Альфа, бета и гамма: какую радиацию видит дозиметр

Слово «радиация» объединяет разные физические явления. Альфа-частица — ядро гелия из двух протонов и двух нейтронов. Бета-частица — электрон или позитрон. Гамма-излучение — электромагнитный фотон, испускаемый возбуждённым ядром. Их нельзя сравнивать только по ярлыку «сильнее» или «слабее»: важны энергия, путь поступления и тип детектора.

Альфа-излучение

Альфа-частицы быстро теряют энергию и задерживаются бумагой, одеждой или верхним слоем кожи. Снаружи тела источник альфа-излучения обычно создаёт небольшой риск для неповреждённой кожи. Но при вдыхании или проглатывании альфа-излучатель оказывается рядом с живой тканью и может давать большую локальную ионизацию.

Обычный закрытый дозиметр альфа не увидит. Нужен тонкооконный счётчик, а для поиска поверхностного загрязнения важны площадь окна и правильная геометрия.

Бета-излучение

Бета-частицы проникают дальше альфа-частиц. Их могут регистрировать дозиметры с подходящим окном; корпус и экран часто меняют чувствительность. Для экранирования применяют пластик или другие материалы с небольшим атомным номером, чтобы снизить вероятность тормозного излучения. При высокой энергии и работе с мощным источником расчёт защиты выполняют специалисты.

Гамма-излучение

Гамма-кванты не имеют электрического заряда и проходят через воздух и материалы гораздо дальше. Их регистрируют многие бытовые дозиметры, но показание зависит от энергии фотонов и калибровки. Свинец, сталь, бетон и вода ослабляют гамма-поле, однако универсальной «стены от любой радиации» не существует.

Нейтроны — отдельный случай: они не являются ни альфа-, ни бета-, ни гамма-излучением, и для них нужны специальные детекторы и водородсодержащая защита.

Как не сделать неправильный вывод

Если дозиметр молчит, это означает только, что его конкретный детектор не зарегистрировал сигнал выше порога. Прибор может быть закрыт корпусом, не иметь альфа-окна, плохо реагировать на низкоэнергетическую бету или быть рассчитан на гамма-фон.

NRC отдельно подчёркивает, что ручные измерители часто работают как бета-гамма приборы, а идентификация радионуклида требует анализа энергетического спектра. Поэтому для первичного поиска используйте повторяемое сравнение с фоном, а для подтверждения типа источника — спектрометрическую или лабораторную проверку.

Связанные материалы: ГМ-трубка, сцинтиллятор или ионизационная камера, таблица изотопов, конвертер единиц.

Источник: NRC о типах ионизирующего излучения.