Излучение частиц — это излучение энергии посредством быстро движущихся субатомных частиц . Излучение частиц называется лучом частиц , если все частицы движутся в одном направлении, подобно лучу света .
Благодаря корпускулярно-волновому дуализму все движущиеся частицы также имеют волновой характер. Частицы с более высокой энергией легче проявляют характеристики частиц, тогда как частицы с более низкой энергией легче проявляют волновые характеристики.
Частицы могут быть электрически заряженными или незаряженными:
Излучение частиц может испускаться нестабильным атомным ядром (в результате радиоактивного распада ) или возникать в результате какой-либо другой ядерной реакции . Могут выделяться многие типы частиц:
Механизмы, вызывающие излучение частиц, включают:
Заряженные частицы ( электроны , мезоны, протоны , альфа-частицы, более тяжелые ионы HZE и т. д.) можно производить с помощью ускорителей частиц . Ионное облучение широко используется в полупроводниковой промышленности для введения легирующих примесей в материалы — метод, известный как ионная имплантация .
Ускорители частиц также могут производить пучки нейтрино . Нейтронные пучки в основном производятся ядерными реакторами .
В радиационной защите радиацию часто разделяют на две категории: ионизирующую и неионизирующую , чтобы обозначить уровень опасности, представляемой человеку. Ионизация — это процесс удаления электронов из атомов, в результате которого остаются две электрически заряженные частицы (электрон и положительно заряженный ион). [1] Отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы, создаваемые ионизирующим излучением, могут вызвать повреждение живых тканей. По сути, частица является ионизирующейся, если ее энергия превышает энергию ионизации типичного вещества, т. е. на несколько эВ , и существенно взаимодействует с электронами.
По данным Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения , к неионизирующим излучениям относятся электромагнитные излучения от ультрафиолетового до инфракрасного, радиочастотного (в том числе микроволнового) излучения, статические и изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля, а также ультразвук . [2]
Все упомянутые выше заряженные частицы относятся к ионизирующим излучениям. Проходя через материю, они ионизируются и таким образом теряют энергию множеством мелких шагов. Расстояние до точки, где заряженная частица потеряла всю свою энергию, называется пробегом частицы . Диапазон зависит от типа частицы, ее начальной энергии и материала, через который она проходит. Точно так же потеря энергии на единицу длины пути, « тормозная способность », зависит от типа и энергии заряженной частицы, а также от материала. Тормозная способность и, следовательно, плотность ионизации обычно увеличиваются к концу диапазона и достигают максимума, пика Брэгга , незадолго до того, как энергия упадет до нуля. [1]