Užduotis (apšilimui):

Aš jums pasakysiu, mano draugai,
Kaip auginti grybus:
Anksti ryte reikia eiti į lauką
Perkelkite du urano gabalus...

Klausimas: Kokia turi būti bendra urano gabalėlių masė, kad įvyktų branduolinis sprogimas?

Atsakymas(norėdami pamatyti atsakymą, turite pasirinkti tekstą) : Urano-235 kritinė masė yra maždaug 500 kg, jei paimsite tokios masės rutulį, tada tokio rutulio skersmuo bus 17 cm.

Radiacija, kas tai?

Radiacija (išvertus iš anglų kalbos kaip „radiation“) yra spinduliuotė, kuri naudojama ne tik radioaktyvumui, bet ir daugeliui kitų fizikinių reiškinių, pavyzdžiui: saulės spinduliuotei, šiluminei spinduliuotei ir kt. Taigi, kalbant apie radioaktyvumą, būtina naudoti priimtas ICRP (Tarptautinė radiacinės saugos komisija) ir radiacinės saugos taisykles frazė " jonizuojanti radiacija".

Jonizuojanti spinduliuotė, kas tai?

Jonizuojanti spinduliuotė – tai spinduliuotė (elektromagnetinė, korpuskulinė), sukelianti medžiagos (aplinkos) jonizaciją (abiejų ženklų jonų susidarymą). Jonų porų susidarymo tikimybė ir skaičius priklauso nuo jonizuojančiosios spinduliuotės energijos.

Radioaktyvumas, kas tai?

Radioaktyvumas – tai sužadintų branduolių emisija arba spontaniškas nestabilių atomų branduolių pavertimas kitų elementų branduoliais, lydimas dalelių arba γ-kvanto (-ų). Įprastų neutralių atomų transformacija į sužadintą būseną vyksta veikiant išorinė energijaįvairių rūšių. Toliau sužadintas branduolys siekia pašalinti energijos perteklių spinduliuote (alfa dalelių, elektronų, protonų, gama kvantų (fotonų), neutronų emisija), kol pasiekiama stabili būsena. Daugelis sunkiųjų branduolių (transurano serijos periodinėje lentelėje – toris, uranas, neptūnas, plutonis ir kt.) iš pradžių yra nestabilios būsenos. Jie gali spontaniškai irti. Šį procesą taip pat lydi radiacija. Tokie branduoliai vadinami natūraliais radionuklidais.

Ši animacija aiškiai parodo radioaktyvumo reiškinį.

Vilsono kamera (plastikinė dėžė, atšaldyta iki -30 °C), užpildyta garais izopropilo alkoholis. Julienas Simonas įdėjo į jį 0,3 cm³ radioaktyvaus urano (uraninito mineralo) gabalėlį. Mineralas išskiria α ir beta daleles, nes jame yra U-235 ir U-238. α ir beta dalelių judėjimo kelyje yra izopropilo alkoholio molekulės.

Kadangi dalelės yra įkrautos (alfa yra teigiamas, beta yra neigiamas), jos gali pašalinti elektroną iš alkoholio molekulės (alfa dalelės) arba pridėti elektronų į alkoholio molekules (beta daleles). Tai savo ruožtu suteikia molekulėms krūvį, kuris vėliau pritraukia aplink jas neįkrautas molekules. Kai molekulės susiburia, susidaro pastebimi balti debesys, o tai aiškiai matoma animacijoje. Tokiu būdu galime nesunkiai atsekti išmestų dalelių kelius.

α dalelės sukuria tiesius, storus debesis, o beta dalelės – ilgus.

Izotopai, kas jie?

Izotopai yra įvairūs to paties cheminio elemento atomai, turintys skirtingą masės skaičių, tačiau turintys tą patį atomo branduolių elektrinį krūvį ir todėl periodinėje elementų lentelėje užimantys DI. Mendelejevas turi vieną vietą. Pavyzdžiui: 131 55 Cs, 134 m 55 Cs, 134 55 Cs, 135 55 Cs, 136 55 Cs, 137 55 Cs. Tie. mokestis daugiausia lemia Cheminės savybės elementas.

Yra stabilūs izotopai (stabilūs) ir nestabilūs (radioaktyvūs izotopai) – savaime yrantys. Yra žinoma apie 250 stabilių ir apie 50 natūralių radioaktyvių izotopų. Stabilaus izotopo pavyzdys yra 206 Pb, kuris yra galutinis natūralaus radionuklido 238 U skilimo produktas, kuris savo ruožtu atsirado mūsų Žemėje mantijos formavimosi pradžioje ir nėra susijęs su technogenine tarša.

Kokios jonizuojančiosios spinduliuotės rūšys egzistuoja?

Pagrindinės jonizuojančiosios spinduliuotės rūšys, su kuriomis dažniausiai susiduriama, yra:

• alfa spinduliuotė;
• beta spinduliuotė;
• gama spinduliuotė;
• Rentgeno spinduliuotė.

Žinoma, yra ir kitų spinduliuotės rūšių (neutronų, pozitronų ir kt.), tačiau kasdieniame gyvenime su jais susiduriame daug rečiau. Kiekviena spinduliuotės rūšis turi savo branduolines fizines savybes ir dėl to skirtingą biologinį poveikį žmogaus organizmui. Radioaktyvųjį skilimą gali lydėti vienos rūšies spinduliuotė arba kelios iš karto.

Radioaktyvumo šaltiniai gali būti natūralūs arba dirbtiniai. Natūralūs jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai yra radioaktyvūs elementai, esantys žemės plutoje ir kartu su kosmine spinduliuote sudaro natūralų radiacinį foną.

Dirbtiniai radioaktyvumo šaltiniai dažniausiai gaminami branduoliniuose reaktoriuose arba greitintuvuose, paremtuose branduolinėmis reakcijomis. Dirbtinės jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais taip pat gali būti įvairūs elektrovakuuminiai fiziniai prietaisai, įkrauti dalelių greitintuvai ir kt.Pvz.: televizoriaus vaizdo kineskopas, rentgeno vamzdis, kenotronas ir kt.

Alfa spinduliuotė (α spinduliuotė) – tai korpuskulinė jonizuojanti spinduliuotė, susidedanti iš alfa dalelių (helio branduolių). Susidaro radioaktyvaus skilimo ir branduolinių transformacijų metu. Helio branduoliai turi gana didelę masę ir energiją iki 10 MeV (Megaelectron-Volt). 1 eV = 1,6∙10 -19 J. Turėdami nereikšmingą atstumą ore (iki 50 cm), jie kelia didelį pavojų biologiniams audiniams, patekę ant odos, akių gleivinių ir kvėpavimo takų, jei jie patenka į organizmą dulkių ar dujų pavidalu (radonas-220 ir 222). Alfa spinduliuotės toksiškumą lemia nepaprastai didelis jonizacijos tankis dėl didelės energijos ir masės.

Beta spinduliuotė (β spinduliuotė) yra atitinkamo ženklo korpuskulinė elektronų arba pozitronų jonizuojanti spinduliuotė, turinti ištisinį energijos spektrą. Jai būdinga didžiausia spektro energija E β max, arba vidutinė spektro energija. Elektronų (beta dalelių) diapazonas ore siekia kelis metrus (priklausomai nuo energijos biologiniuose audiniuose, beta dalelės diapazonas yra keli centimetrai). Beta spinduliuotė, kaip ir alfa spinduliuotė, yra pavojinga, kai ją veikia kontaktinė spinduliuotė (paviršiaus tarša), pavyzdžiui, patenka į kūną, gleivines ir odą.

Gama spinduliuotė (γ spinduliuotė arba gama kvantai) yra trumpųjų bangų elektromagnetinė (fotonų) spinduliuotė, kurios bangos ilgis

Rentgeno spinduliuotė – savaip fizines savybes panašus į gama spinduliuotę, tačiau turi daug savybių. Rentgeno vamzdyje jis atsiranda staigiai sustojus elektronams ant keraminio taikinio anodo (elektronų smūgio vieta paprastai yra pagaminta iš vario arba molibdeno) po pagreičio vamzdyje (nepertraukiamas spektras – bremsstrahlung) ir kai elektronai yra išmušti iš tikslinio atomo vidinių elektroninių apvalkalų (linijų spektro). Rentgeno spinduliuotės energija yra maža - nuo eV vienetų dalių iki 250 keV. Rentgeno spinduliuotę galima gauti naudojant įkrautų dalelių greitintuvus - sinchrotroninę spinduliuotę su nepertraukiamu spektru, turinčiu viršutinę ribą.

Radiacijos ir jonizuojančiosios spinduliuotės praėjimas per kliūtis:

Žmogaus kūno jautrumas radiacijos ir jonizuojančiosios spinduliuotės poveikiui:

Kas yra radiacijos šaltinis?

Jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinis (IRS) yra objektas, kuriame yra radioaktyviosios medžiagos arba techninis prietaisas, kuri sukuria arba tam tikrais atvejais gali sukurti jonizuojančiąją spinduliuotę. Yra uždari ir atviri spinduliuotės šaltiniai.

Kas yra radionuklidai?

Radionuklidai yra branduoliai, veikiami savaiminio radioaktyvaus skilimo.

Kas yra pusinės eliminacijos laikas?

Pusinės eliminacijos laikas yra laikotarpis, per kurį tam tikro radionuklido branduolių skaičius sumažėja per pusę dėl radioaktyvaus skilimo. Šis dydis naudojamas radioaktyvaus skilimo dėsniuose.

Kokiais vienetais matuojamas radioaktyvumas?

Radionuklido aktyvumas pagal SI matavimo sistemą matuojamas bekereliais (Bq) – pavadintas 1896 m. radioaktyvumą atradusio prancūzų fiziko Henrio Bekerelio vardu. Vienas Bq yra lygus 1 branduolio transformacijai per sekundę. Radioaktyvaus šaltinio galia atitinkamai matuojama Bq/s. Mėginyje esančio radionuklido aktyvumo ir mėginio masės santykis vadinamas savituoju radionuklido aktyvumu ir matuojamas Bq/kg (l).

Kokiais vienetais matuojama jonizuojanti spinduliuotė (rentgeno ir gama)?

Ką matome šiuolaikinių dozimetrų, matuojančių AI, ekrane? ICRP pasiūlė išmatuoti dozę 10 mm d gylyje, kad būtų galima įvertinti poveikį žmonėms. Šiame gylyje išmatuota dozė vadinama aplinkos dozės ekvivalentu, matuojama sivertais (Sv). Tiesą sakant, tai yra apskaičiuota vertė, kai sugertoji dozė padauginama iš tam tikros rūšies spinduliuotės svertinio koeficiento ir koeficiento, apibūdinančio įvairių organų ir audinių jautrumą tam tikros rūšies spinduliuotei.

