Ионизирующие излучения (ИИ) получили свое название по свойству, отличающему их от большинства остальных излучений — способности вызывать ионизацию атомов и молекул в облучаемом веществе. Все ИИ подразделяются на электромагнитные и корпускулярные.

В зависимости от источника электромагнитные ИИ подразделяются ка тормозное, характеристическое и у-излучение. Тормозное излучение возникает при замедлении в электрическом поле (например, окружающем атомные ядра) ускоренных заряженных частиц. Характеристическое излучение обусловлено энергетическими перестройками внутренних электронных оболочек возбужденных атомов, а у-излучение является продуктом ядерных превращений радиоактивных элементов (радиоизотопов).

Совокупность тормозного и характеристического излучений называют рентгеновским излучением (в англоязычной литературе чаще употребляют термин «Х-излучение»). В земных условиях оно всегда имеет искусственное происхождение, в то время как у-излучение может иметь как искусственное, так и естественное происхождение.

Наиболее важные свойства электромагнитных ИИ стали известны человечеству уже через 50 сут после их обнаружения В. К. Рентгеном. 28 декабря 1895 г. он вручил председателю Вюрцбургского физико-медицинского общества тезисы, содержащие характеристику X- излучения, актуальную и в наши дни. Эта характеристика справедлива и для других электромагнитных ИИ; основные ее положения приведены в табл. 59.

Несмотря на значительные различия свойств рентгеновского излучения и видимого света, немецкому физику Максу Лауэ в 1912 г. удалось выяснить, что они тождественны по своей природе, различаясь лишь длиною волн. Самые длинные из волн рентгеновского излучения на порядок короче, чем волны видимого света, что объясняет их разное поведение нг зеркальных поверхностях, в линзах и на дифракционных решетках. С этим же связано и наличие у рентгеновских и у-лучей ионизирующих свойств.

Действительно, энергия фотона (Е) прямо пропорциональна частоте электромагнитны?! колебаний (v) и обратно пропорциональна длине их волны (X):

Е -hv= he /).,где h— постоянная Планка, с — скорость света.

Поскольку минимальная энергия ионизации атома в веществе равна 34 эВ, легко определить, какие из электромагнитных излучений обладают ионизирующими свойствами: это те из них, длина волны которых меньше 365 нм. Несмотря на то, что энергия некоторых квантов ультрафиолетового излучения достаточна для ионизации вещества, термин «ионизирующие» закрепился лишь за первыми двумя из представленных в табл. 6С излучений.

Ионизация веществ лежит в основе биологической активности ИИ. Этот же феномен используется для их выявления и количественной оценки (дозиметрии).

Взаимодействие электромагнитного ИИ с атомами вещества может протекать в формах фотоэффекта, комптон-эффекта и образования электрон-позитронных пар.

Фотоэффект — поглощение одной из внешних электронных оболочек атома всей энергии фотона с превращением ее в кинетическую энергию «выбитого» из атома электрона. Этот эффект преобладает при энергии фотонов до 0,05 МэВ.

Комптон-эффект — передача электрону лишь части энергии фотона; остальная энергия передается вторичному («рассеянному») фотону, который взаимодействует с атомами по механизму фотоэффекта или комптон-эффекта. При энергиях квантов от 0,1 до 2,0 МэВ (например, в случае проникающей радиации ядерного взрыва) на долю комптон-эффекта приходится до 99—100% поглощенной веществом энергии у-излучения.

Образование электрон-позитронных пар при прохождении у-кванта в непосредственно: близости от ядра атома — это основной вид взаимодействия фотонов с веществом при и: энергии более 50 МэВ, его удается наблюдать лишь в лабораторных условиях.

Образующиеся при поглощении квантов электромагнитного излучения ускоренные заряженные частицы (фотоэлектроны, комптоновские электроны) являются вторичным, Н( первостепенным по значимости фактором ионизации и возбуждения атомов в облучаемо? веществе. Поэтому рентгеновые и у-лучи называют косвенно ионизирующими излучениями.

Энергия фотонов определяет не только их ионизирующую, но и проникающую» способность. Высокоэнергетические («жесткие» — по определению В. К. Рентгена электромагнитные излучения легко проникают вглубь тела человека и животных, вызывая  ионизацию во всех клетках организма. Напротив, «мягкие» рентгеновы лучи, которые получаю^- при напряжении на аноде рентгеновской трубки величиной в несколько кВ, задерживаются ] основном кожей, не оказывая существенного прямого действия на глубоко лежащие ткани.

При прохождении электромагнитных ИИ через вещество интенсивность их поток: уменьшается в соответствии с уравнением:

Практически удобным показателем экранирующей способности материалов являете) толщина их слоя, при которой излучение ослабляется вдвое (слой половинного ослабления).Эт: величина связана с коэффициентом ослабления ИИ зависимостью:

d ₀ ,5=0,693/ p ,

где р.- коэффициент ослабления, величина которого зависит от энергетического спектра ИИ и свойств вещества.

Коэффициент ослабления электромагнитных ИИ растет с увеличением порядкового номера в таблице Менделеева, а значит, и атомной массы входящих в вещество элементов Поэтому наиболее эффективно экранируют от электромагнитных ИИ вещества, содержащие тяжелые металлы («защита экранированием»). Свинец и барий вводят в состав материалов, используемых при сооружении помещений для лучевой диагностики и терапии. «Защите экранированием» дополняется «защитой расстоянием», основанной на зависимости интенсивности потока ИИ от расстояния до его источника, и «защитой временем» — минимизацией времени воздействия ИИ на персонал.