Hangi radyasyon en büyük iyonlaştırma yeteneğine sahiptir? Nükleer eğitim programı: iyonlaştırıcı radyasyon. Soru. Etkinlik nedir

Öyle oldu ki, nükleer enerji en başından beri, kendi insanları da dahil olmak üzere derin bir gizlilik ve gizlilik içinde yaratıldı. Uzun yıllar bu halde kaldı. Nüfusu nükleer ekolojinin temelleri ve iyonlaştırıcı radyasyondan sağlığın korunması konusunda eğitmeye gelince, nükleer bilim adamları pratikte bu konularla ilgilenmediler. Sonuçta, insanlar bu konuları ne kadar az anlarlarsa, onları "kapatmak" veya kandırmak o kadar kolay olur.

Ve büyük atom araştırma merkezi RIAR'ın yanında yaşayan bölgemizdeki nüfusun iyonlaştırıcı radyasyonla ilgili temel konular hakkında bile çok az bilgi sahibi olması veya hiç bilgisi olmaması tesadüf değildir.

Durumu iyileştirmek için “Sivil Girişim” bülteninin bu sayısında bir nükleer eğitim programı açmaya ve en azından iyonlaştırıcı radyasyonla veya günlük yaşamda söylendiği gibi radyasyonla ilgili temel kavramlar hakkında bilgi yayınlamaya karar verdik. En net ve en basit açıklamaları seçmek için pek çok ilgili materyali gözden geçirmek zorunda kaldık. Sonunda, "Fizik" dergisinden bilgi seçtik, onu temel aldık ve Rusya Bilimler Akademisi'nin ilgili üyesi A.V. Yablokov'un "Atomik Mitoloji" kitabının eki de dahil olmak üzere diğer kaynaklardan destekledik.

Aşağıda okuyucularımızdan gelen mektuplarda ve bölge sakinleriyle yapılan görüşmelerde ortaya çıkan soruların yanıtları bulunmaktadır.

Soru. Nüklit, radyonüklid, izotop nedir?

Cevap. Nüklit ilk olarak belirli bir nükleon bileşimi (proton ve nötron sayısı) ve ikinci olarak belirli bir enerji durumu ile karakterize edilen atom çekirdeği denir. Nükleonik bileşimleri aynı fakat enerji durumları farklı olan çekirdeklere denir. nükleer izomerler. Nükleonik bileşimini ve enerji durumunu süresiz olarak uzun bir süre koruyan çekirdeklere kararlı denir; aksi halde radyoaktif nüklidlerden bahsediyoruz, radyonüklidler. İki veya daha fazla nükleer izomer olabilir, ancak bunlardan yalnızca biri kararlı bir nükliddir.

Radyonüklitlere genellikle izotoplar denir. Bu doğru değil: kavram izotoplar Aynı sayıda protona sahip olan (ve bu nedenle kimyasal olarak özdeş olan, çünkü bu nüklidler doğal olarak aynı atom numarasına sahip oldukları ve periyodik tablodaki aynı elementin türleri oldukları) bir dizi nüklid (hem kararlı hem de radyoaktif) belirlenir.

Soru. Radyoaktivite ve radyasyon nedir?

Cevap. Radyoaktivite Bazı radyonüklidlerin, yeni nüklidlerin (kararlı veya yine radyoaktif) oluşumu ve daha fazla veya daha az PENETRASYON ile İYONİZE RADYASYON emisyonu ile nükleonik bileşimlerini ve/veya enerji durumlarını zamanla değiştirme özelliği vardır. Bu radyasyonlara halk dilinde denir. radyasyon.

Soru. Etkinlik nedir?

Cevap. Aktivite radyonüklid kaynağı veya ilacı, birim zaman başına içindeki radyoaktif dönüşümlerin sayısıdır. Faaliyet birimi Bequerel(Bq) - (ortalama olarak istatistiksel anlamda) 1 saniyede 1 radyoaktif dönüşümün meydana geldiği bir kaynağın aktivitesi. Pratik radyasyon ölçümlerinde sıklıkla aşağıdakiler kullanılır:
kilobekerel (1 kBq = 10 3 Bq);
megabekerel (1 MBq = 10 6 Bq);
gigabecquerel (1 GBq = 10 9 Bq).

