Альфа, бета, гамма-излучения – свойства, примеры воздействия

Виды радиоактивных излучений

Навигация по статье:

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.

Что такое радиация

Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют – ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация – это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация – это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Альфа, бета и нейтронное излучение – это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение – это излучение энергии.

Альфа излучение

• излучаются: два протона и два нейтрона
• проникающая способность: низкая
• облучение от источника: до 10 см
• скорость излучения: 20 000 км/с
• ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: высокое

Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение – это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.

Нейтронное излучение

• излучаются: нейтроны
• проникающая способность: высокая
• облучение от источника: километры
• скорость излучения: 40 000 км/с
• ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение – это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.

Бета излучение

• излучаются: электроны или позитроны
• проникающая способность: средняя
• облучение от источника: до 20 м
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: среднее

Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.

Гамма излучение

• излучаются: энергия в виде фотонов
• проникающая способность: высокая
• облучение от источника: до сотен метров
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: низкое

Гамма (γ) излучение – это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения – это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.

Рентгеновское излучение

• излучаются: энергия в виде фотонов
• проникающая способность:высокая
• облучение от источника: до сотен метров
• скорость излучения: 300 000 км/с
• ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
• биологическое действие радиации: низкое

Рентгеновское излучение – это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!

Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации

характеристика	Вид радиации
	Альфа излучение	Нейтронное излучение	Бета излучение	Гамма излучение	Рентгеновское излучение
излучаются	два протона и два нейтрона	нейтроны	электроны или позитроны	энергия в виде фотонов	энергия в виде фотонов
проникающая способность	низкая	высокая	средняя	высокая	высокая
облучение от источника	до 10 см	километры	до 20 м	сотни метров	сотни метров
скорость излучения	20 000 км/с	40 000 км/с	300 000 км/с	300 000 км/с	300 000 км/с
ионизация, пар на 1 см пробега	30 000	от 3000 до 5000	от 40 до 150	от 3 до 5	от 3 до 5
биологическое действие радиации	высокое	высокое	среднее	низкое	низкое

Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.

Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий	Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение)	1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение)	1
Нейтроны с энергией 20 МэВ (нейтронное излучение)	5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи)	5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение)	20

Чем выше “коэффициент k” тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Видео: Виды радиации

Альфа-, бета-, гамма-излучения — свойства, характеристика и показатели

Что такое радиоактивность в физике

Любой атом имеет ядро и вращающиеся вокруг него отрицательные заряженные частицы — электроны.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.

Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.

В физике существуют такие виды радиоактивного распада:

• α-распад с выделением α-частицы;
• β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;
• γ-распад — излучение атомным ядром кванта ионизирующих лучей;
• бесконтрольное деление ядра на осколки.

Альфа-излучение

Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд.

Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия.

Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок.

Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.

Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.

Бета-излучение

Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом).

Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.

Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани.

Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.

В качестве обозначений[править | править код]

В математике[править | править код]

• Гамма-функция Эйлера
• Гамма-распределение
• Также для обозначения углов (обычно при имеющихся уже углах и )
• Постоянная Эйлера-Маскерони

В физике[править | править код]

• Гамма-излучение
• Лоренц-фактор (фактор Лоренца)
• Фотон
• Гиромагнитное отношение (магнитомеханическое отношение)
• Показатель адиабаты

В других науках[править | править код]

• В астрономии: третья по яркости звезда в созвездиях.
• В биологии: точка компенсации СО2

Гамма-излучение

Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.

Возникает при:

• распаде ядра;
• переходе его из возбужденного состояния в стабильное;
• взаимодействии ионов;
• аннигиляции электрона и позитрона.

Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью.

Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования.

Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.

Ионизирующее излучение

Всё это- не фрагмент бреда сумасшедшего, взятый из истории его болезни и не краткий синопсис очередного голливудского боевика. Это окружающая нас реальность, которая называется радиоактивное или ионизирующее излучение, если коротко — радиация.

Явление радиоактивности в общих чертах было сформулировано французским физиком А. Беккерелем в 1896 году. Конкретизировал это явление и более подробно описал Э. Резерфорд в 1899 году. Именно он смог установить, что радиоактивное излучение неоднородно по своей природе и состоит, как минимум, из трёх видов лучей. Эти лучи по-разному отклонялись в магнитном поле и поэтому получили разное название. Проникающая способность альфа, бета и гамма-излучения различна.

Альфа-лучи

В магнитном поле они отклоняются так же, как и и положительно заряженные частицы. В дальнейшем было выяснено что это тяжёлые, положительно заряженные ядра атомов гелия. Возникают при распаде более сложных атомных ядер, например, урана, радия или тория. Обладают большой массой и относительно низкой скоростью излучения. Это обуславливает их невысокую проникающую способность. Они не могут проникнуть даже сквозь лист бумаги.

Но при этом альфа-частицы обладают очень большой ионизирующей энергией, что является причиной их способности наносить очень серьёзные повреждения на клеточном уровне. Из всех видов лучей именно альфа характеризуются самыми тяжёлыми последствиями в случае их воздействия на организм.

Это разрушающее влияние случается только в случае непосредственного контакта с предметами, излучающими альфа-лучи. На практике это происходит в результате попадания радиоактивных элементов внутрь организма через желудочно-кишечный тракт при приёме пищи или воды, а также при вдыхании воздуха, насыщенного радиоактивной пылью. Кроме того альфа-частицы могут легко проникнуть в организм через повреждения кожных покровов. Разносясь с током крови по всему организму, они обладают способностью накапливаться, оказывая сильнейшее разрушающее воздействие в течение многих лет.

Необходимо иметь в виду, что попадающие в организм радиоактивные вещества, не выводятся из него самостоятельно. Человеческий организм практически никак не защищён от подобного рода проникновений. Он не может нейтрализовать, переработать, усвоить или вывести самостоятельно радиоактивный изотоп, попавший внутрь.

Читать также Опасность радиации для жизни и ее угроза для здоровья человека

Бета-лучи

Отклоняются в ту же сторону что и отрицательно заряженные частицы. Источником бета-излучения являются внутриядерные процессы, связанные с превращением протона в нейтрон и наоборот- нейтрона в протон. При этом происходит излучение электрона или позитрона. Скорость распространения довольно высокая и приближается к скорости света. Бета-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, чем альфа-излучение, но ионизирующее воздействие выражено гораздо слабее.

Бета-излучение легко проникает сквозь одежду, но тонкий лист металла или средней толщины деревянный брусок полностью останавливают его. В отличие от альфа-излучения, бета-лучи способны наносить дистанционное поражение на расстоянии нескольких десятков метров от источника радиации.

Гамма- лучи

Эти лучи оказались нейтрально заряженными и никак не отклонялись в магнитном поле. Гамма-излучение представляет собою электромагнитную энергию, излучаемую в виде фотонов. Эта энергия освобождается в момент изменения энергетического состояния ядра атома.

Данный вид излучения характеризуется высокой скоростью, равной скорости света и крайне высокой проникающей способностью. Чтобы остановить гамма-излучение необходимы толстые бетонные стены. Парадокс состоит в том, что данный вид лучей менее всего способен оказывать разрушающее действие на организм. Их ионизирующее воздействие в сотни раз слабее бета-излучения и в десятки тысяч раз слабее альфа-излучения. Но способность преодолевать значительные расстояния и высокие проникающие свойства делают эти лучи потенциально наиболее опасными для человека. Поэтому остановимся на этом виде излучения более подробно.

Нейтронное излучение

Оно являет собой поток нейтронов, без заряда, не имеющих ионизирующего воздействия.

Проявляется в результате рассеивания на атомных ядрах вещества.

Вещества, облученные нейтронами, могут обретать радиоактивные характеристики. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.

Нейтроны отличаются наибольшей проникающей характеристикой.

От них можно защититься материалами, содержащими атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов губительно для всего живого в радиусе 2,5 км.

Рентгеновское излучение

Оно имеет внеядерное происхождение. Его источник – рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или в результате переходов в электронных оболочках атомов.

Рентгеновская трубка имеет катод и анод. При нагревании катода происходит излучение электронов. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая скорость. Вследствие этого и возникают рентген-лучи.

Рентген-излучение, проходящее сквозь вещество, рассеиваются либо поглощается. Это их свойство используется в медицине.

Способы защиты от гамма-излучения внутри зданий

Для защиты от внутреннего облучения проводятся мероприятия по уменьшению накопления опасной радиоактивной пыли — это специализированная облицовка стен, пола, потолка, проведение регулярной влажной уборки помещений, обустройство эффективной вытяжной вентиляции.

