أنواع الإشعاع ذات القدرة الأعلى على الاختراق. فوائد ومضار الإشعاع الإشعاعي. الانبعاث الجسيمي. جسيمات ألفا

يشمل مفهوم "الإشعاع" النطاق الكامل للموجات الكهرومغناطيسية، بالإضافة إلى التيار الكهربائي، وموجات الراديو، والإشعاعات المؤينة. ومع الأخير، تتغير الحالة الفيزيائية للذرات ونواتها، وتحولها إلى أيونات مشحونة أو منتجات التفاعلات النووية. تمتلك أصغر الجسيمات طاقة، والتي يتم فقدها تدريجيًا عند التفاعل مع الوحدات الهيكلية. ونتيجة للحركة تتأين المادة التي تخترق العناصر من خلالها. يختلف عمق الاختراق لكل جسيم. بسبب قدرته على تغيير المواد، فإن الضوء المشع ضار بالجسم. ما هي أنواع الإشعاع الموجودة؟

الانبعاث الجسيمي. جسيمات ألفا

وهذا النوع هو تدفق العناصر المشعة التي تختلف كتلتها عن الصفر. ومن الأمثلة على ذلك إشعاع ألفا وبيتا، وكذلك الإلكترون والنيوترون والبروتون والميزون. جسيمات ألفا هي نوى ذرية تنبعث عندما تتحلل ذرات مشعة معينة. وهي تتكون من نيوترونين وبروتونات. يأتي إشعاع ألفا من نوى ذرات الهيليوم ذات الشحنة الموجبة. يعتبر الانبعاث الطبيعي نموذجيًا للنويدات المشعة غير المستقرة من سلسلة الثوريوم واليورانيوم. وتخرج جسيمات ألفا من النواة بسرعة تصل إلى 20 ألف كيلومتر في الثانية. على طول طريق الحركة، فإنها تشكل تأينًا قويًا للوسط، مما يؤدي إلى تمزيق الإلكترونات من مدارات الذرات. ويؤدي التأين بالأشعة إلى تغيرات كيميائية في المادة، بالإضافة إلى خلل في بنيتها البلورية.

خصائص إشعاع ألفا

والأشعة من هذا النوع هي جسيمات ألفا كتلتها 4.0015 وحدة ذرية. العزم المغناطيسي والدوران صفر، وشحنة الجسيم ضعف الشحنة الأولية. تتراوح طاقة أشعة ألفا بين 4-9 MeV. يحدث إشعاع ألفا المؤين عندما تفقد الذرة إلكترونها وتتحول إلى أيون. ويخرج الإلكترون بسبب الوزن الكبير لجسيمات ألفا التي تزيد عنه بحوالي سبعة آلاف مرة. عندما تمر الجسيمات عبر الذرة وتكسر كل عنصر سالب الشحنة، فإنها تفقد طاقتها وسرعتها. تُفقد القدرة على تأين المادة عندما يتم استهلاك كل الطاقة وتحويل جسيم ألفا إلى ذرة هيليوم.

إشعاع بيتا

إنها عملية يتم فيها إنتاج الإلكترونات والبوزيترونات عن طريق اضمحلال بيتا لعناصر تتراوح من الأخف إلى الأثقل. تتعاون جسيمات بيتا مع إلكترونات الأغلفة الذرية وتنقل إليها بعض الطاقة وتمزقها خارج المدار. في هذه الحالة، يتم تشكيل أيون موجب وإلكترون حر. لإشعاع ألفا وبيتا سرعات حركة مختلفة. لذا، بالنسبة للنوع الثاني من الأشعة فهو يقترب من سرعة الضوء. يمكن امتصاص جسيمات بيتا باستخدام طبقة من الألومنيوم بسمك 1 مم.

أشعة غاما

تتشكل أثناء تحلل النوى المشعة، وكذلك الجسيمات الأولية. هذا هو نوع قصير الموجة من الإشعاع الكهرومغناطيسي. وتتشكل عندما تنتقل النواة من حالة طاقة أكثر إثارة إلى حالة طاقة أقل إثارة. إنه ذو طول موجي قصير، وبالتالي لديه قوة اختراق عالية، مما قد يسبب ضررًا خطيرًا لصحة الإنسان.

