2. Göreceli biyolojik aktivite katsayısını (kalite katsayısı) karakterize eden nedir?

3. Emilen radyasyonun eşdeğer dozunu tanımlayın. Hangi birimlerde ölçülür?

4. Doğal radyasyon arka planı ne tür iyonlaştırıcı radyasyondur? Doğal radyasyon arka planı nedeniyle emilen radyasyonun eşdeğer dozunun ortalama değeri nedir?

5. Çeşitli iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarının doğal radyasyon arka planına katkı yüzdesini tanımlayın.

Radyoaktivite: radyoaktif bozunma, atomların nükleer fisyon

radyoaktivite- radyoaktif bozunma, atom çekirdeğinin bölünmesi, herhangi bir radyoaktif (veya nükleer) dönüşüm - bu, çeşitli atomların çekirdeklerinin yeteneğidir. kimyasal elementler yüksek enerjili atomik ve atom altı parçacıkların emisyonu ile değişir. Çoğu durumda, bazı kimyasal elementlerin atom çekirdekleri (ve dolayısıyla atomların kendileri) diğer kimyasal elementlerin atom çekirdeğine (atomlarına) dönüştürülür veya (en azından) bir kimyasal elementin bir izotopu dönüştürülür. aynı elementin başka bir izotopuna dönüştürülür.

Yani radyoaktif dönüşümler, bazı kimyasal elementlerin (izotopların) atomlarının diğer elementlerin (izotopların) atomlarına dönüşümleridir.

Şu anda, hem doğal (doğal, orijinal olarak doğada var olan) radyonüklidler - NRN (radyoaktif elementler ve izotoplar) hem de çok sayıda yapay (teknolojik) bilinmektedir.

Bilinen doğal radyonüklidlerin toplam sayısı 300'e ulaşıyor. Ancak doğada önemli bir rol oynayan pratik önemi sayısı, aralarında küçük - bir düzineden fazla değil. Prensipte onları saymak için iki elde yeterli parmak var.

Daha birçok yapay radyoaktif izotop var, binlercesi elde edildi. Birçok kimyasal elementte sayıları 10'dan çok daha fazladır. Ayrıca, yeni, daha önce bilinmeyen ve doğada bulunmayan, hiç kararlı izotopu olmayan radyoaktif elementler elde edilmiştir. Özellikle nükleer reaktörlerin ve testlerin oluşturulmasından sonra doğada bulunmayan çok sayıda yeni radyoaktif izotop ve element ortaya çıktı. nükleer bombalar. Aşağıda onlar hakkında konuşacağız. Bugüne kadar yaklaşık 2000 yapay radyonüklid bilinmektedir.

Radyoaktif (nükleer) dönüşümler doğal, kendiliğinden (kendiliğinden) ve yapay olabilir,

Bildiğiniz gibi, her atom bir çekirdek ve onun etrafında hareket eden elektronlardan oluşur. Çekirdek, pozitif yüklü parçacıklardan oluşur - protonlar ve yüksüz (nötr parçacıklar) - nötronlar. Çekirdekte kaç tane proton vardır, o kadar çok elektron çekirdeğin etrafında hareket eder (döner). Aynı sayı, D.I tablosundaki eleman sayısına eşittir. Mendeleyev.

Belirli bir kimyasal elementin atomunun kimyasal özellikleri, çekirdekteki proton sayısı ve buna bağlı olarak elektron sayısı ile belirlenir. başına nötron sayısı Kimyasal özellikler etkilemez ve değişebilir. Bu nedenle, aynı kimyasal elementin atomları farklı ağırlıklara sahip olabilir: proton sayısı aynıdır, ancak nötron sayısı farklıdır. Bu tür atomlara izotop denir.

Çekirdekleri radyoaktif bozunmaya veya diğer radyoaktif dönüşümlere maruz kalan atomlara (elementler, izotoplar) radyoaktif denir. Radyoaktif atomlar (elementler, izotoplar), radyonüklidler, radyoizotoplar terimleri eşanlamlıdır.

