Кое лъчение има най-голяма йонизираща способност? Ядрена образователна програма: йонизиращи лъчения. Въпрос. Какво е активност

Така се случи, че от самото начало ядрената енергетика се създаваше в дълбока секретност и секретност, включително и от собствените си хора. Тя остана в това състояние дълги години. Що се отнася до обучението на населението по основи на ядрената екология и защитата на здравето от йонизиращи лъчения, ядрените учени практически не се занимаваха с тези въпроси. В крайна сметка, колкото по-малко хората разбират за тези въпроси, толкова по-лесно е да ги „изключите“ или да ги измамите.

И не е случайно, че населението на нашия регион, живеещо в близост до големия център за атомни изследвания RIAR, има много малко или никакво разбиране дори по основни въпроси, свързани с йонизиращите лъчения.

За да подобрим ситуацията, решихме в този брой на бюлетин „Гражданска инициатива“ да отворим ядрена образователна програма и да публикуваме информация поне за основните понятия, свързани с йонизиращите лъчения или, както се казва в ежедневието, радиацията. Трябваше да сортираме много подходящ материал, за да изберем най-ясните и прости обяснения. В крайна сметка избрахме информация от списание „Физика“, като я взехме за основа и я допълнихме от други източници, включително от приложението към книгата „Атомна митология“ на член-кореспондента на Руската академия на науките А. В. Яблоков.

По-долу са отговорите на въпроси, които се появяват в писма от наши читатели и в разговори с жители на региона.

Въпрос. Какво е нуклид, радионуклид, изотоп?

Отговор. Нуклидсе нарича атомно ядро, характеризиращо се, първо, с определен нуклонен състав (броя на протоните и неутроните) и, второ, с определено енергийно състояние. Наричат ​​се ядра, които имат еднакъв нуклонен състав, но различни енергийни състояния ядрени изомери. Ядрата, които запазват своя нуклонен състав и енергийно състояние за неопределено дълго време, се наричат ​​стабилни; иначе говорим за радиоактивни нуклиди, за радионуклиди. Може да има два или повече ядрени изомера, но само един от тях е стабилен нуклид.

Радионуклидите често се наричат ​​изотопи. Това не е вярно: концепцията изотопиопределя се набор от нуклиди (както стабилни, така и радиоактивни), които имат еднакъв брой протони (и следователно са химически идентични, тъй като тези нуклиди естествено имат същия атомен номер и са разновидности на един и същи елемент от периодичната таблица).

Въпрос. Какво е радиоактивност и радиация?

Отговор. Радиоактивностима свойството на някои радионуклиди да променят с течение на времето своя нуклеонов състав и (или) енергийно състояние с образуване на нови нуклиди (стабилни или отново радиоактивни) и излъчване на ЙОНИЗИРАЩО ЛЪЧЕНИЕ с по-голямо или по-малко ПРОНИКВАНЕ. Тези лъчения се наричат ​​разговорно радиация.

Въпрос. Какво е активност?

Отговор. Дейнострадионуклиден източник или лекарство е броят на радиоактивните трансформации в него за единица време. Единицата на дейност е бекерел(Bq) - активност на източник, при който (средно, в статистически смисъл) се извършва 1 радиоактивна трансформация за 1 секунда. При практическите радиационни измервания често се използват следните:
килобекерел (1 kBq = 10 3 Bq);
мегабекерел (1 MBq = 10 6 Bq);
гигабекерел (1 GBq = 10 9 Bq).

Несистемната единица дейност все още често се използва - кюри(Ки). 1 Ci съответства на активността на 1 g радий-226 в равновесие с неговите дъщерни продукти на разпадане. Заглавието и семантичното съдържание са ехо от историята на ядрената физика, една от страниците на която е изолирането на радий от уранова руда от Мария и Пиер Кюри и изследването на неговите свойства.

1 Ci = 3,7*10 10 Bq (37 GBq) е много голяма активност (в ежедневни условия), така че на практика те често използват:
миликюри (1 mCi = 10 -3 Ci);
микрокюри (1 µCi = 10 -6 Ci);
нанокюри (1 nCi = 10 -9 Ci).

Въпрос. Всички лъчения йонизиращи ли са? Кои са йонизиращи?

Отговор.Не, не всички, а само онези, чиято енергия е способна да предизвика йонизация. Например електромагнитното излъчване в обхвата на радиовълните или видимата светлина не е йонизиращо лъчение. Ядреното излъчване, характеризиращо се със значителна енергия на всяка отделна частица, е различен въпрос.