ملكيات

يمكن للجسيمات التي تتشكل أثناء تحلل نوى العناصر أن تتفاعل مع البيئة بطرق مختلفة. يعتمد هذا الاتصال على كتلة الجسيمات وشحنتها وطاقتها. تشمل خصائص الإشعاع الإشعاعي المعلمات التالية:

1. القدرة على الاختراق.

2. تأين الوسط.

3. رد فعل طارد للحرارة.

4. التأثير على المستحلب الفوتوغرافي.

5. القدرة على إحداث توهج المواد المضيئة.

6. مع التعرض لفترات طويلة، من الممكن حدوث تفاعلات كيميائية وانهيار الجزيئات. على سبيل المثال، يتغير لون الكائن.

وتستخدم الخصائص المذكورة في الكشف عن الإشعاعات نظراً لعدم قدرة الإنسان على اكتشافها بحواسه.

مصادر الإشعاع

هناك عدة أسباب لانبعاثات الجسيمات. يمكن أن تكون هذه أجسامًا أرضية أو فضائية تحتوي على مواد مشعة وأجهزة تقنية تنبعث منها إشعاعات مؤينة. كما يمكن أن تكون أسباب ظهور الجزيئات المشعة هي المنشآت النووية وأجهزة التحكم والقياس والإمدادات الطبية وتدمير مرافق تخزين النفايات الإشعاعية. تنقسم المصادر الخطرة إلى مجموعتين:

1. مغلق. عند العمل معهم، لا يخترق الإشعاع البيئة. ومن الأمثلة على ذلك تكنولوجيا الإشعاع في محطات الطاقة النووية، فضلا عن المعدات الموجودة في غرفة الأشعة السينية.
2. يفتح. وفي هذه الحالة تتعرض البيئة للإشعاع. يمكن أن تكون المصادر الغازات والهباء الجوي والنفايات المشعة.

عناصر سلسلة اليورانيوم والأكتينيوم والثوريوم هي عناصر مشعة تحدث بشكل طبيعي. عندما تتحلل، تنبعث جسيمات ألفا وبيتا. مصادر أشعة ألفا هي البولونيوم ذو الأوزان الذرية 214 و218. والأخير هو منتج اضمحلال الرادون. وهو غاز سام بكميات كبيرة يتغلغل من التربة ويتراكم في أقبية المنازل.

مصادر إشعاع ألفا عالي الطاقة هي مجموعة متنوعة من مسرعات الجسيمات المشحونة. أحد هذه الأجهزة هو phasotron. إنه معجل رنين دوري مع مجال مغناطيسي ثابت التحكم. سوف يتغير تردد المجال الكهربائي المتسارع ببطء مع الفترة. تتحرك الجسيمات في دوامة متحللة ويتم تسريعها إلى طاقة تبلغ 1 GeV.

القدرة على اختراق المواد

تتمتع إشعاعات ألفا وبيتا وجاما بنطاق معين. وبالتالي فإن حركة جسيمات ألفا في الهواء تبلغ عدة سنتيمترات، بينما يمكن لجسيمات بيتا أن تنتقل عدة أمتار، وأشعة جاما يمكن أن تنتقل لمئات الأمتار. إذا تعرض الشخص لإشعاع ألفا خارجي، فإن قوة اختراقه تساوي الطبقة السطحية من الجلد، فسيكون في خطر فقط في حالة وجود جروح مفتوحة على الجسم. إن تناول الأطعمة المشععة بهذه العناصر يسبب ضررا شديدا.

يمكن لجسيمات بيتا أن تخترق الجسم لعمق لا يزيد عن 2 سم فقط، ولكن جزيئات جاما يمكن أن تسبب تشعيعًا للجسم بأكمله. لا يمكن إيقاف أشعة الجزيئات الأخيرة إلا بواسطة ألواح خرسانية أو رصاصية.