Her türlü kendiliğinden (kendiliğinden) radyoaktif dönüşüm rastgele, istatistiksel bir süreçtir.

Tüm radyoaktif dönüşüm çeşitlerine, kural olarak, nadir istisnalar dışında, bir atomun çekirdeğinden elektromanyetik radyasyon - gama radyasyonu şeklinde aşırı enerjinin salınması eşlik eder. Gama radyasyonu, bir gama kuanta (gama kuanta) akışıdır - yüksek enerjiye ve nüfuz gücüne sahip enerji kısımları (kuantum bir kısımdır).

Ek olarak, radyoaktif dönüşümlere X-ışınlarının salınımı eşlik edebilir. X-ışınları da Elektromanyetik radyasyon, bu aynı zamanda bir parçacık akışıdır (enerji bölümleri) - fotonlar - genellikle daha az enerjili. X-ışınlarının yalnızca "doğum yeri" çekirdek değil, elektron kabukları. X-ışını radyasyonunun ana akışı, "radyoaktif parçacıklar" içinden geçtiğinde maddede meydana gelir.

İki ana radyoaktif dönüşüm türü vardır, ikisi birbirinden çok farklıdır. fiziksel süreç(fenomen): atom çekirdeğinin radyoaktif bozunması ve fisyon.

İzotoplar, aynı kimyasal elementin sadece çekirdekteki nötron sayısı ve dolayısıyla ağırlıkları bakımından farklılık gösteren atom çeşitleridir.

Periyodik tablodaki ilk ve en hafif atom - çekirdeğinde sadece bir proton bulunan (ve bir elektronun etrafında dönen) hidrojen bile üç izotopa sahiptir. Birincisi, çekirdeği yalnızca bir protondan oluşan sıradan hidrojen veya protiyumdur; atom ağırlığı bir, kimyasal sembolü H'dir (veya H-1). İkincisi, çekirdeği bir proton ve bir nötrondan oluşan döteryum veya ağır hidrojendir; atom ağırlığı - iki, kimyasal sembol D (veya H-2). Ve çekirdeğinde bir proton ve iki nötron bulunan trityum; atom ağırlığı - üç, kimyasal sembol T (veya H-3).

İlk iki izotop kararlıdır, üçüncü - trityum - radyoaktiftir.

Büyük çoğunluk doğal(başlangıçta mevcut ve doğada mevcut) izotoplar kararlıdır. Ancak radyoaktif olanlar da var. Bunlar doğal radyonüklidlerdir (NRN'ler). Çok fazla yok.

Radyoaktif izotopların yanı sıra radyoaktif elementler de vardır. Bunlar, içinde hiç kararlı izotop bulunmayanlardır - tüm izotoplar radyoaktiftir. Bunlar doğal elementlerdir: uranyum, toryum ve dönüşümlerinin ürünleri (çürüme) - radyum, radon, polonyum ve bele kadar ve diğerleri.

ve arasında yapay hiçbir izotop ve kararlı element yoktur. Tüm yapay izotoplar ve elementler radyoaktiftir. Bunlar, uzun zamandır bilinen ve doğal olarak oluşan elementlerin yapay izotoplarıdır ve yapay elementler, nükleer enerjinin ortaya çıkmasından önce doğada mevcut değildi. İkincisi, her şeyden önce, transuranyum aktinitleri ve ayrıca periyodik tablonun 7. periyodunun sonraki tüm unsurlarını içerir.

radyoaktif bozunma

radyoaktif bozunma- bu, yaygın olarak radyoaktif parçacıklar veya radyoaktif radyasyon olarak adlandırılan "temel" (atomik, atom altı) parçacıkların atom çekirdeklerinden büyük hızlarda emisyon, fırlatmadır. Bu durumda, daha önce de belirtildiği gibi, vakaların ezici çoğunluğunda, bir kimyasal elementin atomunun çekirdeği (dolayısıyla atomun kendisi) başka bir kimyasal elementin atomunun çekirdeğine (atoma) dönüşür; veya belirli bir kimyasal elementin bir izotopu, aynı elementin başka bir izotopuna dönüştürülür.