Sistem dışı faaliyet birimi hala sıklıkla kullanılmaktadır - Curie(Ki). 1 Ci, yavru bozunma ürünleriyle dengedeki 1 g radyum-226'nın aktivitesine karşılık gelir. Başlık ve anlamsal içerik, sayfalarından biri Marie ve Pierre Curie tarafından radyumun uranyum cevherinden izolasyonu ve özelliklerinin incelenmesi olan nükleer fizik tarihinin yankılarıdır.

1 Ci = 3,7*10 10 Bq (37 GBq) çok büyük bir aktivitedir (günlük anlamda), dolayısıyla pratikte sıklıkla şunları kullanırlar:
miliküri (1 mCi = 10-3 Ci);
mikroküri (1 uCi = 10-6 Ci);
nanoküri (1 nCi = 10-9 Ci).

Soru. Tüm radyasyonlar iyonlaştırıcı mıdır? Hangileri iyonlaştırıcıdır?

Cevap. Hayır, hepsi değil, yalnızca enerjisi iyonlaşmaya neden olabilecek olanlar. Örneğin, radyo dalgaları veya görünür ışık aralığındaki elektromanyetik radyasyon, iyonlaştırıcı radyasyon değildir. Her bir parçacığın önemli enerjisiyle karakterize edilen nükleer radyasyon farklı bir konudur.

Nükleer teknoloji ve enerjinin yanı sıra radyasyon güvenliği ve radyoekoloji ile ilgili süreçleri ve olguları dikkate almak için aşağıdaki nükleer iyonlaştırıcı radyasyon türleri gereklidir:

1. Alfa (a) radyasyonu. Bu, her biri 2 proton ve 2 nötrondan (helyum çekirdeği) oluşan nükleer parçacıkların emisyonudur. Kurşundan daha ağır atom çekirdeklerinin (örneğin uranyum, toryum, radyum, plütonyum) bozunması sırasında ve birçok nükleer reaksiyonda meydana gelir. Bir alfa yayıcının vücuda girişi hücrelerinde biyolojik hasara neden olabilir, çünkü Alfa parçacığı büyük miktarda enerji taşır ve iyonlaşma yeteneği çok yüksektir.

2. Beta (b) radyasyonu. Bu, çok yüksek hızlarda hareket eden elektronların ve pozitronların emisyonudur. Esas olarak radyoaktif bozunmanın bir sonucu olarak ortaya çıkar. İyonlaştırma yeteneği a-radyasyonunkinden önemli ölçüde daha düşüktür. Ancak beta parçacıkları vücudun yüzeyine veya içine girdiğinde tehlikelidir.

3. Gama (g) radyasyonu- Yüksek enerjili en kısa dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyon ve en büyük nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. Buna göre, harici gama radyasyonundan korunma en büyük zorlukları oluşturmaktadır.

Soru. Radyasyonun nüfuz etme gücü nedir?

Cevap. Radyasyonun nüfuz etme gücü etkili bir şekilde emen malzemenin bileşimini ve kalınlığını belirler.

a-radyasyonu en az nüfuz edendir. Birkaç santimetre kalınlığında bir hava tabakası, yaklaşık 0,1 mm kalınlığında bir su tabakası veya örneğin bir kağıt tabakası tarafından etkili bir şekilde emilir. b-radyasyonunun önemli ölçüde daha fazla nüfuz etme yeteneği vardır; Bunu durdurmak için örneğin birkaç milimetre kalınlığında bir alüminyum katmanına ihtiyacınız var ve biyolojik dokudaki beta parçacıklarının aralığı birkaç santimetreye ulaşıyor. G-radyasyonu için tüm bu bariyerler neredeyse şeffaftır. Onu tutmak için, mümkün olduğu kadar yüksek atom numarasına sahip (örneğin kurşun) çok kalın (onlarca santimetre ve hatta metre) bir madde katmanına ihtiyacınız vardır.

Yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. a -, b - ve g - radyasyonları için basit bir modelin gözlemlendiğini görmek kolaydır: radyasyonun iyonlaşma yeteneği ne kadar yüksekse, nüfuz etme yeteneği o kadar düşük olur. Bu hiç de tesadüfi değil - bu radyasyonlar maddeyle etkileşime girdiğinde enerjinin büyük kısmı iyonizasyona harcanır.

Soru. “Maruz kalma dozu”, “absorbe edilen doz”, “eşdeğer doz”, “etkili eşdeğer doz” nedir ve bunların ölçü birimleri nelerdir?

Cevap. Maruz kalma dozu- havanın iyonlaşmasıyla belirlenen gama radyasyon enerjisinin ölçüsü. Birim zaman başına Röntgen (R) cinsinden ifade edilir: Saat başına Röntgen (R/h) veya saat başına mikro-Röntgen (μR/h), vb.