Ekvivalentinė dozė (arba dažnai vartojama „dozės“ sąvoka) yra lygi sugertosios dozės ir jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio kokybės koeficiento sandaugai (pvz.: gama spinduliuotės poveikio kokybės koeficientas yra 1, o alfa spinduliuotė yra 20).

Ekvivalentinės dozės matavimo vienetas yra rem (biologinis rentgeno ekvivalentas) ir jo daliniai vienetai: miliremas (mrem), mikroremas (μrem) ir kt., 1 rem = 0,01 J/kg. Ekvivalentinės dozės vienetas SI sistemoje yra sivertas, Sv,

1 Sv = 1 J/kg = 100 rem.

1 mrem = 1*10 -3 rem; 1 µrem = 1*10 -6 rem;

Sugertoji dozė – jonizuojančiosios spinduliuotės energijos kiekis, sugertas elementariame tūryje, susietas su medžiagos mase šiame tūryje.

Absorbuotos dozės vienetas yra rad, 1 rad = 0,01 J/kg.

Sugertos dozės vienetas SI sistemoje – pilka, Gy, 1 Gy=100 rad=1 J/kg

Ekvivalentinė dozės galia (arba dozės galia) – tai ekvivalentinės dozės santykis su jos matavimo (ekspozicijos) laiko intervalu, matavimo vienetas – rem/val., Sv/val., μSv/s ir kt.

Kokiais vienetais matuojama alfa ir beta spinduliuotė?

Alfa ir beta spinduliuotės kiekis nustatomas kaip dalelių srauto tankis ploto vienete, per laiko vienetą - a-dalelės * min/cm 2, β-dalelės * min/cm 2.

Kas yra radioaktyvus aplink mus?

Beveik viskas, kas mus supa, net ir pats žmogus. Natūralus radioaktyvumas tam tikru mastu yra natūrali žmonių aplinka, jei ji neviršija natūralaus lygio. Planetoje yra vietovių, kurių foninis radiacijos lygis yra didesnis, palyginti su vidutiniu. Tačiau daugeliu atvejų reikšmingų gyventojų sveikatos būklės nukrypimų nepastebėta, nes ši teritorija yra jų natūrali buveinė. Tokios teritorijos pavyzdys yra, pavyzdžiui, Keralos valstija Indijoje.

Norint teisingai įvertinti, reikėtų išskirti bauginančius skaičius, kurie kartais pasirodo spaudoje:

• natūralus, natūralus radioaktyvumas;
• technogeninis, t.y. aplinkos radioaktyvumo pokyčiai žmogaus veikiami (kasyba, emisijos ir išmetimai). pramonės įmonės, kritinės situacijos ir daug daugiau).

Paprastai beveik neįmanoma pašalinti natūralaus radioaktyvumo elementų. Kaip galime atsikratyti 40 K, 226 Ra, 232 Th, 238 U, kurie yra visur žemės plutoje ir yra beveik visame, kas mus supa, ir net mumyse?

Iš visų natūralių radionuklidų didžiausią pavojų žmonių sveikatai kelia gamtinio urano (U-238) skilimo produktai – radis (Ra-226) ir radioaktyviųjų dujų radonas (Ra-222). Pagrindiniai radžio-226 „tiekėjai“ aplinkai natūrali aplinka yra įmonės, užsiimančios įvairių iškastinių medžiagų gavyba ir perdirbimu: kasyba ir perdirbimu urano rūdos; nafta ir dujos; anglies pramonė; gamyba Statybinės medžiagos; energetikos pramonės įmonės ir kt.

Radis-226 yra labai jautrus išplovimui iš urano turinčių mineralų. Ši savybė paaiškina didelį radžio kiekį kai kurių tipų požeminiame vandenyje (kai kurie iš jų, praturtinti radono dujomis, naudojami medicinos praktikoje), kasyklų vandenyse. Radžio kiekio diapazonas požeminis vanduo svyruoja nuo kelių iki dešimčių tūkstančių Bq/l. Paviršiniuose natūraliuose vandenyse radžio kiekis yra daug mažesnis ir gali svyruoti nuo 0,001 iki 1-2 Bq/l.

Reikšmingas natūralaus radioaktyvumo komponentas yra radžio-226 skilimo produktas – radonas-222.

Radonas yra inertinės, radioaktyvios dujos, bespalvės ir bekvapės, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 3,82 dienos. Alfa skleidėjas. Jis yra 7,5 karto sunkesnis už orą, todėl daugiausia telkiasi rūsiuose, rūsiuose, pastatų rūsiuose, kasyklose ir kt.

Manoma, kad iki 70% radiacijos poveikio gyventojams sukelia radonas gyvenamuosiuose pastatuose.

Pagrindiniai radono šaltiniai, patenkantys į gyvenamuosius pastatus, yra (didėjant jų svarbai):

• vandentiekio vanduo ir buitinės dujos;
• statybinės medžiagos (skalda, granitas, marmuras, molis, šlakas ir kt.);
• gruntas po pastatais.

Daugiau informacijos apie radoną ir jo matavimo prietaisus: RADONO IR TORONO RADIOMETRAI.

Profesionalūs radono radiometrai kainuoja be galo didelius pinigus, skirti naudoti buityje, rekomenduojame atkreipti dėmesį į Vokietijoje pagamintą buitinį radono ir torono radiometrą: Radon Scout Home.

Kas yra „juodasis smėlis“ ir kokį pavojų jie kelia?

„Juodasis smėlis“ (spalva skiriasi nuo šviesiai geltonos iki raudonai rudos, rudos, yra baltos, žalsvos ir juodos spalvos) yra mineralinis monazitas - bevandenis torio grupės elementų, daugiausia cerio ir lantano (Ce, La) fosfatas. )PO 4 , kurie pakeičiami toriu. Monazite yra iki 50-60% retųjų žemių elementų oksidų: itrio oksido Y 2 O 3 iki 5%, torio oksido ThO 2 iki 5-10%, kartais iki 28%. Aptinkama pegmatituose, kartais granituose ir gneisuose. Sunaikinus uolienas, kuriose yra monazito, jis surenkamas į talpyklas, kurios yra didelės nuosėdos.

Sausumoje esantys monazito smėlio klojiniai, kaip taisyklė, reikšmingai nekeičia susidariusios radiacijos situacijos. Tačiau monazito telkiniai, esantys netoli Azovo jūros pakrantės juostos (Donecko srityje), Urale (Krasnoufimskas) ir kitose vietovėse, sukuria daugybę problemų, susijusių su radiacijos poveikio galimybe.

Pavyzdžiui, dėl banglenčių jūroje rudens-pavasario laikotarpiu pakrantėje dėl natūralaus plūdimo surenkamas didelis kiekis „juodo smėlio“, kuriam būdingas didelis torio-232 kiekis (iki 15-15). 20 tūkst. Bq/kg ar daugiau), kuris sukuria vietinėse vietovėse gama spinduliuotės lygius 3,0 ar daugiau μSv/val. Natūralu, kad tokiose vietose ilsėtis nesaugu, todėl kasmet renkamas šis smėlis, iškabinami įspėjamieji ženklai, uždaromos kai kurios pakrantės atkarpos.

Radiacijos ir radioaktyvumo matavimo prietaisai.

Radiacijos lygiui ir radionuklidų kiekiui įvairiuose objektuose matuoti naudojami specialūs matavimo prietaisai:

• gama spinduliuotės apšvitos dozės galiai matuoti, rentgeno spinduliuotė, alfa ir beta spinduliuotės srauto tankis, naudojami įvairių tipų neutronai, dozimetrai ir paieškos dozimetrai-radiometrai;
• nustatyti radionuklido rūšį ir jo kiekį objektuose aplinką Naudojami AI spektrometrai, susidedantys iš radiacijos detektoriaus, analizatoriaus ir Asmeninis kompiuteris su atitinkama emisijos spektro apdorojimo programa.

Šiuo metu yra didelis skaičius dozimetrai įvairių tipųįvairioms radiacinės stebėsenos problemoms spręsti ir turintis plačias galimybes.

Čia yra dozimetrų, kurie dažniausiai naudojami profesinėje veikloje, pavyzdys:

1. Dozimetras-radiometras MKS-AT1117M(paieškos dozimetras-radiometras) – profesionalus radiometras naudojamas fotonų spinduliuotės šaltinių paieškai ir identifikavimui. Turi skaitmeninį indikatorių, galimybę nustatyti aliarmo slenkstį, kas labai palengvina darbą apžiūrint teritorijas, tikrinant metalo laužą ir pan.. Aptikimo blokas yra nuotolinis. NaI scintiliacijos kristalas naudojamas kaip detektorius. Dozimetras yra universalus sprendimasįvairioms užduotims atlikti, yra įrengta keliolika skirtingų aptikimo blokų su skirtingomis techninėmis charakteristikomis. Matavimo vienetai leidžia matuoti alfa, beta, gama, rentgeno ir neutronų spinduliuotę.

   Informacija apie aptikimo įrenginius ir jų pritaikymą:

Aptikimo bloko pavadinimas	Išmatuota spinduliuotė	Pagrindinė savybė (techninės charakteristikos)	Taikymo sritis
	DB alfa spinduliuotei	Matavimo diapazonas 3,4·10 -3 - 3,4·10 3 Bq cm -2	DB alfa dalelių srauto tankiui matuoti nuo paviršiaus
	DB beta spinduliuotei	Matavimo diapazonas 1 - 5 10 5 dalis./(min cm 2)	DB beta dalelių srauto tankiui matuoti nuo paviršiaus
	DB gama spinduliuotei	Jautrumas 350 imp s -1 / µSv h -1 matavimo diapazonas 0,03 - 300 µSv/val	Geriausias pasirinkimas kainos, kokybės, specifikacijas. Plačiai naudojamas gama spinduliuotės matavimo srityje. Geras paieškos aptikimo įrenginys radiacijos šaltiniams rasti.
	DB gama spinduliuotei	Matavimo diapazonas 0,05 µSv/h - 10 Sv/h	Aptikimo įrenginys su labai aukštu viršutiniu slenksčiu gama spinduliuotei matuoti.
	DB gama spinduliuotei	Matavimo diapazonas 1 mSv/h - 100 Sv/h Jautrumas 900 impulsų s -1 / µSv h -1	Brangus aptikimo įrenginys su dideliu matavimo diapazonu ir puikiu jautrumu. Naudojamas stiprios spinduliuotės šaltiniams rasti.
	DB rentgeno spinduliuotei	Energijos diapazonas 5 - 160 keV	Rentgeno spinduliuotės aptikimo blokas. Plačiai naudojamas medicinoje ir įrenginiuose, kurie gamina mažos energijos rentgeno spinduliuotę.
	DB neutronų spinduliuotei	matavimo diapazonas 0,1–10 4 neutronai/(s cm 2) Jautrumas 1,5 (imp s -1)/(neutron s -1 cm -2)
	Alfa, beta, gama ir rentgeno spinduliuotės duomenų bazė	Jautrumas 6,6 imp s -1 / µSv h -1	Universalus aptikimo įrenginys, leidžiantis matuoti alfa, beta, gama ir rentgeno spinduliuotę. Jis turi mažą kainą ir silpną jautrumą. Radau platų sutarimą darbo vietų sertifikavimo (AWC) srityje, kur daugiausia reikalaujama išmatuoti vietinį objektą.