إشعاع ألفا. التأثير على البشر

إن طاقة هذه الجزيئات المتكونة أثناء التحلل الإشعاعي ليست كافية للتغلب على الطبقة الأولية من الجلد، وبالتالي فإن التشعيع الخارجي لا يضر الجسم. ولكن إذا كان مصدر تكوين جسيمات ألفا هو المسرع وتصل طاقتها إلى عشرات من MeV، فهذا يعني أن هناك تهديدًا للأداء الطبيعي للجسم. الاختراق المباشر لمادة مشعة في الجسم يسبب ضررا جسيما. على سبيل المثال، عن طريق استنشاق الهواء المسموم أو عن طريق الجهاز الهضمي. يمكن لإشعاع ألفا، بجرعات قليلة، أن يتسبب في إصابة الشخص بمرض الإشعاع، والذي غالبًا ما ينتهي بوفاة الضحية.

لا يمكن اكتشاف أشعة ألفا باستخدام مقياس الجرعات. بمجرد دخولهم الجسم، يبدأون في تشعيع الخلايا المجاورة. يجبر الجسم الخلايا على الانقسام بشكل أسرع لملء هذه الفجوة، ولكن أولئك الذين يولدون مرة أخرى يتعرضون مرة أخرى لتأثيرات ضارة. وهذا يؤدي إلى فقدان المعلومات الوراثية، وحدوث طفرات، وتكوين أورام خبيثة.

حدود التعرض المسموح بها

يتم تنظيم معيار الإشعاع المؤين في روسيا من خلال "معايير السلامة من الإشعاع" و"القواعد الصحية الأساسية للعمل مع المواد المشعة والمصادر الأخرى للإشعاع المؤين". ووفقاً لهذه الوثائق، تم وضع حدود التعرض للفئات التالية:

1. "أ". ويشمل ذلك الموظفين الذين يعملون مع مصدر إشعاعي بشكل دائم أو مؤقت. ويتم حساب الحد المسموح به كجرعة فردية مكافئة من الإشعاع الخارجي والداخلي في السنة. هذا هو ما يسمى بالجرعة القصوى المسموح بها.

2. "ب". تشمل هذه الفئة نسبة السكان الذين قد يتعرضون لمصادر الإشعاع لأنهم يعيشون أو يعملون بالقرب منها. في هذه الحالة يتم أيضًا حساب الجرعة المسموح بها سنويًا والتي لن تحدث فيها مشاكل صحية لمدة 70 عامًا.

3. "ب". يشمل هذا النوع سكان المنطقة أو المنطقة أو الدولة المعرضة للإشعاع. يتم الحد من التعرض من خلال إدخال معايير ومراقبة النشاط الإشعاعي للأجسام الموجودة في البيئة، والانبعاثات الضارة من محطات الطاقة النووية، مع مراعاة حدود الجرعة للفئات السابقة. ولا يخضع تأثير الإشعاع على السكان للتنظيم، لأن مستويات التعرض منخفضة للغاية. وفي حالات الحوادث الإشعاعية في المناطق يتم تطبيق كافة إجراءات السلامة اللازمة.

تدابير أمنية

الحماية من الإشعاع ألفا ليست مشكلة. يتم حجب الأشعة الإشعاعية بالكامل بواسطة ورقة سميكة وحتى ملابس الإنسان. الخطر ينشأ فقط من التعرض الداخلي. لتجنب ذلك، يتم استخدام معدات الحماية الشخصية. وتشمل هذه الملابس (بدلة العمل، وخوذات جلد الخلد)، والمآزر البلاستيكية، والأكمام الزائدة، والقفازات المطاطية، والأحذية الخاصة. ولحماية العيون، يتم استخدام الدروع الزجاجية، كما تستخدم المنتجات الجلدية (المعاجين والمراهم والكريمات)، وأجهزة التنفس. تلجأ الشركات إلى تدابير الحماية الجماعية. أما بالنسبة للحماية من غاز الرادون الذي يمكن أن يتراكم في الطوابق السفلية والحمامات، ففي هذه الحالة من الضروري تهوية المبنى بشكل متكرر وعزل الطوابق السفلية من الداخل.