1 Röntgen, 1000 miliRöntgen veya 1.000.000 mikroRöntgen'e eşittir.

Emilen doz- ışınlanmış maddenin birim kütlesi (ana dozimetrik miktar) tarafından emilen her türlü iyonlaştırıcı radyasyonun enerji miktarı. Emilen dozun birimi 1 Gray'dir (Gy).

Eşdeğer doz- farklı radyasyon türleri için emilen doz (yani, farklı iyonlaştırıcı radyasyon türleri için bir katsayı ile çarpılır), aynı biyolojik etkiye neden olur (keyfi bileşimdeki radyasyona kronik maruz kalmadan insan sağlığına verilen zararı değerlendirmek için ana dozimetrik değer). Beta, gama ve x-ışını radyasyonunun katsayısı 1, alfa radyasyonunun katsayısı 20'dir.

SI sistemine göre eşdeğer doz Sievert (Sv olarak kısaltılır) cinsinden ölçülür. Bu ölçü biriminin adı İsveçli radyolog Sievert'in anısına verilmiştir. Daha önceleri daha çok başka bir ölçü birimi kullanıyorduk: rem (röntgen filminin biyolojik eşdeğeri). 1 Sv 100 rem'e eşittir.

Eşdeğer dozun türevi etkili eşdeğer doz- Zaman birimi başına Sievert. Örneğin, milliSievert/yıl (kısaltılmış mSv/yıl), microSievert/yıl (kısaltılmış μSv/yıl).

Soru. Radyasyon kirliliği hangi birimlerde ölçülür?

Cevap. Bir bölgenin radyasyon kirliliği kilometre kare başına Curies veya kilometre kare başına Becquerel cinsinden ifade edilir. Sıvıların, ürünlerin ve diğer maddelerin radyoaktif kirliliği litre veya kilogram başına Becquerel (Bq/l, Bq/kg) cinsinden ifade edilir.

Bilgi için: Bu konularda ilgili literatürün bulunduğu Sivil Girişimleri Destekleme Merkezimizden daha detaylı bilgi alabilirsiniz.

< İçerik >

Radyoaktif radyasyon (veya iyonlaştırıcı radyasyon), atomlar tarafından elektromanyetik nitelikte parçacıklar veya dalgalar şeklinde salınan enerjidir. İnsanlar bu tür maruziyetlere hem doğal hem de antropojenik kaynaklar yoluyla maruz kalmaktadır.

Radyasyonun faydalı özellikleri, sanayide, tıpta, bilimsel deney ve araştırmada, tarımda ve diğer alanlarda başarıyla kullanılmasını mümkün kılmıştır. Ancak bu olgunun yaygınlaşmasıyla birlikte insan sağlığına yönelik bir tehdit de ortaya çıktı. Küçük bir radyoaktif radyasyon dozu ciddi hastalıklara yakalanma riskini artırabilir.

Radyasyon ve radyoaktivite arasındaki fark

Radyasyon, geniş anlamda radyasyon, yani enerjinin dalga veya parçacık halinde yayılması anlamına gelir. Radyoaktif radyasyon üç türe ayrılır:

  • alfa radyasyonu – helyum-4 çekirdeğinin akışı;
  • beta radyasyonu – elektron akışı;
  • Gama radyasyonu, yüksek enerjili fotonların akışıdır.

Radyoaktif radyasyonun özellikleri enerjilerine, iletim özelliklerine ve yayılan parçacıkların türüne bağlıdır.

Pozitif yüklü parçacıklardan oluşan bir akış olan alfa radyasyonu, kalın hava veya giysilerle geciktirilebilir. Bu tür pratik olarak cilde nüfuz etmez, ancak örneğin kesikler yoluyla vücuda girdiğinde çok tehlikelidir ve iç organlar üzerinde zararlı etkiye sahiptir.

Beta radyasyonunun enerjisi daha fazladır; elektronlar yüksek hızlarda hareket eder ve boyutları küçüktür. Dolayısıyla bu tür radyasyon ince giysilerden ve deriden dokuya derinlemesine nüfuz eder. Beta radyasyonu, birkaç milimetre kalınlığında bir alüminyum levha veya kalın bir ahşap tahta kullanılarak korunabilir.

Gama radyasyonu, güçlü nüfuz etme kabiliyetine sahip, elektromanyetik nitelikteki yüksek enerjili radyasyondur. Buna karşı korunmak için kalın bir beton tabakası veya platin ve kurşun gibi ağır metallerden oluşan bir levha kullanmanız gerekir.