2. Dozimetras-radiometras DKS-96– skirtas matuoti gama ir rentgeno spinduliuotę, alfa spinduliuotę, beta spinduliuotę, neutroninę spinduliuotę.

Daugeliu atžvilgių panašus į dozimetrą-radiometrą.

• nuolatinės ir impulsinės rentgeno ir gama spinduliuotės dozės ir aplinkos dozės ekvivalentinės galios (toliau – dozė ir dozės galia) matavimas H*(10) ir H*(10);
• alfa ir beta spinduliuotės srauto tankio matavimas;
• neutroninės spinduliuotės dozės Н*(10) ir neutroninės spinduliuotės dozės galios Н*(10) matavimas;
• gama spinduliuotės srauto tankio matavimas;
• radioaktyviųjų šaltinių ir taršos šaltinių paieška, lokalizavimas;
• gama spinduliuotės srauto tankio ir apšvitos dozės galios matavimas skystose terpėse;
• vietovės radiacinė analizė, atsižvelgiant į geografines koordinates naudojant GPS;

Dviejų kanalų scintiliacinis beta-gama spektrometras skirtas vienu metu ir atskirai nustatyti:

• specifinis 137 Cs, 40 K ir 90 Sr aktyvumas mėginiuose iš įvairios aplinkos;
• gamtinių radionuklidų specifinis efektyvusis aktyvumas 40 K, 226 Ra, 232 Th statybinėse medžiagose.

Leidžia greitai išanalizuoti standartizuotus metalo lydalo mėginius, siekiant nustatyti spinduliuotę ir užterštumą.

9. Gama spektrometras, pagrįstas HPGe detektoriumi Spektrometrai, kurių pagrindą sudaro koaksialiniai detektoriai, pagaminti iš HPGe (labai gryno germanio), yra skirti aptikti gama spinduliuotę energijos diapazone nuo 40 keV iki 3 MeV.

Beta ir gama spinduliuotės spektrometras MKS-AT1315



Spektrometras su švino apsauga NaI PAK



Nešiojamas NaI spektrometras MKS-AT6101





Nešiojamas HPGe spektrometras Eco PAK



Nešiojamas HPGe spektrometras Eco PAK



NaI PAK spektrometras skirtas automobilių projektavimui



Spektrometras MKS-AT6102



Eco PAK spektrometras su elektrinio mašinos aušinimu



Rankinis PPD spektrometras Eco PAK

Išbandykite kitus matavimo įrankius jonizuojančiąją spinduliuotę, galite apsilankyti mūsų svetainėje:

• atliekant dozimetrinius matavimus, jeigu juos numatoma atlikti dažnai, siekiant stebėti radiacinę situaciją, būtina griežtai laikytis geometrijos ir matavimo metodikos;
• norint padidinti dozimetrinio stebėjimo patikimumą, būtina atlikti kelis matavimus (bet ne mažiau kaip 3), tada apskaičiuoti aritmetinį vidurkį;
• matuojant dozimetro foną žemėje, parenkami plotai, esantys 40 m atstumu nuo pastatų ir statinių;
• matavimai ant žemės atliekami dviem lygiais: 0,1 (paieška) ir 1,0 m aukštyje (protokolo matavimas - šiuo atveju jutiklį reikia pasukti, kad būtų nustatyta didžiausia ekrano reikšmė) nuo žemės paviršius;
• matuojant gyvenamosiose ir visuomeninėse patalpose, matavimai atliekami 1,0 m aukštyje nuo grindų, pageidautina penkiuose taškuose „voko“ metodu. Iš pirmo žvilgsnio sunku suprasti, kas vyksta nuotraukoje. Tarsi iš grindų išaugo milžiniškas grybas, o šalia jo, atrodo, dirba vaiduokliški žmonės su šalmais...

  Iš pirmo žvilgsnio sunku suprasti, kas vyksta nuotraukoje. Tarsi iš grindų išaugo milžiniškas grybas, o šalia jo, atrodo, dirba vaiduokliški žmonės su šalmais...

  Šioje scenoje yra kažkas nepaaiškinamai baisaus ir dėl geros priežasties. Jūs žiūrite į didžiausią, ko gero, nuodingiausios kada nors žmogaus sukurtos medžiagos sankaupą. Tai branduolinė lava arba koriumas.

  Keliomis dienomis ir savaitėmis po avarijos Černobylio atominėje elektrinėje 1986 m. balandžio 26 d. tiesiog įėjimas į patalpą, kurioje buvo ta pati radioaktyviųjų medžiagų krūva, niūriai pravardžiuojama „dramblio pėda“, reiškė mirtį per kelias minutes. Net po dešimtmečio, kai buvo daryta ši nuotrauka, filmas greičiausiai elgėsi keistai dėl radiacijos, todėl susidarė būdinga grūdėta struktūra. Nuotraukoje esantis vyras Arturas Kornejevas greičiausiai lankydavosi šioje patalpoje dažniau nei bet kas kitas, todėl jį apšvitino bene didžiausia dozė.

  Keista, bet greičiausiai jis vis dar gyvas. Istorija apie tai, kaip Jungtinės Valstijos gavo unikalią žmogaus nuotrauką, kurioje užfiksuota neįtikėtinai toksiška medžiaga, yra apgaubta paslapties – kaip ir priežastis, kodėl kas nors pasidarytų asmenukę šalia išsilydžiusios radioaktyvios lavos kupros.

  Pirmą kartą nuotrauka į Ameriką atkeliavo 90-ųjų pabaigoje, kai naujoji nepriklausomos Ukrainos vyriausybė perėmė Černobylio atominės elektrinės kontrolę ir atidarė Černobylio branduolinės saugos centrą. radioaktyviųjų atliekų ir radioekologija. Netrukus Černobylio centras pakvietė kitas šalis bendradarbiauti branduolinės saugos projektuose. JAV Energetikos departamentas paprašė pagalbos išsiųsdamas užsakymą Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinėms laboratorijoms (PNNL), užimtam tyrimų ir plėtros centrui Ričlande, PC. Vašingtonas.

  Tuo metu Timas Ledbetteris buvo vienas iš naujų darbuotojų PNNL IT skyriuje ir jam buvo pavesta sukurti biblioteką. skaitmenines nuotraukas Energetikos departamento Branduolinio saugumo projektui, ty parodyti nuotraukas Amerikos visuomenei (tiksliau, tai mažytei visuomenės daliai, kuri tada turėjo prieigą prie interneto). Jis paprašė projekto dalyvių nusifotografuoti kelionių į Ukrainą metu, pasamdė laisvai samdomą fotografą, taip pat paprašė medžiagos iš Ukrainos kolegų Černobylio centre. Tačiau tarp šimtų nuotraukų, kuriose užfiksuoti nepatogūs rankos paspaudimai tarp pareigūnų ir laboratoriniais chalatais vilkinčių žmonių, yra keliolika nuotraukų, kuriose užfiksuoti griuvėsiai ketvirtajame energijos bloke, kur prieš dešimtmetį, 1986 m. balandžio 26 d., per bandymą įvyko sprogimas. turbogeneratorius.

  Kai virš kaimo pakilo radioaktyvūs dūmai, nuodijantys aplinkinę žemę, žemiau esantys strypai suskystėjo, išsilydo pro reaktoriaus sienas ir susidarė medžiaga, vadinama koriu.

  Virš kaimo kylant radioaktyviems dūmams, nuodijantiems aplinkinę žemę, strypai suskystėjo iš apačios, tirpdami pro reaktoriaus sienas ir sudarydami medžiagą, vadinamą koriumas .

  „Corium“ mažiausiai penkis kartus susiformavo už tyrimų laboratorijų ribų, sako Mitchellas Farmeris, vyresnysis branduolinės energijos inžinierius iš Argonne National Laboratory, kito JAV Energetikos departamento objekto netoli Čikagos. Koriumas susidarė vieną kartą Trijų mylių salos reaktoriuje Pensilvanijoje 1979 m., vieną kartą Černobylyje ir tris kartus 2011 m. Fukušimos reaktoriaus sunaikinimo metu. Savo laboratorijoje Farmeris sukūrė modifikuotas corium versijas, kad geriau suprastų, kaip ateityje išvengti panašių incidentų. Medžiagos tyrimas visų pirma parodė, kad laistymas po koriumo susidarymo iš tikrųjų apsaugo nuo kai kurių elementų irimo ir pavojingesnių izotopų susidarymo.

  Iš penkių korio susidarymo atvejų tik Černobylyje branduolinė lava galėjo ištrūkti už reaktoriaus ribų. Be aušinimo sistemos, radioaktyvioji masė savaitę po avarijos slinko per jėgos agregatą, sugerdama išsilydžiusį betoną ir smėlį, susimaišiusį su urano (kuro) ir cirkonio (dangos) molekulėmis. Ši nuodinga lava tekėjo žemyn, galiausiai ištirpdydama pastato grindis. Kai praėjus keliems mėnesiams po avarijos inspektoriai pagaliau įžengė į jėgos agregatą, žemiau esančio garo paskirstymo koridoriaus kampe aptiko 11 tonų sveriančią trijų metrų šlaitą. Tada ji buvo vadinama „dramblio pėda“. Vėlesniais metais dramblio pėda buvo atvėsinta ir sutraiškyta. Tačiau ir šiandien jos liekanos vis dar keliais laipsniais šiltesnės nei supanti aplinka, nes radioaktyviųjų elementų irimas tęsiasi.