Дополнительно требуется тщательная личная гигиена персонала, применение индивидуальных средств защиты от альфа излучения (это комбинезоны, шапочки, очки, резиновые перчатки, сапоги, респираторы либо шланговые противогазы). При надевании и снятии СИЗ, чтобы не загрязнить одежду и кожные покровы, окружающие предметы необходимо четко следовать инструкции, проводить контроль мощности дозы рентгеновского и прочего излучения.

Какое излучение самое опасное

Наиболее опасным является излучение нейтронов.

Оно может пройти толщину вещества до 10 см. Приблизившись к ядру, нейтрон только отклоняется. А при столкновении с протоном нейтрон передает ему половину внутренней энергии, и последний увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.

Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. От наведенной нейтронной радиации нельзя избавиться.

Второе место в рейтинге опасности – гамма-излучение

, обладающее высокой проникающей способностью.

В природе существует много разновидностей радиационного излучения. Не каждое их них опасно для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, можно защитить себя от вредных лучей.

ГА́ММА-ИЗЛУЧЕ́НИЕ

ГА́ММА-ИЗЛУЧЕ́НИЕ (γ-из­лу­че­ние), ко­рот­ко­вол­но­вое элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние (дли­на вол­ны λ⩽10–10 м, ко­роче, чем у рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния). При столь ма­лых λ вол­но­вые свой­ст­ва Г.-и. про­яв­ля­ют­ся сла­бо, пер­во­сте­пен­ное зна­че­ние име­ют кор­пус­ку­ляр­ные свой­ст­ва. Г.-и. пред­став­ля­ет со­бой по­ток час­тиц – гам­ма-кван­тов, ко­то­рые, как и др. фо­то­ны, ха­рак­те­ри­зу­ют­ся энер­ги­ей Е=hν (h – по­сто­ян­ная План­ка, ν – час­то­та элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний). Г.-и. от­кры­то в нач. 20 в. как ком­по­нен­та из­лу­че­ния ра­дио­ак­тив­ных ядер, ко­то­рая не от­кло­ня­лась при про­хо­ж­де­нии че­рез маг­нит­ное по­ле, в от­ли­чие от α- и β-из­лу­че­ний. В 1914 Э. Ре­зер­форд совм. с англ. фи­зи­ком Э. Ан­д­ра­де в опы­тах по ди­фрак­ции гам­ма-лу­чей на кри­стал­ле до­ка­зал элек­тро­маг­нит­ную при­ро­ду гам­ма-из­лу­че­ния.

Г.-и. мо­жет ис­пус­кать­ся атом­ны­ми яд­ра­ми и эле­мен­тар­ны­ми час­ти­ца­ми, а так­же в ре­зуль­та­те ядер­ных ре­ак­ций и ре­ак­ций ме­ж­ду час­ти­ца­ми, в ча­ст­но­сти ан­ни­ги­ля­ции пар час­ти­ца – ан­ти­час­ти­ца. Г.-и. мо­жет по­гло­щать­ся атом­ны­ми яд­ра­ми и спо­соб­но вы­зы­вать пре­вра­ще­ния час­тиц. Изу­че­ние спек­тров Г.-и., воз­ни­каю­ще­го в про­цес­сах взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц, и Г.-и. ядер да­ёт ин­фор­ма­цию о струк­ту­ре этих мик­ро­объ­ек­тов.

Г.-и. ядер ис­пус­ка­ет­ся при пе­ре­хо­дах яд­ра из со­стоя­ния с боль­шей энер­ги­ей в со­стоя­ние с мень­шей энер­ги­ей, и энер­гия ис­пус­кае­мо­го гам­ма-кван­та с точ­но­стью до не­зна­чи­тель­ной энер­гии от­да­чи яд­ра рав­на раз­но­сти энер­гий этих со­стоя­ний (уров­ней) яд­ра. Энер­гия ядер­но­го Г.-и. ле­жит в ин­тер­ва­ле от не­сколь­ких кэВ до не­сколь­ких МэВ; спектр это­го из­лу­че­ния ли­ней­ча­тый, т. е. со­сто­ит из ря­да дис­крет­ных ли­ний. Изу­че­ние спек­тров ядер­но­го Г.-и. по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить энер­гии со­стоя­ний (уров­ней) яд­ра.

При рас­па­де час­тиц и ре­ак­ци­ях с их уча­сти­ем обыч­но ис­пус­ка­ют­ся гам­ма-кван­ты с энер­гия­ми в де­сят­ки–сот­ни МэВ.

Г.-и. мо­жет так­же воз­ни­кать при тор­мо­же­нии бы­ст­рых за­ря­жен­ных час­тиц в сре­де (тор­моз­ное из­лу­че­ние) или при их дви­же­нии в силь­ных маг­нит­ных по­лях (син­хро­трон­ное из­лу­че­ние). Тор­моз­ное Г.-и. име­ет сплош­ной спа­даю­щий с рос­том энер­гии спектр, верх­няя гра­ни­ца ко­то­ро­го сов­па­да­ет с ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей за­ря­жен­ной час­ти­цы. На ус­ко­ри­телях за­ря­жен­ных час­тиц энер­гия тор­моз­но­го Г.-и. дос­ти­га­ет де­сят­ков ГэВ.

Г.-и. мож­но по­лу­чить при со­уда­ре­нии элек­тро­нов боль­шой энер­гии от ус­ко­ри­те­лей с ин­тен­сив­ны­ми ла­зер­ны­ми пуч­ка­ми. При этом элек­трон пе­ре­да­ёт свою энер­гию оп­тич. фо­то­ну, ко­то­рый пре­вра­ща­ет­ся в гам­ма-квант. Ана­ло­гич­ное яв­ле­ние мо­жет иметь ме­сто и в кос­мич. про­стран­ст­ве. Кос­мич. гам­ма-лу­чи при­хо­дят от пуль­са­ров, ра­дио­га­лак­тик, ква­за­ров, сверх­но­вых звёзд (см. Гам­ма-ас­тро­но­мия).

Г.-и. об­ла­да­ет боль­шой про­ни­каю­щей спо­соб­но­стью, т. е. мо­жет про­хо­дить сквозь боль­шие тол­щи ве­ще­ст­ва. Ин­тен­сив­ность уз­ко­го пуч­ка мо­но­энер­ге­тиче­ских гам­ма-кван­тов па­да­ет экс­по­нен­ци­аль­но с рос­том про­хо­ди­мо­го им в ве­ще­ст­ве рас­стоя­ния. Осн. про­цес­сы взаи­мо­дей­ст­вия Г.-и. с ве­ще­ст­вом – фо­то­элек­три­че­ское по­гло­ще­ние (фо­то­эф­фект), ком­пто­нов­ское рас­сея­ние (Ком­п­то­на эф­фект) и об­ра­зо­ва­ние пар элек­трон – по­зи­трон.

Г.-и. ис­поль­зу­ет­ся в тех­ни­ке (напр., в де­фек­то­ско­пии), ра­диа­ци­он­ной хи­мии для ини­ции­ро­ва­ния хи­мич. пре­вра­ще­ний (напр., при по­ли­ме­ри­за­ции), с. х-ве, пи­ще­вой пром-сти, ме­ди­ци­не и др.