Radyoaktivite olgusu 1896'da keşfedildi. Keşif Fransız fizikçi Becquerel tarafından yapıldı. Radyoaktivite, nesnelerin, bileşiklerin, elementlerin iyonlaştırıcı radyasyon yani radyasyon yayma yeteneğidir. Bu olgunun nedeni, bozunma sırasında enerji açığa çıkaran atom çekirdeğinin kararsızlığıdır. Üç tür radyoaktivite vardır:

  • doğal - seri numarası 82'den büyük olan ağır elementler için tipiktir;
  • yapay - özellikle nükleer reaksiyonların yardımıyla başlatılan;
  • indüklenmiş - yoğun şekilde ışınlanmaya maruz kaldıklarında kendileri de radyasyon kaynağı haline gelen nesnelerin özelliği.

Radyoaktif olan elementlere radyonüklidler denir. Her biri aşağıdakilerle karakterize edilir:

  • yarı ömür;
  • yayılan radyasyonun türü;
  • radyasyon enerjisi;
  • ve diğer özellikler.

Radyasyon kaynakları

İnsan vücudu düzenli olarak radyoaktif radyasyona maruz kalmaktadır. Her yıl alınan miktarın yaklaşık %80'i kozmik ışınlardan gelmektedir. Hava, su ve toprak, doğal radyasyon kaynağı olan 60 radyoaktif element içerir. Radyasyonun ana doğal kaynağının topraktan ve kayalardan salınan inert gaz radon olduğu düşünülmektedir. Radyonüklidler aynı zamanda gıda yoluyla da insan vücuduna girmektedir. İnsanların maruz kaldığı iyonlaştırıcı radyasyonun bir kısmı, nükleer güç jeneratörleri ve nükleer reaktörlerden tıbbi tedavi ve teşhis için kullanılan radyasyona kadar insan yapımı kaynaklardan gelmektedir. Günümüzde yaygın yapay radyasyon kaynakları şunlardır:

  • tıbbi ekipman (ana antropojenik radyasyon kaynağı);
  • radyokimya endüstrisi (nükleer yakıtın çıkarılması, zenginleştirilmesi, nükleer atıkların işlenmesi ve geri kazanılması);
  • tarım ve hafif sanayide kullanılan radyonüklidler;
  • radyokimya tesislerinde kazalar, nükleer patlamalar, radyasyon salınımları
  • İnşaat malzemeleri.

Vücuda nüfuz etme yöntemine bağlı olarak radyasyona maruz kalma iki türe ayrılır: iç ve dış. İkincisi havada dağılan radyonüklidler (aerosol, toz) için tipiktir. Cildinize veya giysilerinize bulaşırlar. Bu durumda radyasyon kaynakları yıkanarak uzaklaştırılabilir. Dış radyasyon mukoza zarlarında ve ciltte yanıklara neden olur. Dahili tipte radyonüklid, örneğin bir damar içine enjeksiyon yoluyla veya bir yara yoluyla kan dolaşımına girer ve boşaltım veya tedavi yoluyla uzaklaştırılır. Bu tür radyasyon kötü huylu tümörleri kışkırtır.

Radyoaktif arka plan önemli ölçüde coğrafi konuma bağlıdır - bazı bölgelerde radyasyon seviyesi ortalamayı yüzlerce kat aşabilir.

Radyasyonun insan sağlığına etkisi

Radyoaktif radyasyon, iyonlaştırıcı etkisi nedeniyle insan vücudunda hücre hasarına ve ölüme neden olan kimyasal olarak aktif agresif moleküller olan serbest radikallerin oluşumuna yol açar.

Gastrointestinal sistem hücreleri, üreme ve hematopoietik sistemler bunlara özellikle duyarlıdır. Radyoaktif radyasyon onların çalışmalarını bozar ve bulantı, kusma, bağırsak fonksiyon bozuklukları ve ateşe neden olur. Göz dokularını etkileyerek radyasyon kataraktına yol açabilir. İyonlaştırıcı radyasyonun sonuçları aynı zamanda vasküler skleroz, bağışıklıkta bozulma ve genetik aparatta hasar gibi hasarları da içerir.

Kalıtsal verilerin aktarım sistemi iyi bir organizasyona sahiptir. Serbest radikaller ve türevleri genetik bilginin taşıyıcısı olan DNA'nın yapısını bozabilmektedir. Bu, sonraki nesillerin sağlığını etkileyen mutasyonlara yol açar.

