Απλώς συνέβη ότι από την αρχή, η πυρηνική ενέργεια δημιουργήθηκε με βαθιά μυστικότητα και μυστικότητα, μεταξύ άλλων από τους δικούς της ανθρώπους. Σε αυτή την κατάσταση παρέμεινε για πολλά χρόνια. Όσον αφορά την εκπαίδευση του πληθυσμού σχετικά με τα βασικά της πυρηνικής οικολογίας και την προστασία της υγείας από την ιονίζουσα ακτινοβολία, οι πυρηνικοί επιστήμονες ουσιαστικά δεν ασχολήθηκαν με αυτά τα ζητήματα. Εξάλλου, όσο λιγότερο καταλαβαίνουν οι άνθρωποι για αυτά τα θέματα, τόσο πιο εύκολο είναι να τα «σβήσετε» ή να τα εξαπατήσετε.

Και δεν είναι τυχαίο ότι ο πληθυσμός της περιοχής μας, που ζει δίπλα στο μεγάλο κέντρο ατομικών ερευνών RIAR, έχει ελάχιστη ή καθόλου κατανόηση ακόμη και βασικών θεμάτων που σχετίζονται με την ιονίζουσα ακτινοβολία.

Για να βελτιώσουμε την κατάσταση, αποφασίσαμε σε αυτό το τεύχος του ενημερωτικού δελτίου «Πρωτοβουλία Πολιτών» να ανοίξουμε ένα πυρηνικό εκπαιδευτικό πρόγραμμα και να δημοσιεύσουμε πληροφορίες για τουλάχιστον τις βασικές έννοιες που σχετίζονται με την ιοντίζουσα ακτινοβολία ή, όπως λένε στην καθημερινή ζωή, την ακτινοβολία. Χρειάστηκε να ταξινομήσουμε πολύ σχετικό υλικό για να επιλέξουμε τις πιο σαφείς και απλές εξηγήσεις. Στο τέλος, επιλέξαμε πληροφορίες από το περιοδικό "Φυσική", λαμβάνοντας ως βάση και συμπληρώνοντάς τες από άλλες πηγές, συμπεριλαμβανομένου του παραρτήματος στο βιβλίο "Ατομική Μυθολογία" του αντίστοιχου μέλους της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών A.V.

Παρακάτω δίνονται απαντήσεις σε ερωτήσεις που εμφανίζονται σε επιστολές αναγνωστών μας και σε συνομιλίες με κατοίκους της περιοχής.

Ερώτηση. Τι είναι ένα νουκλίδιο, ραδιονουκλίδιο, ισότοπο;

Απάντηση. Νουκλίδιοονομάζεται ατομικός πυρήνας, που χαρακτηρίζεται, πρώτον, από μια ορισμένη σύνθεση νουκλεονίων (τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων) και, δεύτερον, από μια ορισμένη ενεργειακή κατάσταση. Ονομάζονται πυρήνες που έχουν την ίδια νουκλεονική σύσταση αλλά διαφορετικές ενεργειακές καταστάσεις πυρηνικά ισομερή. Οι πυρήνες που διατηρούν τη νουκλεονική τους σύνθεση και την ενεργειακή τους κατάσταση για απεριόριστο χρονικό διάστημα ονομάζονται σταθεροί. αλλιώς μιλάμε για ραδιενεργά νουκλεΐδια, περίπου ραδιονουκλεΐδια. Μπορεί να υπάρχουν δύο ή περισσότερα πυρηνικά ισομερή, αλλά μόνο ένα από αυτά είναι σταθερό νουκλίδιο.

Τα ραδιονουκλίδια ονομάζονται συχνά ισότοπα. Αυτό δεν είναι αλήθεια: η έννοια ισότοπαπροσδιορίζεται ένα σύνολο νουκλεϊδίων (σταθερών και ραδιενεργών) που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων (και επομένως είναι χημικά πανομοιότυπα, αφού αυτά τα νουκλίδια έχουν φυσικά τον ίδιο ατομικό αριθμό και είναι είδη του ίδιου στοιχείου από τον περιοδικό πίνακα).

Ερώτηση. Τι είναι η ραδιενέργεια και η ακτινοβολία;

Απάντηση. ΡαδιοενέργειαΥπάρχει η ιδιότητα ορισμένων ραδιονουκλεϊδίων να αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου τη νουκλεονική τους σύσταση και (ή) ενεργειακή κατάσταση με το σχηματισμό νέων νουκλεϊδίων (σταθερών ή πάλι ραδιενεργών) και την εκπομπή ιονίζουσας ακτινοβολίας με μεγαλύτερη ή μικρότερη ΔΙΕΙΣΧΥΣΗ. Αυτές οι ακτινοβολίες στην καθομιλουμένη ονομάζονται ακτινοβολία.