Дей­ст­вие на ор­га­низм. Г.-и. дей­ст­ву­ет на жи­вые клет­ки по­доб­но др. видам ио­ни­зи­рую­щих из­лу­че­ний. Хо­тя био­сфе­ра под­вер­га­ет­ся по­сто­ян­но­му воз­дей­ст­вию Г.-и. в со­ста­ве кос­мич. лу­чей и из­лу­че­ний ра­дио­ак­тив­ных эле­мен­тов, на­хо­дя­щих­ся в рас­се­ян­ном ви­де в поч­вах, ат­мо­сфе­ре и во­де (ра­ди­ац. фон Зем­ли), их ин­тен­сив­ность не­ве­ли­ка, и они не пред­став­ля­ют опас­но­сти для жи­вых ор­га­низ­мов. Дей­ст­вие Г.-и. про­яв­ля­ет­ся по ме­ре на­ко­п­ле­ния вто­рич­ных элек­тро­нов в объ­ек­те об­лу­че­ния и их пе­ре­но­са в близ­ле­жа­щие струк­ту­ры. То­таль­ное гам­ма-ней­трон­ное об­лу­че­ние ор­га­низ­мов, со­про­во­ж­даю­щее ядер­ные взры­вы, в за­ви­си­мо­сти от до­зы мо­жет при­во­дить к ги­бе­ли ор­га­низ­мов (для че­ло­ве­ка смер­тель­ная до­за – 100 Гр), раз­ви­тию лу­че­вой бо­лез­ни (при до­зах 5–10 Гр). Воз­дей­ст­вие бо­лее низ­ких доз опас­но от­да­лён­ны­ми по­след­ст­вия­ми: зло­ка­че­ст­вен­ным пе­ре­ро­ж­де­ни­ем кле­ток, раз­ви­ти­ем лей­ко­зов, ро­ж­де­ни­ем ге­не­ти­че­ски не­пол­но­цен­но­го по­том­ст­ва и др. Г.-и. при­ме­ня­ют в ме­ди­ци­не при ле­че­нии он­ко­ло­гич. за­бо­ле­ва­ний (гам­ма-те­ра­пия; см. Лу­че­вая те­ра­пия). Оно ис­поль­зу­ет­ся так­же в ге­не­тич. ис­сле­до­ва­ни­ях для по­лу­че­ния му­та­ций в мо­ле­ку­лах ДНК и се­лек­ции ор­га­низ­мов с по­сле­дую­щим от­бо­ром хо­зяй­ст­вен­но по­лез­ных форм. Та­ким об­ра­зом, напр., бы­ли по­лу­че­ны вы­со­ко­про­дук­тив­ные штам­мы мик­ро­ор­га­низ­мов, про­ду­ци­рую­щих ан­ти­био­ти­ки. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков Г.-и. при­ме­ня­ют естеств. и ис­кусств. ра­дио­ак­тив­ные изо­то­пы (обыч­но 60Co, ре­же 137Cs).

Альфа-, бета-, гамма-излучения — свойства, характеристика и показатели

энергия
E
— от 100
кэВ
= 105
эВ
температура
Т
— от 20 млн
К
частота ν (
ню
) — от 2 ·1019
Гц
длина волны λ (
лямбда
) — до 10–11
м
жесткое
E
— от 10
МэВ
= 107
эВТ
— от 2 ·1010
К
ν — от 2 ·1021
Гц
λ — до 10–13
м
сверхвысоких энергий
E
— от 100
ГэВ
= 1011
эВТ
— от 2 ·1014
К
ν — от 2 ·1025
Гц
λ — до 10–17
м
ультравысоких энергий
E
— от 100
ТэВ
= 1014
эВТ
— от 2 ·1017
К
ν — от 2 ·1028
Гц
λ — до 10–20
м
Открыто в 1910 г. Генри Брэггом. Электромагнитная природа доказана в 1914 г. Эрнестом Резерфордом.

Это самый широкий диапазон электромагнитного спектра, поскольку он не ограничен со стороны высоких энергий. Мягкое гамма-излучение образуется при энергетических переходах внутри атомных ядер, более жесткое — при ядерных реакциях. Гамма-кванты легко разрушают молекулы, в том числе биологические, но, к счастью, не проходят через атмосферу. Наблюдать их можно только из космоса.

Гамма-кванты сверхвысоких энергий рождаются при столкновении заряженных частиц, разогнанных мощными электромагнитными полями космических объектов или земных ускорителей элементарных частиц. В атмосфере они крушат ядра атомов, порождая каскады частиц, летящих с околосветовой скоростью. При торможении эти частицы испускают свет, который наблюдают специальными телескопами на Земле.

При энергии свыше 1014 эВ

лавины частиц прорываются до поверхности Земли. Их регистрируют сцинтилляционными датчиками. Где и как образуются гамма-лучи ультравысоких энергий, пока не вполне ясно. Земным технологиям такие энергии недоступны. Самые энергичные кванты — 1020–1021
эВ
, приходят из космоса крайне редко — примерно один квант в 100 лет на квадратный километр.

Что такое радиоактивность в физике

Любой атом имеет ядро и вращающиеся вокруг него отрицательные заряженные частицы — электроны.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Причем число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, в которых количество нейтронов отличается, называются изотопами.

Некоторые атомные ядра могут превращаться в разные изотопы с выделением элементарных частиц или легких ядер. Собственно этот процесс и называется радиоактивностью.

Можно дать такое определение этому явлению: способность атомного ядра бесконтрольно распадаться с испусканием проникающих частиц.

Распад ядер возможен в том случае, если он сопровождается выделением энергии. Сегодня известно около 3 тыс. атомных ядер. Из них не являются радиоактивными всего лишь 264.

В физике существуют такие виды радиоактивного распада:

• α-распад с выделением α-частицы;
• β-распад с испусканием электрона и антинейтрино, позитрона и нейтрино, а также поглощение ядром электрона с выделением нейтрино;
• γ-распад — излучение атомным ядром кванта ионизирующих лучей;
• бесконтрольное деление ядра на осколки.

Способы защиты

Земля обладает естественным механизмом защиты от космической радиации, это озоновый слой и верхние слои атмосферы.

Те лучи, которые, обладая огромными скоростями, проникают в защищённое пространство земли, не причиняют большого вреда живым существам. Наибольшую опасность представляют источники и гамма-радиация, полученная в земных условиях.

Самым главным источником опасности радиационного заражения остаются предприятия, где под контролем человека осуществляется контролируемая ядерная реакция. Это атомные электростанции, где производится энергия для обеспечения населения и промышленности светом и теплом.

Для обеспечения работников этих объектов принимаются самые серьёзные меры. Трагедии, произошедшие в разных точках мира, из-за утраты человеком контроля за ядерной реакцией, научили людей быть осторожными с невидимым врагом.

Альфа-излучение

Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд.

Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия.

Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок.

Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.

Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.

Бета-излучение

Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом).

Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.

Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани.

Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.

Сила облучения

Что касается единицы амбиентного экивалента дозы, то это особая биологическая доза нейтронного излучения гамма частиц. Эквивалентной считается нормируемая величина ущерба, который наносит гамма-излучение. К огромному сожалению, ее невозможно измерить, поэтому в практике принято использовать особые величины дозиметрические, которые можно приблизит к нормируемым. Основная величина – амбиентный эквивалент дозы.

Эквивалент амбиентный – это эквивалент дозы, созданный в фантоме шаровом на определенной глубине от поверхности, учитывая отношение к диаметру, который направлен параллельно излучению. Эквивалент рассматривают в поле излучения, идентичное флюенсу, распределению энергетическому и составу. Подобный эквивалент способен выявить дозировку облучения, его мощность, которую может получить человек. Единица такого эквивалента – зиверт. Следует отметить, что единица измерения коллективной дозировки считается человеко-зиверт, если же единица внесистемная, то человеко-бэр.

Интенсивность, мощность подобного облучения показывает приращение дозы под влиянием излучения за конкретную единицу времени. Размерность дозировки принято делить на единицу времени. Можно использовать разные единицы – 3в/час, м3в/год и прочее. Простыми словами, мощность эквивалентной дозы можно характеризовать дозировкой, которая была получена благодаря единице времени.

Мощность измеряют разнообразными приборами, у которых имеются химические системы, камеры ионизационные, а также те камеры, которые содержат люминесцирующее вещество. Мощность измеряется на высоте одного метра от поверхности земли.

Гамма-излучение

Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра.

Возникает при:

• распаде ядра;
• переходе его из возбужденного состояния в стабильное;
• взаимодействии ионов;
• аннигиляции электрона и позитрона.

Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью.

Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования.

Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.

Обзоры неба

Небо в гамма-лучах с энергией 100 МэВ (CGRO)

Обзор в диапазоне жесткого гамма-излучения выполнен космической гамма-обсерваторией «Комптон» (Compton Gamma Ray Observatory, CGRO), которая была запущена по программе NASA «Великие обсерватории» и с 1991 по 2000 год вела наблюдения в диапазоне от 20 кэВ

до 30
ГэВ
, то есть от жесткого рентгена до жесткого гамма-излучения.

На карте отчетливо видна плоскость Галактики, где излучение формируется в основном остатками сверхновых. Яркие источники вдали от плоскости Галактики имеют в основном внегалактическое происхождение.

Небо в гамма-лучах с энергией 1,8 МэВ (CGRO-COMPTEL)

Этот обзор в диапазоне мягкого гамма-излучения также выполнен обсерваторией «Комптон» (см. Небо в гамма-лучах с энергией 100 МэВ), а точнее установленным на ней телескопом COMPTEL.

Источники также концентрируются к плоскости Галактики. В основном это компактные объекты.

Нейтронное излучение

Оно являет собой поток нейтронов, без заряда, не имеющих ионизирующего воздействия.