تقودنا خصائص إشعاع ألفا إلى استنتاج مفاده أن هذا النوع له إنتاجية منخفضة ولا يتطلب إجراءات وقائية جدية أثناء التعرض الخارجي. وتسبب هذه الجسيمات المشعة ضررًا كبيرًا عند دخولها إلى الجسم. تمتد عناصر هذا النوع عبر مسافات قليلة. تختلف إشعاعات ألفا وبيتا وجاما عن بعضها البعض في خصائصها وقدرتها على الاختراق وتأثيرها على البيئة.

عند مرور الجسيمات الدقيقة الإشعاعية عبر المادة، تهدر طاقتها في الاصطدامات مع الإلكترونات المدارية، وكذلك في التفاعلات مع المجالات الكهربائية والمغناطيسية القوية عندما تطير الجسيمات بالقرب من النواة. معظم التصادمات والتفاعلات لا تحدث مع النوى، بل مع الإلكترونات الموجودة على أغلفة الذرة. يؤدي إخراج إلكترون من الذرة إلى تكوين أيون، أي التأين.
طاقة الجسيمات المنبعثة أثناء الاضمحلال الإشعاعي هي في حدود ميجا أو كيلو إلكترون فولت، وفي تصادم واحد يتم امتصاص ما متوسطه حوالي 33-35 فولت من الطاقة (يتم نقلها إلى ذرات الوسط)، ويترتب على ذلك أن سوف يتطلب إهدار كل الطاقة عددًا كبيرًا من أحداث التأين. على سبيل المثال، مع متوسط ​​طاقة إشعاع بيتا 90Y يساوي 930 كيلو إلكترون فولت، فإن امتصاصه الكامل سيحدث في حوالي 10.4 تصادمات.
يعتمد طول المسار الإجمالي للجسيم على كثافة الوسط. في الجدول 2.5 يوضح القيم التقريبية لقدرة اختراق أنواع مختلفة من الإشعاع على مواد مختلفة. بشكل عام، يمكن تمثيل نسبة قوة الاختراق لأنواع مختلفة من الإشعاع بـ γ > β > α.

