Ndikimi i rrezatimit dhe elementeve kimike të dëmshme në trupin e njeriut. Nga vijnë radionuklidet? ndarje atomike
2. Çfarë e karakterizon koeficientin e aktivitetit relativ biologjik (koeficienti i cilësisë)?
Ajo karakterizon ndryshimet në veprimin biologjik lloje te ndryshme rrezatimi.3. Përcaktoni dozën ekuivalente të rrezatimit të absorbuar. Në çfarë njësi matet?
Doza ekuivalente e rrezatimit të absorbuar është produkt i faktorit të cilësisë dhe dozës së rrezatimit të absorbuar. Ajo matet në sieverta (1 Sv).4. Çfarë lloj rrezatimi jonizues është sfondi i rrezatimit natyror? Cila është vlera mesatare e dozës ekuivalente të rrezatimit të absorbuar për shkak të sfondit të rrezatimit natyror?
Radoni radioaktiv dhe produktet e tij të kalbjes japin një kontribut të madh në sfondin e rrezatimit natyror. Vlera mesatare e dozës ekuivalente të rrezatimit të absorbuar, e cila është për shkak të sfondit natyror të rrezatimit, është rreth 2 mSv në vit.5. Përshkruani përqindjen e kontributit të burimeve të ndryshme të rrezatimit jonizues në sfondin e rrezatimit natyror.
Kontributi i radonit në sfondin e rrezatimit natyror është rreth 55%, rrezet X - 11%, ushqimi dhe frymëmarrja - 11%, korja e tokës - 8%, rrezet kozmike - 8%, mjaltë. ekzaminimet - 4%, mallrat e prodhuar -3%, burimet e tjera - më pak se 1%.Radioaktiviteti: zbërthimi radioaktiv, ndarja bërthamore e atomeve
Radioaktiviteti- zbërthimi radioaktiv, ndarja e bërthamave të atomeve, çdo transformim radioaktiv (ose bërthamor) - kjo është aftësia e bërthamave të atomeve të ndryshme elementet kimike prishen, ndryshojnë me emetimin e grimcave atomike dhe nënatomike me energji të lartë. Në shumicën dërrmuese të rasteve, bërthamat e atomeve (dhe rrjedhimisht vetë atomet) të disa elementeve kimike shndërrohen në bërthama atomesh (në atome) të elementeve të tjerë kimikë, ose (të paktën) konvertohet një izotop i një elementi kimik. në një izotop tjetër të të njëjtit element.
Domethënë, shndërrimet radioaktive janë shndërrimet e atomeve të disa elementeve kimike (izotope) në atome të elementeve të tjerë (izotope).
Aktualisht, njihen të dy radionuklidet natyrore (natyrore, fillimisht ekzistuese në natyrë) - NRN (elemente radioaktive dhe izotope), dhe një numër i madh i atyre artificiale (teknogjene).
Numri i përgjithshëm i radionuklideve natyrore të njohura arrin në 300. Por numri i rëndësisë praktike, që luan një rol të rëndësishëm në natyrë, midis tyre është i vogël - jo më shumë se një duzinë. Për t'i numëruar ato, në parim, mjaft gishta në dy duar.
Ka shumë më tepër izotope radioaktive artificiale, mijëra prej tyre janë marrë. Në shumë elementë kimikë, numri i tyre është shumë më tepër se 10. Përveç kësaj, janë përftuar elementë të rinj, të panjohur më parë dhe që mungojnë në natyrë, të cilët nuk kanë fare izotope të qëndrueshme. Sidomos një numër i madh i izotopeve të reja radioaktive dhe elementëve që nuk janë të disponueshëm në natyrë u shfaqën pas krijimit të reaktorëve bërthamorë dhe testeve bombat bërthamore. Më poshtë do të flasim për to. Deri më sot, janë të njohura rreth 2000 radionuklide artificiale.
Transformimet radioaktive (bërthamore) mund të jenë natyrore, spontane (spontane) dhe artificiale,
Siç e dini, çdo atom përbëhet nga një bërthamë dhe elektrone që lëvizin rreth tij. Bërthama përbëhet nga grimca të ngarkuara pozitivisht - protone dhe pa ngarkesë (grimca neutrale) - neutrone. Sa protone ka në bërthamë, aq shumë elektrone lëvizin (rrotullojnë) rreth bërthamës. I njëjti numër është i barabartë me numrin e elementit në tabelën D.I. Mendelejevi.
Vetitë kimike të një atomi të një elementi kimik të caktuar përcaktohen nga numri i protoneve në bërthamë dhe, në përputhje me rrethanat, nga numri i elektroneve. Numri i neutroneve për Vetitë kimike nuk ndikon dhe mund të ndryshojë. Prandaj, atomet e të njëjtit element kimik mund të kenë pesha të ndryshme: numri i protoneve është i njëjtë, por numri i neutroneve është i ndryshëm. Këto lloj atomesh quhen izotopë.
Atomet (elementet, izotopet) bërthamat e të cilave i nënshtrohen zbërthimit radioaktiv ose transformimeve të tjera radioaktive quhen radioaktive. Termat atome radioaktive (elemente, izotope), radionuklide, radioizotope janë sinonime.
Të gjitha llojet e transformimeve radioaktive spontane (spontane) janë një proces i rastësishëm, statistikor.
Të gjitha llojet e transformimeve radioaktive shoqërohen, si rregull, me përjashtime të rralla, nga lëshimi i energjisë së tepërt nga bërthama e një atomi në formën e rrezatimit elektromagnetik - rrezatimi gama. Rrezatimi gama është një rrjedhë e kuanteve gama (gama kuanta) - pjesë të energjisë (një kuantike është një pjesë) që kanë energji të lartë dhe fuqi depërtuese.
Përveç kësaj, transformimet radioaktive mund të shoqërohen me lëshimin e rrezeve X. X-rrezet janë gjithashtu rrezatimi elektromagnetik, kjo është gjithashtu një rrymë grimcash (pjese energjie) - fotone - zakonisht me më pak energji. Vetëm “vendlindja” e rrezeve X nuk është bërthama, por predha elektronike. Rrjedha kryesore e rrezatimit me rreze X ndodh në substancë kur "grimcat radioaktive" kalojnë nëpër të.
Ekzistojnë dy lloje kryesore të transformimeve radioaktive, dy shumë të ndryshme procesi fizik(dukuri): zbërthimi radioaktiv dhe ndarja e bërthamave atomike.
Izotopet janë varietete atomesh të të njëjtit element kimik, që ndryshojnë vetëm në numrin e neutroneve në bërthamë dhe për rrjedhojë në peshën e tyre.
Edhe i pari në tabelën periodike dhe atomi më i lehtë - hidrogjeni, në bërthamën e të cilit ka vetëm një proton (dhe një elektron rrotullohet rreth tij), ka tre izotope. I pari është hidrogjeni i zakonshëm, ose protium, bërthama e të cilit përbëhet vetëm nga një proton; pesha e tij atomike është një, simboli kimik është H (ose H-1). E dyta është deuteriumi, ose hidrogjeni i rëndë, bërthama e të cilit përbëhet nga një proton dhe një neutron; pesha atomike - dy, simboli kimik D (ose H-2). Dhe tritium, në bërthamën e të cilit ka një proton dhe dy neutrone; pesha atomike - tre, simboli kimik T (ose H-3).
Dy izotopet e para janë të qëndrueshme, i treti - tritiumi - është radioaktiv.
Shumica dërrmuese natyrore Izotopët (fillimisht të disponueshëm dhe të disponueshëm në natyrë) janë të qëndrueshme. Por ka edhe radioaktive. Këto janë radionuklide natyrale (NRN). Nuk ka shumë prej tyre.
Përveç izotopeve radioaktive, ka edhe elementë radioaktivë. Këto janë ato në të cilat nuk ka fare izotope të qëndrueshme - të gjithë izotopet janë radioaktive. Këta janë elementë natyrorë: uraniumi, toriumi dhe produktet e transformimeve të tyre (prishjes) - radiumi, radoni, poloniumi dhe disa të tjerë, deri në belin dhe duke përfshirë.
Dhe ndër artificiale nuk ka fare izotope dhe elementë të qëndrueshëm. Të gjithë izotopët dhe elementët artificialë janë radioaktivë. Këto janë izotope artificiale të çdo elementi të njohur prej kohësh dhe që ndodhin natyrshëm, dhe elemente artificiale, e cila nuk ekzistonte në natyrë para ardhjes së energjisë bërthamore. Këto të fundit, para së gjithash, përfshijnë aktinide transuranium, si dhe të gjithë elementët pasues të periudhës së 7-të të tabelës periodike.
zbërthimi radioaktiv
zbërthimi radioaktiv- ky është emetimi, nxjerrja me shpejtësi të madhe nga bërthamat e atomeve të grimcave "elementare" (atomike, nënatomike), të cilat zakonisht quhen grimca radioaktive ose rrezatim radioaktiv. Në këtë rast, siç u përmend tashmë, në shumicën dërrmuese të rasteve, bërthama e një atomi (dhe rrjedhimisht vetë atomi) i një elementi kimik kthehet në bërthamën e një atomi (në një atom) të një elementi tjetër kimik; ose një izotop i një elementi të caktuar kimik shndërrohet në një izotop tjetër të të njëjtit element.
Prishja radioaktive, si të gjitha llojet e tjera të transformimeve radioaktive, mund të jetë e natyrshme (spontane, spontane) dhe artificiale, e shkaktuar nga hyrja e një grimce nga jashtë në bërthamën e një atomi të qëndrueshëm.
Për radionuklidet natyrore (natyrore), llojet kryesore të zbërthimit radioaktiv janë kalbja alfa dhe beta minus (edhe pse gjenden edhe të tjera). Emrat alfa dhe beta u dhanë nga Ernest Rutherford në vitin 1900 ndërsa studionte rrezatimin radioaktiv.
Për radionuklidet artificiale (teknogjene), përveç kësaj, janë karakteristikë neutron, proton, pozitron (beta-plus) dhe llojet më të rralla të kalbjes dhe transformimeve bërthamore (mezon, kapje K, tranzicion izomerik, "ndarje", etj.).
Kalbja alfa
Kalbja alfa (zbërthimi alfa) është një lloj karakteristik i kalbjes radioaktive për elementët radioaktivë natyrorë të periudhës së gjashtë dhe të shtatë të tabelës periodike të D. I. Mendeleev (uraniumi, toriumi dhe produktet e tyre të kalbjes deri dhe duke përfshirë bismutin) dhe veçanërisht për artificial - transuranium - elementet. Kjo do të thotë, izotopet individuale të të gjithë elementëve të rëndë, duke filluar me bismut, i nënshtrohen këtij lloji të kalbjes.
