Корпускулярное излучение — это излучение энергии посредством быстро движущихся субатомных частиц . Корпускулярное излучение называется пучком частиц , если все частицы движутся в одном направлении, подобно световому лучу .
Из-за дуализма волна-частица все движущиеся частицы также имеют волновой характер. Частицы с более высокой энергией легче проявляют характеристики частиц, в то время как частицы с более низкой энергией легче проявляют характеристики волн.
Частицы могут быть электрически заряженными или незаряженными:
Частичная радиация может быть испущена нестабильным атомным ядром (через радиоактивный распад ), или она может быть получена из какого-либо другого вида ядерной реакции . Могут быть испущены многие типы частиц:
Механизмы, вызывающие корпускулярное излучение, включают в себя:
Заряженные частицы ( электроны , мезоны, протоны , альфа-частицы, более тяжелые ионы HZE и т. д.) могут быть получены 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 нейтринные пучки. Нейтронные пучки в основном производятся ядерными реакторами .
В радиационной защите радиация часто делится на две категории: ионизирующая и неионизирующая , чтобы обозначить уровень опасности, представляемой для человека. Ионизация — это процесс удаления электронов из атомов, в результате чего остаются две электрически заряженные частицы (электрон и положительно заряженный ион). [1] Отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы, созданные ионизирующим излучением, могут вызывать повреждения в живой ткани. В принципе, частица ионизирует, если ее энергия выше энергии ионизации типичного вещества, т. е. несколько эВ , и взаимодействует с электронами значительно.
По данным Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения , к неионизирующему излучению относятся электромагнитные излучения от ультрафиолетового до инфракрасного, радиочастотного (включая микроволновое) излучения, статические и изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля, а также ультразвук . [2]
Все заряженные частицы, упомянутые выше, относятся к ионизирующим излучениям. Проходя через вещество, они ионизируются и, таким образом, теряют энергию множеством малых шагов. Расстояние до точки, где заряженная частица потеряла всю свою энергию, называется пробегом частицы . Пробег зависит от типа частицы, ее начальной энергии и материала, который она пересекает. Аналогично, потеря энергии на единицу длины пути, « тормозная способность », зависит от типа и энергии заряженной частицы и от материала. Тормозная способность и, следовательно, плотность ионизации, обычно увеличиваются к концу пробега и достигают максимума, пика Брэгга , незадолго до того, как энергия падает до нуля. [1]