Проявляется в результате рассеивания на атомных ядрах вещества.

Вещества, облученные нейтронами, могут обретать радиоактивные характеристики. Это свойство называется наведенной радиоактивностью.

Нейтроны отличаются наибольшей проникающей характеристикой.

От них можно защититься материалами, содержащими атомы водорода. Излучение быстрых нейтронов губительно для всего живого в радиусе 2,5 км.

Время защитит от радиации

Это скорее не защита, а фактическое уменьшение времени пребывания у источника радиации. Чем меньше времени человек находится вблизи источника радиации, тем меньше вреда здоровью он причинит. Данный метод защиты использовался, к примеру, при ликвидации аварии на АЭС в Чернобыле. Ликвидаторам последствий взрыва на атомной электростанции отводилось всего несколько минут на то, чтобы сделать свою работу в пораженной зоне и вернуться на безопасную территорию. Превышение времени приводило к повышению уровня облучения и могло стать началом развития лучевой болезни и других последствий, которые может вызывать радиация.

Рентгеновское излучение

Оно имеет внеядерное происхождение. Его источник – рентгеновская трубка и некоторые радиоактивные нуклиды. Рентгеновские лучи возникают в результате сильного ускорения заряженных частиц или в результате переходов в электронных оболочках атомов.

Рентгеновская трубка имеет катод и анод. При нагревании катода происходит излучение электронов. Движение этих частиц ускоряется электромагнитным полем, и частицы падают на анод, резко снижая скорость. Вследствие этого и возникают рентген-лучи.

Рентген-излучение, проходящее сквозь вещество, рассеиваются либо поглощается. Это их свойство используется в медицине.

Источники

Остаток вспышки сверхновой звезды в гамма-лучах сверхвысоких энергий

Изображение получено в 2005 году гамма-телескопом HESS. Оно стало подтверждением того, что остатки сверхновых служат источниками космических лучей — энергичных заряженных частиц, которые, взаимодействуя с веществом, порождают гамма-излучение (см. Схема генерации гамма-излучения). Ускорение частиц, по всей видимости, обеспечивается мощным электромагнитным полем компактного объекта — нейтронной звезды, которая образуется на месте взорвавшейся сверхновой.

Схема генерации гамма-излучения

Столкновения энергичных заряженных частиц космических лучей с ядрами атомов межзвездной среды порождают каскады других частиц, а также гамма-квантов. Этот процесс аналогичен каскадам частиц в земной атмосфере, которые возникают под воздействием космических лучей (см. Схема телескопа для гамма-излучения сверхвысоких энергий). Происхождение космических лучей с самыми высокими энергиями еще изучается, но уже есть данные, что они могут генерироваться в остатках сверхновых звезд.

Аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры (рис. художника)

В ходе эволюции крупных галактик в их центрах образуются сверхмассивные черные дыры, массой от нескольких миллионов до миллиардов масс Солнца. Они растут за счет аккреции (падения) межзвездного вещества и даже целых звезд на черную дыру.

При интенсивной аккреции вокруг черной дыры образуется быстро вращающийся диск (из-за сохранения момента вращения падающего на дыру вещества). Из-за вязкого трения слоев, вращающихся с разной скоростью, он всё время разогревается и начинает излучать в рентгеновском диапазоне.

Часть вещества при аккреции может выбрасываться в виде струй (джетов) вдоль оси вращающегося диска. Этот механизм обеспечивает активность ядер галактик и квазаров. В ядре нашей Галактики (Млечного Пути) также располагается черная дыра. В настоящее время ее активность минимальна, однако по некоторым признакам около 300 лет назад она была значительно выше.

Какое излучение самое опасное

Наиболее опасным является излучение нейтронов.

Оно может пройти толщину вещества до 10 см. Приблизившись к ядру, нейтрон только отклоняется. А при столкновении с протоном нейтрон передает ему половину внутренней энергии, и последний увеличивает свою скорость, вызывая ионизацию.

Именно эти быстрые протоны разрушают весь организм. От наведенной нейтронной радиации нельзя избавиться.

Второе место в рейтинге опасности – гамма-излучение

, обладающее высокой проникающей способностью.

В природе существует много разновидностей радиационного излучения. Не каждое их них опасно для здоровья. Соблюдая меры предосторожности, можно защитить себя от вредных лучей.

Когда произошло открытие

Открытие было совершено А. Беккерелем в 1896 г., когда он изучал взаимосвязь рентгеновских лучей с люминесценцией. Для проверки догадок ученый использовал химические соединения, среди которых была соль урана, светящаяся в темноте. Он подержал ее под лучами солнца и поместил в шкаф на фотопластину, упакованную в светонепроницаемую пленку.

После ее проявления Беккерель увидел точное изображение куска соли. С помощью люминесценции засветить бумагу было нельзя, поэтому ученый сделал вывод, что это произошло из-за рентгеновских лучей.

Так было впервые зафиксировано явление радиоактивности. Немного позднее Беккерелем было сделано сообщение в Академии наук в Париже об излучении при фосфоресценции. Через некоторое время в его открытие были внесены изменения. Этому послужило следующее событие.

Когда ученый в плохую погоду поместил соединение урана, не подвергающееся облучению, на фотопластину, его структура отразилась на снимке четко.

О своих исследованиях Беккерель рассказал позднее. В его работе была информация о радиации фосфоресцирующих тел. Затем ученый проводил много опытов с различными веществами, оставляющими след на пластине, и поделился теориями и знаниями с супругами Кюри, открывшими новые элементы — радий и полоний.

Последующие опыты и исследования привели к тому, что в 1900 г. Поль Виллар открыл гамма-излучение при исследовании радия. Термин гамма-лучи впервые был использован Э. Резерфордом в 1903 г. Позднее он и Э. Андраде доказали электромагнитную природу гамма-потока.

Особенности и типы радиационного излучения

Радиационное излучение образуется в результате реакций на уровне атомов. Процесс характеризуется выбросом потока микрочастиц, имеющих заряд: протонов, электронов, фотонов и нейтральных микроэлементов – нейтронов. Они определяют тип радиационного излучения.

Излучение подразделяется на энергетическое, к нему относятся потоки гамма и рентгеновских частиц, и атомное, в его основе лежит выделение элементов вещества: альфа, бета и гамма-частиц. Классифицируется излучение в зависимости от структуры частиц, расстояния их действия, способности проникать в ткани, клетки и степени воздействия на них, скорости излучения.
Практически все типы излучения, за исключением альфа-излучения можно обнаружить с помощью бытового дозиметра радиации.

Альфа-излучение (α)

Альфа-частицы – результат распада нестабильных изотопов атома. Они имеют положительный заряд, состоят из 2-х пар протонов и нейтронов. Частицы образуются в результате распада таких элементов, как радий, уран характеризуются низкой скоростью излучения – 20 000км/с, обладают небольшой проникающей способностью из-за высокой удельной массы. Препятствие небольшой толщины и плотности остановит альфа частицы. Защитой от них может стать даже бумага.

Низкая проникающая способность альфа частиц, их большой энергетический заряд, обуславливает высокий уровень взаимодействия с клетками организма. Это приводит к мутации, патогенным изменениям тканей. Альфа частицы оседают в организме человека, попадая через повреждения кожи, воду, воздух, оказывают на него длительное воздействие. Поэтому они опасны для живых организмов, вывести их из тканей практически невозможно.

Бета-излучение (β)

Появление бета-частиц обусловлено процессами, происходящими в ядре вещества. Их результат – изменение свойств нейтронов и протонов. В итоге образуется поток частиц с положительным зарядом. Этот тип излучения характеризуется:

• небольшой дальностью действия – не более 20м;
• высокой скоростью излучения – 300 000км/с;
• средней проникающей способностью. От бета частиц защитит металлический лист толщиной более 3мм;
• средней степенью воздействия на клетки тканей.

Бета-частицы обладают способностью накапливаться в тканях и оказывать на них длительное ионизирующее воздействие. Его результатом становятся тяжелые онкологические заболевания.

Нейтронное излучение

Поток нейтронов образуется в результате техногенной деятельности – работы ректоров, взрывов ядерных боеприпасов. Не имеющие заряда частицы, имеют наибольшую дальность действия по сравнению с другими типами радиационного излучения. Человек получает опасную для жизни дозу излучения на расстоянии 1,3–1,5км от его источника.

Нейтроны глубоко проникают в ткани, провоцируя мутации, патогенные изменения. Защитой от таких частиц станет вода и другие вещества, где много водорода. Нейтронное излучение является наиболее опасным для человека из-за большого радиуса действия.