Kalbja alfa- ky është emetimi nga bërthama e një atomi të një grimce alfa (grimca alfa), e cila përbëhet nga 2 protone dhe 2 neutrone. Një grimcë alfa ka një masë prej 4 njësi, një ngarkesë prej +2 dhe është bërthama e një atomi helium.
Si rezultat i emetimit të një grimce alfa, formohet një element i ri, i cili ndodhet 2 qeliza në të majtë në tabelën periodike, pasi numri i protoneve në bërthamë, dhe rrjedhimisht ngarkesa bërthamore dhe numri i elementit, kanë bëhen dy njësi më pak. Dhe masa e izotopit që rezulton është 4 njësi më pak.
Për shembull, kalbja alfa e uraniumit prodhon gjithmonë torium, prishja alfa e toriumit prodhon gjithmonë radium, prishja e radiumit prodhon gjithmonë radon, pastaj polonium dhe në fund plumb. Në këtë rast, toriumi-234 formohet nga një izotop specifik i uraniumit-238, pastaj radium-230, radon-226, etj.
Prishja radioaktive është nxjerrja e një grimce nga bërthama e një atomi, si rezultat i së cilës një atom i një elementi kimik (izotopi) shndërrohet në një atom të një elementi tjetër (izotopi).
zbërthimi alfa është nxjerrja (emetimi) i një grimce alfa nga bërthama e një atomi.
një grimcë alfa është 2 protone dhe 2 neutrone, domethënë bërthama e një atomi heliumi me masë 4 njësi dhe ngarkesë +2.
Shpejtësia e një grimce alfa kur largohet nga bërthama është nga 12,000 deri në 20,000 km/s.
Në një vakum, një grimcë alfa mund të rrethojë globin në ekuator në 2 sekonda.
beta prishje
beta prishje(zbërthimi beta) - lloji më i zakonshëm i zbërthimit radioaktiv (dhe transformimeve radioaktive në përgjithësi), veçanërisht midis radionuklideve artificiale. Vërehet pothuajse në të gjithë elementët kimikë të njohur sot. Kjo do të thotë që çdo element kimik ka të paktën një izotop beta-aktiv, domethënë beta-zbërthim. Në këtë rast, më shpesh ndodh prishja beta-minus.
beta minus kalbje(beta-) është nxjerrja (emetimi) nga bërthama e një grimce beta-minus - një elektron, i cili u formua si rezultat i shndërrimit spontan të një prej neutroneve në një proton dhe një elektron. Në këtë rast, protoni i rëndë mbetet në bërthamë, dhe elektroni i lehtë - një grimcë beta-minus - fluturon nga bërthama me shpejtësi të madhe. Dhe meqenëse ka një proton më shumë në bërthamë, bërthama e këtij elementi shndërrohet në bërthamën e elementit fqinj në të djathtë - me një numër më të madh.
Kështu, për shembull, gjatë kalbjes beta-minus, izotopi radioaktiv i kaliumit - kalium-40 - shndërrohet në një izotop të qëndrueshëm të kalciumit (që qëndron në qelizën tjetër në të djathtë) - kalcium-40. Dhe kalciumi radioaktiv-47 - në skandium-47 (gjithashtu radioaktiv), duke qëndruar në të djathtë të tij, i cili, nga ana tjetër, shndërrohet gjithashtu në titan-47 të qëndrueshëm nga kalbja beta-minus.
Emri grimcë beta është ruajtur historikisht. Dallimi midis një grimce beta-minus dhe një elektroni të zakonshëm është vetëm në "vendlindjen": bërthama e atomit, dhe jo predha elektronike rreth bërthamës, si dhe në shpejtësinë (energjinë) e ikjes. Shpejtësia e ikjes së një grimce beta është 9/10 e shpejtësisë së dritës, domethënë 270,000 km/sek.
Nuk ka shumë radionuklide beta-aktive natyrore. Dhe ndër të rëndësishmet edhe më pak. Këto përfshijnë, para së gjithash, kalium-40 (T 1/2 \u003d 1.3 10 9 vjet), megjithëse përmban vetëm 0.0119% në përzierjen natyrale të izotopeve të kaliumit.
Përveç K-40, të gjitha produktet e kalbjes së uraniumit dhe toriumit janë gjithashtu radionuklide të rëndësishëm natyrorë beta-minus aktiv.
Fakti është se, për shembull, toriumi-234, i cili formohet gjatë kalbjes alfa, shndërrohet në protaktinium-234, i cili, nga ana tjetër, në mënyrë të ngjashme përsëri në uranium, por tashmë në një izotop tjetër - uranium-234. Dhe uraniumi-234 (përsëri nga kalbja alfa) - përsëri në torium, por tashmë në torium-230. Më tej, toriumi-230 nga kalbja alfa - në radium-226, radiumi - në radon.
Kështu, K-40 dhe të gjithë elementët nga talium në uranium mund t'i atribuohen radionuklideve aktive beta-minus natyrore të rëndësishme.
beta plus prishje(- ky është nxjerrja (emetimi) nga bërthama e një grimce beta-plus - një pozitron (një "elektron" i ngarkuar pozitivisht), i cili u formua si rezultat i shndërrimit spontan të njërit prej protoneve në një neutron dhe një pozitron Si rezultat i kësaj (pasi ka më pak protone), ky element kthehet në të majtën ngjitur (me një numër më të ulët, ai i mëparshmi).
Kështu, për shembull, gjatë kalbjes beta-plus, izotopi radioaktiv i magnezit magnez-23 shndërrohet në një izotop të qëndrueshëm të natriumit (në të majtë) - natriumi-23, dhe izotopi radioaktiv i europium europium-150 shndërrohet në një izotop të qëndrueshëm. e samariumit - samarium-150.
zbërthimi beta është emetimi i grimcave beta ose beta +, domethënë elektroneve të zakonshme me ngarkesë -1 (e -) ose pozitroneve - "elektrone" me ngarkesë +1 (e +).
Shpejtësia e largimit të grimcave beta nga bërthama është 9/10 e shpejtësisë së dritës - 270,000 km/sek.
Lloje të tjera të kalbjes radioaktive
Përveç këtyre zbërthimeve alfa dhe beta, ekzistojnë lloje të tjera të kalbjes radioaktive që janë më pak të zakonshme dhe më karakteristike për radionuklidet artificiale.
zbërthimi i neutronit- emetimi nga bërthama e një atomi të një neutroni (n) - një grimcë neutrale me masë 1 njësi. Kur emetohet një neutron, një izotop i një elementi kimik të caktuar shndërrohet në një tjetër me një peshë më të vogël. Kështu, për shembull, gjatë zbërthimit të neutronit, izotopi radioaktiv i litiumit litium-9 shndërrohet në litium-8, helium radioaktiv-5 në helium-4 të qëndrueshëm.
Nëse izotopi i qëndrueshëm i jodit jod-127 rrezatohet me kuanta gama, atëherë ai bëhet radioaktiv, lëshon një neutron dhe shndërrohet në një izotop tjetër radioaktiv jod-126.
zbërthimi i protonit- një lloj zbërthimi jashtëzakonisht i rrallë është emetimi i një protoni (p) nga bërthama e një atomi - një grimcë me masë 1 njësi. dhe ngarkoni +1. Kur lëshohet një proton, ky element kimik kthehet në atë fqinj në të majtë (me një numër më të ulët, ai i mëparshmi), dhe pesha atomike zvogëlohet me një.
Siç është përmendur tashmë, të gjitha transformimet radioaktive, duke përfshirë të gjitha llojet e kalbjes radioaktive, shoqërohen, si rregull, me përjashtime të rralla, nga lëshimi i energjisë së tepërt në formën e rrezatimit gama - kuanta gama, dhe ndonjëherë edhe rrezatimi me rreze x ( fotone) me më pak energji.
Rrezatimi gama- ky është një fluks i rrezeve gama, ky është rrezatim elektromagnetik, më "i vështirë" se rrezet x të zakonshme mjekësore.
Historikisht është ruajtur edhe emri "rrezatim gama". Dallimi midis rrezatimit gama dhe rrezeve X (si në rastin e rrezatimit b) është gjithashtu vetëm në "vendlindjen": bërthama e atomit, dhe jo predha elektronike.
rrezatimi gama - rrezatimi elektromagnetik, "më i vështirë" se rrezet x konvencionale.
rrezet gama janë grimcat elektromagnetike- pjesë të energjisë.
"Vendlindja" e gama kuanteve është bërthama e një atomi.
Rrezatimi me rreze X është gjithashtu rrezatim elektromagnetik, por "vendlindja" e rrezatimit me rreze X janë predha elektronike të atomeve.
Karakteristikat kryesore të zbërthimit radioaktiv
Të gjitha llojet e transformimeve radioaktive spontane (spontane) (si zbërthimi ashtu edhe ndarja) janë një proces statistikor i rastësishëm.
Të gjitha llojet e zbërthimit radioaktiv spontan karakterizohen nga jetëgjatësia e radionuklidit dhe aktiviteti i tij, domethënë nga shkalla e kalbjes. Një tregues i jetëgjatësisë së një radionuklidi, shkalla e kalbjes së tij është gjysma e jetës. Përdoret gjithashtu konstanta radioaktive ose konstanta (konstante) e kalbjes.
Gjysem jete(T 1/2) - koha gjatë së cilës gjysma e atomeve radioaktive kalbet dhe numri i tyre zvogëlohet me 2 herë. Gjysma e jetës së të gjitha radionuklideve është e ndryshme - nga fraksionet e sekondës (radionuklidet jetëshkurtër) deri në miliarda vjet (jetegjatë).
Aktiviteti- ky është numri i akteve të kalbjes (në rastin e përgjithshëm, aktet e transformimeve radioaktive, bërthamore) për njësi të kohës (zakonisht për sekondë). Njësitë e veprimtarisë janë bekereli dhe kuri.
bekerel(Bq) është një akt i kalbjes për sekondë (1 prishje/sek). Njësia mban emrin e fizikantit francez, laureat Çmimi Nobël Antoine Henri Becquerel.
Curie(Ki) - 3,7 10 10 Bq (dispersion / sek). Kjo njësi u ngrit historikisht: 1 gram radium-226 në ekuilibër me produktet e kalbjes së bijës ka një aktivitet të tillë. Ishte me radium-226 që fituesit e çmimit Nobel, shkencëtarët francezë Pierre Curie dhe Marie Sklodowska-Curie punuan për shumë vite.
Njësitë e shumta për bekerelin janë mijë (kilo-bekerel, kBq), milion (megabekerel, MBq) dhe miliardë (gigabekerel, GBq).
