее из позитронов, распространяется в веществе таким же образом, как и Бета-излучение, состоящее из электронов, за исключением некоторых особенностей, связанных с положительным зарядом позитрона.

Позитрон обладает способностью аннигилировать при взаимодействии с электронами среды, образуя аннигиляционное излучение (см. Аннигиляция). Поэтому время жизни позитрона оказывается относительно коротким, а пробеги его в веществе несколько меньше, чем у электронов одинаковой энергии.

Источниками электронного Бета-излучения служат природные радиоактивные вещества. Источниками позитронного Бета-излучения служат искусственно-радиоактивные изотопы.

Бета-излучающие изотопы широко используются при радиоизотопном исследовании (см.), в частности при бета-диагностике (см.), и лучевой терапии (см.). Чаще всего применяют изотопы — ¹⁴С, ³²P, ³⁵S, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr, ⁹⁹Tc, ¹⁴¹Ce, ¹⁴⁴Ce и др.

См. также Ионизирующие излучения, биологическое действие.

Библиография: Моисеев А. А. и Иванов В. И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене, М., 1974; Hurst G. S. a. Turner I. E. Elementary radiation physics, N. Y. a. o., 1970.

E. E. Ковалев.