Рентгеновское излучение

В результате смены орбит электронов в структуре атома, образуются фотоны или электромагнитное, энергетическое излучение. Оно характеризуется:

• небольшим радиусом действия – до 100м;
• высокой скоростью – 300 000км/с;
• высокой проникающей способностью.

Фотоны оказывают слабое воздействие на клетки, ткани живых организмов, поэтому широко используются в медицине для проведения диагностических исследований.

Гамма излучение (y)

Поток фотонов, образующийся в результате изменения энергетического состояния атомов. Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью, поэтому для защиты от него используется толстый слой металла или бетона. Его дальность действия достигает нескольких сотен метров. Гамма излучение не оказывает серьезного патогенного воздействия на клетки и ткани, менее опасно, чем альфа, бета или нейтронное.

Дозиметр – функциональные особенности

Прибор позволяет измерить дозу излучения, которую получают организмы за определенный промежуток времени. Не стоит его путать с радиометром, который показывает активность частиц. Он дает представление о радиационном фоне в то время, как дозиметр определяет мощность дозы излучения, что помогает оценить нанесенный человеку ущерб и его возможные последствия.

Гамма-излучение: опасность для человека и польза

Невидимые лучи проникают сквозь все предметы вокруг и сквозь нас самих. Мы их никак не воспринимаем и не чувствуем. Защититься от них невозможно, они неуловимы и всепроникающи. Они могут излечивать и могут убивать, могут способствовать рождению невиданных ранее существ на земле и приводить к возникновению новых звёздных скоплений в отдалённых уголках нашей галактики.

Ионизирующее излучение

Всё это- не фрагмент бреда сумасшедшего, взятый из истории его болезни и не краткий синопсис очередного голливудского боевика. Это окружающая нас реальность, которая называется радиоактивное или ионизирующее излучение, если коротко — радиация.

Явление радиоактивности в общих чертах было сформулировано французским физиком А. Беккерелем в 1896 году. Конкретизировал это явление и более подробно описал Э. Резерфорд в 1899 году. Именно он смог установить, что радиоактивное излучение неоднородно по своей природе и состоит, как минимум, из трёх видов лучей. Эти лучи по-разному отклонялись в магнитном поле и поэтому получили разное название. Проникающая способность альфа, бета и гамма-излучения различна.

Альфа-лучи

В магнитном поле они отклоняются так же, как и и положительно заряженные частицы. В дальнейшем было выяснено что это тяжёлые, положительно заряженные ядра атомов гелия. Возникают при распаде более сложных атомных ядер, например, урана, радия или тория. Обладают большой массой и относительно низкой скоростью излучения. Это обуславливает их невысокую проникающую способность. Они не могут проникнуть даже сквозь лист бумаги.

Но при этом альфа-частицы обладают очень большой ионизирующей энергией, что является причиной их способности наносить очень серьёзные повреждения на клеточном уровне. Из всех видов лучей именно альфа характеризуются самыми тяжёлыми последствиями в случае их воздействия на организм.

Это разрушающее влияние случается только в случае непосредственного контакта с предметами, излучающими альфа-лучи. На практике это происходит в результате попадания радиоактивных элементов внутрь организма через желудочно-кишечный тракт при приёме пищи или воды, а также при вдыхании воздуха, насыщенного радиоактивной пылью. Кроме того альфа-частицы могут легко проникнуть в организм через повреждения кожных покровов. Разносясь с током крови по всему организму, они обладают способностью накапливаться, оказывая сильнейшее разрушающее воздействие в течение многих лет.

Необходимо иметь в виду, что попадающие в организм радиоактивные вещества, не выводятся из него самостоятельно. Человеческий организм практически никак не защищён от подобного рода проникновений. Он не может нейтрализовать, переработать, усвоить или вывести самостоятельно радиоактивный изотоп, попавший внутрь.

Бета-лучи

Отклоняются в ту же сторону что и отрицательно заряженные частицы. Источником бета-излучения являются внутриядерные процессы, связанные с превращением протона в нейтрон и наоборот- нейтрона в протон. При этом происходит излучение электрона или позитрона. Скорость распространения довольно высокая и приближается к скорости света. Бета-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, чем альфа-излучение, но ионизирующее воздействие выражено гораздо слабее.

Бета-излучение легко проникает сквозь одежду, но тонкий лист металла или средней толщины деревянный брусок полностью останавливают его. В отличие от альфа-излучения, бета-лучи способны наносить дистанционное поражение на расстоянии нескольких десятков метров от источника радиации.

Гамма- лучи

Эти лучи оказались нейтрально заряженными и никак не отклонялись в магнитном поле. Гамма-излучение представляет собою электромагнитную энергию, излучаемую в виде фотонов. Эта энергия освобождается в момент изменения энергетического состояния ядра атома.

Данный вид излучения характеризуется высокой скоростью, равной скорости света и крайне высокой проникающей способностью. Чтобы остановить гамма-излучение необходимы толстые бетонные стены. Парадокс состоит в том, что данный вид лучей менее всего способен оказывать разрушающее действие на организм. Их ионизирующее воздействие в сотни раз слабее бета-излучения и в десятки тысяч раз слабее альфа-излучения. Но способность преодолевать значительные расстояния и высокие проникающие свойства делают эти лучи потенциально наиболее опасными для человека. Поэтому остановимся на этом виде излучения более подробно.

Гамма-излучение

Является разновидностью электромагнитного излучения. Обладает очень малой длиной волны. В результате этого у него сильно выражены корпускулярные свойства и крайне слабо выражены свойства волновые. Малая длина волны обуславливает очень большое количество энергии, присущей этому виду излучения. Относится к так называемой группе ионизирующих излучений, к которой также принадлежат альфа, бета, рентгеновское и нейтронное. В то же время видимый свет и ультрафиолетовое излучение не являются ионизирующими, как и инфракрасное или излучение радиодиапазонов. Гамма-излучение — это поток нейтральных частиц в виде электромагнитных волн.

Процесс ионизации

В обычном состоянии внутриатомное ядро и вращающиеся вокруг него электроны представляют из себя довольно устойчивую систему с нейтральным зарядом, так как положительный заряд атома уравновешивается отрицательным зарядом электронов. Чтобы нарушить это равновесие необходимо выбить из атома один или несколько электронов. В результате атом перестаёт быть нейтральным и приобретает некоторый заряд или квант, который может быть как положительным, так и отрицательным.

Атом становится ионом с соответствующим зарядом, а сам процесс выбивания электронов из атома называется процессом ионизации.

Радиация или ионизирующее излучение — это поток частиц которые способны выбить электроны из атома и тем самым придать ему особые свойства, резко отличающиеся от обычных.

Разрушающее воздействие радиации

Под радиацией прежде всего понимают именно гамма-излучение, свойства которого делают его самым опасным из всех существующих видов. Разрушающее воздействие проявляется в следующем:

• Оно приводит к образованию ионов, которые, в свою очередь, сами делаются источниками ионизации. Возникает своего рода цепная реакция, которую крайне тяжело остановить.
• Под воздействием излучения происходят разрушения на молекулярном уровне, что приводит к образованию эндогенных ядов, которые начинают отравлять организм изнутри.
• Многократно увеличиваются генные мутации, который приводят к возникновению патологически изменённых клеточных новообразований.
• Наиболее восприимчивыми к повреждениям оказываются клетки, способные к быстрому делению. В результате генные мутации быстро передаются новым поколениям клеток.
• В первую очередь страдают кроветворная, пищеварительная и репродуктивная системы.

Источники излучения

Можно выделить несколько потенциально опасных источников гамма-излучения. Некоторые из них существовали задолго до появления человека и существуют до сих пор, а некоторые являются искусственно созданными самим человеком для своих нужд:

• Внешние естественные источники. Космические лучи и солнечная радиация. Источники на поверхности земли в определённых местах залегания радиоактивных пород.
• Внутренние источники — попадают в наш организм с водой или продуктами питания, а также в результате вдыхания радиоактивной пыли.
• Внешние искусственные источники. Все являются продуктами современной техногенной цивилизации. Это предприятия ядерной энергетики, горнодобывающие заводы, специализирующиеся на добыче и обогащении урана. Сюда же можно отнести приборы и инструменты, которые содержат в своём составе некоторое количество радиоактивных веществ и являются потенциальными излучателями.

Высокий уровень радиации может наблюдаться в высокогорной местности, вблизи действующих вулканов, в кабинах авиалайнеров во время полёта на больших высотах или в космических кораблях.