Njësitë fraksionale për kuritë janë të mijëtat e kurive - milikuri (mCi), dhe pjesët për milion - mikrokuri (mcCi, mCi):
1 mCi = 3,7 x 10 7 Bq; 1 μCi \u003d 3,7 x 10 4 Bq.
Ekziston koncepti i "aktivitetit specifik" (pesha ose vëllimi) - ky është aktiviteti i një njësie të masës (peshës) ose vëllimit të një substance. Ose, më saktë, aktiviteti i një radionuklidi (ose një përzierje radionuklidesh) për njësi peshë ose vëllim të një substance. Ndonjëherë përdoret aktiviteti në zonë: Bq ose Ki për m 2 ose km 2
Paraprakisht, mund të konsiderohet se aktiviteti i një sasie të vogël (gram) dhe / ose me një aktivitet të vogël fillestar (mCi; μCi) të një radionuklidi zvogëlohet në një nivel praktikisht të sigurt (nganjëherë pothuajse në zero) pas 10 gjysmë jetësh. Gjatë kësaj kohe, numri i atomeve radioaktive, dhe rrjedhimisht aktet e kalbjes, domethënë aktiviteti, zvogëlohet me 2 10 = 1024 herë.
Konstante radioaktive(konstante ose konstante zbërthimi) l është pjesa e atomeve që zbërthehen në 1 sekondë.
l \u003d 0,693 / T 1/2 (sek -1), ku
0,693 është ln 2 nga ligji i zbërthimit radioaktiv N t \u003d N 0 x e -lt, ku
N 0 dhe N t janë numri i atomeve radioaktive në kohën fillestare (zero) dhe numri i atomeve që mbeten në kohën t;
t - koha në sekonda.
Meqenëse për një kohë të barabartë me një periudhë gjysmë jete, numri i atomeve radioaktive zvogëlohet përgjysmë, atëherë në t = T 1/2 kemi: N t = N 0 /2: e -lt = 1/2; e -lt \u003d 2 (ku t \u003d T 1/2) dhe si rezultat ln2 \u003d l x T 1/2
Karakteristikat kryesore të rrezatimit jonizues. Fuqia depërtuese e rrezatimit
Të gjitha grimcat atomike dhe nënatomike të emetuara nga bërthama e një atomi gjatë zbërthimit radioaktiv: alfa, beta, n, p, gama, etj. - quhen grimca radioaktive, rrezatim radioaktiv ose jonizues (II), pasi të gjitha ato, kur kalojnë nëpër çështje:
- - së pari, ato çojnë në jonizimin e tij, në formimin e grimcave të nxehta (me energji të lartë) dhe jashtëzakonisht reaktive: jone dhe radikale të lira (fragmente molekulash që nuk kanë ngarkesë) dhe
- - së dyti, ato mund të çojnë në aktivizimin (aktivizimin) e një substance, në shfaqjen e të ashtuquajturit aktivitet të induktuar, domethënë në shndërrimin e atomeve të qëndrueshme në ato radioaktive - shfaqjen e radionuklideve me origjinë aktivizimi.
Prandaj, karakteristikat kryesore të AI janë energjia e grimcave, diapazoni i tyre në media të ndryshme ose fuqia depërtuese, si dhe fuqia e tyre jonizuese (sidomos në aspektin e rrezikut për objektet biologjike).
Energjia e grimcave matet në elektron volt (eV). Një elektron volt është energjia që një elektron fiton nën ndikimin e një fushe elektrike me një ndryshim potencial (tension) prej 1 volt.
1 ev \u003d 1,6 x 10 -12 erg \u003d 1,6 x 10 -19 xhaul \u003d 3,83 x 10 -20 kalori
Energjia reale e grimcave të AI ndryshon në një gamë të gjerë dhe zakonisht arrin në mijëra e miliona eV, prandaj shprehet në kilo- dhe mega-elektron-volt (keV dhe MeV).
1 kiloelektron volt (keV) = 10 3 eV.
1 megaelektron volt (MeV) = 10 6 eV.
Gama e grimcave alfa
Në çdo mjedis, grimcat alfa me masë të madhe (4 njësi atomike), ngarkesë (+2) dhe energji lëvizin në vijë të drejtë. Prandaj thonë rreth gamës së grimcave alfa.
Energjia e grimcave alfa gjatë zbërthimit natyror është 4?9 MeV, shpejtësia e ikjes është 12?20 mijë km/sek.
Gama e grimcave alfa varet nga energjia fillestare dhe zakonisht varion nga 3 në 7 (rrallë deri në 13) cm në ajër, dhe në media të dendura është të qindtat e mm (në xhami - 0,04 mm). rrezatimi alfa nuk depërton në një fletë letre dhe në lëkurën e njeriut.
Për shkak të masës dhe ngarkesës së tyre, grimcat alfa kanë fuqinë më të lartë jonizuese, duke shkatërruar gjithçka në rrugën e tyre. Prandaj, radionuklidet alfa-aktive janë më të rrezikshmit për njerëzit dhe kafshët kur gëlltiten.
Fuqia depërtuese e grimcave beta
Për shkak të masës së vogël (është 1836 herë më pak se masa e një protoni) të ngarkesës (-1) dhe madhësisë së grimcave beta, ato ndërveprojnë më dobët me substancën përmes së cilës duhet të fluturojnë, por ato fluturojnë me tutje. Në të njëjtën kohë, rruga e një grimce beta në një substancë nuk është e drejtpërdrejtë. Prandaj, ata flasin për aftësinë e tyre depërtuese, e cila varet edhe nga energjia.
Fuqia depërtuese e grimcave beta të formuara gjatë zbërthimit radioaktiv në ajër arrin 2-3 m, në ujë dhe lëngje të tjera matet në centimetra, në të ngurta- fraksione cm Rrezatimi beta depërton në indet e trupit deri në një thellësi 1?2 cm Një mbrojtje e mirë kundër rrezatimit beta është një shtresë uji disa (deri në 10) cm e përthithur plotësisht nga shtresat: ajri - 4 m ; alumini - 2,16 cm; hekur - 7,55 mm; plumb - 5,18 mm.
Për shkak të madhësisë së tyre të vogël, masës dhe ngarkesës, grimcat beta kanë një aftësi jonizuese shumë më të ulët se grimcat alfa, por është e natyrshme që izotopet beta-aktive janë gjithashtu shumë më të rrezikshëm kur futen brenda sesa kur ekspozohen ndaj rrezatimit të jashtëm.
Shumësia e zbutjes së rrezatimit n- dhe gama
Llojet më depërtuese të rrezatimit janë neutron dhe gama. Gama e tyre në ajër mund të arrijë dhjetëra e qindra metra (gjithashtu në varësi të energjisë), por me një kapacitet jonizues më të ulët.
Për shumicën e izotopeve, energjia e rrezeve gama nuk kalon 1?3 MeV, megjithëse shumë rrallë mund të arrijë vlera të mëdha - 6?7 MeV. Prandaj, si mbrojtje ndaj rrezatimit n- dhe gama përdoren shtresa të trasha betoni, plumbi, çeliku etj., dhe tashmë po flasim për raportet e zbutjes.
Pra, për një zbutje 10-fish të rrezatimit gama të kobalt-60 (E = 1.17 dhe 1.33 MeV), kërkohet një mburojë plumbi me një trashësi prej rreth 5 cm, dhe për një zbutje 100-fish - 9.5 cm; Mbrojtja e betonit duhet të jetë, përkatësisht, rreth 33 dhe 55 cm, dhe trashësia e shtresës së ujit - 70 dhe 115 cm.
Fuqia jonizuese e neutroneve varet shumë nga energjia e tyre.
Në çdo rast, duhet mbajtur mend se "mbrojtja" më racionale nga çdo rrezatim është distanca më e madhe e mundshme nga burimi i rrezatimit (natyrisht, brenda kufijve të arsyeshëm) dhe qëndrimi më i shkurtër i mundshëm në zonën e rrezatimit të shtuar.
ndarje atomike
Ndarja e bërthamave të atomeve është një ndarje spontane, ose nën veprimin e neutroneve, duke e ndarë bërthamën e një atomi në 2 pjesë afërsisht të barabarta, në dy "fragmente".
Tharkat janë dy izotopi radioaktiv elementet e pjesës qendrore të tabelës së D. I. Mendeleev, afërsisht nga bakri në mes të elementeve të lantanidit (samarium, europium).
Gjatë ndarjes, 2-3 neutrone shtesë emetohen dhe një tepricë energjie lirohet në formën e kuantave gama, shumë më tepër sesa gjatë zbërthimit radioaktiv. Nëse një akt i zbërthimit radioaktiv zakonisht përbën një gama-kuant, atëherë për 1 akt ndarjeje ka 8-10 gama-kuante! Përveç kësaj, fragmentet fluturuese kanë një të madhe energjia kinetike(shpejtësia), e cila shndërrohet në nxehtësi.
Neutronet e emetuara mund të shkaktojnë ndarjen e dy ose tre bërthamave të ngjashme nëse janë afër dhe nëse neutronet i godasin.
Kështu, bëhet e mundur të zbatohet një reaksion zinxhir i degëzuar, përshpejtues i ndarjes së bërthamave atomike me lëshimin e një sasie të madhe energjie.
Nese nje reaksion zinxhir mbani nën kontroll, menaxhoni zhvillimin e tij, parandaloni që të përshpejtohet dhe të largohet vazhdimisht energjia e çliruar (nxehtësia), atëherë kjo energji ("energjia atomike") mund të përdoret ose për ngrohje ose për prodhimin e energjisë elektrike. Kjo kryhet në reaktorët bërthamorë, në termocentralet bërthamore.
Nëse reaksioni zinxhir lejohet të zhvillohet në mënyrë të pakontrolluar, atëherë do të ndodhë një shpërthim atomik (bërthamor). Është tashmë një armë bërthamore.
Në natyrë, ekziston vetëm një element kimik - uraniumi, i cili ka vetëm një izotop të zbërthyeshëm - uranium-235. atë uranium për armë. Dhe ky izotop në uranium natyror është 0.7%, pra vetëm 7 kg për ton! Pjesa e mbetur prej 99,3% (993 kg për ton) është një izotop jo i zbërthyeshëm - uranium-238. Sidoqoftë, ekziston një izotop tjetër - uranium-234, por ai është vetëm 0,006% (60 gram për ton).
Por në një reaktor bërthamor të zakonshëm të uraniumit, nga uraniumi-238 jo i zbërthyeshëm ("jo i shkallës së armëve"), nën veprimin e neutroneve (aktivizimi i neutronit!) Formohet një izotop i ri i uraniumit - uraniumi-239, dhe prej tij ( nga zbërthimi i dyfishtë beta-minus) - një element i ri, artificial, i natyrshëm plutonium. Në këtë rast, menjëherë formohet një izotop i zbërthyeshëm i plutoniumit - plu-tonium-239. atë plutonium i shkallës së armëve.
