Quale radiazione ha la maggiore capacità ionizzante? Programma educativo nucleare: radiazioni ionizzanti. Domanda. Cos'è l'attività

È successo così che fin dall'inizio l'energia nucleare sia stata creata in profonda segretezza e segretezza, anche dalla sua stessa gente. Rimase in questo stato per molti anni. Per quanto riguarda l'educazione della popolazione sui fondamenti dell'ecologia nucleare e della protezione sanitaria dalle radiazioni ionizzanti, gli scienziati nucleari praticamente non si sono occupati di questi problemi. Dopotutto, meno le persone comprendono queste questioni, più facile sarà “spegnerle” o ingannarle.

E non è un caso che la popolazione della nostra regione, che vive accanto al grande centro di ricerca atomica RIAR, abbia una comprensione molto scarsa o nulla anche delle questioni basilari legate alle radiazioni ionizzanti.

Per migliorare la situazione, in questo numero della newsletter “Civil Initiative” abbiamo deciso di aprire un programma educativo nucleare e di pubblicare informazioni almeno sui concetti di base relativi alle radiazioni ionizzanti o, come si dice nella vita di tutti i giorni, alle radiazioni. Abbiamo dovuto selezionare molto materiale pertinente per selezionare le spiegazioni più chiare e semplici. Alla fine, abbiamo scelto le informazioni dalla rivista "Fisica", prendendole come base e integrandole con altre fonti, inclusa l'appendice al libro "Mitologia atomica" del membro corrispondente dell'Accademia delle scienze russa A.V. Yablokov.

Di seguito sono riportate le risposte alle domande che compaiono nelle lettere dei nostri lettori e nelle conversazioni con i residenti della regione.

Domanda. Cos'è un nuclide, un radionuclide, un isotopo?

Risposta. Nuclideè chiamato nucleo atomico, caratterizzato, in primo luogo, da una certa composizione nucleonica (il numero di protoni e neutroni) e, in secondo luogo, da un certo stato energetico. Vengono detti nuclei che hanno la stessa composizione nucleonica ma stati energetici diversi isomeri nucleari. I nuclei che mantengono la loro composizione nucleonica e il loro stato energetico per un tempo indefinitamente lungo sono detti stabili; altrimenti parliamo di nuclidi radioattivi, di radionuclidi. Possono esserci due o più isomeri nucleari, ma solo uno di essi è un nuclide stabile.

I radionuclidi sono spesso chiamati isotopi. Questo non è vero: il concetto isotopi viene determinato un insieme di nuclidi (sia stabili che radioattivi) che hanno lo stesso numero di protoni (e sono quindi chimicamente identici, poiché questi nuclidi hanno naturalmente lo stesso numero atomico e sono specie dello stesso elemento della tavola periodica).

Domanda. Che cosa sono la radioattività e le radiazioni?

Risposta. Radioattività esiste la proprietà di alcuni radionuclidi di modificare nel tempo la propria composizione nucleonica e (o) stato energetico con la formazione di nuovi nuclidi (stabili o ancora radioattivi) e l'emissione di RADIAZIONI IONIZZANTI con maggiore o minore PENETRAZIONE. Queste radiazioni vengono chiamate colloquialmente radiazione.

Domanda. Cos'è l'attività?

Risposta. Attività fonte di radionuclide o farmaco è il numero di trasformazioni radioattive in esso contenute per unità di tempo. L'unità di attività è becquerel(Bq) - attività di una sorgente in cui (in media, in senso statistico) avviene 1 trasformazione radioattiva in 1 secondo. Nelle misurazioni pratiche delle radiazioni vengono spesso utilizzati:
kilobecquerel (1 kBq = 10 3 Bq);
megabecquerel (1 MBq = 10 6 Bq);
gigabecquerel (1 GBq = 10 9 Bq).