Необходимо иметь в виду, что существует определённый запас прочности, в пределах которого организм способен комфортно себя чувствовать, не испытывая негативного воздействия радиации. Этот запас индивидуален для каждого конкретного человека.

Мирный атом

Как и всякое сложное и неоднозначное явление природы, излучение несёт в себе не только смерть, погибель и разрушение, но и пользу. Гамма-лучи нашли очень широкое применение в повседневной жизни человека:

• В медицине производят высокоэффективную стерилизацию инструментов и перевязочного материала.
• В онкологии нашло широкое применение свойство гамма-лучей вызывать глубокую ионизацию и последующее разрушение живых клеток. Раковые клетки характеризуются безудержным хаотичным делением и соответствующим ростом. В этом случае гамма-излучение применение нашло в качестве оружия последнего шанса, когда другие методы оказываются бессильными, и оказывают своё разрушающее воздействие на данные виды клеток.
• В высокоточных отраслях промышленности, например, в космической, с помощью гамма-лучей проверяют скрытые дефекты в металлических изделиях.
• В горнодобывающей промышленности замеряют глубину залегания горных пород и в последующем определяют глубину бурения.
• В сельском хозяйстве с помощью строго дозированного потока гамма-лучей, направленных на семена определённых растений, вызывают искусственные мутации с целью получения растений с новыми свойствами- например, устойчивых к засухе или к низким температурам.
• С помощью гамма-лучей определяют траекторию, скорость и расстояния во время пилотирования космических аппаратов.

Защита от пагубного воздействия

Как правило, все природные источники повышенного излучения не представляют особой опасности для человека в силу своей труднодоступности. Гораздо большую опасность представляют искусственно созданные источники, такие как атомные электростанции, предприятия по добыче и обогащению урана, предметы домашнего быта, содержащие в своём устройстве те или иные вещества, излучающие гамма-лучи.

На всех предприятиях, связанных с повышенным радиационным фоном, осуществляют следующие меры защиты:

• Строго регламентируется время и частота контакта с источником излучения.
• Для работы в очаге излучения используют специальную защитную одежду, а по окончании работы проходят многоуровневую систему интоксикации.
• При возведении строений в очаге излучения или вблизи него используют специальные материалы, эффективно задерживающие данный вид излучения. К таким материалам относятся высокопрочный армированный бетон, чистый свинец и свинцовое стекло, а также некоторые виды специальных сталей.
• При работе в зонах с одновременно повышенной радиацией и высокой температурой, например, в термоядерном реакторе, свинец не может применяться, так как обладает низкой температурой плавления, поэтому в этих случаях применяют более дорогостоящие редкоземельные металлы — такие как вольфрам и тантал.

Повседневная защита

Одним из самых эффективных способов защиты в повседневной жизни является применение так называемых счётчиков радиации или индивидуальных дозиметров. Это особенно актуально в силу того, что человеческий организм лишён возможности воспринимать радиацию через органы чувств, он её просто не замечает. Выделяют следующие индивидуальные дозировки:

• Нормальная повседневная доза: 10−20 микрорентген в час.
• Нормальная одноразовая доза: 100 микрорентген.
• Смертельная доза: 600 рентген. При получении такой одноразовой дозы облучения человек погибает в течение одной-двух недель.

Необходимо иметь в виду что элементарное мытьё рук чистой водой с мылом является профилактикой радиоактивного заражения, так как в этом случае происходит эффективное удаление заражённых радиоактивных веществ с поверхности кожи.

Не нужно пытаться открыть или разбирать случайно найденные предметы с радиационной маркировкой. Это не только опасно для вашего здоровья и здоровья окружающих. Нужно иметь в виду, что в Уголовном кодексе имеется соответствующая статья за намеренное или случайное радиоактивное загрязнение, поэтому лучше сразу сообщите об опасной находке в соответствующие службы.

Радиоактивность. Альфа-, бета-, гамма-излучения. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома

1. Радиоактивностью называют явление самопроизвольного излучения некоторых химических элементов, а вид этого излучения называют радиоактивным излучением. Первым радиоактивное излучение обнаружил Анри Беккерель, который, проводя эксперименты с солями урана, по почернению фотопластинки установил, что они самопроизвольно испускают невидимое излучение сильной проникающей способности. В дальнейшем было обнаружено, что не только уран, но и такие элементы, как радий и полоний, тоже испускают невидимое излучение.

Радиоактивность, которой обладают вещества, существующие в природе, называют естественной радиоактивностью. Она проявляется у всех элементов таблицы Д.И. Менделеева, порядковый номер которых больше 83. В дальнейшем было установлено, что и некоторые искусственно полученные вещества радиоактивны.

2. Резерфорд, изучая радиоактивное излучение, обнаружил его сложный состав. Он поместил радиоактивный препарат в свинцовый сосуд с отверстием (рис. 106). Над сосудом расположил фотопластинку, на которую падало радиоактивное излучение, выходившее через отверстие и прошедшее через магнитное поле.

Когда фотопластинку проявили, то на ней обнаружили три тёмных пятна. Одно пятно располагалось точно напротив отверстия. Это значит, что магнитное поле на него не действовало и заряженных частиц в этом излучении нет. Его назвали гамма-излучением (​ ( gamma ) ​-излучение). Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение или поток фотонов.

Наличие двух боковых пятен по разную сторону от центрального означает, что существуют два излучения, состоящие из частиц, имеющих заряды противоположных знаков. Эксперимент показывает, что одно из них представляет собой поток положительно заряженных частиц. Их назвали ​ ( alpha ) ​-частицами. Другое излучение состоит из отрицательно заряженных частиц. Их назвали ​ ( beta ) ​-частицами.

Изучение этих излучений позволило сделать вывод, что ( alpha ) -частицы — это ядра атома гелия. Их массовое число — 4, а зарядовое число (электрический заряд) — +2, т.е. ​ ( ^4_2He ) ​. ​ ( beta ) ​-частицы представляют собой электроны. Их массовое число равно 0, а зарядовое число равно -1, т.е. ​ ( _<-1>^0e ) ​.

Альфа-, бета- и гамма-излучения обладают разной проникающей способностью. Наибольшей проникающей способностью обладает ( gamma ) ​-излучение, проникающая способность ( beta ) -излучения меньше, она ещё меньше у ( alpha ) -излучения.

3. Первую модель строения атома предложил Джозеф Джон Томсон, после того как он открыл электрон — частицу с наименьшим электрическим зарядом. Он представлял атом в виде шара из положительно заряженного вещества, в который вкраплены электроны. При этом положительный заряд шара равен суммарному заряду электронов. Модель атома Томсона называют «пудингом с изюмом». Используя эту модель, можно было объяснить электрическую проводимость веществ, явление электризации тел и др.

Проводя опыты по изучению строения вещества, Резерфорд показал несостоятельность модели Томсона. Резерфорд облучал тонкую металлическую фольгу ​ ( alpha ) ​-частицами, имеющими большую энергию. В соответствии с моделью Томсона а-частицы должны были отражаться от атома. Однако очень небольшое число частиц рассеивалось на углы от 90° до 180°. Большинство частиц проходило через фольгу, отклоняясь от направления движения на незначительные углы.

В результате экспериментов Резерфорд предложил новую модель строения атома, названную планетарной моделью. Он сделал следующие выводы:

• в атоме существует положительно заряженная частица, названная ядром атома, которая отталкивает ( alpha ) -частицы;
• размеры ядра малы по сравнению с размерами атома, поскольку отталкивается очень небольшое число ( alpha ) -частиц, а большинство ( beta ) -частиц свободно проходит через фольгу; ядро имеет диаметр порядка 10 -14 —10 -15 м.
• масса ядра сравнима с массой ( beta ) -частицы, поскольку масса электронов в 8000 раз меньше массы ( alpha ) -частицы и электроны не смогли бы изменить направление её движения.

Таким образом, в соответствии с моделью атома Резерфорда в центре атома расположено положительное ядро, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны. Поскольку масса электронов мала, то масса атома в основном сосредоточена в ядре.

Так как атом в целом нейтрален, то положительный заряд ядра должен быть равен суммарному заряду электронов. Число электронов в нейтральном атоме равно порядковому номеру ​ ( Z ) ​ элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Заряд атомного ядра ​ ( q_я ) ​ равен произведению ( Z ) ​ и заряда электрона ​ ( e ) ​: ​ ( q_я=Zcdot e ) ​.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Какой из типов радиоактивного излучения представляет собой поток положительно заряженных частиц?