Fizioni i bërthamave atomike është thelbi, baza e armëve atomike dhe energjisë atomike.
Masa kritike është sasia e një izotopi të armës në të cilën neutronet e lëshuara gjatë ndarjes spontane të bërthamave nuk fluturojnë jashtë, por bien në bërthamat fqinje dhe shkaktojnë ndarjen artificiale të tyre.
Masa kritike e uraniumit metalik-235 është 52 kg. Ky është një top me një diametër prej 18 cm.
Masa kritike e plutoniumit metalik-239 është 11 kg (dhe sipas disa publikimeve - 9 ose edhe 6 kg). Ky është një top me një diametër prej rreth 9-10 cm.
Kështu, tani njerëzimi ka dy izotope të zbërthyer, të shkallës së armëve: uranium-235 dhe plutonium-239. Dallimi i vetëm midis tyre është se uraniumi, së pari, është më i përshtatshëm për përdorim në energjinë bërthamore: ju lejon të kontrolloni reaksionin e tij zinxhir, dhe së dyti, është më pak efektiv për një reaksion zinxhir të pakontrolluar - shpërthim atomik: ka një shkallë më të ulët të ndarjes spontane bërthamore dhe një masë kritike më të madhe. Dhe plutoniumi i shkallës së armëve, përkundrazi, është më i përshtatshëm për të armë nukleare: ka një shkallë të lartë të ndarjes spontane bërthamore dhe një masë kritike shumë më të ulët. Plutoniumi-239 nuk lejon kontroll të besueshëm të reaksionit të tij zinxhir dhe për këtë arsye nuk ka gjetur ende aplikim të gjerë në inxhinierinë bërthamore, në reaktorët bërthamorë.
Kjo është arsyeja pse të gjitha problemet me uraniumin e shkallës së armëve u zgjidhën brenda disa vitesh, dhe përpjekjet për të përdorur plutonium në energjinë bërthamore vazhdojnë edhe sot e kësaj dite - për më shumë se 60 vjet.
Pra, dy vjet pas zbulimit të ndarjes së uraniumit, u lëshua reaktori i parë bërthamor i uraniumit në botë (dhjetor 1942, Enrico Fermi, SHBA), dhe dy vjet e gjysmë më vonë (në 1945), amerikanët shpërthyen bombën e parë të uraniumit.
Dhe me plutonium... Bomba e parë me plutonium u shpërthye në vitin 1945, pra afërsisht katër vjet pas zbulimit të saj si element kimik dhe zbulimit të ndarjes së saj. Për më tepër, për këtë ishte e nevojshme që së pari të ndërtohej një reaktor bërthamor i uraniumit, të prodhohej plutonium në këtë reaktor nga uraniumi-238, pastaj të ndahej nga uraniumi i rrezatuar, të studioheshin mirë vetitë e tij dhe të bëhej një bombë. E zhvilluar, e izoluar, e prodhuar. Por biseda për mundësinë e përdorimit të plutoniumit si lëndë djegëse bërthamore në reaktorët bërthamorë të plutoniumit ka mbetur bisedë dhe ka mbetur e tillë për më shumë se 60 vjet.
Procesi i ndarjes mund të karakterizohet nga një "gjysmë-periudhë".
Për herë të parë, periudhat e gjysmës së jetës u vlerësuan nga K. A. Petrzhak dhe G. I. Flerov në 1940.
Si për uraniumin ashtu edhe për plutoniumin, ato janë jashtëzakonisht të mëdha. Pra, sipas vlerësimeve të ndryshme, për uranium-235, gjysma e jetës është afërsisht 10 17 (ose 10 18 vjet (Fjalori enciklopedik fizik); sipas burimeve të tjera - 1.8 10 17 vjet. Dhe për plutonium-239 (sipas i njëjti fjalor) dukshëm më pak - rreth 10 15.5 vjet; sipas burimeve të tjera - 4 10 15 vjet.
Për krahasim, le të kujtojmë gjysmën e jetës (T 1/2). Pra, për U-235 është "vetëm" 7.038 10 8 vjet, ndërsa për Pu-239 është edhe më pak - 2.4 10 4 vjet
Në përgjithësi, bërthamat e shumë atomeve të rënda mund të ndahen, duke filluar me uraniumin. Por bëhet fjalë për dy kryesore, të cilat kanë një rëndësi të madhe praktike prej më shumë se 60 vitesh. Të tjerat janë më shumë një interes thjesht shkencor.
Nga vijnë radionuklidet
Radionuklidet merren nga tre burime (tre mënyra).
Burimi i parë është natyra. atë radionuklidet natyrore, të cilat kanë mbijetuar, kanë mbijetuar deri në kohën tonë që nga momenti i formimit të tyre (mundësisht, nga koha e formimit sistem diellor ose Universi), pasi ato kanë gjysmë jetë të gjatë, që do të thotë se kanë jetë të gjatë. Natyrisht, ka shumë më pak prej tyre sesa ishte në fillim. Ato nxirren nga lëndët e para natyrore.
Burimet e dyta dhe të treta janë artificiale.
Radionuklidet artificiale formohen në dy mënyra.
Së pari - radionuklidet e fragmentimit, të cilat formohen si rezultat i ndarjes së bërthamave të atomeve. Këto janë "fragmente të ndarjes". Natyrisht, shumica e tyre janë formuar në reaktorët bërthamorë për qëllime të ndryshme, në të cilat kryhet një reaksion zinxhir i kontrolluar, si dhe në testimin e armëve bërthamore (reaksion zinxhir i pakontrolluar). Ato gjenden në uraniumin e rrezatuar të nxjerrë nga reaktorët ushtarakë (nga "reaktorët industrialë"), dhe në sasi të mëdha në karburantin bërthamor të shpenzuar (SNF) të nxjerrë nga reaktorët e energjisë të termocentraleve bërthamore.
Më parë, ata hynë në mjedisin natyror gjatë testeve bërthamore dhe përpunimit të uraniumit të rrezatuar. Tani ato vazhdojnë të marrin gjatë përpunimit (rigjenerimit) të karburantit bërthamor të harxhuar, si dhe gjatë aksidenteve në termocentralet bërthamore, në reaktorë. Nëse ishte e nevojshme, ato nxirreshin nga uraniumi i rrezatuar, dhe tani nga karburanti bërthamor i shpenzuar.
Të dytat janë radionuklidet me origjinë aktivizimi. Ato formohen nga izotopet e zakonshme të qëndrueshme si rezultat i aktivizimit, domethënë kur një grimcë nënatomike hyn në bërthamën e një atomi të qëndrueshëm, si rezultat i të cilit atomi i qëndrueshëm bëhet radioaktiv. Në shumicën dërrmuese të rasteve, një grimcë e tillë predhash është një neutron. Prandaj, për të marrë radionuklide artificiale, zakonisht përdoret metoda e aktivizimit të neutronit. Ai konsiston në faktin se një izotop i qëndrueshëm i çdo elementi kimik në çdo formë (metal, kripë, përbërje kimike) vendoset në bërthamën e reaktorit për kohë të caktuar. Dhe meqenëse një numër i madh neutronesh prodhohen në bërthamën e reaktorit çdo sekondë, prandaj, të gjithë elementët kimikë që ndodhen në bërthamë ose afër tij gradualisht bëhen radioaktive. Aktivizohen edhe ato elemente që treten në ujin ftohës të reaktorit.
Metoda e bombardimit të një izotopi të qëndrueshëm në përshpejtuesit përdoret më rrallë. grimcat elementare protonet, elektronet etj.
Radionuklidet janë natyrale - me origjinë natyrore dhe artificiale - me origjinë fragmentimi dhe aktivizimi. Një sasi e papërfillshme e radionuklideve me origjinë fragmentimi ka qenë gjithmonë e pranishme në mjedisi natyror, sepse ato janë formuar si rezultat i ndarjes spontane të bërthamave të uranium-235. Por ka aq pak prej tyre sa nuk është e mundur të zbulohen me mjete moderne të analizës.
Numri i neutroneve në bërthamën e llojeve të ndryshme të reaktorëve është i tillë që rreth 10 14 neutrone fluturojnë nëpër çdo seksion prej 1 cm 2 në çdo pikë të bërthamës në 1 sekondë.
Matja e rrezatimit jonizues. Përkufizimet
Nuk është gjithmonë e përshtatshme dhe e përshtatshme të karakterizohen vetëm burimet e rrezatimit jonizues (SIR) dhe vetëm aktiviteti i tyre (numri i ngjarjeve të kalbjes). Dhe çështja nuk është vetëm se aktiviteti mund të matet, si rregull, vetëm në kushte stacionare në instalime shumë komplekse. Gjëja kryesore është se në një akt të vetëm të zbërthimit të izotopeve të ndryshëm, mund të formohen grimca me natyrë të ndryshme, mund të formohen njëkohësisht disa grimca dhe kuanta gama. Në këtë rast, energjia, dhe rrjedhimisht, aftësia jonizuese e grimcave të ndryshme do të jetë e ndryshme. Prandaj, treguesi kryesor për karakterizimin e IRS është vlerësimi i aftësisë së tyre jonizuese, domethënë (në fund) energjia që humbasin kur kalojnë nëpër një substancë (medium) dhe që përthithet nga kjo substancë.
Gjatë matjes së rrezatimit jonizues, përdoret koncepti i dozës, dhe kur vlerësohet efekti i tyre në objektet biologjike, përdoren faktorët korrigjues. Le t'i emërtojmë ato, të japim një sërë përkufizimesh.
Doza, doza e absorbuar (nga greqishtja - fraksion, pjesë) - energjia e rrezatimit jonizues (II) e zhytur nga substanca e rrezatuar dhe shpesh e llogaritur për njësi të masës së saj (shih "rad", "Gri"). Kjo do të thotë, doza matet në njësi të energjisë që lirohet në substancë (të përthithur nga substanca) kur rrezatimi jonizues kalon nëpër të.
Ka disa lloje dozash.
Doza e ekspozimit(për rrezatimin me rreze x dhe gama) - përcaktohet nga jonizimi i ajrit. Njësia matëse në sistemin SI është "kulomb për kg" (C/kg), që korrespondon me formimin e një numri të tillë jonesh në 1 kg ajër, ngarkesa totale e të cilit është 1 C (për çdo shenjë) . Njësia josistematike e matjes është "roentgen" (shih "C/kg" dhe "roentgen").