Ερώτηση. Τι είναι δραστηριότητα;

Απάντηση. Δραστηριότηταπηγή ραδιονουκλεϊδίου ή φάρμακο είναι ο αριθμός των ραδιενεργών μετασχηματισμών σε αυτό ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα δραστηριότητας είναι μπεκερέλ(Bq) - δραστηριότητα μιας πηγής στην οποία (κατά μέσο όρο, με στατιστική έννοια) συμβαίνει 1 ραδιενεργός μετασχηματισμός σε 1 δευτερόλεπτο. Στις πρακτικές μετρήσεις ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται συχνά τα ακόλουθα:
κιλομπεκερέλ (1 kBq = 10 3 Bq);
megabecquerel (1 MBq = 10 6 Bq);
gigabecquerel (1 GBq = 10 9 Bq).

Η μονάδα δραστηριότητας εκτός συστήματος εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνά - μονάδα ραδιοενέργειας(Κι). Το 1 Ci αντιστοιχεί στη δραστηριότητα 1 g ραδίου-226 σε ισορροπία με τα θυγατρικά του προϊόντα διάσπασης. Ο τίτλος και το σημασιολογικό περιεχόμενο είναι απόηχοι της ιστορίας της πυρηνικής φυσικής, μια από τις σελίδες της οποίας ήταν η απομόνωση του ραδίου από το μετάλλευμα ουρανίου από τη Marie και τον Pierre Curie και η μελέτη των ιδιοτήτων του.

1 Ci = 3,7*10 10 Bq (37 GBq) είναι μια πολύ μεγάλη δραστηριότητα (σε καθημερινούς όρους), επομένως στην πράξη χρησιμοποιούν συχνά:
millicurie (1 mCi = 10 -3 Ci);
μικροκουρία (1 μCi = 10 -6 Ci);
νανοκουρείο (1 nCi = 10 -9 Ci).

Ερώτηση. Είναι όλες οι ακτινοβολίες ιονίζουσες; Ποια είναι ιονιστικά;

Απάντηση.Όχι, όχι όλα, αλλά μόνο εκείνα των οποίων η ενέργεια είναι ικανή να προκαλέσει ιονισμό. Για παράδειγμα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή των ραδιοκυμάτων ή του ορατού φωτός δεν είναι ιονίζουσα ακτινοβολία. Η πυρηνική ακτινοβολία, που χαρακτηρίζεται από σημαντική ενέργεια κάθε μεμονωμένου σωματιδίου, είναι διαφορετική υπόθεση.

Για την εξέταση διεργασιών και φαινομένων που σχετίζονται με την πυρηνική τεχνολογία και ενέργεια, καθώς και την ασφάλεια από την ακτινοβολία και τη ραδιοοικολογία, είναι απαραίτητοι οι ακόλουθοι τύποι πυρηνικής ιοντίζουσας ακτινοβολίας:

1. Ακτινοβολία άλφα (α).Πρόκειται για την εκπομπή πυρηνικών σωματιδίων, καθένα από τα οποία αποτελείται από 2 πρωτόνια και 2 νετρόνια (πυρήνας ηλίου). Εμφανίζεται κατά τη διάσπαση ατομικών πυρήνων βαρύτερων από τον μόλυβδο (για παράδειγμα, ουράνιο, θόριο, ράδιο, πλουτώνιο), καθώς και σε πολλές πυρηνικές αντιδράσεις. Η είσοδος ενός εκπομπού άλφα στο σώμα μπορεί να προκαλέσει βιολογική βλάβη στα κύτταρα του, γιατί Το σωματίδιο άλφα μεταφέρει μεγάλη ποσότητα ενέργειας και η ιονιστική του ικανότητα είναι πολύ υψηλή.

2. Ακτινοβολία βήτα (β).Αυτή είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων που κινούνται με πολύ υψηλές ταχύτητες. Εμφανίζεται κυρίως ως αποτέλεσμα ραδιενεργής αποσύνθεσης. Η ικανότητα ιονισμού είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της ακτινοβολίας α. Ωστόσο, τα σωματίδια βήτα είναι επικίνδυνα όταν εισχωρούν στην επιφάνεια του σώματος ή μέσα στο σώμα.

3. Ακτινοβολία γάμμα (g).- το μικρότερο μήκος κύματος ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής ενέργειας και έχει τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα. Συνεπώς, η προστασία από την εξωτερική ακτινοβολία γάμμα θέτει τις μεγαλύτερες προκλήσεις.

Ερώτηση. Ποια είναι η διεισδυτική δύναμη της ακτινοβολίας;

Απάντηση. Διαπεραστική δύναμη ακτινοβολίαςκαθορίζει τη σύνθεση και το πάχος του υλικού που το απορροφά αποτελεσματικά.