Radyoaktif bozunma, diğer tüm radyoaktif dönüşüm türleri gibi, doğal (kendiliğinden, kendiliğinden) ve bir parçacığın kararlı bir atomun çekirdeğine dışarıdan girmesinden kaynaklanan yapay olabilir.

Doğal (doğal) radyonüklidler için, ana radyoaktif bozunma türleri alfa ve beta eksi bozunmadır (ancak diğerleri de bulunur). Alfa ve beta isimleri 1900 yılında Ernest Rutherford tarafından radyoaktif radyasyonu incelerken verildi.

Yapay (teknojenik) radyonüklidler için ayrıca nötron, proton, pozitron (beta-plus) ve daha nadir bozunma türleri ve nükleer dönüşümler (mezon, K-yakalama, izomerik geçiş, "bölme" vb.) de karakteristiktir.

Alfa bozunması

Alfa bozunması (alfa bozunması), D. I. Mendeleev'in periyodik tablosunun altıncı ve yedinci periyotlarının (uranyum, toryum ve bizmut dahil olmak üzere bozunma ürünleri) ve özellikle yapay - transuranyum için doğal radyoaktif elementler için karakteristik bir radyoaktif bozunma türüdür. - elementler. Yani, bizmuttan başlayarak tüm ağır elementlerin bireysel izotopları bu tür bozunmaya maruz kalır.

Alfa bozunması- bu, 2 proton ve 2 nötrondan oluşan bir alfa parçacığının (alfa parçacığı) atomunun çekirdeğinden emisyondur. Bir alfa parçacığının kütlesi 4 birim, yükü +2 ve bir helyum atomunun çekirdeğidir.

Bir alfa parçacığının emisyonu sonucunda, periyodik tabloda 2 hücrenin solunda yer alan yeni bir element oluşur, çünkü çekirdekteki proton sayısı ve dolayısıyla nükleer yük ve element sayısı, iki birim daha az olur. Ve ortaya çıkan izotopun kütlesi 4 birim daha azdır.

Böylece, örneğin, uranyumun alfa bozunması her zaman toryum üretir, toryumun alfa bozunması her zaman radyum üretir, radyumun bozunması her zaman radon, sonra polonyum ve nihayet kurşun üretir. Bu durumda, toryum-234, belirli bir uranyum-238 izotopundan, ardından radyum-230, radon-226, vb.'den oluşur.

Radyoaktif bozunma, bir atomun çekirdeğinden bir parçacığın atılmasıdır, bunun sonucunda bir kimyasal elementin (izotop) bir atomu başka bir elementin (izotop) atomuna dönüşür.

alfa bozunması, bir alfa parçacığının bir atomun çekirdeğinden fırlatılmasıdır (yayılması).

bir alfa parçacığı 2 proton ve 2 nötrondur, yani 4 birim kütleli ve +2 yüklü bir helyum atomunun çekirdeğidir.

Bir alfa parçacığının çekirdekten ayrıldığı andaki hızı 12.000 ile 20.000 km/s arasındadır.

Bir vakumda, bir alfa parçacığı ekvatordaki küreyi 2 saniyede çevreleyebilir.

beta bozunumu

beta bozunumu(beta bozunması) - özellikle yapay radyonüklidler arasında en yaygın radyoaktif bozunma türü (ve genel olarak radyoaktif dönüşümler). Günümüzde bilinen hemen hemen tüm kimyasal elementlerde görülmektedir. Bu, her kimyasal elementin en az bir beta aktif, yani beta bozunma izotopuna sahip olduğu anlamına gelir. Bu durumda, en sık beta-eksi bozunma meydana gelir.

beta eksi bozunma(beta-), nötronlardan birinin bir proton ve bir elektrona kendiliğinden dönüşmesinin bir sonucu olarak oluşan bir beta-eksi parçacığın - bir elektronun çekirdeğinden fırlatılmasıdır (emisyon). Bu durumda, ağır proton çekirdekte kalır ve hafif elektron - bir beta-eksi parçacık - çekirdekten büyük bir hızla uçar. Ve çekirdekte bir proton daha olduğu için, bu elementin çekirdeği, sağdaki komşu elementin çekirdeğine dönüşür - daha büyük bir sayı ile.