Për të vlerësuar ndikimin e AI tek njerëzit, ne përdorim faktorët e korrigjimit.
Deri kohët e fundit, gjatë llogaritjes së "dozës ekuivalente" janë përdorur "faktorët e cilësisë së rrezatimit"(K) - duke marrë parasysh faktorët e korrigjimit ndikim të ndryshëm në objekte biologjike (aftësi të ndryshme për të dëmtuar indet e trupit) të rrezatimeve të ndryshme në të njëjtën dozë të absorbuar. Përdoret në llogaritjen e "dozës ekuivalente". Tani këta koeficientë në Standardet e Sigurisë nga Rrezatimi (NRB-99) quhen në një mënyrë shumë "shkencore" - "Koeficientët e peshimit për lloje të caktuara rrezatimi gjatë llogaritjes së dozës ekuivalente (W R)".
Këta koeficientë janë përkatësisht:
Rrezet X, gama, rrezatimi beta, elektronet dhe pozitronet - 1
protone me E më shumë se 2 MeV - 5
neutronet me E më pak se 10 keV) - 5
neutronet me E nga 10 keV në 100 keV - 10
grimcat alfa, fragmente të ndarjes, bërthama të rënda - 20
Doza ekuivalente- doza e llogaritur për objektet biologjike (njerëzore) duke marrë parasysh faktorin e cilësisë së rrezatimit; është e barabartë me produktin e dozës së absorbuar nga K. Doza ekuivalente mund të matet në të njëjtat njësi me dozën e absorbuar (shih "rem" dhe "Sievert").
Doza ekuivalente efektive- doza ekuivalente, e llogaritur duke marrë parasysh ndjeshmërinë e ndryshme të indeve të ndryshme të trupit ndaj rrezatimit; e barabartë me dozën ekuivalente të marrë nga një organ specifik, ind (duke marrë parasysh peshën e tyre), shumëzuar me përkatësinë "faktori i rrezikut nga rrezatimi". Tani këta koeficientë janë gjithashtu shumë "shkencor" në të njëjtat Norma NRB-99 të quajtura "Koeficientët e peshimit për indet dhe organet kur llogaritni dozën efektive (W-shumëzuesit e dozës ekuivalente në organet dhe indet e përdorura në mbrojtjen nga rrezatimi për të marrë parasysh ndjeshmëri të ndryshme të organeve dhe indeve të ndryshme në shfaqjen e efekteve stokastike të rrezatimit”.
Për organizmin në tërësi, ky koeficient merret i barabartë me 1, dhe për disa organe ka këto vlera:
palca e eshtrave (e kuqe) - 0,12
gjëndra tiroide - 0,05
mushkëritë, stomaku, zorra e trashë - 0.12
gonadet (vezoret, testikujt) - 0,20
lëkura - 0,01
Për të vlerësuar dozën totale ekuivalente efektive të marrë nga një person, llogaritni dhe mblidhni dozat e treguara për të gjitha organet.
Norma e dozës- doza e marrë për njësi të kohës (sek., orë).
Sfondi- shkalla e dozës së ekspozimit të rrezatimit jonizues në një vend të caktuar.
sfond natyror- shkalla e dozës së ekspozimit të rrezatimit jonizues, e krijuar nga të gjitha burimet natyrore të IR (shiko "Sfondi i rrezatimit").
Njësitë bazë të matjes së rrezatimit jonizues
Doza e ekspozimit (dy njësi)
rreze x(P) - njësi e dozës së ekspozimit jashtë sistemit. Kjo është sasia e rrezatimit gama ose rreze X, e cila në 1 cm 3 ajër të thatë (duke pasur në kushte normale një peshë prej 0,001293 g) formon 2,082 x 10 9 çifte jonesh. Këta jone mbajnë një ngarkesë prej 1 njësie elektrostatike të secilës shenjë (në sistemin CGS), e cila në njësi të punës dhe energjisë (në sistemin CGS) do të jetë rreth 0,114 erg e energjisë së përthithur nga ajri (6,77 x 10 4 MeV ). (1 erg = 10 -7 J = 2,39 x 10 -8 kalori). Kur konvertohet në 1 g ajër, kjo do të jetë 1,610 x 10 12 palë jone ose 85 erg / g ajër të thatë. Kështu, ekuivalenti i energjisë fizike të një rreze X është 85 erg/g për ajrin. (Sipas disa burimeve, është 83.8, sipas të tjerëve - 88.0 erg / g).
1 C/kg- njësia e dozës së ekspozimit në sistemin SI. Kjo është sasia e rrezatimit gama ose rreze X, e cila në 1 kg ajër të thatë formon 6,24 x 10 18 çifte jonesh, të cilat mbartin një ngarkesë prej 1 varëse të çdo shenje. (1 varëse = 3 x 109 njësi CGSE = 0,1 njësi CGSM). Ekuivalenti fizik i 1 C/kg është 33 J/kg (për ajrin).
Marrëdhënia midis rrezeve X dhe C/kg është si më poshtë:
1 P \u003d 2,58 x 10 -4 C / kg - saktësisht.
1 C/kg = 3,88 x 10 3 R - afërsisht.
Doza e absorbuar (dy njësi)
I gëzuar- njësi jashtë sistemit të dozës së absorbuar. Korrespondon me energjinë e rrezatimit prej 100 erg, të përthithur nga një substancë që peshon 1 gram (pjesa e qindta e "Gri" - shih).
1 rad = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 2,388 x 10 -6 kalori/g
Me një dozë ekspozimi prej 1 rentgeni, doza e absorbuar në ajër do të jetë 0,85 rad (85 erg/g).
Gri(Gy) - njësi e dozës së absorbuar në sistemin SI të njësive. Korrespondon me energjinë e rrezatimit prej 1 J të përthithur nga 1 kg lëndë.
1 gr. \u003d 1 J / kg \u003d 10 4 erg / g \u003d 100 rad.
Doza ekuivalente (dy njësi)
Baer- ekuivalenti biologjik i një rreze x (në disa libra - i lumtur). Njësi josistematike e dozës ekuivalente. Në përgjithësi:
1 rem = 1 rad * K = 100 erg/g * K = 0,01 Gy * K = 0,01 J/kg * K = 0,01 Sievert
Me një faktor të cilësisë së rrezatimit K = 1, domethënë për rrezet X, gama, beta, elektronet dhe pozitronet, 1 rem korrespondon me një dozë të absorbuar prej 1 rad.
1 rem = 1 rad = 100 erg/g = 0,01 Gy = 0,01 J/kg = 0,01 Sievert
Veçanërisht duhet theksuar fakti i mëposhtëm. Në vitet '50, u zbulua se nëse, në një dozë ekspozimi prej 1 rentgen, ajri thith 83.8? . Prandaj, rezulton se kur vlerësojmë dozat, mund të supozojmë (me një gabim minimal) se një dozë ekspozimi prej 1 rentgeni për indet biologjike korrespondon (ekuivalente) me një dozë të absorbuar prej 1 rad dhe një dozë ekuivalente prej 1 rem (në K = 1), domethënë, përafërsisht duke thënë se 1 R, 1 rad dhe 1 rem janë e njëjta gjë.
Sievert(Sv) është njësia SI e dozave ekuivalente ekuivalente dhe efektive. 1 Sv është e barabartë me dozën ekuivalente në të cilën produkti i dozës së përthithur në Gray (në indin biologjik) dhe koeficienti K do të jetë i barabartë me 1 J/kg. Me fjalë të tjera, kjo është një dozë e tillë e zhytur në të cilën energjia prej 1 J lirohet në 1 kg të një substance.
Në përgjithësi:
1 Sv = 1 Gy. K = 1 J/kg. K = 100 rad. K = 100 rem
Në K=1 (për rrezet X, gama, rrezatimin beta, elektronet dhe pozitronet) 1 Sv korrespondon me një dozë të absorbuar prej 1 Gy:
1 Sv \u003d 1 Gy \u003d 1 J / kg \u003d 100 rad \u003d 100 rem.
Si përfundim, rikujtojmë edhe një herë se për rrezet X, gama, beta, elektronet dhe pozitronet, vlerat e rrezeve X, rad dhe rem, si dhe (veçmas!) vlerat e Gray dhe Sievert. janë ekuivalente kur vlerësohet ekspozimi i njeriut.
Shembull.
Nëse një sfond (nga rrezatimi gama) prej 25 μR/orë (25 μrad/orë; 0,25 μGy/orë; 0,25 μSv/orë) regjistrohet në çdo vend, atëherë për 1 orë qëndrim në këtë vend një person do të marrë dozën ekuivalente. (ED) prej 25 μrem (0,25 μSv). Për një javë, përkatësisht:
ED \u003d 25 mikroR / orë * 168 orë \u003d 4200 mikrorem \u003d 4,2 mrem \u003d 42 mikroSv ose 0,042 mSv,
ED \u003d 25 mikroR / orë * 8760 orë \u003d 219000 mikrorem \u003d 219 mrem \u003d 2,19 mSv.
Por nëse e njëjta dozë e absorbuar krijohet nga rrezatimi alfa (për shembull, me ekspozim të brendshëm), atëherë, duke marrë parasysh faktorin e cilësisë (20), doza ekuivalente për 1 orë do të jetë:
ED \u003d 25 mikroR / orë * 20 * 1 orë \u003d 500 mikroR \u003d 500 mikrorem \u003d 0,5 mrem \u003d 5 mikroSv,
do të thotë, do të jetë ekuivalente me një dozë të përthithur nga rrezatimi me rreze X, gama, beta, 500 mikrorad (5 mikroGy).
Por dua të tërheq vëmendjen e veçantë të lexuesit për mospërputhjen e mprehtë midis dozës së marrë, domethënë energjisë së çliruar në trup, dhe efektit biologjik. Shumë kohë më parë u bë e qartë se të njëjtat doza të marra nga një person nga rrezatimi i jashtëm dhe i brendshëm, si dhe doza të marra nga lloje të ndryshme të rrezatimit jonizues, nga radionuklide të ndryshëm (kur hyjnë në trup) shkaktojnë efekte të ndryshme! Dhe një dozë absolutisht vdekjeprurëse për një person prej 1000 rentgjenesh në njësi të energjisë termike është vetëm 0.0024 kalori. Kjo sasi e energjisë termike mund të ngrohë vetëm 1 ° C rreth 0,0024 ml ujë (0,0024 cm 3 0,0024 g), domethënë vetëm 2,4 mg ujë. Me një gotë çaj të nxehtë, marrim një mijë herë më shumë. Në të njëjtën kohë, mjekët, shkencëtarët, shkencëtarët bërthamorë operojnë me doza mili- dhe madje edhe mikro-roentgjene. Kjo do të thotë, ato tregojnë një saktësi që në të vërtetë nuk ekziston.
