2) нейтроны (+)
3) бета-частицы
4) позитроны
Нейтроны являются электрически нейтральными элементарными частицами, поскольку не несут электрического заряда. При этом они обладают массой покоя около 1 а.е.м. (примерно 939,6 МэВ/c²) и относятся к адронам, входящим вместе с протонами в состав атомных ядер. Именно отсутствие электрического заряда при наличии значительной массы определяет правильность указанного ответа.
В отличие от заряженных частиц, нейтроны не вызывают интенсивную прямую ионизацию среды за счёт кулоновского взаимодействия с электронами. Их биологическое и радиационно-гигиеническое значение связано преимущественно с косвенной ионизацией: при упругом рассеянии они передают энергию ядрам, особенно ядрам водорода, а при ядерных реакциях образуют вторичные заряженные частицы и радиоактивные нуклиды. Поэтому нейтронное излучение относят к корпускулярному ионизирующему излучению с высокой проникающей способностью, зависящей от энергии.
Альфа-частицы представляют собой ядра гелия и имеют положительный заряд +2e; бета-частицы — электроны или позитроны, поэтому несут соответственно отрицательный или положительный заряд. Масса электрона и позитрона значительно меньше массы нейтрона, но она не равна нулю. Таким образом, решающим дифференциальным признаком является сочетание электрической нейтральности и ненулевой массы.
| Вид частицы или излучения | Природа | Электрический заряд | Масса покоя | Основной механизм взаимодействия с веществом |
|---|---|---|---|---|
| Нейтрон | Нейтральный барион, нуклон | 0 | Около 1 а.е.м. | Ядерные реакции и передача энергии ядрам при столкновениях; вторичная ионизация |
| Альфа-частица | Ядро гелия-4 | +2e | Около 4 а.е.м. | Интенсивная прямая ионизация за счёт кулоновского взаимодействия |
| Бета-минус-частица | Электрон | −e | 0,000548 а.е.м. | Прямая ионизация и возбуждение атомов; тормозное излучение |
| Бета-плюс-частица | Позитрон, античастица электрона | +e | 0,000548 а.е.м. | Ионизация и последующая аннигиляция с электроном с образованием гамма-квантов |
| Протон | Положительно заряженный нуклон | +e | Около 1 а.е.м. | Прямая ионизация и возбуждение вещества |
| Гамма-квант | Фотон электромагнитного излучения | 0 | 0 | Комптоновское рассеяние, фотоэффект и образование электрон-позитронных пар |
Нейтронное излучение требует особого подхода к защите, поскольку обычные экраны для фотонного излучения не всегда обеспечивают достаточное ослабление. Для замедления быстрых нейтронов используют водородсодержащие материалы, например воду, полиэтилен или бетон, а для их последующего поглощения — вещества с бором или кадмием. Оценка радиационной опасности проводится с учётом энергии и спектра нейтронов, мощности дозы и вклада вторичного гамма-излучения. Электрическая нейтральность нейтрона не означает отсутствия биологического действия, а лишь определяет иной механизм передачи энергии веществу.