L'unità di attività non di sistema è ancora spesso utilizzata: curie(Ki). 1 Ci corrisponde all'attività di 1 g di radio-226 in equilibrio con i suoi prodotti di decadimento figli. Il titolo e il contenuto semantico sono echi della storia della fisica nucleare, una delle pagine della quale fu l'isolamento del radio dal minerale di uranio da parte di Marie e Pierre Curie e lo studio delle sue proprietà.

1 Ci = 3,7*10 10 Bq (37 GBq) è un'attività molto grande (in termini quotidiani), quindi in pratica spesso usano:
millicurie (1 mCi = 10 -3 Ci);
microcurie (1 µCi = 10 -6 Ci);
nanocurie (1 nCi = 10 -9 Ci).

Domanda. Tutte le radiazioni sono ionizzanti? Quali sono ionizzanti?

Risposta. No, non tutti, ma solo quelli la cui energia è in grado di provocare la ionizzazione. Ad esempio, la radiazione elettromagnetica nella gamma delle onde radio o della luce visibile non è una radiazione ionizzante. La radiazione nucleare, caratterizzata da un'energia significativa di ogni singola particella, è una questione diversa.

Per considerare i processi e i fenomeni legati alla tecnologia e all’energia nucleare, nonché alla sicurezza dalle radiazioni e alla radioecologia, sono essenziali i seguenti tipi di radiazioni ionizzanti nucleari:

1. Radiazione alfa (a). Si tratta dell'emissione di particelle nucleari, ciascuna delle quali è composta da 2 protoni e 2 neutroni (nucleo di elio). Si verifica durante il decadimento dei nuclei atomici più pesanti del piombo (ad esempio uranio, torio, radio, plutonio), nonché in molte reazioni nucleari. L'ingresso di un emettitore alfa nel corpo può causare danni biologici alle sue cellule, perché La particella alfa trasporta una grande quantità di energia e la sua capacità ionizzante è molto elevata.

2. Radiazione beta (b). Questa è l'emissione di elettroni e positroni che si muovono a velocità molto elevate. Si verifica principalmente a causa del decadimento radioattivo. La capacità ionizzante è significativamente inferiore a quella delle radiazioni a. Tuttavia, le particelle beta sono pericolose quando raggiungono la superficie o l'interno del corpo.

3. Radiazione gamma (g).- la radiazione elettromagnetica ad alta energia con la lunghezza d'onda più corta e la maggiore capacità di penetrazione. Di conseguenza, la protezione dalle radiazioni gamma esterne rappresenta la sfida più grande.

Domanda. Qual è il potere penetrante delle radiazioni?

Risposta. Potere penetrante delle radiazioni determina la composizione e lo spessore del materiale che lo assorbe efficacemente.

La radiazione a è la meno penetrante. Viene efficacemente assorbito da uno strato d'aria spesso diversi centimetri, da uno strato d'acqua spesso circa 0,1 mm o, ad esempio, da un foglio di carta. la radiazione b ha una capacità di penetrazione significativamente maggiore; per fermarlo è necessario, ad esempio, uno strato di alluminio spesso diversi millimetri, e la gamma di particelle beta nel tessuto biologico raggiunge diversi centimetri. Per la radiazione G, tutte queste barriere sono quasi trasparenti. Per trattenerlo, è necessario uno strato molto spesso (decine di centimetri e persino metri) di una sostanza con il numero atomico più alto possibile (ad esempio piombo).

Quanto sopra è illustrato dalla figura. È facile vedere che per le radiazioni a -, b - e g - si osserva uno schema semplice: maggiore è la capacità ionizzante della radiazione, minore è la capacità di penetrazione. Ciò non è affatto casuale: quando queste radiazioni interagiscono con la materia, la parte principale dell'energia viene spesa per la ionizzazione.

Domanda. Cosa sono la “dose di esposizione”, la “dose assorbita”, la “dose equivalente”, la “dose efficace equivalente” e quali sono le loro unità di misura?

Risposta. Dose di esposizione- una misura dell'energia della radiazione gamma determinata dalla ionizzazione dell'aria. Espresso in Roentgen (R) per unità di tempo: Roentgen all'ora (R/h) o micro-Roentgen all'ora (μR/h), ecc.