Efekti i rrezatimit në trupin e njeriut. Efektet e rrezatimit
Rrezatimi radioaktiv quhet rrezatim jonizues, dhe grimcat radioaktive quhen grimca jonizuese.
Siç është përmendur tashmë, grimcat radioaktive, që kanë energji të madhe, shpejtësi të jashtëzakonshme, kur kalojnë nëpër ndonjë substancë përplasen me atomet dhe molekulat e kësaj substance dhe çojnë në shkatërrimin e tyre, jonizimin, në formimin e "të nxehtë" (me energji të lartë) dhe jashtëzakonisht reaktive. grimcat - fragmente të molekulave : jonet dhe radikalet e lira.
E njëjta gjë ndodh në indet e objekteve biologjike. Në të njëjtën kohë, meqenëse indet biologjike të njeriut janë 70% ujë, atëherë në në një masë të madhe Molekulat e ujit janë të parat që jonizohen. Nga fragmentet e molekulave të ujit - nga jonet dhe radikalet e lira - formohen komponime perokside jashtëzakonisht të dëmshme dhe reaktive, të cilat fillojnë një zinxhir të tërë reaksionesh biokimike të njëpasnjëshme dhe gradualisht çojnë në shkatërrimin e membranave qelizore (muret qelizore dhe strukturat e tjera).
Në përgjithësi, ndikimi i rrezatimit në objektet biologjike dhe, para së gjithash, në trupin e njeriut shkakton tre efekte të ndryshme negative.
- E para- kjo është efekt gjenetik për trashëgim(gjenital) qelizat organizëm. Mund të shfaqet dhe të shfaqet vetëm tek pasardhësit. Kjo është lindja e fëmijëve me devijime të ndryshme nga norma (keqformime të shkallëve të ndryshme, çmenduri, etj.), ose lindja e një fetusi plotësisht jo të zbatueshëm - me devijime të papajtueshme me jetën.
Në një masë të madhe, “furnizuesit” e fëmijëve të tillë në spitalet përkatëse janë termocentralet bërthamore dhe zonat e tyre të ndikimit.
- Së dyti- është gjithashtu efekt gjenetik, por për aparate trashëgimore qelizat somatike - qelizat e trupit. Ai manifestohet gjatë jetës së një personi të caktuar në formën e sëmundjeve të ndryshme (kryesisht kancerogjene). "Furnizuesit" e pacientëve me kancer janë gjithashtu në një masë të madhe termocentralet bërthamore dhe zonat e tyre të ndikimit.
- Së treti efekti është Efekti somatike, ose më mirë imune. Ky është një dobësim i forcave mbrojtëse, i sistemit imunitar
organizëm për shkak të shkatërrimit të membranave qelizore dhe strukturave të tjera. Shfaqet në formën e një sërë sëmundjesh, duke përfshirë në dukje krejtësisht të palidhura me ekspozimin ndaj rrezatimit, në një rritje të numrit dhe ashpërsisë së rrjedhës së sëmundjeve, në komplikime, si dhe në dobësimin e kujtesës, aftësive intelektuale, etj. Imuniteti i dobësuar provokon shfaqjen e çdo sëmundjeje, përfshirë kancerin.
Duhet të theksohet veçanërisht se të gjitha devijimet e dukshme fizike nga norma, të gjitha sëmundjet shoqërohen me një dobësim të aftësive mendore, kujtesës dhe inteligjencës.
Analizë dhe studim retrospektiv Shteti i artit shëndeti i popullatës në zonën e ndikimit të Kombinatit të Minierave dhe Kimikës Krasnoyarsk tregoi se këtu rritja e një sërë sëmundjesh, si tek fëmijët ashtu edhe tek të rriturit, është shumë herë më e madhe se në zonat e kontrollit. Një pamje e ngjashme është tipike për zonat e ndikimit të të gjitha objekteve bërthamore në mbarë botën.
Duhet të keni gjithmonë parasysh se mbrojtja më e mirë kundër rrezatimit, nga çdo rrezatim, është distanca dhe koha:
- - sa më tej - aq më mirë,
- - sa më e shkurtër të jetë koha e kaluar në zonën e rrezatimit, aq më mirë.
Rrezatimi prek njerëzit ndryshe në varësi të gjinisë dhe moshës, gjendjes së trupit, sistemit të tij imunitar etj., por është veçanërisht i fortë tek foshnjat, fëmijët dhe adoleshentët.
Kur ekspozohet ndaj rrezatimit (veçanërisht me sfond të ulët), periudha latente (inkubacion, latent), domethënë koha e vonesës para fillimit të një efekti të dukshëm, mund të zgjasë me vite dhe madje edhe dekada.
(nga libri i Ralph Grabe "Efekti Petco: Efektet e dozave të ulëta të rrezatimit te njerëzit, kafshët dhe pemët")
Efekti Petko: një dimension i ri i kërcënimit të rrezatimit?
Në vitin 1972, Abram Petko nga Themelimi i Kërkimeve Bërthamore Whiteshell të Komisionit Kanadez të Energjisë Atomike në Manitoba bëri zbulim i rastësishëm, e cila meritonte (sipas Ralph Grabe) çmimin Nobel. Ai zbuloi se gjatë rrezatimit afatgjatë, membranat qelizore shpërthejnë në një dozë totale dukshëm më të ulët sesa nëse kjo dozë jepej me një blic të shkurtër, si në një studim me rreze x.
Kështu, rrezatimi me një intensitet 26 rad/min shkatërroi membranën qelizore në 130 minuta në një dozë totale prej 3500 rad. Kur rrezatohej me një intensitet prej 0,001 rad/min (26000 herë më pak), mjaftonte 0,7 rad (koha rreth 700 min). Domethënë për të njëjtin efekt mjaftonte një dozë 5000 herë më pak.
U arrit në përfundimin se sa më e gjatë të jetë periudha e ekspozimit, aq më e ulët është doza totale e kërkuar.
Ishte një zbulim. Dozat e vogla gjatë ekspozimit kronik rezultuan të ishin më të rrezikshme për sa i përket pasojave sesa dozat e mëdha të ekspozimit afatshkurtër (akut). Ky zbulim i ri revolucionar është në kontrast të fortë me efektin gjenetik të rrezatimit në bërthamën qelizore. Në të gjitha këto studime, nuk u gjet asnjë ndryshim në efekt midis dozës totale të dhënë për një periudhë të shkurtër kohe ose për një periudhë të gjatë. Pothuajse veprim i përhershëm 1 është rad për një sërë intensitetesh dozash që variojnë nga më i vogli tek më i madhi. Për një kohë të gjatë besohej se molekula e ADN-së, e cila mbart informacion gjenetik, shkatërrohet drejtpërdrejt në bërthamat e qelizave nën ndikimin e rrezatimit. Petko, nga ana tjetër, zbuloi se në rastin e membranave qelizore, funksionon një mekanizëm tjetër, duke prodhuar shkatërrim indirekt.
Si mund të jenë doza të vogla më të rrezikshme se ato të mëdha?
Ka shumë ujë në qeliza. Nën veprimin e rrezatimit, lindin forma shumë toksike të paqëndrueshme të oksigjenit - radikalet e lira, komponimet e peroksidit. Ata reagojnë me membranën qelizore ku fillojnë një reaksion zinxhir transformimet kimike- oksidimi i molekulave të membranës, si rezultat i së cilës shkatërrohet. Kjo do të thotë, nuk ka një efekt të drejtpërdrejtë të rrezatimit, por pasojat.
Kuotat
"Dëmtime të rënda nga doza të vogla afatgjata ose kronike të rrezatimit: sa më pak radikale të lira në plazmën e qelizës, aq më i madh është efektiviteti i tyre për të shkaktuar dëme. Kjo ndodh sepse radikalet e lira mund të çaktivizojnë njëri-tjetrin për të formuar një molekulë të zakonshme oksigjeni ose të tjera (rikombinim Sa më pak radikale të lira të krijohen nga rrezatimi në një vëllim të caktuar për njësi të kohës (në intensitet më të ulët rrezatimi), aq më pak ka gjasa që ato të arrijnë në murin qelizor.
“Më pak dëmtime nga doza të mëdha afatshkurtëra të rrezatimit: sa më shumë radikale të lira të formohen në një vëllim të caktuar (në doza të larta për njësi të kohës), aq më shpejt ato rikombinohen dhe bëhen joefektive përpara se të arrijnë dhe godasin membranën”.
Përveç kësaj, ka një efekt afatgjatë. Membranat qelizore krijojnë një fushë elektrike në plazmën e qelizës që tërheq molekulat e ngarkuara negativisht si një radikal i lirë shumë toksik. Llogaritjet kompjuterike kanë treguar se sa më i madh përqendrimi i radikalëve të lirë, aq më i dobët është tërheqja. fushe elektrike. Prandaj, nëse përqendrimi i radikalëve është i lartë, ato kanë më pak gjasa të arrijnë në membranë sesa nëse janë të paktë.
Kështu, ndryshe nga bërthamat qelizore, membrana qelizore është më pak e dëmtuar (për njësi të dozës së absorbuar) me një dozë të shkurtër por të fuqishme (rrezatim alfa, ekspozim intensiv me rreze X, etj.) sesa me ekspozim të zgjatur ose kronik ndaj sfond rrezatimi niveli i ulët, nga rrjedhjet radioaktive, emetimet nga termocentralet bërthamore.
Sfondi i rrezatimit
Burimet e rrezatimit jonizues (IRS) ndahen në natyrore (natyrore) dhe artificiale (të krijuara nga njeriu, të krijuara nga njeriu).
Burimet natyrore të rrezatimit përfshijnë tipe te ndryshme rrezatimi kozmik dhe radionuklidet natyrore të përfshira në koren e tokës, në mjedisi në bimë dhe kafshë, përfshirë trupin e njeriut.
Sipas OKB-së, kontributi i IRS-ve të ndryshme në dozën mesatare vjetore ekuivalente efektive të rrezatimit për një person mesatar është si më poshtë. Pjesa e IRS natyrore është 2 mSv (ose 82.61%), dhe pjesa e teknologjisë - 0.421 mSv (17.39%); në total 2.421 mSv.
Në të njëjtën kohë, rrezatimi natyror (natyror) përbëhet nga ato "tokësore" dhe "kozmike". Pjesa e "tokësore" është 1.675 mSv (69.186%), duke përfshirë pjesën e ekspozimit të brendshëm - 1.325 mSv (54.729%), pjesën e jashtme - 0.35 mSv (14.457%). Dhe për pjesën e hapësirës - 0,315 mSv (13,011%). Të gjitha % janë dhënë nga një total prej 2,421 mSv.