1) ​ ( alpha ) ​-излучение
2) ​ ( beta ) ​-излучение
3) ​ ( gamma ) ​-излучение
4) поток нейтронов

2. При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: альфа-излучение, бета-излучение и гамма-излучение. Что представляет собой гамма-излучение?

1) поток электронов
2) поток нейтронов
3) поток ядер атомов гелия
4) электромагнитное излучение

3. При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: альфа-излучение (поток альфа-частиц), бета-излучение (поток бета-частиц) и гамма-излучение. Каковы знак и модуль заряда бета-частиц?

1) отрицательный и равный элементарному заряду
2) положительный и равный по модулю двум элементарным зарядам
3) положительный и равный по модулю элементарному заряду
4) альфа-частицы не имеют заряда

4. Радиоактивный препарат помещен в магнитное поле. В этом поле не отклоняются

A. ​ ( alpha ) ​-лучи
Б. ( beta ) -лучи
B. ( gamma ) -лучи

1) только А
2) только А и Б
3) только В
4) только А и В

5. Какое из трёх типов излучения — ​ ( alpha ) ​, ​ ( beta ) ​ или ​ ( gamma ) ​ — обладает наименьшей проникающей способностью?

1) ​ ( alpha ) ​
2) ( beta )
3) ( gamma )
4) проникающая способность всех типов излучения одинакова

6. Какой вывод можно было сделать из результатов опытов Резерфорда?

1) атом представляет собой положительно заряженный шар, в который вкраплены электроны
2) ядро атома имеет такие же размеры, что и ​ ( alpha ) ​-частицы
3) атом имеет положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны
4) атом излучает и поглощает энергию порциями

7. Почему в опыте Резерфорда большая часть ​ ( alpha ) ​-частиц практически не отклоняется от прямолинейной траектории?

1) ядро атома имеет малые но сравнению с ( alpha ) -частицей размеры
2) ядро атома имеет положительный заряд
3) ядро атома имеет малые по сравнению с атомом размеры
4) ядро атома притягивает ( alpha ) -частицы

8. Суммарный заряд электронов в нейтральном атоме:

1) отрицательный и равен по модулю заряду ядра
2) положительный и равен по модулю заряду ядра
3) может быть положительным или отрицательным, но равным по модулю заряду ядра
4) отрицательный и всегда больше по модулю заряда ядра

9. Число электронов в нейтральном атоме равно

1) числу нейтронов в ядре
2) числу протонов в ядре
3) суммарному числу нейтронов и протонов
4) разности между числом протонов и нейтронов

10. Атом становится отрицательно заряженным ионом, если

1) он потеряет электроны
2) к нему присоединятся электроны
3) он потеряет протоны
4) к нему присоединятся протоны

11. Установите соответствие между видом излучения (в левом столбце таблицы) и его характеристикой (в правом столбце таблицы). В таблице под номером вида излучения левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A. Альфа-излучение
Б. Бета-излучение
B. Гамма-излучение

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
1. Отрицательный заряд, равный двум элементарным зарядам
2. Отрицательный заряд, равный элементарному заряду
3. Положительный заряд, равный по модулю двум элементарным зарядам
4. Положительный заряд, равный по модулю элементарному заряду
5. Отсутствие заряда

12. Из приведённых ниже высказываний выберите 2 правильных и запишите их номера в таблицу.

1) магнитное поле не действует на гамма-излучение
2) магнитное поле сильнее отклоняет альфа-частицы
3) магнитное поле сильнее отклоняет бета-частицы
4) все три вида излучения, обнаруженные при исследовании естественной радиоактивности, отклоняются магнитным полем
5) радиоактивностью обладают все элементы таблицы Менделеева

Реферат:”Развитие физической культуры и спорта в России”

Содержимое разработки

Министерство образования Калининградской области

государственное автономное учреждение Калининградской области

профессиональная образовательная организация

«Колледж сервиса и туризма»

по Физической культуре

«Развитие физической культуры

и спорта в России»

Студентка группы СТ19-1

Руководитель: Матухно Е.В.

1. Физкультура и спорт-путь к здоровью……………………………….….….4

2. История зарождения физической культуры и спорта………………. …..5

3. Первые указы и спортивные залы……………………………………….…. 6

5. Развитие спорта в 19 веке…………………. …….…………………….……8

8. Развитие женского спорта в России……………. ……….……..…..12

9. Развитие спорта в 1901–1917 годах…………………………….……………13

10 . Олимпийский дебют команды России……………………….……….…. 14

Физическая культура — часть общей культуры общества, одна из сфер социальной деятельности, направленная на поддержание здоровья, развитие физических способностей человека и использование их в соответствии с потребностями общественной практики.

Физическая культура — самое широкое, собирательное понятие. Она включает все достижения, накопленные в процессе общественно-исторической практики: уровень здоровья, спортивного мастерства, науки, произведений искусства, связанных с физическим воспитанием, а также материальные (технические) ценности (спортивные сооружения, инвентарь и т.д.).

Спорт — доминирующая форма проявления физической культуры, это слово часто употребляют в качестве синонима к понятию «физическая культура». Спорт может рассматриваться как система результатов физической культуры, поскольку этот термин обозначает стремление к физическим достижениям на основе норм и правил, тренировок и соревнований.

Физкультура и спорт-путь к здоровью

Физическая культура и спорт является одним из наиболее важных факторов укрепления и сохранения здоровья. Современное общество заинтересованно сохранить и улучшить физическое и психическое здоровье человека, повысить его интеллектуальный потенциал. Это особенно важно сегодня, в условиях резкого снижения двигательной активности. Понимание того, что будущее любой страны определяется здоровьем членов общества, привело к усилению роли физической культуры и спорта в деятельности по укреплению государства и общества и активному использованию физической культуры и спорта в поддержании и укреплении здоровья населения. Именно поэтому за последние годы место спорта в системе ценностей современной культуры резко возросло. Увеличилось количество массовых спортивных соревнований для детей и молодежи, как в регионах, так и на федеральном уровне.

История зарождения физической культуры и спорта

История физической культуры и спорта оказывает большое педагогическое и образовательное значение и решает такие ключевые задачи как:
становление и развитие физической культуры и спорта в различные периоды развития человеческого общества;
раскрытие значения и роли на жизнь социума в различные этапы его развития;
способы формирования научного мировоззрения, воспитание патриотизма и интернационализма;
формирование любви к профессии педагога и тренера;
способы повышения педагогической культуры и пополнение знаний в области физической культуры и спорта.

Первые указы и спортивные залы

В кон. 17 – нач. 18 вв. создавалась система военно-физической подготовки в русской армии. В Москве и С.-Петербурге по указу Петра I строились манежи, из-за границы приезжали инструкторы для обучения дворянства и офицеров вольтижировке и искусству верховой езды. С 1716 в С.-Петербурге вводились т. н. экзерциции (учения). Парусные суда, построенные на царских верфях, раздавались дворянам в вечное пользование, но их владелец был обязан каждое воскресенье, с мая по октябрь, участвовать в этих экзерцициях. Было основано общество «Невская флотилия». Так в России зародился парусный спорт. По инициативе Петра I в Школе математических и навигацких наук (основана в 1701, Москва) был оборудован зал для занятий фехтованием. Занятия гимнастикой, стрельбой, фехтованием стали обязательными также в Семёновском и Преображенском полках, а впоследствии – в Московском университете, гимназиях, кадетских корпусах.

Игры и забавы

В быту народов России всё большей популярностью стали пользоваться плавание, катание на лыжах и санях, игры в мяч, свайку, бабки и городки. 21.7.1726 императрица Екатерина I издала указ о кулачных боях, в котором излагались основные правила их проведения. В нём отмечалось, что желающие принимать участие в этой забаве должны выбрать сотских, пятидесятских и десятских, которые обязаны смотреть, чтобы у бойцов не было оружия, строго выполнялись определённые правила.

Развитие спорта в 19 веке

Самые распространённые виды спорта.

Во 2-й пол. 19 в. в России получили распространение многие виды спорта, созданы первые спортивные кружки и клубы, организованы и проведены первые отечественные соревнования, а в конце столетия лучшие российские спортсмены участвовали в международных состязаниях. Распространению идей спорта во многом способствовали первые спортивные журналы. Ещё в 1842 стал издаваться «Журнал коннозаводства и охоты», в 1859 в С.-Петербурге начал ежемесячно выходить первый русский шахматный журнал – «Шахматный листок» (редактор В. М. Михайлов, издатель – граф Г. А. Кушелев-Безбородко). В 1874–78 издавался журнал «Яхта. Листок для любителей морского дела». Массовый выпуск спортивной литературы начался в 1880–90-е гг., когда стали выходить журналы «Охотник» (с 1887), «Велосипедист и речной яхт-клуб», «Велосипед» (оба с 1892), «Циклист» (с 1895), «Спортсмен» (с 1899), а с 14.1.1900 в С.-Петербурге – еженедельно по пятницам – журнал «Спорт».

