Каждый человек на Земле постоянно облучается различными видами излучений от множества источников. Даже наиболее распространенный вид излучения – солнечное – может повредить кожу или глаза, если доза его слишком велика. ИК-излучение (от тепловых элементов) или микроволновое излучение (от СВЧ-печей) также могут вызвать серьезные ожоги.
Рентгеновское или -излучение, обладающие большими энергиями, могут проникнуть в любую точку человеческого тела, подействовав на внутренние органы или нервную систему.
Двухзарядные медленно движущиеся -частицы из радиоактивных веществ очень интенсивно взаимодействуют с электронами в атомах вещества и сильно его ионизируют. Темп, с которой -частица энергии 5 МЭВ рассеивает энергию при ионизации биологической ткани составляет около 100 кэВ/мкм.
Электроны -распада имеют энергии от нескольких кэВ до 1 МэВ. Соответственно и скорости электронов значительно больше, чем у -частиц. Поэтому степень ионизации, создаваемая ими, невелика. Темп, с которым электрон с энергией 1 МэВ теряет ее за счет ионизации биологической ткани, равен всего 0,25 кэВ/мкм. Все это приводит к тому, что электроны значительно глубже проникают в ткань, чем -частицы. При -распаде электроны проникают в ткань на несколько мм, в то время как -частицы проникают лишь на глубину ~ 40 мкм. Пробег электрона с энергией 1 МэВ равен 4,2 мм, а у -частицы с энергией 5 МэВ – 37 мм.
При прохождении через вещество рентгеновского или – излучения взаимодействие осуществляется посредством фотоэффекта или комптон-эффекта. При этом высвобождаются электроны с большими энергиями, которые так же ионизируют окружающие атомы, как -электроны. Поэтому параметры ионизации, создаваемой -электронами, рентгеновскими и -лучами, одинаковы. Различие между действием -электронов и фотонов состоит в том, что последние проникают в вещество на значительную глубину еще до первого взаимодействия. Так, -лучи с энергиями 1,2 и 1,3 МэВ, излучаемые при распаде Со, прежде чем их энергия уменьшится наполовину, проникают в ткань на глубину 10 см. Следовательно, эффективность облучения внутренних органов внешними источниками, испускающими - или рентгеновское излучение будет значительно выше, чем при облучении -электронами или -частицами.
Рентгеновское и -излучение проникают в тело глубже из-за того, что они не несут электрического заряда и поэтому не теряют энергию, пока не вызовут фото- или комптон – эффекта.
Итак, тяжелые заряженные частицы ( -частицы и протоны) создают высокую плотность ионизации из-за большой величины ионизационных потерь и поэтому с большой вероятностью поражают двуударные объекты, преобладающие в высокоорганизованных организмах, в связи с чем они на порядок опаснее электронов.
То же справедливо и для быстрых нейтронов, действующих на организм посредством сильно ионизирующих ядер отдачи.