Ekspozimi teknogjen konsiston në ekspozimin gjatë ekzaminimeve dhe trajtimit mjekësor (0.4 mSv; 16.522%), ekspozimin nga rrjedhjet radioaktive (0.02 mSv; 0.826%) dhe nga energjia bërthamore (0.001 mSv; 0.041%).
Sfondi natyror i rrezatimit të jashtëm në territorin e BRSS ndryshon shumë, por besohet se mesatarisht krijon një normë doze ekspozimi prej 4.20 mR/orë (40.200 mR/vit). dozë ekuivalente nga burimet natyrore AI është gjithashtu 40?200 mrem/vit (0.05?0.2 μSv/orë; 0.4?2.0 mSv/vit) dhe konsiderohet absolutisht i sigurt.
Por të gjitha këto janë të dhëna mesatare, mesatare. Pra (vetëm për qëllim ilustrimi) këtu janë disa fakte dhe shifra më specifike.
Pra, një pasagjer i një avioni reaktiv merr një dozë mesatare prej 0.027 mSv (2.7 mrem) për 4 orë fluturim, sepse niveli (ose sfondi) i rrezatimit kozmik në kabinë arrin 200 mikroR/h dhe më shumë, në varësi të fluturimit. lartësi mbidetare. Në një lartësi prej 12 mijë metrash mbi nivelin e detit, niveli i rrezatimit kozmik arrin 5 μSv/orë (500 μR/orë). Njerëzit që jetojnë në një lartësi prej 2000 m mbi nivelin e detit marrin një dozë 3-4 herë më të madhe se ata që jetojnë në nivelin e detit (duke përjashtuar rrezatimin "tokësor"), pasi në nivelin e detit sfondi "kozmik" është 0.03 μSv / orë (3 μR). / orë), dhe në lartësinë e treguar - 0,1 μSv / orë (10 μR / orë). Ata që jetojnë në ekuator marrin një dozë më të vogël se veriorët, etj.
Pamja e rrezatimit thjesht "tokësor" është gjithashtu e larmishme.
95% e popullsisë së Francës, Gjermanisë, Italisë, Japonisë dhe Shteteve të Bashkuara (sipas OKB-së) jeton në vende ku norma vjetore e dozës varion nga 0,3 në 0,6 mSv (në sfond nga 3-5 në 8-10 mikroR/h ) ; 3% e popullsisë marrin mesatarisht 1 mSv (11-15 mikroR/h); 1.5% - më shumë se 1.4 mSv (18-20 mikroR/h). Por ka zona toke (përfshirë vendpushimet) me vendbanim të përhershëm të popullsisë, ku niveli i rrezatimit "tokësor" është 600-800 herë më i lartë se mesatarja. Grupe të veçanta njerëzish marrin më shumë se 17 mSv në vit vetëm nga ekspozimi i jashtëm ndaj rrezatimit "tokësor", që është 50 herë më shumë se doza mesatare vjetore e ekspozimit të jashtëm; shpesh banojnë (qëndrojnë përkohësisht) në zona ku niveli i rrezatimit arrin 175 mSv / vit (227 μR / orë), etj.
Shkëmbinjtë e granitit, për shembull, mund të japin një sfond deri në 30-40 ose më shumë μR/orë.
Mbetjet (skorje, hi, blozë, pluhur qymyri) nga termocentralet me qymyr, termocentralet e rretheve shtetërore, kaldajat etj., kanë rritur radioaktivitetin.
Vlerësimi i sasisë së radiumit dhe toriumit në disa materiale ndërtimi (të kryera në një numër vendesh) jep pamjen e mëposhtme (në Bq/kg):
Siç mund ta shihni, rëra dhe zhavorri i zakonshëm janë dhjetë herë më aktivë, dhe tulla, graniti, hiri janë qindra herë më aktive se druri.
pemë (Finlandë) - 1.1
rërë dhe zhavorr (Gjermani) - 30
tulla (Gjermani) - 126
granit (MB) - 170
hiri fluturues (Gjermani) - 341
alumini (Suedi) - 500-1400
skorje silikat kalciumi (SHBA) - 2140
mbetje nga impiantet e pasurimit të uraniumit (SHBA) - 4625
Ekspozimi i brendshëm i një personi është më i madh se ai i jashtëm dhe, mesatarisht, është 2/3 e dozës ekuivalente efektive që një person merr nga burimet natyrore të rrezatimit. Krijohet nga radionuklidet që hyjnë në trup me ushqim, ujë, ajër.
Këto përfshijnë radioizotopin e kaliumit-40 dhe nuklidet e serisë së zbërthimit radioaktiv të uraniumit-238 dhe torium-232. Këto janë, para së gjithash, plumb-210, polonium-210 dhe, më e rëndësishmja, radon-222 dhe 220.
Plumbi dhe poloniumi përqendrohen te peshqit dhe butakët, si dhe te mishi i drerit (të cilët i marrin duke u ushqyer me liken). Por kontributi kryesor në ekspozimin e brendshëm të një personi jepet nga radoni. Ai përbën 3/4 e dozës nga burimet "tokësore" të rrezatimit dhe rreth gjysmën e të gjitha atyre natyrore.
Pjesa kryesore e dozës së "radonit" të rrezatimit, në mënyrë paradoksale, një person e merr në dhoma të mbyllura dhe të paajrosura. Në zonat me klimë të butë, përqendrimi i radonit në dhoma të tilla është mesatarisht 8 herë më i lartë se në ajrin e jashtëm. Por kjo është një mesatare. Dhe nëse dhoma është shumë e mbyllur (për shembull, për qëllime izolimi) dhe rrallë e ajrosur, atëherë përqendrimi i radonit mund të jetë dhjetëra e qindra herë më i lartë, gjë që vërehet në disa vendet veriore. Burimet e radonit janë themelet e ndërtesave, materialet e ndërtimit (veçanërisht ato të përgatitura duke përdorur mbetjet e termocentraleve, kaldajave, skorjeve, hirit, shkëmbinjve të mbeturinave dhe deponive të disa minierave, minierave, impianteve të përpunimit etj.), si dhe uji. gazi natyror dhe toka. Duke qenë një gaz inert, ai depërton lehtësisht në dhomë përmes të gjitha çarjeve, poreve nga dheu, bodrumeve (sidomos në dimër), mureve, si dhe me pluhur, blozë, hi nga termocentralet me qymyr etj.
Në përgjithësi, burimet "tokësore" të rrezatimit japin gjithsej rreth 5/6 e dozës ekuivalente efektive vjetore nga të gjitha burimet natyrore.
Tani disa shembuj në lidhje me burimet artificiale të AI. Siç është treguar tashmë, kontributi i tyre në dozën totale është, sipas vlerësimeve të OKB-së, 0.421 mSv (17.39%), me pjesën kryesore që bie në ekspozimin gjatë ekzaminimeve mjekësore dhe trajtimit - 0.4 mSv (ose 95% e kësaj shifre). Natyrisht, për një person të caktuar që nuk ka vizituar kurrë një dhomë me rreze X, etj., nuk mund të flitet për asnjë dozë "nga mjekësia". Nga ana tjetër, doza e marrë nga një person si pasojë e një aksidenti në një central bërthamor, testimit të armëve bërthamore etj., mund të jetë qindra e mijëra herë më e madhe se në çdo ekzaminim mjekësor. Prandaj, ekspozimi i grupeve të caktuara të njerëzve gjatë aksidenteve, testeve etj., merret parasysh në shifrat e mësipërme vetëm në formën e mesatares për të gjithë popullsinë e Tokës.
Megjithatë, disa shifra treguese (sipas të dhënave para vitit 1990) ia vlen të citohen.
Radiografia e stomakut jep një dozë lokale ekuivalente prej - 30 rem (0,3 Sv).
Radiografia e dhëmbëve - 3 rem (0,03 Sv)
Fluorografi - 0,37 rem (3,7 mSv)
Shikimi i TV (3 orë në ditë) - 0,5 mrem/vit.
Urdhri i Ministrisë së Shëndetësisë të BRSS nr. 129, datë 29 mars 1990 "Për rregullimin e ekzaminimeve me rreze X" jep vlera paksa të ndryshme për dozat e marra nga një person.
Si përfundim, paraqesim vlerat e dozave maksimale të lejuara dhe disa të dhëna zyrtare për pasojat e ekspozimit ndaj njerëzve.
| 2 rem (20 mSv) | - doza maksimale e lejuar (MPD) - vlera më e lartë e dozës ekuivalente individuale për personelin e objekteve të industrisë bërthamore që punon drejtpërdrejt me burimet e rrezatimit (kategoria A e personave të ekspozuar) për një vit kalendarik. Me një dozë të tillë vjetore, rrezatimi uniform për 50 vjet nuk mund të shkaktojë ndryshime negative në gjendjen shëndetësore që mund të zbulohen me metoda moderne. Kjo dozë është e barabartë me faktin që një person ka (jetuar) vazhdimisht për 50 vjet në një sfond prej 570 orë 650 mcR / orë. |
| 0,5 rem (5 mSv) | - kufiri i dozës (DL) - doza ekuivalente e lejueshme individuale e ekspozimit të popullatës që jeton në zonat e mbrojtjes sanitare, zonat e vëzhgimit të objekteve të industrisë bërthamore (kategoria B e personave të ekspozuar) për një vit kalendarik. Me një dozë të tillë vjetore, ekspozimi uniform për 70 vjet nuk shkakton ndryshime në gjendjen shëndetësore të zbuluar nga metodat moderne të diagnostikimit. Bazuar në këtë dozë, sfondi i lejueshëm i sigurt është 55h65 μR/orë (0,6 μSv/orë). |
| 0,05 rem (0,5 mSv) | - sipas normave ekzistuese më parë, doza maksimale e lejueshme vjetore individuale ekuivalente për ekspozimin e jashtëm dhe të brendshëm të të gjithë popullsisë. Aktualisht, kjo dozë nuk është e rregulluar. Ajo korrespondon me një sfond prej 5-7 μR/orë (0,06 μSv/orë). |
| 10 rem (0,1 Sv) | - gjatë vitit - nuk ka ndryshime të dukshme në inde dhe organe. |
| 75 rem (0,75 Sv) | - ndryshime të vogla në gjak. |
| 100 rem (1 Sv) | - kufiri i poshtëm i fillimit të sëmundjes nga rrezatimi. |
| 300-500 rem (3-5 Sv) | - një shkallë e rëndë e sëmundjes nga rrezatimi, 50% e atyre që janë rrezatuar vdesin. |
Instrumentet dozimetrike
Për të matur rrezatimin jonizues, janë krijuar shumë instrumente dhe instalime të ndryshme, të cilat, në parim, ndahen në tre lloje.
radiometra- projektuar për të matur densitetin e fluksit të IR dhe aktivitetin e radionuklideve.