Центры спортивной жизни

Основными центрами спортивной жизни страны становятся С.-Петербург и Москва. Именно здесь открываются первые клубы, послужившие примером для всей России. В 1853 в С.-Петербурге основано «Общество любителей шахматной игры» – первый официальный шахматный клуб в России. Ещё через 7 лет – «Санкт-Петербургский речной яхт-клуб» (1860). Подобный клуб открывается в Москве (1867), вскоре гребные и парусные клубы создаются на Волге, Днепре, Черноморском побережье, в Прибалтике. В кон. 19 в. в России насчитывалось ок. 40 таких клубов, объединявших ок. 4 тыс. человек.

Ведущие виды спорта

С сер. 1860-х гг. в России развивается гимнастика. В 1863 в С.-Петербурге открылось общество «Пальма», в 1868 – «Московское гимнастическое общество». Инициаторами его создания были немцы, проживающие в Москве и пропагандирующие немецкую гимнастику «turnen» (турнен), разработанную пастором Ф. Яном в нач. 19 в. (её основу составляли упражнения на снарядах). Важнейшее значение для развития гимнастики в России имело основание в 1883 в Москве «Русского гимнастического общества». Среди 52 учредителей были писатели А. П. Чехов и В. А. Гиляровский, фабриканты – братья Савва Т. и Сергей Т. Морозовы.

Широкое распространение в стране получил конькобежный спорт, объединивший скоростной бег на коньках и фигурное катание. В 1877 организовано «Санкт-Петербургское общество любителей бега на коньках». В 1889 в Москве состоялся чемпионат России по скоростному бегу на коньках и первым чемпионом стал А. Н. Паншин; в том же году он участвовал в неофициальном чемпионате мира в Амстердаме и выиграл две дистанции из трёх.

Большой популярностью в российском обществе пользовалась атлетика (тяжёлая атлетика). Благодаря активной деятельности петербургского врача В. Ф. Краевского в 1885 был организован «Кружок любителей атлетики доктора Краевского», в котором занимались поднятием тяжестей и борьбой. В кон. 1890-х гг. кружок преобразовался в «Велосипедно-атлетическое общество», в котором занималось более 500 человек. В 1897 «Санкт-Петербургское атлетическое общество», которое впоследствии находилось под «августейшим покровительством» великого князя Владимира Александровича, что свидетельствовало об интересе к спорту в аристократических кругах России. Подобные атлетические общества открываются в Москве, Казани, Пскове, Перми, Орле, Одессе, Уфе, Подольске, Нарве, Астрахани, Самаре и других городах.

Велосипедный спорт в России зародился в нач. 1880-х гг. в Москве, где в 1884 создано «Московское общество велосипедистов-любителей». О темпах развития велосипедного спорта в стране свидетельствует информация журнала «Велосипедист и речной яхт-клуб» (1892, № 1), в которой сообщалось о регистрации 17 велосипедных обществ, в т. ч. в С.-Петербурге, Смоленске, Рязани, Харькове, Екатеринославле, Севастополе. Кроме того, во многих городах открылись велосипедные кружки.

В кон. 1890-х гг. были основаны также крупные спортивные общества – «С.-Петербургский кружок любителей спорта», развивающий лёгкую атлетику и футбол, «Московский клуб лыжников».

Развитие женского спорта в России

В 1880–90-х гг. среди спортсменов появляются первые велосипедистки и лыжницы. В ж. «Велосипедный спорт» (1984, № 7) опубликован очерк «Наши дамы-велосипедистки», посвящённый московским спортсменкам, успешно освоившим велосипедный спорт. За привлечение женщин в спорт ратовал ж. «К спорту!» (1912, № 56), опубликовавший ряд тематических статей: «Женщина и гимнастика», «Женщина и атлетика», «Женщина и лаун-теннис», «Москвичи на велосипеде, коньках и в футболе» и др. В 1913 женщины-легкоатлетки участвовали в I Всероссийской олимпиаде в Киеве.

Среди наиболее известных первых рос. спортсменок – Е. Л. Жемличка (велосипедный спорт), А. С. Четверикова (футбол), К. Г. Цезарь (фигурное катание).

Развитие спорта в 1901–1917 годах

В нач. 20 в. быстро развиваются командные виды спорта – футбол, хоккей с мячом, баскетбол, а также теннис, борьба, тяжёлая и лёгкая атлетика, конькобежный и лыжный спорт; организуются первые Всероссийские спортивные союзы, которые вступают в международные объединения; проводятся первые Всероссийские олимпиады.

В марте 1901 на чемпионате мира по борьбе в тяжёлом весе победил российский борец Г. Г. Гаккеншмидт. Лидирующие позиции в российском спорте по темпам развития и популярности в нач. 20 в. занимает футбол. Число клубов в Петербургской футбольной лиге возросло от 3 (в 1901) до 23 (в 1915). В Москве через 3 года после создания «Московской футбольной лиги» (1909) было 25 команд, а в Орехове-Зуеве – 22. В 1914 в России насчитывалось 150 футбольных организаций, в которых зарегистрировано 8000 членов. В 1912 был создан Всероссийский футбольный союз, и в том же году он становится членом Международной федерации футбола (ФИФА). Примеру футболистов следуют представители лаун-тенниса. Всероссийский союз лаун-теннис клубов (основан в 1908) в 1913 был принят в Международную федерацию тенниса (ИТФ). В 1913 во Всемирный тяжелоатлетический союз (ИВФ) вступил Всероссийский союз тяжелоатлетов (основан в 1913).

Олимпийский дебют команды России

Пропустив Игры первых трёх Олимпиад (Афины, 1896; Париж, 1900; Сент-Луис, 1904), российские спортсмены стали участниками Игр IV Олимпиады. 6 россиян приехали в Лондон (1908), и петербургский фигурист Н. А. Панин–Коломенкин выиграл первую в истории отечественного спорта золотую олимпийскую медаль. Две серебряные награды завоевали борцы. Для организации подготовки национальной сборной России в Олимпийских играх в Стокгольме (1912) 16.3.1911 был учреждён Российский олимпийский комитет (председатель В. И. Срезневский).

На Играх V Олимпиады (1912) состоялся официальный олимпийский дебют российской команды; в них участвовали 178 спортсменов из России; в активе команды было только две серебряные и три бронзовые медали – в итоге она заняла 16-е место (среди 28 стран).

Итоги Олимпийских игр в Стокгольме привели к решительным переменам в организации и развитии физической культуры и спорта в стране, способствовали развитию школьного, студенческого и женского спорта. О проблемах и важности развития массового спорта говорили ранее такие энтузиасты и пропагандисты физической культуры, как П. Ф. Лесгафт, Бутовский и другие. Лесгафт в 1888–1901 издал фундаментальный труд «Руководство по физическому образованию детей школьного возраста». Он же стал основателем женских Лесгафтовских курсов (1896), готовивших преподавателей и руководителей физического воспитания. Благодаря активной деятельности Бутовского в сентябре 1909 была открыта в С.-Петербурге Главная военная гимнастическо-фехтовальная школа.

Наступил кризис власти, который моментально отразился и на спорте, и на физическом воспитании. Жизнь стала несколько меркантильнее, и Почетные Грамоты, и вывешивания на Доске Почета предприятий перестали служить стимулом для упорной борьбы и победы. В большом спорте остались только энтузиасты.

Со временем исчезли физкультминутки “производственной гимнастики”, перестали проводиться и разминки перед школьными уроками, канули в лету сдачи норм ГТО, одна за другой стали закрываться школы олимпийского резерва… Традиционные забеги, заезды сохранились, правда, судя по количеству участников и по результатам, любителей в них с каждым годом все меньше и меньше. Таким образом, значимость массового спорта в общественном сознании несколько упала.

Но сейчас – на пороге постиндустриальной эпохи, следить за своей физической формой – дело каждого: чем сильнее и здоровее граждане, тем сильнее и здоровее страна. Пусть не каждый может заниматься в спортзалах и бассейнах, но сделать утром несколько наклонов или приседаний, размять мышцы ног, отказавшись от поездки на троллейбусе до метро – может каждый. Это и полезно, и, в конечном счете, экономически выгодно.