Bu nedenle, örneğin, beta-eksi bozunması sırasında, potasyumun radyoaktif izotopu - potasyum-40 - kararlı bir kalsiyum izotopuna dönüşür (sağdaki bir sonraki hücrede durur) - kalsiyum-40. Ve radyoaktif kalsiyum-47 - sağında duran skandiyum-47'ye (ayrıca radyoaktif), bu da beta-eksi bozunma ile kararlı titanyum-47'ye dönüşür.

Beta parçacığı adı tarihsel olarak korunmuştur. Bir beta-eksi parçacık ile sıradan bir elektron arasındaki fark, yalnızca "doğum yerinde": atomun çekirdeğindedir ve çekirdeğin etrafındaki elektron kabuklarında değil, kaçış hızında (enerjisinde). Bir beta parçacığının kaçış hızı, ışık hızının 9/10'u, yani 270.000 km/sn'dir.

Çok fazla doğal beta aktif radyonüklid yoktur. Ve önemliler arasında daha da az. Bunlar, her şeyden önce potasyum-40'ı (T 1/2 \u003d 1.3 10 9 yıl) içerir, ancak potasyum izotoplarının doğal karışımında sadece %0.0119 içerir.

K-40'a ek olarak, uranyum ve toryumun tüm bozunma ürünleri de önemli doğal beta-eksi aktif radyonüklidlerdir.

Gerçek şu ki, örneğin alfa bozunması sırasında oluşan toryum-234, protaktinyum-234'e dönüşür, bu da benzer şekilde tekrar uranyuma, ancak zaten başka bir izotopa - uranyum-234'e dönüşür. Ve uranyum-234 (yine alfa bozunmasıyla) - tekrar toryuma, ama zaten toryum-230'a. Ayrıca, alfa bozunması ile toryum-230 - radyum-226'ya, radyum - radon'a.

Böylece, K-40 ve talyumdan uranyuma kadar tüm elementler, önemli doğal beta-eksi aktif radyonüklidlere atfedilebilir.

beta artı bozunma(- bu, bir beta-artı parçacığın çekirdeğinden fırlatma (emisyon) - protonlardan birinin bir nötrona ve Bunun bir sonucu olarak (daha az proton olduğundan), bu eleman bitişik sola döner (daha düşük bir sayı ile önceki).

Bu nedenle, örneğin, beta-artı bozunması sırasında, magnezyum magnezyum-23'ün radyoaktif izotopu, kararlı bir sodyum izotopuna (solda) - sodyum-23'e ve europium europium-150'nin radyoaktif izotopu, kararlı bir izotopa dönüşür. samaryum - samaryum-150.

beta bozunması, beta veya beta + parçacıklarının, yani -1 (e -) yüklü sıradan elektronların veya +1 (e +) yüklü pozitronların - "elektronların" emisyonudur.

Beta parçacıklarının çekirdekten kaçış hızı, ışık hızının 9/10'u kadardır - 270.000 km/sn.

Diğer radyoaktif bozunma türleri

Bu alfa ve beta bozunmalarına ek olarak, daha az yaygın olan ve yapay radyonüklidlerin daha karakteristik özelliği olan başka radyoaktif bozunma türleri de vardır.

nötron bozunumu- bir nötron atomunun çekirdeğinden emisyon (n) - 1 birim kütleye sahip nötr bir parçacık. Bir nötron yayıldığında, belirli bir kimyasal elementin bir izotopu daha küçük bir ağırlığa sahip diğerine dönüşür. Böylece, örneğin, nötron bozunması sırasında, lityum lityum-9'un radyoaktif izotopu, lityum-8'e, radyoaktif helyum-5, kararlı helyum-4'e dönüşür.