Η α-ακτινοβολία είναι η λιγότερο διεισδυτική. Απορροφάται αποτελεσματικά από ένα στρώμα αέρα πάχους πολλών εκατοστών, ένα στρώμα νερού πάχους περίπου 0,1 mm ή, για παράδειγμα, από ένα φύλλο χαρτιού. Η b-ακτινοβολία έχει σημαντικά μεγαλύτερη ικανότητα διείσδυσης. για να το σταματήσετε, χρειάζεστε, για παράδειγμα, ένα στρώμα αλουμινίου πάχους πολλών χιλιοστών και το εύρος των σωματιδίων βήτα στον βιολογικό ιστό φτάνει αρκετά εκατοστά. Για την ακτινοβολία g, όλα αυτά τα εμπόδια είναι σχεδόν διαφανή. Για να το συγκρατήσετε, χρειάζεστε ένα πολύ παχύ (δεκάδες εκατοστά και ακόμη μέτρα) στρώμα ουσίας με όσο το δυνατόν υψηλότερο ατομικό αριθμό (για παράδειγμα, μόλυβδο).

Τα παραπάνω απεικονίζονται στο σχήμα. Είναι εύκολο να δούμε ότι για τις ακτινοβολίες a -, b - και g - παρατηρείται ένα απλό μοτίβο: όσο μεγαλύτερη είναι η ιονιστική ικανότητα της ακτινοβολίας, τόσο μικρότερη είναι η ικανότητα διείσδυσης. Αυτό δεν είναι καθόλου τυχαίο - όταν αυτές οι ακτινοβολίες αλληλεπιδρούν με την ύλη, το κύριο μέρος της ενέργειας δαπανάται στον ιονισμό.

Ερώτηση. Τι είναι η «δόση έκθεσης», η «απορροφημένη δόση», η «ισοδύναμη δόση», η «αποτελεσματική ισοδύναμη δόση» και ποιες είναι οι μονάδες μέτρησής τους;

Απάντηση. Δόση έκθεσης- ένα μέτρο της ενέργειας ακτινοβολίας γ που καθορίζεται από τον ιονισμό του αέρα. Εκφράζεται σε Roentgen (R) ανά μονάδα χρόνου: Roentgen ανά ώρα (R/h) ή micro-Roentgen ανά ώρα (μR/h), κ.λπ.

1 Roentgen ισούται με 1000 milliRoentgens ή 1.000.000 microRoentgens.

Απορροφημένη δόση- την ποσότητα ενέργειας οποιουδήποτε τύπου ιοντίζουσας ακτινοβολίας που απορροφάται από μια μονάδα μάζας της ακτινοβολούμενης ουσίας (η κύρια δοσιμετρική ποσότητα). Η μονάδα απορροφούμενης δόσης είναι 1 Gray (Gy).

Ισοδύναμη δόση- απορροφημένη δόση για διαφορετικούς τύπους ακτινοβολίας (δηλαδή πολλαπλασιαζόμενη με έναν συντελεστή για διαφορετικούς τύπους ιοντίζουσας ακτινοβολίας), που προκαλεί το ίδιο βιολογικό αποτέλεσμα (η κύρια δοσιμετρική τιμή για την εκτίμηση της βλάβης στην ανθρώπινη υγεία από χρόνια έκθεση σε ακτινοβολία αυθαίρετης σύνθεσης). Ο συντελεστής για την ακτινοβολία βήτα, γάμμα και ακτίνων Χ είναι 1, για την ακτινοβολία άλφα είναι 20.

Σύμφωνα με το σύστημα SI, η ισοδύναμη δόση μετράται σε Sieverts (συντομογραφία Sv). Το όνομα αυτής της μονάδας μέτρησης δίνεται στη μνήμη του Sievert, ενός Σουηδού ακτινολόγου. Προηγουμένως, χρησιμοποιούσαμε πιο συχνά μια άλλη μονάδα μέτρησης - το rem (το βιολογικό ισοδύναμο μιας ακτινογραφίας). 1 Sv ισούται με 100 rem.

Το παράγωγο της ισοδύναμης δόσης είναι αποτελεσματική ισοδύναμη δόση- Sievert ανά μονάδα χρόνου. Για παράδειγμα, milliSievert/έτος (συντομογραφία mSv/έτος), microSievert/έτος (συντομογραφία μSv/έτος).

Ερώτηση. Σε ποιες μονάδες μετράται η ραδιενέργεια;

Απάντηση.Η ραδιενέργεια μιας περιοχής εκφράζεται σε Curies ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο ή σε Becquerels ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο. Η ραδιενεργή μόλυνση υγρών, προϊόντων και άλλων ουσιών εκφράζεται σε μπεκερέλ ανά λίτρο ή κιλό (Bq/l, Bq/kg).