  Ledbetter neprisimena, kur tiksliai gavo šias nuotraukas. Nuotraukų biblioteką jis sudarė beveik prieš 20 metų, o svetainė, kurioje jos yra, vis dar yra geros būklės; dingo tik mažesnės vaizdų kopijos. (Ledbetter, vis dar dirbantis PNNL, nustebo sužinojęs, kad nuotraukos vis dar buvo prieinamos internete.) Tačiau jis tikrai prisimena, kad niekam nesiuntė fotografuoti „dramblio pėdos“, todėl greičiausiai ją atsiuntė vienas iš jo kolegų iš Ukrainos.

  Nuotrauka pradėjo plisti kitose svetainėse, o 2013 m. Kyle'as Hillas su ja susidūrė rašydamas straipsnį apie „dramblio pėdą“ žurnalui „Nautilus“. Jis atsekė jo kilmę PNNL laboratorijoje. Svetainėje buvo rastas seniai dingęs nuotraukos aprašymas: "Artūras Kornejevas, Prieglaudos objekto direktoriaus pavaduotojas, tyrinėjantis dramblio pėdos branduolinę lavą, Černobylis. Fotografas: nežinomas. 1996 m. ruduo." Ledbetter patvirtino, kad aprašymas atitinka nuotrauką.

  Artūras Kornejevas- inspektorius iš Kazachstano, kuris moko darbuotojus, pasakoja ir saugo nuo „dramblio pėdos“ nuo pat jos susikūrimo po Černobylio sprogimo 1986 m., ir tamsių pokštų mėgėjas. Greičiausiai paskutinį kartą NY Times reporteris su juo kalbėjosi 2014 metais Slavutiche – mieste, specialiai pastatytame evakuotiems darbuotojams iš Pripjato (Černobylio atominės elektrinės).

  Tikriausiai nuotrauka daryta lėtesniu užrakto greičiu nei kitos nuotraukos, kad fotografas galėtų pasirodyti kadre, o tai paaiškina judėjimo efektą ir kodėl priekinis žibintas atrodo kaip žaibas. Tikėtina, kad nuotraukos grūdėtumas atsirado dėl radiacijos.

  Kornejevui šis konkretus apsilankymas energetiniame bloke buvo vienas iš kelių šimtų pavojingų kelionių į branduolį nuo pirmos darbo dienos po sprogimo. Pirmoji jo užduotis buvo nustatyti kuro nuosėdas ir padėti išmatuoti radiacijos lygį (iš pradžių dramblio pėda švytėjo daugiau nei 10 000 rentgeno spindulių per valandą, o tai už metro nutolusią žmogų užmušdavo greičiau nei per dvi minutes). Netrukus po to jis vadovavo valymo operacijai, kuriai kartais reikėjo pašalinti iš kelio ištisus branduolinio kuro gabalus. Valant energetinį bloką nuo ūmios spindulinės ligos mirė daugiau nei 30 žmonių. Nepaisant neįtikėtinos radiacijos dozės, kurią gavo, pats Kornejevas vėl ir vėl grįždavo prie paskubomis pastatyto betono sarkofago, dažnai su žurnalistais, kad apsaugotų juos nuo pavojų.

  2001 m. jis atvedė „Associated Press“ žurnalistą į branduolį, kur radiacijos lygis buvo 800 rentgenų per valandą. 2009 m. garsus romanistas Marcelis Theroux parašė straipsnį „Travel + Leisure“ apie savo kelionę į sarkofagą ir apie beprotišką palydą be dujokaukės, kuri tyčiojosi iš Theroux baimių ir teigė, kad tai „gryna psichologija“. Nors Theroux vadino jį Viktoru Kornejevu, greičiausiai tas vyras buvo Artūras, nes po kelerių metų jis panašiai juokavo su NY Times žurnalistu.

  Dabartinė jo profesija nežinoma. Kai prieš pusantrų metų „Times“ surado Kornejevą, jis padėjo statyti sarkofago saugyklą – 1,5 mlrd. USD vertės projektą, kuris turėjo būti baigtas 2017 m. Planuojama, kad skliautas visiškai uždarys Prieglaudą ir užkirs kelią izotopų nutekėjimui. Sulaukęs 60 metų, Kornejevas atrodė silpnas, sirgo katarakta ir jam buvo uždrausta lankytis sarkofage, kai ankstesniais dešimtmečiais buvo pakartotinai veikiamas radiacijos.

  Tačiau Kornejevo humoro jausmas išliko nepakitęs. Atrodo, kad jis nė kiek nesigaili savo gyvenimo darbo: „Sovietinė radiacija, – juokauja jis, – yra geriausia radiacija pasaulyje. .

  
  

Mūsų laikų realybė yra tokia, kad į natūralias žmonių buveines vis labiau įsiveržia nauji veiksniai. Vienas iš jų yra įvairių tipų elektromagnetinė spinduliuotė.

Natūralus elektromagnetinis fonas visada lydėjo žmones. Tačiau jo dirbtinis komponentas nuolat pildomas naujais šaltiniais. Kiekvieno iš jų parametrai skiriasi spinduliuotės galia ir pobūdžiu, bangos ilgiu, poveikio sveikatai laipsniu. Kokia radiacija yra pavojingiausia žmogui?

Kaip elektromagnetinė spinduliuotė veikia žmones

Elektromagnetinė spinduliuotė ore sklinda elektromagnetinių bangų pavidalu, tai yra elektrinių ir magnetinių laukų, besikeičiančių pagal tam tikrą dėsnį, derinys. Priklausomai nuo dažnio, jis paprastai skirstomas į diapazonus.

Informacijos perdavimo procesai mūsų kūne yra elektromagnetinio pobūdžio. Įeinančios elektromagnetinės bangos į šį iš prigimties gerai veikiantį mechanizmą įneša klaidingą informaciją, pirmiausia sukelia nesveikas būsenas, o vėliau patologinius pokyčius pagal principą „kur nutrūksta“. Vienam – hipertenzija, kitam – aritmija, trečiam – hormonų disbalansas ir t.t.

Radiacijos poveikio organams ir audiniams mechanizmas

Koks yra spinduliuotės poveikio žmogaus organams ir audiniams mechanizmas? Esant mažesniems nei 10 Hz dažniams, žmogaus kūnas elgiasi kaip laidininkas. Ypač jautrūs laidumo srovėms nervų sistema. Kūne veikiantis šilumos perdavimo mechanizmas puikiai susidoroja su nežymiu audinių temperatūros padidėjimu.

Aukšto dažnio elektromagnetiniai laukai yra kitas dalykas. Jų biologinis poveikis išreiškiamas pastebimu apšvitintų audinių temperatūros padidėjimu, sukeliančiu grįžtamus ir negrįžtamus pokyčius organizme.

Asmuo, gavęs mikrobangų švitinimo dozę, viršijančią 50 mikrorentgenų per valandą, gali patirti sutrikimus ląstelių lygiu:

• negyvi vaikai;
• įvairių organizmo sistemų veiklos sutrikimai;
• ūminės ir lėtinės ligos.

Kokio tipo spinduliuotė turi didžiausią prasiskverbimo galią?

Kuris elektromagnetinės spinduliuotės diapazonas yra pavojingiausias? Tai nėra taip paprasta. Spinduliavimo ir energijos sugerties procesas vyksta tam tikrų dalių – kvantų – pavidalu. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo daugiau energijos turi jo kvantai ir tuo daugiau problemų gali sukelti patekę į žmogaus kūną.

„Energingiausi“ kvantai yra kietosios rentgeno ir gama spinduliuotės kvantai. Visa trumpųjų bangų spinduliuotės klastinga yra ta, kad mes nejaučiame pačios spinduliuotės, o tik jaučiame žalingo jų poveikio pasekmes, kurios labai priklauso nuo jų įsiskverbimo į žmogaus audinius ir organus gylio.

Kokio tipo spinduliuotė turi didžiausią prasiskverbimo galią? Žinoma, tai yra minimalaus bangos ilgio spinduliuotė, tai yra:

• rentgeno spinduliai;

Būtent šių spindulių kvantai turi didžiausią prasiskverbimo galią ir, kas pavojingiausia, jie jonizuoja atomus. Dėl to atsiranda paveldimų mutacijų tikimybė net ir esant mažoms radiacijos dozėms.

Jei mes kalbame apie rentgeno spindulius, tada jo vienkartinės dozės medicininės apžiūros yra labai nereikšmingi, o didžiausia leistina dozė, sukaupta per visą gyvenimą, neturi viršyti 32 Rentgenų. Norint gauti tokią dozę, prireiktų šimtų rentgeno nuotraukų, padarytų trumpais intervalais.

Kas gali būti gama spinduliuotės šaltinis? Paprastai tai atsiranda radioaktyvių elementų skilimo metu.

Kietoji ultravioletinių spindulių dalis gali ne tik jonizuoti molekules, bet ir labai rimtai pažeisti tinklainę. Apskritai žmogaus akis jautriausia bangų ilgiams, atitinkantiems šviesiai žalią spalvą. Jie atitinka 555–565 nm bangas. Sutemus regėjimo jautrumas pasislenka trumpesnių 500 nm mėlynų bangų link. Tai paaiškinama dideliu fotoreceptorių, kurie suvokia šiuos bangos ilgius, skaičiumi.

Tačiau didžiausią žalą regėjimo organams sukelia lazerio spinduliuotė matomame diapazone.

Kaip sumažinti perteklinės radiacijos pavojų bute

Ir vis dėlto, kokia radiacija yra pavojingiausia žmogui?

Nėra jokių abejonių, kad gama spinduliuotė yra labai „nedraugiška“ žmogaus organizmui. Tačiau žemesnio dažnio elektromagnetinės bangos taip pat gali pakenkti sveikatai. Avarinis ar planuojamas elektros energijos tiekimo nutraukimas sutrikdo mūsų gyvenimą ir įprastą darbą. Visas elektroninis mūsų butų „įdaras“ tampa nenaudingas, o mes, praradę internetą, korinio ryšio, televizija esame atskirti nuo pasaulio.

Visas buitinių elektrinių prietaisų arsenalas vienu ar kitu laipsniu yra elektromagnetinės spinduliuotės šaltinis, mažinantis imunitetą ir sutrikdantis endokrininės sistemos veiklą.

Nustatytas ryšys tarp asmens gyvenamosios vietos atstumo nuo aukštos įtampos perdavimo linijų ir piktybinių navikų atsiradimo. Įskaitant vaikų leukemiją. Šiuos liūdnus faktus galima tęsti neribotą laiką. Jų veikloje svarbiau išsiugdyti tam tikrus įgūdžius:

• eksploatuodami daugumą buitinių elektros prietaisų, stenkitės išlaikyti 1–1,5 metro atstumą;
• padėkite juos skirtingose ​​buto vietose;
• Atminkite, kad elektrinis skustuvas, nekenksmingas trintuvas, plaukų džiovintuvas, elektrinis dantų šepetėlis sukuria gana stiprų elektromagnetinį lauką, kuris yra pavojingas dėl artumo prie galvos.