За разглеждане на процеси и явления, свързани с ядрените технологии и енергетика, както и с радиационната безопасност и радиоекологията, от съществено значение са следните видове ядрени йонизиращи лъчения:

1. Алфа (а) радиация.Това е излъчването на ядрени частици, всяка от които се състои от 2 протона и 2 неутрона (хелиево ядро). Това се случва по време на разпадането на атомни ядра, по-тежки от олово (например уран, торий, радий, плутоний), както и в много ядрени реакции. Навлизането на алфа излъчвател в тялото може да причини биологично увреждане на клетките му, т.к Алфа частицата носи голямо количество енергия и нейната йонизираща способност е много висока.

2. Бета (b) радиация.Това е излъчване на електрони и позитрони, движещи се с много високи скорости. Възниква главно в резултат на радиоактивен разпад. Йонизиращата способност е значително по-ниска от тази на a-лъчението. Бета частиците обаче са опасни, когато попаднат на повърхността на тялото или вътре в тялото.

3. Гама (g) лъчение- електромагнитното излъчване с най-къса дължина на вълната с висока енергия и с най-голяма проникваща способност. Съответно защитата от външно гама лъчение представлява най-големите предизвикателства.

Въпрос. Каква е проникващата способност на радиацията?

Отговор. Проникваща сила на радиацияопределя състава и дебелината на материала, който ефективно го абсорбира.

a-лъчението е най-слабо проникващо. Ефективно се абсорбира от слой въздух с дебелина няколко сантиметра, слой вода с дебелина около 0,1 mm или, например, лист хартия. б-лъчението има значително по-голяма проникваща способност; за да го спрете, имате нужда например от слой алуминий с дебелина няколко милиметра, а обхватът на бета-частиците в биологичната тъкан достига няколко сантиметра. За g-лъчението всички тези бариери са почти прозрачни. За да го задържите, имате нужда от много дебел (десетки сантиметри и дори метри) слой от вещество с възможно най-висок атомен номер (например олово).

Горното е илюстрирано от фигурата. Лесно се вижда, че за a-, b- и g- лъченията се наблюдава проста закономерност: колкото по-висока е йонизиращата способност на лъчението, толкова по-ниска е проникващата способност. Това съвсем не е случайно - когато тези лъчения взаимодействат с материята, основната част от енергията се изразходва за йонизация.

Въпрос. Какво представляват „експозиционна доза“, „погълната доза“, „еквивалентна доза“, „ефективна еквивалентна доза“ и какви са техните мерни единици?

Отговор. Доза на експозиция- мярка за енергията на гама лъчение, определена от йонизацията на въздуха. Изразено в рентгени (R) за единица време: рентгени на час (R/h) или микрорентгени на час (µR/h) и др.

1 рентген е равен на 1000 милирентгена или 1 000 000 микрорентгена.

Абсорбирана доза- количеството енергия на всеки вид йонизиращо лъчение, погълнато от единица маса на облъченото вещество (основното дозиметрично количество). Единицата за погълната доза е 1 Грей (Gy).

Еквивалентна доза- абсорбирана доза за различни видове радиация (т.е. умножена по коефициент за различни видове йонизиращо лъчение), причиняваща един и същ биологичен ефект (основната дозиметрична стойност за оценка на увреждането на човешкото здраве от хронично излагане на радиация с произволен състав). Коефициентът за бета, гама и рентгеново лъчение е 1, за алфа лъчение е 20.

Според системата SI еквивалентната доза се измерва в Сиверт (съкратено Sv). Името на тази мерна единица е дадено в памет на Sievert, шведски радиолог. Преди това по-често използвахме друга мерна единица - rem (биологичният еквивалент на рентгенова снимка). 1 Sv е равен на 100 rem.

Производната на еквивалентната доза е ефективна еквивалентна доза- Сиверт за единица време. Например милисиверт/година (съкратено mSv/година), микросиверт/година (съкратено μSv/година).

Въпрос. В какви единици се измерва радиационното замърсяване?

Отговор.Радиационното замърсяване на даден район се изразява в Кюри на квадратен километър или Бекерели на квадратен километър. Радиоактивното замърсяване на течности, продукти и други вещества се изразява в бекерели на литър или килограм (Bq/l, Bq/kg).

