Іонізуючі випромінювання - це випромінювання, взаємодія яких з речовиною призводить до утворення іонів різних знаків. Усі види іонізуючих випромінювань ділять на електромагнітні випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання) і корпускулярні випромінювання, що складаються з різних ядерних частинок. Джерелами іонізуючих випромінювань служать: природні або штучні радіоактивні речовини, рентгенівські апарати. Іонізуючі випромінювання утворюються при всіляких ядерних реакціях. Крім того, іонізуючі випромінювання приходять з космічного простору.
Рентгенівське випромінювання виникає в рентгенівській трубці (див.). Розрізняють короткохвильове і довгохвильове рентгенівські випромінювання. Довжина хвилі рентгенівського випромінювання залежить від напруги, прикладеної до анода трубки. Чим менше довжина хвилі рентгенівського випромінювання, тим вище його енергія.
З квантової механіки відомо, що електромагнітні випромінювання випускаються не безперервне окремими порціями енергії з певною довжиною хвилі, які називаються квантами, або фотонами. При проходженні через речовину кванти рентгенівського випромінювання передають свою енергію електронам атомів середовища. У результаті взаємодії з електроном квант або зникає (явище фотоефекта), або зменшує свою енергію (комптон-ефект). Відстань, прохідне випромінюванням у речовині, визначає його проникаючу здатність. Рентгенівське випромінювання - проникаюче випромінювання, тобто випромінювання, має високу проникаючу здатність.
Проникаюча спроможність випромінювання залежить від енергії квантів. Випромінювання з малою енергією квантів має малу проникаючу здатність і називається м'яким, з великою енергією квантів і високою проникаючою здатністю - жорстким.
Для отримання більш жорсткого рентгенівського випромінювання кванти малої енергії затримують фільтрами (частіше з міді і алюмінію). Рентгенівське випромінювання, що пройшло через фільтр, називається фільтрованим (в протилежність нефільтроване) .
Гамма-випромінювання утворюється при ядерних реакціях і випускається з ядра або безпосередньо в момент реакції, або через деякий проміжок часу. Енергія гамма-квантів може мати різні значення: від десятків тисяч електрон-вольт (кев) до мільйонів електрон-вольт (Мев). Для кожного радіоактивного елемента характерна властива йому енергія випускаються гамма-квантів.
У медицині широко використовують гамма-випромінювання штучно отриманих радіоактивних ізотопів (кобальт-60, цезій-137 та ін). Фізичні властивості рентгенівського і гамма-випромінювань, а також їх біологічна дія на живі організми однакові.
До корпускулярним випромінюванням відносять: альфа-випромінювання, бета-випромінювання, а також протонное і нейтронне випромінювання. Вони випускаються збудженими ядрами атомів, тому називаються ядерними випромінюваннями. При проходженні через речовину всі частинки (крім нейтронів) втрачають свою енергію малими порціями на збудження та іонізацію атомів і молекул. Енергія, необхідна для утворення однієї пари іонів, незначна порівняно з енергією частинки, тому на своєму шляху частка утворює велике число пар іонів. Число пар іонів на одиниці шляху зарядженої частинки, або щільність іонізації, залежить від швидкості частинки і її заряду. Щільність іонізації вздовж шляху частинки неоднакова. Зі зменшенням швидкості поступово зростає щільність іонізації, досягаючи максимального значення в кінці пробігу. Це властивість заряджених частинок (якого не мають електромагнітні випромінювання) використовують у променевій терапії (див.), вибираючи енергію частинок таким чином, щоб їх пробіг закінчувався в пухлини.
Іонізація, яка виникає при проходженні корпускулярних випромінювань через середовище, обумовлена не тільки первинним падаючим на середу випромінюванням, але і тими вторинними випромінюваннями, які утворюються в результаті взаємодії первинного випромінювання з цим середовищем. Так, нейтрони, незаряджені частинки, виробляють іонізацію за рахунок вторинних протонів, що утворюються при зіткненні нейтронів з ядрами водню. Заряджені частинки і нейтрони можуть також вступати в ядерні реакції з ядрами атомів середовища. При захопленні цими ядрами налітаючих частинок утворюються нові нестійкі ядра, які випускають альфа-, бета - і гамма-випромінювання, звані захватними. Тому зразки або біологічні об'єкти після опромінення корпускулярним випромінюванням залишаються радіоактивними до тих пір, поки не розпадуться утворилися - нестійкі ядра. Корпускулярні випромінювання високих енергій, тобто випромінювання, що складаються з частинок з дуже великими швидкостями, отримують штучним шляхом в прискорювачах заряджених частинок (див.). Прискорювачі випускають частинки окремими порціями, або імпульсами. Таке випромінювання носить назву імпульсного.