Για πληροφορίες:Μπορείτε να λάβετε αναλυτικότερες πληροφορίες από το Κέντρο μας για την Προώθηση των Πολιτικών Πρωτοβουλιών, όπου υπάρχει σχετική βιβλιογραφία για αυτά τα θέματα.

Η ακτινοβολία βήτα είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων ή ποζιτρονίων που εκπέμπονται από τους πυρήνες των ατόμων ραδιενεργών ουσιών κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής διάσπασης. Το μέγιστο εύρος στον αέρα είναι 1800 cm και στους ζωντανούς ιστούς - 2,5 cm Η ικανότητα ιονισμού των σωματιδίων p είναι χαμηλότερη και η ικανότητα διείσδυσης είναι υψηλότερη από αυτή των σωματιδίων oc, καθώς έχουν σημαντικά μικρότερη μάζα και έχουν ίδια ενέργεια με τα σωματίδια α έχουν μικρότερο φορτίο.

Η ακτινοβολία νετρονίων είναι ένα ρεύμα νετρονίων που μετατρέπουν την ενέργειά τους σε ελαστικές και μη ελαστικές αλληλεπιδράσεις με ατομικούς πυρήνες. Κατά τις ανελαστικές αλληλεπιδράσεις, προκύπτει δευτερογενής ακτινοβολία, η οποία μπορεί να αποτελείται τόσο από φορτισμένα σωματίδια όσο και από κβάντα γάμμα (ακτινοβολία γάμμα). Σε ελαστικές αλληλεπιδράσεις, είναι δυνατός ο συνηθισμένος ιονισμός μιας ουσίας. Η διεισδυτική ισχύς των νετρονίων είναι υψηλή.

Το νερό είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πυροσβεστικό μέσο. Έχει σημαντική θερμοχωρητικότητα και πολύ υψηλή θερμότητα εξάτμισης (-2,22 kJ/g), λόγω της οποίας έχει ισχυρή ψυκτική επίδραση στη φωτιά. Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα του νερού περιλαμβάνουν την ανεπαρκή διαβροχή (και, επομένως, διεισδυτική) ικανότητα κατά την κατάσβεση ινωδών υλικών (ξύλο, βαμβάκι κ.λπ.) και την υψηλή κινητικότητα, που οδηγεί σε μεγάλες απώλειες νερού και ζημιές στα γύρω αντικείμενα. Για να ξεπεραστούν αυτά τα μειονεκτήματα, τα επιφανειοδραστικά (διαβρεκτικοί παράγοντες) και ουσίες που αυξάνουν το ιξώδες (καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου) προστίθενται στο νερό.

Σε εκρηκτικές περιοχές χρησιμοποιούνται εξουδετερωτές ραδιοϊσοτόπων, η δράση των οποίων βασίζεται στον ιονισμό του αέρα από την ακτινοβολία άλφα του πλουτωνίου-239 και την ακτινοβολία βήτα του προμεθίου-147. Η διεισδυτική ικανότητα των σωματιδίων άλφα στον αέρα είναι αρκετά εκατοστά η χρήση μιας πηγής άλφα είναι ασφαλής για το προσωπικό.

Ανάλογα με το μέγεθος των σταγονιδίων, οι πίδακες είναι σταγονίδια (διάμετρος σταγονιδίων > 0,4 ​​mm), ψεκασμένα (διάμετρος σταγονιδίων 0,2-0,4 mm) και λεπτά ψεκασμένα (όπως ομίχλη, διάμετρος σταγονιδίων
Κατά την κατάσβεση με πίδακες νερού είναι απαραίτητη η διεισδυτική τους ικανότητα, η οποία καθορίζεται από την πίεση

Η πίεση του πίδακα νερού προσδιορίζεται πειραματικά από την ταχύτητα κίνησης των σταγόνων και τη ροή αέρα που παρασύρουν. Η ικανότητα διείσδυσης μειώνεται με τη μείωση της πίεσης του πίδακα και του μεγέθους των σταγονιδίων. Όταν η διάμετρος των σταγονιδίων είναι μεγαλύτερη από 0,8 mm, η ικανότητα διείσδυσης δεν εξαρτάται από την πίεση του πίδακα.

Τα ραδιενεργά ισότοπα εκπέμπουν διάφορους τύπους ακτινοβολίας αόρατες στο μάτι: ακτίνες α (ακτίνες άλφα), 3-ακτίνες (ακτίνες βήτα), ακτίνες (ακτίνες γάμμα) και νετρόνια. Είναι σε θέση να διαπεράσουν στερεά, υγρά και αέρια σώματα και για διαφορετικούς τύπους ακτινοβολίας η ικανότητα διείσδυσης δεν είναι η ίδια: οι ακτίνες έχουν τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα. Για τη συγκράτηση τους χρειάζεται ένα στρώμα μολύβδου πάχους περίπου 15 cm.)