Kararlı iyot izotopu iyot-127, gama kuanta ile ışınlanırsa, radyoaktif hale gelir, bir nötron yayar ve başka bir radyoaktif izotop iyodin-126'ya dönüşür.

proton bozunumu- son derece nadir bir çürüme türü, bir atomun çekirdeğinden bir proton (p) emisyonudur - 1 birim kütleye sahip bir parçacık. ve +1 şarj edin. Bir proton yayıldığında, bu kimyasal element soldaki bir sonrakine (daha düşük bir sayı ile bir öncekine) dönüşür ve atom ağırlığı bir azalır.

Daha önce de belirtildiği gibi, her tür radyoaktif bozunma dahil olmak üzere tüm radyoaktif dönüşümlere, kural olarak, nadir istisnalar dışında, gama radyasyonu - gama kuantumu ve bazen de x-ışını radyasyonu şeklinde aşırı enerjinin salınması eşlik eder ( fotonlar) daha az enerji ile.

gama radyasyonu- bu bir gama ışını akısı, bu elektromanyetik radyasyon, sıradan tıbbi röntgenlerden daha "zor".

"Gama radyasyonu" adı da tarihsel olarak korunmuştur. Gama radyasyonu ve X-ışınları arasındaki fark (b-radyasyonu durumunda olduğu gibi) de sadece "doğum yerinde"dir: elektron kabukları değil, atomun çekirdeği.

gama radyasyonu - elektromanyetik radyasyon, geleneksel x-ışınlarından "daha sert".

gama ışınları elektromanyetik parçacıklar- enerji bölümleri.

Gama quanta'nın "doğum yeri" bir atomun çekirdeğidir.

X-ışını radyasyonu da elektromanyetik radyasyondur, ancak X-ışını radyasyonunun "doğum yeri" atomların elektron kabuklarıdır.

Radyoaktif bozunmanın temel özellikleri

Her türlü kendiliğinden (kendiliğinden) radyoaktif dönüşüm (hem bozunma hem de fisyon) rastgele, istatistiksel bir süreçtir.

Her türlü kendiliğinden radyoaktif bozunma, radyonüklidin ömrü ve aktivitesi, yani bozunma hızı ile karakterize edilir. Bir radyonüklidin ömrünün bir göstergesi, bozunma hızı yarı ömürdür. Radyoaktif sabit veya bozunma sabiti (sabit) de kullanılır.

Yarım hayat(T 1/2) - radyoaktif atomların yarısının bozunduğu ve sayılarının 2 kat azaldığı süre. Tüm radyonüklidlerin yarı ömürleri farklıdır - saniyenin kesirlerinden (kısa ömürlü radyonüklidler) milyarlarca yıla (uzun ömürlü) kadar.

Aktivite- bu, birim zaman başına (genellikle saniyede) bozunma eylemlerinin (genel durumda, radyoaktif eylemlerin, nükleer dönüşümlerin eylemleri) sayısıdır. Aktivite birimleri becquerel ve curie'dir.

kekik(Bq) saniyede bir bozunma eylemidir (1 bozunma/sn). Birim, Fransız fizikçi ödüllü Nobel Ödülü Antoine Henri Becquerel.

Curie(Ki) - 3.7 10 10 Bq (dağılım / sn). Bu birim tarihsel olarak ortaya çıktı: 1 gram radyum-226, yavru bozunma ürünleri ile dengede böyle bir aktiviteye sahiptir. Nobel Ödülü sahibi Fransız bilim adamları Pierre Curie ve Marie Sklodowska-Curie uzun yıllar radyum-226 ile çalıştı.

Bekerel için çoklu birimler bin (kilo-bekerel, kBq), milyon (megabecquerel, MBq) ve milyardır (gigabecquerel, GBq).

Küriler için kesirli birimler, kürilerin binde biri - milliküri (mCi) ve milyonda parça - mikroküridir (mcCi, mCi):

1 mCi = 3,7 x 107 Bq; 1 μCi \u003d 3,7 x 10 4 Bq.