Kaip patikrinti elektromagnetinio smogo lygį bute

Šiems tikslams būtų gerai turėti specialų dozimetrą.

Radijo dažnių diapazonas turi savo saugią radiacijos dozę. Rusijoje jis apibrėžiamas kaip energijos srauto tankis ir matuojamas W/m² arba µW/cm².

1. Esant dažniams nuo 3 Hz iki 300 kHz, spinduliuotės dozė neturi viršyti 25 W/m².
2. Skirta dažniams nuo 300 MHz iki 30 GHz 10 - 100 µW/cm².

Įvairiose šalyse gali skirtis radiacijos pavojaus vertinimo kriterijai, taip pat jų kiekybiniam įvertinimui naudojami kiekiai.

Nesant dozimetro, yra gana paprastas ir efektyvus metodas patikrinti buitinių elektros prietaisų elektromagnetinės spinduliuotės lygį.

1. Įjunkite visus elektros prietaisus. Prie kiekvieno iš jų po vieną eikite veikiančiu radijo imtuvu.
2. Jame atsirandančių trukdžių lygis (traškėjimas, girgždėjimas, triukšmas) parodys, kuris įrenginys yra stipresnės elektromagnetinės spinduliuotės šaltinis.
3. Pakartokite šią manipuliaciją šalia sienų. Trikdžių lygis čia parodys labiausiai elektromagnetiniu smogu užterštas vietas.

Gal prasminga pertvarkyti baldus? Šiuolaikiniame pasaulyje mūsų organizmas jau yra veikiamas besaikio apsinuodijimo, todėl bet kokie veiksmai siekiant apsisaugoti nuo elektromagnetinės spinduliuotės yra neginčijamas pliusas jūsų sveikatai.

Straipsnio naršymas:

Radiacija ir radioaktyviosios spinduliuotės rūšys, radioaktyviosios (jonizuojančiosios) spinduliuotės sudėtis ir pagrindinės charakteristikos. Radiacijos poveikis medžiagai.

Kas yra radiacija

Pirma, apibrėžkime, kas yra spinduliuotė:

Medžiagos irimo ar jos sintezės procese išsiskiria atomo elementai (protonai, neutronai, elektronai, fotonai), kitaip galima sakyti atsiranda spinduliuotėšie elementai. Tokia spinduliuotė vadinama - jonizuojanti radiacija ar kas dažniau radioaktyvioji spinduliuotė, ar dar paprasčiau radiacija . Jonizuojanti spinduliuotė taip pat apima rentgeno spindulius ir gama spinduliuotę.

Radiacija yra įkrautų elementariųjų dalelių elektronų, protonų, neutronų, helio atomų arba fotonų ir miuonų pavidalo išskyrimo procesas. Spinduliuotės tipas priklauso nuo to, kuris elementas skleidžiamas.

Jonizacija yra teigiamai arba neigiamai įkrautų jonų arba laisvųjų elektronų susidarymo procesas iš neutraliai įkrautų atomų ar molekulių.

Radioaktyvioji (jonizuojanti) spinduliuotė galima suskirstyti į keletą tipų, priklausomai nuo elementų, iš kurių jis susideda, tipo. Skirtingi tipai spinduliuotę sukelia skirtingos mikrodalelės, todėl turi skirtingą energetinį poveikį materijai, skirtingus gebėjimus prasiskverbti pro ją ir dėl to skirtingą biologinį radiacijos poveikį.

Alfa, beta ir neutronų spinduliuotė– Tai spinduliuotė, susidedanti iš įvairių atomų dalelių.

Gama ir rentgeno spinduliai yra energijos išmetimas.

Alfa spinduliuotė

• skleidžiama: du protonai ir du neutronai
• įsiskverbimo gebėjimas: žemas
• švitinimas iš šaltinio: iki 10 cm
• emisijos greitis: 20 000 km/s
• jonizacija: 30 000 jonų porų per 1 cm kelionės
• aukštas

Alfa (α) spinduliuotė atsiranda nestabiliųjų irimo metu izotopų elementai.

Alfa spinduliuotė- tai sunkiųjų, teigiamai įkrautų alfa dalelių, kurios yra helio atomų (dviejų neutronų ir dviejų protonų) branduoliai, spinduliavimas. Alfa dalelės išsiskiria irstant sudėtingesniems branduoliams, pavyzdžiui, irstant urano, radžio ir torio atomams.

Alfa dalelės turi didelę masę ir yra išspinduliuojamos palyginti mažu greičiu, vidutiniškai 20 tūkstančių km/s, o tai yra maždaug 15 kartų mažesnis už šviesos greitį. Kadangi alfa dalelės yra labai sunkios, kontakto su medžiaga dalelės susiduria su šios medžiagos molekulėmis, pradeda su jomis sąveikauti, prarasdamos energiją, todėl šių dalelių prasiskverbimo gebėjimas nėra didelis ir net paprastas lakštas. popierius gali juos sulaikyti.

Tačiau alfa dalelės turi daug energijos ir, sąveikaudamos su medžiaga, sukelia didelę jonizaciją. O gyvo organizmo ląstelėse, be jonizacijos, alfa spinduliuotė ardo audinius, todėl gyvoms ląstelėms daroma įvairių pažeidimų.

Iš visų spinduliuotės rūšių alfa spinduliuotė turi mažiausiai prasiskverbimo gebą, tačiau gyvų audinių švitinimo šios rūšies spinduliuote pasekmės yra sunkiausios ir reikšmingiausios, palyginti su kitomis spinduliuotės rūšimis.

Alfa spinduliuotės poveikis gali atsirasti, kai radioaktyvūs elementai patenka į organizmą, pavyzdžiui, per orą, vandenį ar maistą, arba per įpjovimus ar žaizdas. Patekę į kūną, šie radioaktyvieji elementai per kraują išnešami visame kūne, kaupiasi audiniuose ir organuose, darydami jiems galingą energetinį poveikį. Kadangi kai kurių tipų radioaktyviųjų izotopų, skleidžiančių alfa spinduliuotę, gyvavimo laikas yra ilgas, patekę į organizmą jie gali sukelti rimtus pokyčius ląstelėse ir sukelti audinių degeneraciją bei mutacijas.

Radioaktyvieji izotopai iš tikrųjų savaime nepasišalina iš organizmo, todėl patekę į organizmo vidų ilgus metus apšvitins audinius iš vidaus, kol sukels rimtų pokyčių. Žmogaus organizmas nesugeba neutralizuoti, apdoroti, pasisavinti ar panaudoti daugumos į organizmą patenkančių radioaktyviųjų izotopų.

Neutronų spinduliuotė

• skleidžiama: neutronų
• įsiskverbimo gebėjimas: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: kilometrų
• emisijos greitis: 40 000 km/s
• jonizacija: nuo 3000 iki 5000 jonų porų 1 cm bėgimo
• Biologinis radiacijos poveikis: aukštas

Neutronų spinduliuotė- tai žmogaus sukurta spinduliuotė, atsirandanti įvairiuose branduoliniuose reaktoriuose ir atominių sprogimų metu. Taip pat neutronų spinduliuotę skleidžia žvaigždės, kuriose vyksta aktyvios termobranduolinės reakcijos.

Neturėdama krūvio, neutronų spinduliuotė, susidūrusi su medžiaga, silpnai sąveikauja su atomų elementais atominiame lygmenyje, todėl turi didelę prasiskverbimo galią. Neutronų spinduliuotę galite sustabdyti naudodami medžiagas, kuriose yra daug vandenilio, pavyzdžiui, vandens indą. Be to, neutroninė spinduliuotė gerai neprasiskverbia į polietileną.

Neutronų spinduliuotė, eidama per biologinius audinius, daro didelę žalą ląstelėms, nes turi didelę masę ir didesnį greitį nei alfa spinduliuotė.

Beta spinduliuotė

• skleidžiama: elektronai arba pozitronai
• įsiskverbimo gebėjimas: vidutinis
• švitinimas iš šaltinio: iki 20 m
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 40 iki 150 jonų porų 1 cm kelio
• Biologinis radiacijos poveikis: vidutinis

Beta (β) spinduliuotėįvyksta, kai vienas elementas virsta kitu, o procesai vyksta pačiame medžiagos atomo branduolyje, pasikeitus protonų ir neutronų savybėms.

Naudojant beta spinduliuotę, šios transformacijos metu neutronas paverčiamas protonu arba protonas neutronu, priklausomai nuo transformacijos tipo, išsiskiria elektronas arba pozitronas (elektronų antidalelė); Skleidžiamų elementų greitis artėja prie šviesos greičio ir yra maždaug lygus 300 000 km/s. Šio proceso metu išsiskiriantys elementai vadinami beta dalelėmis.

Turėdama iš pradžių didelį spinduliuotės greitį ir mažus skleidžiamų elementų dydžius, beta spinduliuotė turi didesnį įsiskverbimo gebą nei alfa spinduliuotė, tačiau turi šimtus kartų mažesnę galimybę jonizuoti medžiagą, palyginti su alfa spinduliuote.

Beta spinduliuotė lengvai prasiskverbia per drabužius ir iš dalies per gyvus audinius, tačiau prasiskverbdama per tankesnes medžiagos struktūras, pavyzdžiui, per metalą, ji pradeda intensyviau su ja sąveikauti ir praranda didžiąją dalį energijos, perkeldama ją į medžiagos elementus. . Kelių milimetrų metalinis lakštas gali visiškai sustabdyti beta spinduliuotę.

Jeigu alfa spinduliuotė pavojų kelia tik tiesiogiai kontaktuojant su radioaktyviuoju izotopu, tai beta spinduliuotė, priklausomai nuo jos intensyvumo, jau kelių dešimčių metrų atstumu nuo spinduliuotės šaltinio gali padaryti didelę žalą gyvam organizmui.

Jei radioaktyvusis izotopas, skleidžiantis beta spinduliuotę, patenka į gyvą organizmą, jis kaupiasi audiniuose ir organuose, darydamas juos energetinį poveikį, dėl kurio keičiasi audinio struktūra ir ilgainiui padaroma didelė žala.

Kai kurie radioaktyvieji izotopai su beta spinduliuote turi ilgą skilimo periodą, tai yra, patekę į organizmą, jie jį apšvitins metų metus, kol sukels audinių degeneraciją ir dėl to vėžį.