بالإضافة إلى القدرة على الاختراق، هناك مؤشر مهم آخر للإشعاع وهو كثافة التأين، والتي يتم تعريفها على أنها متوسط ​​عدد أزواج الأيونات المتكونة لكل وحدة طول مسار للجسيم. وبطبيعة الحال، فإن كلا هذين المؤشرين مترابطان في علاقة عكسية. وتعتمد كثافة التأين، من بين أمور أخرى، على حجم جزيئات الإشعاع: فكلما كانت الجزيئات أكبر، زاد احتمال الاصطدامات عند المرور عبر ذرات الوسط وكلما زادت كثافة التأين. أعلى قيمة لهذا المؤشر هي لإشعاعات α وn، وأقل بكثير لإشعاعات β (تدفقات الإلكترونات والبوزيترونات)، وصغيرة جدًا لفوتونات γ، خاصة وأن الأخيرة لا تحتوي بعد على شحنة كهربائية، و ولذلك لا يمكن أن تنحرف في المجالات المغناطيسية والكهربائية في الذرة. لكن ترتيب حجم كثافة التأين للإشعاع α- وβ- وγ في نفس النوع من الوسائط يختلف بنسبة 10:4:10:2:1 تقريبًا.
يُطلق على أثر حركة الجسيمات في الوسط اسم المسار. من الاصطدام بالإلكترونات المدارية، لا يتغير عمليًا اتجاه حركة جسيم كبير مثل α (كتلته أكبر بحوالي 7400 مرة من كتلة الإلكترون)، ولكن مسارات جزيئات الضوء (الإلكترونات الحرة أو البوزيترونات) تبين أنها مكسورة بقوة ومتعرجة. دعونا ننظر في ميزات مرور أنواع مختلفة من الإشعاع عبر المادة.
إشعاع ألفا. وفقًا لأعلى كثافة تأين لجسيمات ألفا، فإن مداها في جميع الوسائط صغير جدًا: حتى في الهواء، ينتشر إشعاع ألفا على مسافة لا تتجاوز 3-7 سم، وفي الوسائط الكثيفة يكون النطاق أقصر. في الأنسجة البيولوجية، نادرًا ما يتجاوز نطاق جسيم ألفا 40-60 ميكرومتر، أي أن تأثيره عادة ما يكون محدودًا بحجم خلية واحدة. إن قدرة الاختراق المنخفضة لأشعة ألفا تجعل أي حماية من المصادر غير المغلقة لأشعة ألفا غير ضرورية عمليًا.
β-الإشعاع. تختلف نطاقات جسيمات بيتا بشكل ملحوظ حسب طاقتها. هناك إشعاعات ناعمة ذات طاقات أقل من 0.5 ميجا إلكترون فولت، وإشعاعات صلبة ذات طاقات أكبر من 1 ميجا إلكترون فولت. يصل مدى جسيمات بيتا الصادرة عن الباعثات الصلبة (على سبيل المثال، 32P أو 90Y) إلى 10 أمتار أو أكثر في الهواء، ولكن في الوسائط الكثيفة يصل إلى بضعة ملم فقط. النطاق الفعلي (وفقًا لسمك المادة التي تمتص الإشعاع تمامًا) هو أقل بسبب المسارات المتعرجة لجسيمات بيتا. لذلك، في حالة تلوث التربة السطحية، لا يشكل الإشعاع الخارجي الصادر عن النظائر المشعة (من راديوسترونتيوم، على سبيل المثال) خطرًا جسيمًا، نظرًا لأن الإشعاع لا يصل إلى سطح التربة عندما تكون النويدة المشعة بالفعل على عمق أكثر من 1 سم .
في المختبر، يتم استخدام شاشات زجاجية عضوية يصل سمكها إلى 10 مم للحماية من إشعاع بيتا. للعمل مع بواعث ناعمة، حتى هذه الحماية غير مطلوبة، نظرًا لأن الحد الأقصى لنطاق الإشعاع في الهواء من 14 درجة مئوية (الطاقة القصوى 0.156 ميجا فولت) هو 15 سم فقط، من التريتيوم (2H، الطاقة القصوى 0.019 ميجا فولت) - أقل من 5 ملم.
γ-الإشعاع. من الناحية المقارنة، فإن قوة اختراق إشعاع γ هي الأكبر، ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار عامل التشتت الهندسي، الذي يتناسب مع مربع المسافة، فإن النطاق الحقيقي لمصادر γ في المناطق المفتوحة هو 200-300 م بمساعدة الطائرات أو المروحيات المجهزة بمعدات حساسة، يمكن لأشعة غاما تحديد ورسم خريطة لمستويات التلوث الإشعاعي لمنطقة ما في رسم الخرائط، ويتم ذلك باستخدام طريقة المسح الجوي بأشعة غاما. ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن النتائج الأكثر موثوقية ودقة هي عند الطيران على ارتفاع 25-50 إلى 200-254) م، ولكن ليس أعلى.
في الوسائط الكثيفة، يمكن أن يمر إشعاع جاما عبر عشرات وحتى مئات السنتيمترات من السمك. ولحماية إشعاع جاما، يتم اختيار مواد ذات كثافة عالية، مثل الرصاص. يتم تحديد سمك حماية التدريع من خلال النشاط الإجمالي للمصدر، للحصول على حماية موثوقة، قد تكون هناك حاجة إلى سمك رصاص يصل إلى 5-30 سم (أو حتى أكثر).
الإشعاع النيوتروني. يحدث امتصاص النيوترونات في الوسط الكثيف بكثافة تأين عالية نسبيًا، وبالتالي تكون قدرتها على الاختراق منخفضة. في المدخلات، يتم إبطاء النيوترونات السريعة إلى طاقات منخفضة على مسافات تصل إلى 8 سم، في التربة أو هياكل البناء - ما يصل إلى 20-40 سم. آليات امتصاص النيوترونات محددة للغاية، لذلك من الضروري اختيار خاص مواد للحماية من النيوترونات السريعة أو البطيئة.