1 Roentgen equivale a 1.000 milliRoentgen o 1.000.000 di microRoentgen.

Dose assorbita- la quantità di energia di qualsiasi tipo di radiazione ionizzante assorbita da un'unità di massa della sostanza irradiata (la principale grandezza dosimetrica). L'unità di dose assorbita è 1 Gray (Gy).

Dose equivalente- dose assorbita per diversi tipi di radiazioni (cioè moltiplicata per un coefficiente per diversi tipi di radiazioni ionizzanti), che provoca lo stesso effetto biologico (il principale valore dosimetrico per valutare il danno alla salute umana derivante dall'esposizione cronica a radiazioni di composizione arbitraria). Il coefficiente per le radiazioni beta, gamma e X è 1, per le radiazioni alfa è 20.

Secondo il sistema SI, la dose equivalente viene misurata in Sieverts (abbreviato in Sv). Il nome di questa unità di misura è dato in memoria di Sievert, un radiologo svedese. In precedenza, utilizzavamo più spesso un'altra unità di misura: il rem (l'equivalente biologico di una radiografia). 1 Sv è pari a 100 rem.

La derivata della dose equivalente è dose equivalente efficace- Sievert per unità di tempo. Ad esempio, milliSievert/anno (abbreviato mSv/anno), microSievert/anno (abbreviato μSv/anno).

Domanda. In quali unità viene misurato l’inquinamento da radiazioni?

Risposta. La contaminazione da radiazioni di un'area è espressa in Curie per chilometro quadrato o Becquerel per chilometro quadrato. La contaminazione radioattiva di liquidi, prodotti e altre sostanze è espressa in Becquerel per litro o chilogrammo (Bq/l, Bq/kg).

Per informazioni:È possibile ottenere informazioni più dettagliate presso il nostro Centro per la promozione delle iniziative civiche, dove è disponibile la letteratura pertinente su questi temi.

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La radiazione radioattiva (o radiazione ionizzante) è l'energia che viene rilasciata dagli atomi sotto forma di particelle o onde di natura elettromagnetica. Gli esseri umani sono esposti a tale esposizione attraverso fonti sia naturali che antropiche.

Le proprietà benefiche delle radiazioni hanno reso possibile il loro utilizzo con successo nell'industria, nella medicina, negli esperimenti scientifici e nella ricerca, nell'agricoltura e in altri campi. Tuttavia, con la diffusione di questo fenomeno è emersa una minaccia per la salute umana. Una piccola dose di radiazioni radioattive può aumentare il rischio di contrarre malattie gravi.

La differenza tra radiazioni e radioattività

Per radiazione, in senso lato, si intende la radiazione, cioè la diffusione di energia sotto forma di onde o particelle. Le radiazioni radioattive si dividono in tre tipologie:

  • radiazione alfa – flusso di nuclei di elio-4;
  • radiazione beta – flusso di elettroni;
  • La radiazione gamma è un flusso di fotoni ad alta energia.

Le caratteristiche delle radiazioni radioattive dipendono dalla loro energia, dalle proprietà di trasmissione e dal tipo di particelle emesse.

La radiazione alfa, che è un flusso di corpuscoli con carica positiva, può essere ritardata dall'aria densa o dai vestiti. Questa specie praticamente non penetra nella pelle, ma quando entra nel corpo, ad esempio attraverso i tagli, è molto pericolosa e ha un effetto dannoso sugli organi interni.

La radiazione beta ha più energia: gli elettroni si muovono ad alta velocità e sono di piccole dimensioni. Pertanto, questo tipo di radiazione penetra attraverso gli indumenti sottili e la pelle in profondità nei tessuti. La radiazione beta può essere schermata utilizzando un foglio di alluminio spesso pochi millimetri o una spessa tavola di legno.

La radiazione gamma è una radiazione ad alta energia di natura elettromagnetica che ha una forte capacità di penetrazione. Per proteggersi, è necessario utilizzare uno spesso strato di cemento o una piastra di metalli pesanti come platino e piombo.