За информация:По-подробна информация можете да получите от нашия Център за насърчаване на гражданските инициативи, където има подходяща литература по тези въпроси.

< Съдържание >

Радиоактивното лъчение (или йонизиращо лъчение) е енергия, която се освобождава от атоми под формата на частици или вълни с електромагнитна природа. Хората са изложени на такова излагане както от естествени, така и от антропогенни източници.

Полезните свойства на радиацията са направили възможно успешното й използване в промишлеността, медицината, научните експерименти и изследвания, селското стопанство и други области. С разпространението на това явление обаче възниква заплаха за човешкото здраве. Малка доза радиоактивно лъчение може да увеличи риска от придобиване на сериозни заболявания.

Разликата между радиация и радиоактивност

Радиация в широк смисъл означава радиация, тоест разпространение на енергия под формата на вълни или частици. Радиоактивното лъчение се разделя на три вида:

  • алфа радиация – поток от ядра хелий-4;
  • бета радиация – поток от електрони;
  • Гама радиацията е поток от високоенергийни фотони.

Характеристиките на радиоактивното излъчване се основават на тяхната енергия, свойства на предаване и вида на излъчваните частици.

Алфа радиацията, която е поток от корпускули с положителен заряд, може да бъде забавена от плътен въздух или дрехи. Този вид практически не прониква в кожата, но когато влезе в тялото, например чрез порязвания, той е много опасен и има пагубен ефект върху вътрешните органи.

Бета радиацията има повече енергия – електроните се движат с висока скорост и са малки по размер. Поради това този вид радиация прониква през тънки дрехи и кожа дълбоко в тъканта. Бета радиацията може да бъде екранирана с помощта на алуминиев лист с дебелина няколко милиметра или дебела дървена дъска.

Гама лъчението е високоенергийно лъчение от електромагнитно естество, което има силна проникваща способност. За да се предпазите от него, трябва да използвате дебел слой бетон или плоча от тежки метали като платина и олово.

Феноменът радиоактивност е открит през 1896 г. Откритието е направено от френския физик Бекерел. Радиоактивността е способността на предмети, съединения, елементи да излъчват йонизиращо лъчение, тоест радиация. Причината за явлението е нестабилността на атомното ядро, което отделя енергия при разпадане. Има три вида радиоактивност:

  • естествени - характерни за тежки елементи, чийто сериен номер е по-голям от 82;
  • изкуствени - инициирани специално с помощта на ядрени реакции;
  • индуциран - характерен за обекти, които сами се превръщат в източник на радиация, ако са силно облъчени.

Елементите, които са радиоактивни, се наричат ​​радионуклиди. Всеки от тях се характеризира с:

  • полуживот;
  • вида на излъчваната радиация;
  • радиационна енергия;
  • и други имоти.

Източници на радиация

Човешкото тяло е редовно изложено на радиоактивно лъчение. Приблизително 80% от сумата, получавана всяка година, идва от космически лъчи. Въздухът, водата и почвата съдържат 60 радиоактивни елемента, които са източници на естествена радиация. За основен естествен източник на радиация се счита инертният газ радон, отделян от земята и скалите. Радионуклидите попадат в човешкото тяло и чрез храната. Част от йонизиращата радиация, на която хората са изложени, идва от изкуствени източници, вариращи от ядрени генератори и ядрени реактори до радиация, използвана за медицинско лечение и диагностика. Днес обичайните изкуствени източници на радиация са:

  • медицинско оборудване (основен антропогенен източник на радиация);
  • радиохимична промишленост (добив, обогатяване на ядрено гориво, преработка на ядрени отпадъци и тяхното оползотворяване);
  • радионуклиди, използвани в селското стопанство и леката промишленост;
  • аварии в радиохимични заводи, ядрени експлозии, изхвърляне на радиация
  • Строителни материали.

Въз основа на метода на проникване в тялото облъчването се разделя на два вида: вътрешно и външно. Последното е характерно за радионуклидите, разпръснати във въздуха (аерозоли, прах). Те попадат върху кожата или дрехите ви. В този случай източниците на радиация могат да бъдат отстранени чрез измиване. Външното облъчване причинява изгаряния на лигавиците и кожата. При вътрешния тип радионуклидът навлиза в кръвния поток, например чрез инжектиране във вена или през рана, и се отстранява чрез екскреция или терапия. Такова излъчване провокира злокачествени тумори.