تترافق الأنواع المختلفة من الإشعاع مع إطلاق كميات مختلفة من الطاقة ولها قدرات اختراق مختلفة، وبالتالي يكون لها تأثيرات مختلفة على أنسجة الكائن الحي.

كلما زادت طاقة الإشعاع وعمق اختراق الأشعة، زادت خطورة الإصابة الإشعاعية.

وبالتالي، فإن قوة الاختراق للإشعاع g، الذي ينتقل بسرعة الضوء، عالية جدًا: فقط الرصاص السميك أو البلاطة الخرسانية يمكنها إيقافها.

في حالة التشعيع الخارجي للشخص:

يتم الاحتفاظ بجزيئات ألفا بالكامل بواسطة الطبقة السطحية من الجلد.

لا تستطيع جزيئات بيتا أن تخترق جسم الإنسان بشكل أعمق من بضعة ملليمترات؛

يمكن أن تسبب أشعة جاما تشعيع الجسم بأكمله.

نصف الحياة

يسمى عدد الاضمحلالات في الثانية في مصدر مشع نشاط. وحدة النشاط – بيكريل (Bq,Bq): 1 Bq يساوي اضمحلالًا واحدًا في الثانية.

الوقت الذي يتم خلاله في المتوسط ​​نصف جميع النويدات المشعة من نوع معين في أي اضمحلال مصدر مشع يسمى نصف العمر. يسمى الانخفاض في تركيز النويدات المشعة في الجسم بمقدار النصف بنصف العمر. على سبيل المثال، في أراضي أوكرانيا، نتيجة لحادث تشيرنوبيل، سقطت النويدات المشعة التالية ذات فترات نصف العمر ونصف العمر: الكربون 14 - 5730 سنة و 200 يوم، على التوالي؛ السيزيوم 137 و30 سنة و100 يوم على التوالي؛ السترونتيوم 90 - 29 و 20 سنة، على التوالي؛ اليود 131 – 8 و 138 يوما على التوالي. تصبح المنطقة آمنة للعيش والاستخدام بعد ما يقرب من 10 فترات نصف عمر.

الخلفية المشعة الطبيعية

يتعرض سكان العالم باستمرار للإشعاع الطبيعي. هذا هو الإشعاع الكوني (البروتونات، وجسيمات ألفا، وأشعة جاما)، والإشعاع من المواد المشعة الطبيعية الموجودة في التربة، والإشعاع من تلك المواد المشعة (الطبيعية أيضًا) التي تدخل جسم الإنسان مع الهواء والغذاء والماء. تختلف الجرعة الإجمالية الناتجة عن الإشعاع الطبيعي بشكل كبير في مناطق مختلفة من الأرض. وفي أوكرانيا يتراوح من 70 إلى 200 مليون / سنة.

توفر الخلفية الطبيعية حوالي ثلث ما يسمى بالجرعة السكانية للخلفية العامة. يتلقى ثلث الأشخاص الآخرين ذلك أثناء إجراءات التشخيص الطبي - الأشعة السينية، التصوير الفلوري، الأشعة السينية، إلخ. أما باقي الجرعة السكانية فتأتي من إقامة الإنسان في المباني الحديثة. تساهم محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم أيضًا في زيادة الإشعاع الخلفي، حيث يحتوي الفحم على عناصر مشعة متفرقة. عند الطيران على متن الطائرات، يتلقى الشخص أيضًا جرعة صغيرة من الإشعاعات المؤينة. لكن كل هذه كميات قليلة جداً وليس لها تأثير ضار على صحة الإنسان.

تأثير الإشعاع المؤين

في أعضاء وأنسجة الكائنات البيولوجية، كما هو الحال في أي بيئة، أثناء التشعيع، نتيجة لامتصاص الطاقة، تحدث عمليات التأين وإثارة الذرات.

تأثير الإشعاع المؤين هو التحليل الإشعاعي لجزيئات الماء. كما تعلم يشكل الماء حوالي 80% من كتلة جميع أعضاء وأنسجة جسم الإنسان.

عندما يتأين الماء، تتشكل الجذور التي لها خصائص مؤكسدة ومختزلة.