Il fenomeno della radioattività fu scoperto nel 1896. La scoperta è stata fatta dal fisico francese Becquerel. La radioattività è la capacità di oggetti, composti, elementi di emettere radiazioni ionizzanti, cioè radiazioni. La ragione del fenomeno è l'instabilità del nucleo atomico, che rilascia energia durante il decadimento. Esistono tre tipi di radioattività:

  • naturale – tipico per elementi pesanti il ​​cui numero di serie è maggiore di 82;
  • artificiale – avviato appositamente con l'aiuto di reazioni nucleari;
  • indotto - caratteristica degli oggetti che diventano essi stessi una fonte di radiazioni se sono fortemente irradiati.

Gli elementi radioattivi sono chiamati radionuclidi. Ognuno di essi è caratterizzato da:

  • metà vita;
  • tipo di radiazione emessa;
  • energia delle radiazioni;
  • e altre proprietà.

Sorgenti di radiazioni

Il corpo umano è regolarmente esposto a radiazioni radioattive. Circa l’80% dell’importo ricevuto ogni anno proviene dai raggi cosmici. L'aria, l'acqua e il suolo contengono 60 elementi radioattivi che sono fonti di radiazioni naturali. La principale fonte naturale di radiazioni è considerata il gas inerte radon, rilasciato dalla terra e dalle rocce. I radionuclidi entrano nel corpo umano anche attraverso il cibo. Alcune delle radiazioni ionizzanti a cui le persone sono esposte provengono da fonti artificiali, che vanno dai generatori di energia nucleare e dai reattori nucleari alle radiazioni utilizzate per cure mediche e diagnostica. Oggi, le comuni fonti artificiali di radiazioni sono:

  • attrezzature mediche (la principale fonte di radiazioni di origine antropica);
  • industria radiochimica (estrazione, arricchimento del combustibile nucleare, trattamento delle scorie nucleari e loro recupero);
  • radionuclidi utilizzati nell'agricoltura e nell'industria leggera;
  • incidenti negli impianti radiochimici, esplosioni nucleari, emissioni di radiazioni
  • Materiali di costruzione.

In base al metodo di penetrazione nel corpo, l'esposizione alle radiazioni è divisa in due tipologie: interna ed esterna. Quest'ultima è tipica dei radionuclidi dispersi nell'aria (aerosol, polveri). Si attaccano alla pelle o ai vestiti. In questo caso, le sorgenti di radiazioni possono essere rimosse lavandole via. Le radiazioni esterne provocano ustioni alle mucose e alla pelle. Nel tipo interno, il radionuclide entra nel flusso sanguigno, ad esempio mediante iniezione in una vena o attraverso una ferita, e viene eliminato mediante escrezione o terapia. Tali radiazioni provocano tumori maligni.

Il fondo radioattivo dipende in modo significativo dalla posizione geografica: in alcune regioni il livello di radiazione può superare la media centinaia di volte.

L'effetto delle radiazioni sulla salute umana

Le radiazioni radioattive, a causa del loro effetto ionizzante, portano alla formazione di radicali liberi nel corpo umano: molecole aggressive chimicamente attive che causano danni cellulari e morte.

Particolarmente sensibili sono le cellule del tratto gastrointestinale, dei sistemi riproduttivo ed ematopoietico. Le radiazioni radioattive interrompono il loro lavoro e provocano nausea, vomito, disfunzioni intestinali e febbre. Colpendo i tessuti dell'occhio, può portare alla cataratta da radiazioni. Le conseguenze delle radiazioni ionizzanti includono anche danni come la sclerosi vascolare, il deterioramento dell'immunità e danni all'apparato genetico.

Il sistema di trasmissione dei dati ereditari è ben organizzato. I radicali liberi e i loro derivati ​​possono distruggere la struttura del DNA, portatore dell’informazione genetica. Ciò porta a mutazioni che influenzano la salute delle generazioni successive.