Gama spinduliuotė

• skleidžiama: energija fotonų pavidalu
• įsiskverbimo gebėjimas: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: iki šimtų metrų
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija:
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

Gama (γ) spinduliuotė yra energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu.

Gama spinduliuotė lydi materijos atomų skilimo procesą ir pasireiškia skleidžiamos elektromagnetinės energijos pavidalu fotonų pavidalu, išsiskiriančiu pasikeitus atomo branduolio energetinei būklei. Gama spinduliai sklinda iš branduolio šviesos greičiu.

Kai įvyksta atomo radioaktyvusis skilimas, iš vienos medžiagos susidaro kitos medžiagos. Naujai susidarančių medžiagų atomas yra energetiškai nestabilios (sužadintos) būsenos. Veikdami vieni kitus, neutronai ir protonai branduolyje patenka į būseną, kai sąveikos jėgos yra subalansuotos, o energijos perteklių atomas išskiria gama spinduliuotės pavidalu.

Gama spinduliuotė turi didelį prasiskverbimo gebą ir lengvai prasiskverbia per drabužius, gyvus audinius ir šiek tiek sunkiau per tankias medžiagų struktūras, tokias kaip metalas. Norint sustabdyti gama spinduliuotę, reikės didelio plieno arba betono storio. Tačiau tuo pačiu metu gama spinduliuotė turi šimtą kartų silpnesnį poveikį medžiagai nei beta spinduliuotė ir dešimtis tūkstančių kartų silpnesnė nei alfa spinduliuotė.

Pagrindinis gama spinduliuotės pavojus yra jos gebėjimas nukeliauti didelius atstumus ir paveikti gyvus organizmus kelis šimtus metrų nuo gama spinduliuotės šaltinio.

Rentgeno spinduliuotė

• skleidžiama: energija fotonų pavidalu
• prasiskverbimo galia: aukštas
• švitinimas iš šaltinio: iki šimtų metrų
• emisijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 3 iki 5 porų jonų 1 cm kelionėje
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

Rentgeno spinduliuotė- tai energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu, atsirandanti, kai atomo viduje esantis elektronas juda iš vienos orbitos į kitą.

Rentgeno spinduliuotė savo poveikiu yra panaši į gama spinduliuotę, tačiau turi mažesnę prasiskverbimo galią, nes jos bangos ilgis yra ilgesnis.

Ištyrus įvairias radioaktyviosios spinduliuotės rūšis, akivaizdu, kad radiacijos sąvoka apima visiškai skirtingus spinduliuotės tipus, kurie turi skirtingą poveikį medžiagai ir gyviems audiniams, nuo tiesioginio bombardavimo elementariomis dalelėmis (alfa, beta ir neutronų spinduliuote) iki energijos poveikio. gama ir rentgeno spindulių gydymo forma.

Kiekviena aptarta spinduliuotė yra pavojinga!

Lyginamoji lentelė su įvairių tipų spinduliuotės charakteristikomis

charakteristika	Radiacijos tipas
	Alfa spinduliuotė	Neutronų spinduliuotė	Beta spinduliuotė	Gama spinduliuotė	Rentgeno spinduliuotė
yra išmetami	du protonai ir du neutronai	neutronų	elektronai arba pozitronai	energija fotonų pavidalu	energija fotonų pavidalu
skvarbi galia	žemas	aukštas	vidutinis	aukštas	aukštas
ekspozicija iš šaltinio	iki 10 cm	kilometrų	iki 20 m	šimtus metrų	šimtus metrų
radiacijos greitis	20 000 km/s	40 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s
jonizacija, garai 1 cm eigos	30 000	nuo 3000 iki 5000	nuo 40 iki 150	nuo 3 iki 5	nuo 3 iki 5
biologinis radiacijos poveikis	aukštas	aukštas	vidutinis	žemas	žemas

Kaip matyti iš lentelės, priklausomai nuo spinduliuotės tipo, tokio paties intensyvumo spinduliuotė, pavyzdžiui, 0,1 Rentgeno, turės skirtingą naikinamąjį poveikį gyvo organizmo ląstelėms. Siekiant atsižvelgti į šį skirtumą, buvo įvestas koeficientas k, atspindintis gyvų objektų radioaktyviosios spinduliuotės poveikio laipsnį.

K faktorius
Spinduliuotės tipas ir energijos diapazonas	Svorio daugiklis
Fotonai visos energijos (gama spinduliuotė)	1
Elektronai ir miuonai visos energijos (beta spinduliuotė)	1
Neutronai su energija < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutronai nuo 10 iki 100 KeV (neutronų spinduliuotė)	10
Neutronai nuo 100 KeV iki 2 MeV (neutroninė spinduliuotė)	20
Neutronai nuo 2 MeV iki 20 MeV (neutroninė spinduliuotė)	10
Neutronai> 20 MeV (neutroninė spinduliuotė)	5
Protonai kurių energija > 2 MeV (išskyrus atatrankos protonus)	5
Alfa dalelės, dalijimosi fragmentai ir kiti sunkieji branduoliai (alfa spinduliuotė)	20

Kuo didesnis „k koeficientas“, tuo pavojingesnis tam tikros rūšies spinduliuotės poveikis gyvo organizmo audiniams.

Vaizdo įrašas:

Per savo gyvenimą ir per visą savo biologinį vystymąsi žmogus buvo veikiamas ir šiuo metu tebeveikiamas radioaktyvioji spinduliuotė iš natūralaus fono. Tai taikoma visiems pasaulio gyventojams ir mes kalbame apie tai natūralus radioaktyvumas.

Natūralūs spinduliuotės šaltiniai, kurie sukuria šį foną, skirstomi į dvi kategorijas: išorinę ir vidinę spinduliuotę. KAM išorės apima kosminę (galaktinę) spinduliuotę, saulės spinduliuotę, žemės plutos uolienų ir oro spinduliuotę. Netgi mūsų pačių sienos, tai yra statybinės medžiagos, iš kurių gaminami pastatai ir konstrukcijos, mus apšvitina.

Pavyzdžiui, Švedijoje foninė spinduliuotė buvo išmatuota beveik tūkstantyje butų (677 namuose iš 13 miestų), pastatytuose nuo įvairios medžiagos: medinis, plytinis, betoninis ir akmuo. Visi jie buvo pastatyti iki 1946 m., tai yra prieš prasidedant dideliems atominių ginklų bandymams. Matavimo rezultatai parodė, kad m mediniai pastataižmogaus foninė spinduliuotė yra maždaug du kartus mažesnė nei atvirose vietose, mūrinėse - maždaug tiek pat, betoninėse - du kartus, o granitinėse - apie keturis kartus didesnė nei atvirose vietose.

Vidinė ekspozicijažmogaus sukelia tų natūralių radioaktyviųjų medžiagų, kurios patenka į organizmą su oru, vandeniu ir maistu. Tai radioaktyviosios dujos, kurios patenka iš žemės gelmių (radonas, toronas ir kt.), taip pat radioaktyvusis kalis, uranas, toris, rubidis, radis, kurie yra įtraukti į maisto produktai, augalai ir vanduo.

Taigi, kvietinėje duonoje urano kiekis yra vidutiniškai 41. 10 -8, grikiai - 42. 10 -8, jautiena - 1,4. 10 -8, žuvis - 1,1. 10 -8, pienas - 0,4. 10 -8. Radioaktyvaus kalio daugiau kaupiasi ankštiniuose augaluose: žirniuose, pupose, pupelėse, sojoje, tai patvirtina lentelėje pateikti duomenys. 1.

Lentelė 1. Natūralių radionuklidų kiekis maisto produktuose

	specifinis radioaktyvumas, Bq/kg*, iki
Kvieciai	148,0	0,074-0,096
Bulvė
Jautiena
		-
Sviestas
Upės vanduo

* Bq/kg – specifinio radioaktyvumo vienetas.

Dar visai neseniai vidutinė metinė dozė visam kūnui iš natūralių jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinių buvo apie 100 mrem. Tačiau, atsižvelgiant į technogeniškai sustiprintą foną, JT atominės spinduliuotės poveikio mokslinio komiteto duomenimis 1982 m., efektyvios spinduliuotės dozės reikšmė išaugo dvigubai – 200 mrem per metus. Iš įvairių spinduliuotės šaltinių jis pasiskirsto taip, mrem per metus:

Vidutinės metinės natūralių spinduliuotės šaltinių radiacijos dozės, atsižvelgiant į technogeniškai sustiprintą foną, mrem:

Iš nežemiškos:
išorės	30
vidinis	1
Iš žemiškos:
išorės
gatvėje	6
name	29
vidinis (toris, kalis, rubidis, uranas)
įkvėpimas gatvėje	9
inhaliacija namuose	94
suvartojimas su maistu	16
Kitos pajamos	19
Bendra vidutinė metinė radiacijos dozė:	204

Šiuo metu iš gamtinio fono didžiųjų miestų gyventojai gauna per metus dozė nuo pusantros iki dviejų kartų didesnis nei kaimo, o tai paaiškinama visuomenės urbanizacija ir pramonės augimu miestuose.

Taigi, kas yra radioaktyvumas?

Radioaktyvumas- tai natūralus reiškinys, kai įvyksta savaiminis atomų branduolių irimas, dėl kurio susidaro spinduliuotė.

Pagal savo fizinę prigimtį tai yra elementariųjų, greitai judančių dalelių, sudarančių atomo branduolius, srautai, taip pat jų banginė elektromagnetinė spinduliuotė. Ši spinduliuotė turi didelę energiją. Jų bendra savybė yra gebėjimas jonizuoti medžiagą, terpę, kurioje jie sklinda: orą, vandenį, metalus, žmogaus kūną ir tt Šiuo atveju neutralūs medžiagos atomai ir molekulės suyra į teigiamai ir neigiamai įkrautų dalelių poras. - jonai.

Medžiagos jonizaciją visada lydi jos pagrindinių fizinių ir cheminių savybių pasikeitimas, o biologiniam audiniui – jos gyvybinių funkcijų sutrikimas. Štai kodėl radioaktyvioji spinduliuotė ir turi žalingą poveikį gyvam organizmui.

Norint jonizuoti medžiagą, reikalingas tam tikras energijos kiekis išorinės jėgos. Todėl prasiskverbdama į materiją ir ją jonizuojant radioaktyvioji spinduliuotė palaipsniui praranda savo energiją.