Радиоактивният фон значително зависи от географското местоположение - в някои региони нивото на радиация може да надвишава средното стотици пъти.

Ефектът на радиацията върху човешкото здраве

Радиоактивното лъчение, поради йонизиращото си действие, води до образуването на свободни радикали в човешкото тяло - химически активни агресивни молекули, които причиняват увреждане и смърт на клетките.

Особено чувствителни към тях са клетките на стомашно-чревния тракт, репродуктивната и хематопоетичната система. Радиоактивното излъчване нарушава тяхната работа и причинява гадене, повръщане, дисфункция на червата и треска. Засягайки тъканите на окото, може да доведе до радиационна катаракта. Последствията от йонизиращото лъчение също включват увреждания като съдова склероза, влошаване на имунитета и увреждане на генетичния апарат.

Системата за предаване на наследствени данни има фина организация. Свободните радикали и техните производни могат да нарушат структурата на ДНК, носител на генетична информация. Това води до мутации, които засягат здравето на следващите поколения.

Естеството на въздействието на радиоактивното лъчение върху тялото се определя от редица фактори:

  • вид радиация;
  • интензитет на радиация;
  • индивидуални характеристики на тялото.

Ефектите от радиоактивното излъчване може да не се появят веднага. Понякога последствията от него стават забележими след значителен период от време. Освен това една голяма единична доза радиация е по-опасна от дългосрочното излагане на малки дози.

Количеството погълната радиация се характеризира със стойност, наречена Sievert (Sv).

  • Нормалният радиационен фон не надвишава 0,2 mSv/h, което съответства на 20 микрорентгена на час. При рентгенография на зъб човек получава 0,1 mSv.
  • Смъртоносната единична доза е 6-7 Sv.

Приложение на йонизиращо лъчение

Радиоактивното лъчение се използва широко в технологиите, медицината, науката, военната и ядрената промишленост и други области на човешката дейност. Феноменът е в основата на устройства като детектори за дим, генератори на енергия, аларми за заледяване и йонизатори на въздуха.

В медицината радиоактивното лъчение се използва при лъчева терапия за лечение на рак. Йонизиращото лъчение направи възможно създаването на радиофармацевтични препарати. С тяхна помощ се извършват диагностични изследвания. Уредите за анализ на състава на съединенията и стерилизацията са изградени на базата на йонизиращо лъчение.

Откриването на радиоактивното лъчение беше без преувеличение революционно - използването на това явление изведе човечеството на ново ниво на развитие. Това обаче създаде и заплаха за околната среда и човешкото здраве. В тази връзка поддържането на радиационна безопасност е важна задача на нашето време.

Гама лъчите се характеризират с най-малко йонизираща и най-голяма проникваща способност. Това е високочестотен електро-

Гама лъчите се характеризират с най-ниска йонизираща и най-висока проникваща способност. Гама лъчите имат значително по-голяма проникваща способност от бета и алфа лъчите. Преминаването на гама лъчи през материята изобщо не може да се характеризира с дължината на пътя им. Затихването на потока гама лъчи при преминаване през вещества се подчинява на експоненциален закон и се характеризира с коефициента на затихване μ>

Радиоактивното замърсяване възниква в резултат на изпадане на радиоактивни вещества (РС) от облака от ядрен взрив. Основните източници на радиоактивност по време на ядрени експлозии: продукти на делене на вещества, които съставляват ядрено гориво (200 радиоактивни изотопа на 36 химични елемента); индуцирана активност в резултат на въздействието на неутронния поток от ядрен взрив върху някои химични елементи, които изграждат почвата (натрий, силиций и др.); част от ядреното гориво, която не участва в реакцията на делене и влиза в продуктите на експлозията под формата на малки частици. Радиацията от радиоактивни вещества се състои от три вида лъчи: алфа, бета и гама. Гама-лъчите имат най-голяма проникваща способност (във въздуха те изминават разстояние от няколкостотин метра), бета-частиците имат по-малка проникваща способност (няколко метра), а алфа-частиците имат незначителна проникваща способност (няколко сантиметра). Следователно основната опасност за хората при радиоактивно замърсяване на района е гама и бета радиацията.

В допълнение, ефектът от топлинния поток върху тялото зависи от спектралните характеристики на излъчването. Инфрачервени лъчи с дължина от

A-, p-частиците и -y-лъчите имат йонизираща способност. частицата има по-ниска скорост в сравнение с )

Препоръчваме за четене