La natura degli effetti delle radiazioni radioattive sul corpo è determinata da una serie di fattori:

  • tipo di radiazione;
  • intensità della radiazione;
  • caratteristiche individuali del corpo.

Gli effetti delle radiazioni radioattive potrebbero non manifestarsi immediatamente. A volte le sue conseguenze diventano evidenti dopo un periodo di tempo significativo. Inoltre, una singola dose elevata di radiazioni è più pericolosa dell’esposizione a lungo termine a piccole dosi.

La quantità di radiazione assorbita è caratterizzata da un valore chiamato Sievert (Sv).

  • La normale radiazione di fondo non supera 0,2 mSv/h, che corrisponde a 20 microroentgen all'ora. Durante la radiografia di un dente, una persona riceve 0,1 mSv.
  • La dose singola letale è di 6-7 Sv.

Applicazione delle radiazioni ionizzanti

Le radiazioni radioattive sono ampiamente utilizzate nella tecnologia, nella medicina, nella scienza, nell’industria militare e nucleare e in altri settori dell’attività umana. Il fenomeno è alla base di dispositivi come rilevatori di fumo, generatori di corrente, allarmi antigelo e ionizzatori d’aria.

In medicina, le radiazioni radioattive vengono utilizzate nella radioterapia per curare il cancro. Le radiazioni ionizzanti hanno reso possibile la creazione di radiofarmaci. Con il loro aiuto vengono eseguiti esami diagnostici. Gli strumenti per l'analisi della composizione dei composti e della sterilizzazione sono costruiti sulla base delle radiazioni ionizzanti.

La scoperta delle radiazioni radioattive è stata, senza esagerare, rivoluzionaria: l'uso di questo fenomeno ha portato l'umanità a un nuovo livello di sviluppo. Tuttavia, ciò ha comportato anche una minaccia per l’ambiente e la salute umana. A questo proposito, il mantenimento della sicurezza dalle radiazioni è un compito importante del nostro tempo.

I raggi gamma sono caratterizzati dalla minore capacità ionizzante e dalla maggiore capacità penetrante. Si tratta di un elettro-

I raggi gamma sono caratterizzati dalla più bassa capacità ionizzante e dalla più alta capacità penetrante. I raggi gamma hanno un potere di penetrazione significativamente maggiore rispetto ai raggi beta e alfa. Il passaggio dei raggi gamma attraverso la materia non può essere affatto caratterizzato dalla lunghezza del loro percorso. L'attenuazione del flusso dei raggi gamma quando attraversano le sostanze obbedisce a una legge esponenziale ed è caratterizzata dal coefficiente di attenuazione μ>

La contaminazione radioattiva si verifica a seguito della ricaduta di sostanze radioattive (RS) dalla nube di un'esplosione nucleare. Le principali fonti di radioattività durante le esplosioni nucleari: prodotti di fissione di sostanze che costituiscono il combustibile nucleare (200 isotopi radioattivi di 36 elementi chimici); attività indotta derivante dall'impatto del flusso di neutroni di un'esplosione nucleare su alcuni elementi chimici che compongono il suolo (sodio, silicio, ecc.); una parte del combustibile nucleare che non partecipa alla reazione di fissione ed entra nei prodotti dell'esplosione sotto forma di piccole particelle. Le radiazioni provenienti da sostanze radioattive sono costituite da tre tipi di raggi: alfa, beta e gamma. I raggi gamma hanno il potere di penetrazione maggiore (nell'aria percorrono una distanza di diverse centinaia di metri), le particelle beta hanno un potere di penetrazione minore (diversi metri) e le particelle alfa hanno un potere di penetrazione insignificante (diversi centimetri). Pertanto, il principale pericolo per le persone in caso di contaminazione radioattiva dell'area sono le radiazioni gamma e beta.

Inoltre, l'effetto del flusso di calore sul corpo dipende dalle caratteristiche spettrali della radiazione. Raggi infrarossi con una lunghezza di

Le particelle A, p e i raggi -y hanno capacità ionizzanti. una particella ha una velocità inferiore rispetto a )

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