Ιονίζουσα ακτινοβολία

Ιονίζουσα ακτινοβολία (Ionizing (or ionising) radiation) είναι ακτινοβολία που μεταφέρει αρκετή ενέργεια ώστε να απελευθερώσει ηλεκτρόνια από άτομα ή μόρια, ιονίζοντας τα συνεπώς. Η ιονίζουσα ακτινοβολία αποτελείται από ενεργητικά υποατομικά σωματίδια, ιόντα ή άτομα που κινούνται με σχετιστικές ταχύτητες και ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος υψηλής ενέργειας.

Οι ακτίνες γ, ακτίνες Χ και το υψηλότερο τμήμα του υπεριώδους από το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι ιονίζοντα, ενώ το χαμηλότερο υπεριώδες τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το ορατό φως (συμπεριλαμβανομένων σχεδόν όλων των τύπων του φωτός λέιζερ), υπερύθρου, μικροκυμάτων και των ραδιοκυμάτων θεωρούνται μη ιονίζουσα ακτινοβολία. Το όριο μεταξύ ιονίζουσας και μη ιονίζουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εμφανίζεται στο υπεριώδες δεν είναι σαφώς καθορισμένο, επειδή τα διαφορετικά μόρια και άτομα ιονίζουν σε διαφορετικές ενέργειες. Ο συμβατικός ορισμός τοποθετεί το όριο στην ενέργεια φωτονίου μεταξύ 10 eV και 33 eV στο υπεριώδες.

Τα τυπικά ιονίζοντα υποατομικά σωματίδια από τη ραδιενέργεια περιλαμβάνουν τα σωματίδια άλφα, τα σωματίδια βήτα και τα νετρόνια. Σχεδόν όλα τα προϊόντα της ραδιενεργής αποσύνθεσης είναι ιονίζοντα επειδή η ενέργεια της ραδιενεργής αποσύνθεσης είναι συνήθως πολύ υψηλότερη από την απαιτούμενη για ιονισμό. Άλλα υποατομικά ιονίζοντα σωματίδια που εμφανίζονται στη φύση είναι τα μιόνια, τα μεσόνια, τα ποζιτρόνια, νετρόνια και άλλα σωματίδια που αποτελούν τις δευτερογενείς κοσμικές ακτίνες και παράγονται μετά την αλληλεπίδραση των πρωτογενών κοσμικών ακτίνων με την ατμόσφαιρα της Γης. Οι κοσμικές ακτίνες μπορούν επίσης να παράξουν ραδιοϊσότοπα στη Γη (π.χ., ο άνθρακας-14), που με τη σειρά του αποσυντίθεται και παράγει ιονίζουσα ακτινοβολία.

Οι κοσμικές ακτίνες και η αποσύνθεση των ραδιενεργών ισοτόπων είναι οι πρωτογενείς πηγές της φυσικής ιονίζουσας ακτινοβολίας στη Γη και αναφέρονται ως ακτινοβολία υποβάθρου (background radiation).

Στο διάστημα, οι εκπομπές φυσικής θερμικής ακτινοβολίας από την ύλη σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (π.χ. εκφόρτιση πλάσματος ή το στέμμα (corona) του Ήλιου) μπορεί να είναι ιονίζουσες. Η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί να παραχθεί φυσικά από την επιτάχυνση φορτισμένων σωματιδίων από φυσικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία (π.χ. κεραυνούς), αν και είναι σπάνιο στη Γη. Φυσικές εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων στο διάστημα παράγουν μεγάλες ποσότητες ιονίζουσας ακτινοβολίας κοντά στην έκρηξη, που μπορούν να παρατηρηθούν από τα αποτελέσματά τους στα ακτινοβολούντα νεφελώματα που συνδέονται με αυτές.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί επίσης να δημιουργηθεί τεχνητά χρησιμοποιώντας σωλήνα ακτίνων Χ, επιταχυντές σωματιδίων και οποιαδήποτε από τις διάφορες μεθόδους που παράγουν τεχνητά ραδιοϊσότοπα.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι αόρατη και μη άμεσα ανιχνεύσιμη από τις ανθρώπινες αισθήσεις, έτσι απαιτούνται όργανα ανίχνευσης της ακτινοβολίας όπως μετρητές Γκάιγκερ. Όμως, η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί να οδηγήσει σε δευτερογενή εκπομπή ορατού φωτός κατά την αλληλεπίδραση με την ύλη, όπως στην ακτινοβολία Τσερενκόφ και την ραδιοφωταύγεια (radioluminescence).

Η ιονίζουσα ακτινοβολία εφαρμόζεται εποικοδομητικά σε μεγάλη ποικιλία πεδίων όπως η ιατρική, η έρευνα, η βιομηχανία, η κατασκευαστική και σε πολλούς άλλους τομείς, αλλά εμφανίζει κινδύνους υγείας εάν δεν ληφθούν κατάλληλα μέτρα κατά της ανεπιθύμητης έκθεσης. Η έκθεση στην ιονίζουσα ακτινοβολία προκαλεί βλάβη σε ζωντανούς ιστούς και μπορεί να καταλήξει σε μετάλλαξη, ασθένεια από ακτινοβολία, καρκίνο και θάνατο.