Spektrometra- të studiojë shpërndarjen e rrezatimit nga energjia, ngarkesa, masat e grimcave IR (d.m.th., të analizojë mostrat e çdo materiali, burimet IR).
Dozimetrat- për të matur dozat, shkallët e dozës dhe intensitetin IR.
Ndër të listuara ka pajisje universale që kombinojnë funksione të caktuara. Ka pajisje për matjen e aktivitetit të një lënde (d.m.th., numrin e shpërndarë/seks), pajisje për regjistrimin e rrezatimeve alfa, beta dhe të tjera, etj. Këto janë, si rregull, instalime stacionare.
Ekzistojnë pajisje speciale në terren ose kërkim të krijuar për të kërkuar, zbuluar IRS, vlerësimin e sfondit, etj., të afta për të zbuluar rrezatimin gama dhe beta dhe për të vlerësuar nivelin e tij (matësit me rreze X, radiometrat, etj.).
Ekzistojnë pajisje treguese të dizajnuara vetëm për të marrë një përgjigje në pyetjen nëse ka apo jo rrezatim në një vend të caktuar, shpesh duke funksionuar në parimin "më shumë - më pak".
Por, për fat të keq, prodhohen pak pajisje që i përkasin klasës së dozimetrave, domethënë ato që janë krijuar posaçërisht për të matur dozën ose shkallën e dozës.
Ka edhe më pak dozimetra universalë, me të cilët mund të matni lloje të ndryshme të rrezatimit - alfa, beta, gama.
Dozimetrat kryesorë shtëpiak kanë në emrat e tyre shkurtesën "DRG" - "Dozimetër gama me rreze X", ato mund të jenë portative ose me madhësi të vogël (xhepi) dhe janë krijuar për të matur shkallën e dozës së rrezatimit me rreze X dhe gama. . Prandaj, zbulimi me ndihmën e tyre dhe matja e fuqisë së rrezatimit gama nuk do të thotë aspak se rrezatimi alfa dhe beta janë të pranishëm në këtë vend. Në të kundërt, mungesa e rrezatimit me rreze x dhe gama nuk do të thotë aspak se nuk ka emetues alfa dhe beta.
Ministria e Shëndetësisë e BRSS, me letrën nr. 129-4/428-6 të datës 1 shtator 1987, ndaloi përdorimin e instrumenteve të kërkimit gjeologjik të llojit SRP-68-01 dhe të tjera të ngjashme me to si pajisje dozimetrike për matjen. norma e dozës së ekspozimit. Për të matur madhësinë e shkallës së dozës së ekspozimit të rrezatimit gama dhe rrezeve X, duhet të përdoren vetëm dozimetra të tipit DRG-3-01 (0.2; 03); DRG-05; DRG-01; DRG-01T dhe analogët e tyre.
Por në çdo rast, përpara se të përdorni ndonjë pajisje për të matur fuqinë ose madhësinë e dozës së ekspozimit, duhet të studioni udhëzimet dhe të zbuloni se për çfarë qëllimi është menduar. Mund të rezultojë se nuk është i përshtatshëm për matje dozimetrike. Gjithmonë duhet t'i kushtoni vëmendje njësive në të cilat është kalibruar instrumenti.
Përveç këtyre pajisjeve, ekzistojnë edhe pajisje (pajisje, kaseta, sensorë, etj.) për kontrollin dozimetrik individual të personave që punojnë drejtpërdrejt me burimet e rrezatimit jonizues.
Prezantimi
Mjedisi natyror tani ruhet vetëm aty ku nuk ishte i disponueshëm për njerëzit për transformimin e tij. Mjedis i urbanizuar apo urban? është një botë artificiale e krijuar nga njeriu, e cila nuk ka analoge në natyrë dhe mund të ekzistojë vetëm me rinovim të vazhdueshëm.
Mjedisi social është i vështirë për t'u integruar me ndonjë mjedisi njerëzor mjedisi dhe të gjithë faktorët e secilit prej mjediseve janë “të ndërlidhur ngushtë dhe përjetojnë aspektet objektive dhe subjektive të “cilësisë së mjedisit jetësor”.
Kjo shumëllojshmëri faktorësh na bën më të kujdesshëm në vlerësimin e cilësisë së mjedisit jetësor të një personi për sa i përket shëndetit të tij. Është e nevojshme t'i qasemi me kujdes zgjedhjes së objekteve dhe treguesve që diagnostikojnë mjedisin.
Mund të jenë ndryshime jetëshkurtra në trup, të cilat mund të përdoren për të gjykuar mjedise të ndryshme? shtëpia, prodhimi, transporti dhe jetëgjatësia në këtë mjedis urban të veçantë, ? disa përshtatje të planit të aklimatizimit etj. Ndikimi i mjedisit urban theksohet mjaft qartë nga tendencat e caktuara në gjendjen aktuale të shëndetit të njeriut.
> Cilësimet e rrezatimit
Rrezatimi jonizues quhet rrezatim, i cili, duke kaluar nëpër mjedis, shkakton jonizimin ose ngacmimin e molekulave të mediumit. Rrezatimi jonizues, si rrezatimi elektromagnetik, nuk perceptohet nga shqisat njerëzore. Prandaj, është veçanërisht e rrezikshme, pasi një person nuk e di se është i ekspozuar ndaj tij. Rrezatimi jonizues ndryshe quhet rrezatim.
Rrezatimi është një rrymë grimcash (grimca alfa, grimca beta, neutrone) ose energji elektromagnetike me frekuencë shumë të lartë (rrezet gama ose x).
Substancat përbëhen nga grimca të vogla të elementeve kimike - atome. Atomi është i ndashëm dhe ka një strukturë komplekse. Në qendër të një atomi të një elementi kimik është një grimcë materiale e quajtur bërthama atomike rreth të cilit rrotullohen elektronet. Shumica e atomeve të elementeve kimike janë shumë të qëndrueshme, d.m.th. stabiliteti. Megjithatë, në një numër elementësh të njohur në natyrë, bërthamat kalbet spontanisht. Elementë të tillë quhen radionuklide. I njëjti element mund të ketë disa radionuklide. Në këtë rast, ato quhen radioizotope të elementit kimik. Prishja spontane e radionuklideve shoqërohet me rrezatim radioaktiv.
Prishja spontane e bërthamave të disa elementeve kimike (radionuklideve) quhet radioaktivitet.
Rrezatimi radioaktiv mund të jetë i llojeve të ndryshme: rryma grimcash me energji të lartë, një valë elektromagnetike me një frekuencë prej më shumë se 1,5 - 10 17 Hz.
Grimcat e emetuara vijnë në shumë forma, por më të zakonshmet e emetuara janë grimcat alfa (rrezatimi alfa) dhe grimcat beta (rrezatimi alfa). Grimca alfa është e rëndë dhe ka energji të lartë; është bërthama e atomit të heliumit. Një grimcë beta është rreth 7336 herë më e lehtë se një grimcë alfa, por gjithashtu mund të ketë energji të lartë. Rrezatimi beta është një rrjedhë e elektroneve ose pozitroneve.
Rrezatimi elektromagnetik radioaktiv (quhet edhe rrezatim foton), në varësi të frekuencës së valës, është me rreze X (1.5 * 10 17 ... 5 * 10 19 Hz) dhe rrezatim gama (më shumë se 5 * 10 19 Hz) . Rrezatimi natyror është vetëm rrezatim gama. Rrezatimi me rreze X është artificial dhe ndodh në tubat e rrezeve katodike me tensione prej dhjetëra dhe qindra mijëra volt.
Radionuklidet, duke emetuar grimca, kthehen në radionuklide të tjerë dhe elementë kimikë. Radionuklidet prishen me shpejtësi të ndryshme. Shkalla e zbërthimit të radionuklideve quhet aktivitet. Njësia matëse e aktivitetit është numri i zbërthimeve për njësi të kohës. Një shpërbërje për sekondë quhet bekerel (Bq). Shpesh një njësi tjetër përdoret për të matur aktivitetin - curie (Ci), 1 Ci = 37 * 10 9 Bq. Një nga radionuklidet e para të studiuara në detaje ishte radiumi-226. Është studiuar për herë të parë nga Curies, me emrin e të cilëve është emëruar njësia matëse e aktivitetit. Numri i zbërthimeve në sekondë që ndodhin në 1 g radium-226 (aktivitet) është 1 Ku.
Koha që i duhet gjysmës së radionuklidit të kalbet quhet gjysem jete(T 1/2). Çdo radionuklid ka gjysmë-jetën e vet. Ndrysho diapazonin T 1/2 për radionuklide të ndryshme është shumë i gjerë. Ai ndryshon nga sekonda në miliarda vjet. Për shembull, radionuklidi natyror më i njohur, uraniumi-238, ka një gjysmë jetëgjatësi prej rreth 4.5 miliardë vjetësh.
Gjatë kalbjes, sasia e radionuklidit zvogëlohet dhe aktiviteti i tij zvogëlohet. Modeli me të cilin zvogëlohet aktiviteti i bindet ligjit të zbërthimit radioaktiv.
Ndikimi i rrezatimit tek një person varet nga sasia e energjisë së rrezatimit jonizues që absorbohet nga indet e njeriut. Sasia e energjisë së përthithur nga një masë njësi e indit quhet absorbohet dozën. Njësia e dozës së absorbuar është gri(1 Gy = 1 J/kg). Doza e absorbuar shpesh matet në terma të radah(1 Gy = 100 rad).
Sidoqoftë, jo vetëm doza e zhytur përcakton efektin e rrezatimit tek një person. Pasojat biologjike varen nga lloji i rrezatimit radioaktiv. Për shembull, rrezatimi alfa është 20 herë më i rrezikshëm se rrezatimi gama ose beta. Rreziku biologjik i rrezatimit përcaktohet nga faktori i cilësisë K. Kur doza e absorbuar shumëzohet me faktorin e cilësisë së rrezatimit, fitohet një dozë që përcakton rrezikun e rrezatimit për njerëzit, e cila quhet ekuivalente. Doza ekuivalente ka një njësi të veçantë matëse - sievert (Sv). Shpesh, një njësi më e vogël përdoret për të matur dozën ekuivalente - rem (ekuivalenti biologjik i një rad), 1 Sv = 100 rem. Pra, parametrat kryesorë të rrezatimit janë si më poshtë (Tabela 1).
Tabela 1. Parametrat kryesorë të rrezatimit