Radioaktyviosios spinduliuotės jonizuojantis gebėjimas priklauso nuo jos tipo ir energijos, taip pat nuo jonizuojančios medžiagos savybių ir įvertinama specifine jonizacija, kuri matuojama šios medžiagos jonų skaičiumi spinduliuojant 1 cm ilgio.

Kuo didesnė specifinė jonizacijos vertė, tuo greičiau sunaudojama spinduliuotės energija, t. Todėl kuo didesnis spinduliuotės jonizuojantis gebėjimas, tuo mažesnė jos prasiskverbimo galimybė ir atvirkščiai.

Žmogaus pralaimėjimas radioaktyvioji spinduliuotė galbūt dėl ​​išorinio ir vidinio poveikio. Išorinį švitinimą sukuria radioaktyviosios medžiagos, esančios už kūno ribų, o vidinę – radioaktyviosios medžiagos, patenkančios į organizmą su oru, vandeniu ir maistu. Akivaizdu, kad naudojant išorinį švitinimą pavojingiausia spinduliuotė yra ta, kuri turi didelį prasiskverbimą, o esant vidinei apšvitinimui, ji yra jonizuojanti.

Manoma, kad vidinė spinduliuotė yra pavojingesnė už išorinę spinduliuotę, nuo kurios mus saugo patalpų sienos, drabužiai, oda, specialios apsaugos priemonės ir kt.

Vidinė spinduliuotė paveikia neapsaugotus kūno audinius, organus ir sistemas, taip pat molekuliniu ir ląstelių lygiu. Todėl vidinė spinduliuotė veikia kūną labiau nei ta pati išorinė spinduliuotė.

Pagrindinės radioaktyviosios spinduliuotės rūšys: alfa, beta, neutronai(kūno spinduliuotės grupė), Rentgeno ir gama spinduliuotė(bangų grupė).

Tuo pačiu metu didžiausią aplinkos taršą vis dar sukuria radioizotopų laboratorijų tinklas (kurių egzistuoja daugelyje pasaulio šalių), užsiimančių radionuklidų naudojimu atvira forma mokslo ir pramonės reikmėms. Radioaktyviųjų atliekų išmetimas į nuotekų net esant mažesnėms nei leistinoms koncentracijoms, laikui bėgant išorinėje aplinkoje laipsniškai kaupsis radionuklidai;

branduoliniai sprogimai ir teritorijos radioaktyvioji tarša, kuri atsiranda po sprogimo (gali būti tiek vietinis, tiek pasaulinis radioaktyviųjų nuosėdų iškritimas). Radioaktyviosios taršos mastai ir lygiai priklauso nuo branduolinio ginklo tipo, sprogimų tipo, įkrovos galios, topografinių ir meteorologinių sąlygų.

Jonizuojanti spinduliuotė yra derinys įvairių tipų mikrodalelės ir fizikiniai laukai, kurie turi galimybę jonizuoti medžiagą, tai yra, formuoti joje elektriškai įkrautas daleles – jonus.

III SKYRIUS. GYVYBĖS SAUGOS VALDYMAS IR EKONOMINIAI JOS UŽTIKRINIMO MECHANIZMAI

Yra keletas jonizuojančiosios spinduliuotės tipų: alfa, beta, gama spinduliuotė ir neutroninė spinduliuotė.

Alfa spinduliuotė

Teigiamo krūvio alfa dalelių susidarymas apima 2 protonus ir 2 neutronus, kurie yra helio branduolių dalis. Alfa dalelės susidaro irstant atominiam branduoliui ir jų pradinė kinetinė energija gali būti nuo 1,8 iki 15 MeV. Būdingos savybės alfa spinduliuotė yra labai jonizuojanti ir mažai prasiskverbianti. Judant alfa dalelės labai greitai praranda savo energiją, o tai lemia tai, kad jos nepakanka net ploniems plastikiniams paviršiams įveikti. Apskritai, išorinis alfa dalelių poveikis, jei neatsižvelgiama į didelės energijos alfa daleles, gautas naudojant greitintuvą, nedaro jokios žalos žmonėms, tačiau dalelių prasiskverbimas į organizmą gali būti pavojingas sveikatai, nes alfa radionuklidai Jie turi ilgą pusinės eliminacijos laiką ir stiprią jonizaciją. Prarijus, alfa dalelės dažnai gali būti dar pavojingesnės nei beta ir gama spinduliuotė.

Beta spinduliuotė

Įkrautos beta dalelės, kurių greitis artimas šviesos greičiui, susidaro dėl beta skilimo. Beta spinduliai turi didesnę prasiskverbimo galią nei alfa spinduliai – jie gali sukelti chemines reakcijas, liuminescenciją, jonizuoti dujas, turėti poveikį fotografinėms plokštėms. Apsaugai nuo įkrautų beta dalelių srauto (kurių energija ne didesnė kaip 1 MeV) pakaks naudoti įprastą 3–5 mm storio aliuminio plokštę.

Fotonų spinduliuotė: gama spinduliai ir rentgeno spinduliai

Fotonų spinduliuotė apima dviejų tipų spinduliuotę: rentgeno spinduliuotę (gali būti bremsstrahlung ir būdinga) ir gama spinduliuotę.

Labiausiai paplitęs fotonų spinduliuotės tipas yra labai didelės energijos, itin trumpo bangos ilgio gama dalelės, kurios yra didelės energijos beelektrinių fotonų srautas. Skirtingai nuo alfa ir beta spindulių, gama dalelės nėra nukreiptos magnetinių ir elektrinių laukų ir turi žymiai didesnę prasiskverbimo galią. Tam tikrais kiekiais ir tam tikrą poveikio trukmę gama spinduliuotė gali sukelti spindulinę ligą ir įvairias vėžio formas. Tik tokios sunkios dalelės gali užkirsti kelią gama dalelių srauto plitimui. cheminiai elementai, pavyzdžiui, švinas, nusodrintasis uranas ir volframas.

Neutronų spinduliuotė

Neutroninės spinduliuotės šaltinis gali būti branduoliniai sprogimai, branduoliniai reaktoriai, laboratorijos ir pramonės įrenginiai.

Patys neutronai yra elektriškai neutralios, nestabilios (laisvojo neutrono pusinės eliminacijos laikas yra apie 10 minučių) dalelės, kurios dėl to, kad neturi krūvio, pasižymi dideliu skverbimosi gebėjimu ir silpnu sąveikos su medžiaga laipsniu. Neutronų spinduliuotė yra labai pavojinga, todėl apsaugai nuo jos naudojama nemažai specialių, daugiausia vandenilio turinčių medžiagų. Neutronų spinduliuotę geriausiai sugeria paprastas vanduo, polietilenas, parafinas ir sunkiųjų metalų hidroksidų tirpalai.

Kaip jonizuojanti spinduliuotė veikia medžiagas?

Vienokiu ar kitokiu laipsniu veikia visos jonizuojančiosios spinduliuotės rūšys įvairių medžiagų, tačiau jis ryškiausias gama dalelėse ir neutronuose. Taigi, ilgai veikiant, jie gali žymiai pakeisti įvairių medžiagų savybes, pasikeisti cheminė sudėtis medžiagų, jonizuoja dielektrikus ir destruktyviai veikia biologinius audinius. Natūrali foninė spinduliuotė didelės žalos žmogui nepadarys, tačiau, dirbdami su dirbtiniais jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais, turėtumėte būti labai atsargūs ir imtis visų būtinų priemonių, kad organizmo apšvitos lygis būtų kuo mažesnis.

Jonizuojančiosios spinduliuotės rūšys ir jų savybės

Jonizuojančia spinduliuote vadinami dalelių ir elektromagnetinių kvantų srautai, dėl kurių terpėje susidaro skirtingai įkrauti jonai.

Įvairios spinduliuotės rūšys lydi tam tikro energijos kiekio išsiskyrimą ir turi skirtingą prasiskverbimo gebėjimą, todėl skirtingai veikia organizmą. Didžiausią pavojų žmonėms kelia radioaktyvioji spinduliuotė, tokia kaip y, rentgeno, neutronų, a ir b spinduliuotė.

Rentgeno spinduliai ir y spinduliai yra kvantinės energijos srautai. Gama spinduliuotės bangos ilgiai yra trumpesni nei rentgeno spinduliai. Savo prigimtimi ir savybėmis šios spinduliuotės mažai skiriasi viena nuo kitos, pasižymi dideliu prasiskverbimu, sklidimo tiesumu ir savybe sukurti antrinę ir išsklaidytą spinduliuotę terpėje, per kurią jos praeina. Tačiau nors rentgeno spinduliai dažniausiai gaminami naudojant elektroninį prietaisą, y spindulius skleidžia nestabilūs arba radioaktyvūs izotopai.

Likusios jonizuojančiosios spinduliuotės rūšys yra greitai judančios medžiagos dalelės (atomai), kurių vienos turi elektros krūvį, kitos – ne.

Neutronai yra vienintelės neįkrautos dalelės, susidarančios bet kokios radioaktyvios transformacijos metu, kurių masė lygi protono masei. Kadangi šios dalelės yra elektriškai neutralios, jos giliai įsiskverbia į bet kokią medžiagą, įskaitant gyvus audinius. Neutronai yra pagrindinės dalelės, sudarančios atomų branduolius.

Eidami per materiją, jie sąveikauja tik su atomų branduoliais, perduoda jiems dalį savo energijos, o patys keičia judėjimo kryptį. Atomų branduoliai „iššoka“ iš elektronų apvalkalo ir, eidami per medžiagą, sukelia jonizaciją.

Elektronai yra lengvos, neigiamą krūvį turinčios dalelės, esančios visuose stabiliuose atomuose. Elektronai labai dažnai naudojami medžiagos radioaktyvaus skilimo metu, o vėliau vadinami beta dalelėmis. Jų galima gauti ir laboratorinėmis sąlygomis. Energija, kurią praranda elektronai, eidami per medžiagą, išleidžiama sužadinimui ir jonizacijai, taip pat bremsstrahlung susidarymui.

Alfa dalelės yra helio atomų branduoliai, neturintys orbitinių elektronų ir susidedantys iš dviejų protonų ir dviejų tarpusavyje sujungtų neutronų. Jie turi teigiamą krūvį, yra santykinai sunkūs ir, prasiskverbdami per medžiagą, sukelia didelio tankio medžiagos jonizaciją.

Paprastai alfa dalelės išsiskiria natūralių sunkiųjų elementų (radžio, torio, urano, polonio ir kt.) radioaktyvaus skilimo metu.