Radyoaktif radyasyonun vücut üzerindeki etkilerinin doğası bir dizi faktör tarafından belirlenir:

  • radyasyon türü;
  • radyasyon yoğunluğu;
  • vücudun bireysel özellikleri.

Radyoaktif radyasyonun etkileri hemen ortaya çıkmayabilir. Bazen sonuçları önemli bir süre sonra farkedilir hale gelir. Üstelik tek dozda büyük miktarda radyasyon, küçük dozlara uzun süre maruz kalmaktan daha tehlikelidir.

Emilen radyasyon miktarı Sievert (Sv) adı verilen bir değerle karakterize edilir.

  • Normal arka plan radyasyonu 0,2 mSv/saat'i aşmaz, bu da saatte 20 mikroröntgene karşılık gelir. Bir dişin röntgeni çekilirken kişi 0,1 mSv alır.
  • Öldürücü tek doz 6-7 Sv'dir.

İyonlaştırıcı radyasyonun uygulanması

Radyoaktif radyasyon teknoloji, tıp, bilim, askeri ve nükleer endüstrilerde ve insan faaliyetinin diğer alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu fenomen, duman dedektörleri, güç jeneratörleri, buzlanma alarmları ve hava iyonlaştırıcıları gibi cihazların temelini oluşturur.

Tıpta radyoaktif radyasyon, kanseri tedavi etmek için radyasyon terapisinde kullanılır. İyonlaştırıcı radyasyon, radyofarmasötiklerin oluşturulmasını mümkün kılmıştır. Onların yardımıyla teşhis muayeneleri yapılır. Bileşiklerin bileşimini analiz etmek ve sterilizasyon için cihazlar iyonlaştırıcı radyasyon temelinde inşa edilmiştir.

Radyoaktif radyasyonun keşfi abartısız bir devrim niteliğindeydi; bu olgunun kullanılması insanlığı yeni bir gelişme düzeyine taşıdı. Ancak bu aynı zamanda çevre ve insan sağlığını da tehdit ediyordu. Bu bakımdan radyasyon güvenliğini sağlamak çağımızın önemli bir görevidir.

Gama ışınları en az iyonlaştırıcı ve en fazla nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. Bu yüksek frekanslı bir elektro-

Gama ışınları en düşük iyonlaştırma ve en yüksek nüfuz etme yeteneği ile karakterize edilir. Gama ışınları, beta ve alfa ışınlarından önemli ölçüde daha fazla nüfuz etme gücüne sahiptir. Gama ışınlarının maddeden geçişi hiçbir şekilde yol uzunluklarıyla karakterize edilemez. Maddelerden geçerken gama ışınlarının akışının zayıflaması üstel bir yasaya uyar ve zayıflama katsayısı μ> ile karakterize edilir.

Radyoaktif kirlenme, nükleer patlama bulutundan radyoaktif maddelerin (RS) serpilmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Nükleer patlamalar sırasındaki radyoaktivitenin ana kaynakları: nükleer yakıtı oluşturan maddelerin fisyon ürünleri (36 kimyasal elementin 200 radyoaktif izotopu); nükleer bir patlamanın nötron akışının toprağı oluşturan bazı kimyasal elementler (sodyum, silikon vb.) üzerindeki etkisinden kaynaklanan indüklenen aktivite; nükleer yakıtın fisyon reaksiyonuna katılmayan ve patlama ürünlerine küçük parçacıklar halinde giren bir kısmı. Radyoaktif maddelerden kaynaklanan radyasyon üç tür ışından oluşur: alfa, beta ve gama. Gama ışınları en büyük nüfuz gücüne sahiptir (havada birkaç yüz metrelik bir mesafe kat ederler), beta parçacıkları daha az nüfuz etme gücüne sahiptir (birkaç metre) ve alfa parçacıkları önemsiz bir nüfuz gücüne sahiptir (birkaç santimetre). Bu nedenle, bölgenin radyoaktif kirlenmesi durumunda insanlar için asıl tehlike gama ve beta radyasyonudur.

Ayrıca ısı akışının vücut üzerindeki etkisi radyasyonun spektral özelliklerine bağlıdır. Uzunluğa sahip kızılötesi ışınlar

A-, p-partikülleri ve -y-ışınları iyonlaşma özelliğine sahiptir. bir parçacığın hızı )'ye göre daha düşüktür

Okumanızı öneririz