الجذور الحرة - جسيمات ذات إلكترونات غير متزاوجة في المدارات الذرية أو الجزيئية الخارجية

تتمتع مواد البيروكسيد (أو الجذور الحرة) بخصائص مؤكسدة وسمية قوية. عند دمجها مع المواد العضوية، فإنها تسبب تغيرات كيميائية كبيرة في الخلايا والأنسجة، وتمسخ البروتين والهياكل العضوية الأخرى مع تكوين مواد سامة تشبه الهستامين.

إشعاع بيتا هو تيار من الإلكترونات أو البوزيترونات المنبعثة من نوى ذرات المواد المشعة أثناء الاضمحلال الإشعاعي. الحد الأقصى للمدى في الهواء هو 1800 سم، وفي الأنسجة الحية - 2.5 سم. قدرة التأين لجسيمات p أقل، وقدرة الاختراق أعلى من قدرة جسيمات oc، نظرًا لأن كتلتها أصغر بكثير ولها قدرة على التأين. نفس الطاقة مثل الجسيمات لديها شحنة أقل.

الإشعاع النيوتروني هو تيار من النيوترونات التي تحول طاقتها في تفاعلات مرنة وغير مرنة مع النوى الذرية. أثناء التفاعلات غير المرنة، ينشأ إشعاع ثانوي، والذي يمكن أن يتكون من جسيمات مشحونة وكميات جاما (إشعاع جاما). في التفاعلات المرنة، من الممكن التأين العادي للمادة. قوة اختراق النيوترونات عالية.

الماء هو عامل الإطفاء الأكثر استخدامًا. وله سعة حرارية كبيرة وحرارة تبخر عالية جدًا (-2.22 كيلوجول/جم)، مما يجعله له تأثير تبريد قوي على النار. تشمل عيوب المياه الأكثر أهمية عدم قدرتها على الترطيب (وبالتالي الاختراق) عند إطفاء المواد الليفية (الخشب والقطن وما إلى ذلك) والتنقل العالي، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة في المياه وتلف الأشياء المحيطة. وللتغلب على هذه العيوب، تتم إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي (عوامل الترطيب) والمواد التي تزيد اللزوجة (كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم) إلى الماء.

في المناطق المتفجرة، يتم استخدام معادلات النظائر المشعة، والتي يعتمد عملها على تأين الهواء بواسطة إشعاع ألفا من البلوتونيوم -239 وإشعاع بيتا من البروميثيوم -147. وتبلغ قدرة اختراق جزيئات ألفا في الهواء عدة سنتيمترات استخدام مصدر ألفا آمن للموظفين.

اعتمادًا على حجم القطرات، تكون النفاثات عبارة عن قطيرات (قطر القطرة أكبر من 0.4 مم)، ومتناثرة (قطر القطرة 0.2-0.4 مم) ومتناثرة جيدًا (تشبه الضباب، وقطر القطرة
عند الإطفاء باستخدام نفاثات الماء، تكون قدرتها على الاختراق ضرورية، والتي يتحددها الضغط

يتم تحديد ضغط نفاث الماء بشكل تجريبي من خلال سرعة حركة القطرات وتدفق الهواء الذي تحمله. تتناقص قدرة الاختراق مع انخفاض الضغط النفاث وحجم القطرة. عندما يكون قطر القطرة أكثر من 0.8 مم، فإن قدرة الاختراق لا تعتمد على الضغط النفاث.

تنبعث النظائر المشعة أنواعًا مختلفة من الإشعاع غير المرئي للعين: الأشعة أ (أشعة ألفا)، والأشعة الثلاثة (أشعة بيتا)، والأشعة (أشعة جاما) والنيوترونات. إنهم قادرون على اختراق الأجسام الصلبة والسائلة والغازية، وبالنسبة لأنواع مختلفة من الإشعاع، فإن القدرة على الاختراق ليست هي نفسها: الأشعة لديها أكبر قدرة على الاختراق. ومن أجل احتجازهم، هناك حاجة إلى طبقة من الرصاص يبلغ سمكها حوالي 15 سم.)