Įkrautos dalelės (elektronai ir helio atomų branduoliai), praeinančios per medžiagą, sąveikauja su atomų elektronais, prarasdamos atitinkamai 35 ir 34 eV. Šiuo atveju pusė energijos išleidžiama jonizacijai (elektronui atskirti nuo atomo), o kita pusė terpės atomų ir molekulių sužadinimui (elektrono perkėlimui į apvalkalą, esantį toliau nuo branduolio). .

Alfa dalelės suformuotų jonizuotų ir sužadintų atomų skaičius kelio ilgio vienetui terpėje yra šimtus kartų didesnis nei p dalelės (5.1 lentelė).

5.1 lentelė. Įvairios energijos a ir b dalelių diapazonas raumenų audinyje

Dalelių energija, MeV	Rida, mikronai	Dalelių energija, MeV	Rida, mikronai	Dalelių energija, MeV	Rida, mikronai
	—

Taip yra dėl to, kad a-dalelės masė yra maždaug 7000 kartų didesnė už b-dalelės masę, todėl, esant tokiai pačiai energijai, jos greitis yra žymiai mažesnis nei b-dalelės.

Radioaktyvaus skilimo metu išskiriamų alfa dalelių greitis yra maždaug 20 tūkst. km/s, o beta dalelių greitis artimas šviesos greičiui ir siekia 200...270 tūkst. km/s. Akivaizdu, kad kuo mažesnis dalelės greitis, tuo didesnė jos sąveikos su terpės atomais tikimybė, taigi, tuo didesnis energijos nuostolis kelio vienetui terpėje – tai reiškia mažesnę ridą. Nuo stalo 5.1 iš to seka, kad a-dalelių diapazonas raumenų audinyje yra 1000 kartų mažesnis nei tos pačios energijos beta dalelių diapazonas.

Kai jonizuojanti spinduliuotė praeina per gyvus organizmus, ji netolygiai perduoda savo energiją biologiniams audiniams ir ląstelėms. Dėl to, nepaisant nedidelio energijos kiekio, kurį absorbuoja audiniai, kai kurios gyvosios medžiagos ląstelės bus labai pažeistos. Bendras jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis, lokalizuotas ląstelėse ir audiniuose, pateiktas lentelėje. 5.2.

5.2 lentelė. Biologinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis

Poveikio pobūdis	Ekspozicijos etapai		Poveikio efektas
Tiesioginis spinduliuotės poveikis		10 -24 … 10 -4 s 10 16 …10 8 s	Energijos absorbcija. Pradinės sąveikos. Rentgeno ir y spinduliuotė, neutronai Elektronai, protonai, alfa dalelės
		10 -12 … 10 -8 s	Fizikinė-cheminė stadija. Energijos perdavimas jonizacijos forma pirmine trajektorija. Jonizuotos ir elektroniniu būdu sužadintos molekulės
		10 7…10 5 s, kelias valandas	Cheminė žala. Su mano veiksmu. Netiesioginis veiksmas. Iš vandens susidaro laisvieji radikalai. Molekulės sužadinimas iki šiluminės pusiausvyros
Netiesioginis radiacijos poveikis		Mikrosekundės, sekundės, minutės, kelios valandos	Biomolekulinė žala. Baltymų molekulių ir nukleorūgščių pokyčiai veikiant medžiagų apykaitos procesams
		Minutės, valandos, savaitės	Ankstyvas biologinis ir fiziologinis poveikis. Biocheminis pažeidimas. Ląstelių mirtis, atskirų gyvūnų mirtis
		Metai, šimtmečiai	Ilgalaikis biologinis poveikis Nuolatinis disfunkcija. Jonizuojanti radiacija Genetinės mutacijos, poveikis palikuonims. Somatiniai padariniai: vėžys, leukemija, sutrumpėjusi gyvenimo trukmė, organizmo mirtis

Pirminiai radiaciniai-cheminiai molekulių pokyčiai gali būti pagrįsti dviem mechanizmais: 1) tiesioginiu poveikiu, kai duota molekulė tiesiogiai sąveikaudama su spinduliuote patiria pokyčius (jonizaciją, sužadinimą); 2) netiesioginis veikimas, kai molekulė tiesiogiai nesugeria jonizuojančiosios spinduliuotės energijos, o gauna ją perduodama iš kitos molekulės.

Yra žinoma, kad biologiniame audinyje 60...70% masės sudaro vanduo. Todėl panagrinėkime skirtumą tarp tiesioginio ir netiesioginio radiacijos poveikio naudodamiesi vandens švitinimo pavyzdžiu.

Tarkime, kad vandens molekulė jonizuojama įkrautos dalelės, todėl ji praranda elektroną:

H2O -> H20+e - .

Jonizuoto vandens molekulė reaguoja su kita neutralia vandens molekule, sudarydama labai reaktyvų hidroksilo radikalą OH":

H2O+H2O -> H3O+ + OH*.

Išmestas elektronas taip pat labai greitai perduoda energiją aplinkinėms vandens molekulėms, todėl susidaro labai sužadinta vandens molekulė H2O*, kuri disocijuoja ir sudaro du radikalus – H* ir OH*:

H2O+e- -> H2O*H’ + OH’.

Laisvieji radikalai turi nesuporuotų elektronų ir yra labai reaktyvūs. Jų gyvenimo trukmė vandenyje yra ne daugiau kaip 10-5 s. Per tą laiką jie arba rekombinuojasi vienas su kitu, arba reaguoja su ištirpusiu substratu.

Esant vandenyje ištirpusiam deguoniui, susidaro ir kiti radiolizės produktai: laisvųjų radikalų hidroperoksidas HO2, vandenilio peroksidas H2O2 ir atominis deguonis:

H*+ O2 -> HO2;
HO*2 + HO2 -> H2O2 +20.

Gyvo organizmo ląstelėje situacija yra daug sudėtingesnė nei apšvitinant vandenį, ypač jei sugerianti medžiaga yra didelės ir daugiakomponentės biologinės molekulės. Tokiu atveju susidaro organiniai radikalai D*, kurie taip pat pasižymi itin dideliu reaktyvumu. Turėdami daug energijos, jie gali lengvai nutraukti cheminius ryšius. Būtent šis procesas dažniausiai vyksta tarp jonų porų susidarymo ir galutinių cheminių produktų susidarymo.

Be to, biologinį poveikį sustiprina deguonies įtaka. Labai reaktyvus produktas DO2* (D* + O2 -> DO2*), susidaręs dėl laisvojo radikalo sąveikos su deguonimi, sukelia naujų molekulių susidarymą apšvitintoje sistemoje.

Laisvieji radikalai ir oksiduojančios molekulės, atsirandančios dėl vandens radiolizės proceso, turinčios didelį cheminį aktyvumą, vyksta cheminėse reakcijose su baltymų molekulėmis, fermentais ir kitais biologinio audinio struktūriniais elementais, o tai lemia biologinių procesų pokyčius organizme. Dėl to sutrinka medžiagų apykaitos procesai, slopinama fermentų sistemų veikla, sulėtėja ir sustoja audinių augimas, atsiranda naujų. cheminiai junginiai, nebūdingas organizmui – toksinai. Tai veda prie atskirų sistemų ar viso organizmo gyvybinių funkcijų sutrikimo.

Laisvųjų radikalų sukeltos cheminės reakcijos apima šimtus ir tūkstančius molekulių, kurių spinduliuotė neveikia. Tai yra jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio biologiniams objektams specifika. Jokia kita energija (šiluminė, elektrinė ir kt.), kurią biologinis objektas sugeria tokiu pat kiekiu, nesukelia tokių pokyčių, kuriuos sukelia jonizuojanti spinduliuotė.

Nepageidaujamas radiacijos poveikis žmogaus organizmui paprastai skirstomas į somatinį (soma - "kūnas" graikiškai) ir genetinį (paveldimą).

Somatinis poveikis pasireiškia tiesiogiai apšvitintame asmenyje, o genetinis poveikis jo palikuonims.

Per pastaruosius dešimtmečius žmogus sukūrė daugybę dirbtinių radionuklidų, kurių naudojimas papildomai apkrauna natūralų Žemės radiacinį foną ir padidina radiacijos dozę žmonėms. Tačiau jonizuojanti spinduliuotė, skirta tik taikiems tikslams, yra naudinga žmonėms, todėl šiandien sunku nurodyti žinių ar žinių sritį. Nacionalinė ekonomika, kuriame nenaudojami radionuklidai ar kiti jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai. Iki XXI amžiaus pradžios „taikus atomas“ buvo pritaikytas medicinoje, pramonėje, Žemdirbystė, mikrobiologijos, energetikos, kosmoso tyrinėjimų ir kitose srityse.

Spinduliuotės rūšys ir jonizuojančiosios spinduliuotės sąveika su medžiaga

Branduolinės energijos naudojimas tapo gyvybiškai svarbia šiuolaikinės civilizacijos egzistavimo būtinybe, o kartu ir didžiule atsakomybe, nes šis energijos šaltinis turi būti naudojamas kuo racionaliau ir atidžiau.

Naudinga radionuklidų savybė

Dėl radioaktyvaus skilimo radionuklidas „duoda signalą“, taip nustatydamas jo vietą. Naudodami specialius prietaisus, aptinkančius signalą, atsirandantį net atskirų atomų skilimo metu, mokslininkai išmoko naudoti šias medžiagas kaip indikatorius, padedančius tirti įvairias chemines ir biologiniai procesai, praeina per audinius ir ląsteles.

Dirbtinių jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinių tipai

Visus žmogaus sukurtus jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinius galima suskirstyti į du tipus.

• Medicininiai – naudojami tiek ligoms diagnozuoti (pavyzdžiui, rentgeno ir fluorografijos prietaisai), tiek radioterapinėms procedūroms atlikti (pavyzdžiui, radioterapijos skyriai vėžiui gydyti). Prie medicininių AI šaltinių priskiriami ir radiofarmaciniai preparatai (radioaktyvūs izotopai ar jų junginiai su įvairiomis neorganinėmis ar organinėmis medžiagomis), kurie gali būti naudojami tiek ligoms diagnozuoti, tiek joms gydyti.
• Pramoniniai – žmogaus pagaminti radionuklidai ir generatoriai:
  • energetikoje (atominės elektrinės reaktoriai);
  • žemės ūkyje (veisimui ir trąšų efektyvumo tyrimams)
  • gynybos sektoriuje (kuras branduoliniams laivams);
  • statybose (neardomieji metalinių konstrukcijų bandymai).

Remiantis statiniais duomenimis, radionuklidinių produktų gamybos apimtys pasaulinėje rinkoje 2011 metais siekė 12 milijardų dolerių, o iki 2030 metų šis skaičius turėtų išaugti šešis kartus.