"Spesifik aktivite" (ağırlık veya hacim) kavramı vardır - bu, bir kütle biriminin (ağırlık) veya bir maddenin hacminin aktivitesidir. Veya daha doğrusu, bir maddenin birim ağırlığı veya hacmi başına bir radyonüklidin (veya bir radyonüklid karışımının) aktivitesi. Bazen alansal aktivite kullanılır: m2 veya km2 başına Bq veya Ki

Geçici olarak, küçük bir miktar (gram) ve / veya küçük bir başlangıç ​​aktivitesi (mCi; μCi) ile bir radyonüklidin aktivitesinin, 10 yarılanma ömründen sonra pratik olarak güvenli bir seviyeye (bazen neredeyse sıfıra) düştüğü düşünülebilir. Bu süre boyunca radyoaktif atomların sayısı ve dolayısıyla bozunma eylemleri, yani aktivite 2 10 = 1024 kat azalır.

radyoaktif sabit(sabit veya bozunma sabiti) l, 1 saniyede bozunan atomların kesridir.

l \u003d 0.693 / T 1/2 (sn -1), burada

0.693, radyoaktif bozunma yasasından ln 2'dir N t \u003d N 0 x e -lt, burada

N0 ve Nt, ilk (sıfır) zamanda radyoaktif atomların sayısı ve t zamanında kalan atomların sayısıdır;

t - saniye cinsinden süre.

Bir yarı ömür periyoduna eşit bir süre boyunca radyoaktif atomların sayısı yarı yarıya azaldığından, t = T 1/2'de: N t = N 0 /2: e -lt = 1/2; e -lt \u003d 2 (burada t \u003d T 1/2) ve sonuç olarak ln2 \u003d l x T 1/2

İyonlaştırıcı radyasyonun temel özellikleri. Radyasyonun nüfuz etme gücü

Radyoaktif bozunma sırasında bir atomun çekirdeğinden yayılan tüm atomik ve atom altı parçacıklara: alfa, beta, n, p, gama, vb. - radyoaktif parçacıklar, radyoaktif veya iyonlaştırıcı radyasyon (II) olarak adlandırılır, çünkü hepsi içinden geçerken Önemli olmak:

• - ilk olarak, iyonlaşmasına, sıcak (yüksek enerjili) ve aşırı reaktif parçacıkların oluşumuna yol açarlar: iyonlar ve serbest radikaller (yükü olmayan molekül parçaları) ve
• - ikincisi, bir maddenin aktivasyonuna (aktivasyonuna), sözde indüklenmiş aktivitenin ortaya çıkmasına, yani kararlı atomların radyoaktif olanlara dönüştürülmesine - aktivasyon kaynaklı radyonüklidlerin görünümüne yol açabilirler.

Bu nedenle, AI'nın temel özellikleri, parçacıkların enerjisi, farklı ortamlardaki aralıkları veya nüfuz etme yeteneğinin yanı sıra iyonlaştırma yetenekleridir (özellikle biyolojik nesneler için tehlike anlamında).

Parçacık enerjisi elektron volt (eV) cinsinden ölçülür. Elektron volt, 1 voltluk potansiyel farkı (voltajı) olan bir elektrik alanının etkisi altında bir elektronun elde ettiği enerjidir.

1 ev \u003d 1,6 x 10 -12 erg \u003d 1,6 x 10 -19 jul \u003d 3,83 x 10 -20 kalori

AI parçacıklarının gerçek enerjisi geniş bir aralıkta değişir ve genellikle binlerce ve milyonlarca eV'dir, bu nedenle kilo- ve mega-elektron-volt (keV ve MeV) olarak ifade edilir.

1 kiloelektron volt (keV) = 10 3 eV.

1 megaelektron volt (MeV) = 10 6 eV.

Alfa parçacık aralığı

Herhangi bir ortamda, büyük kütleli (4 atomik birim), yük (+2) ve enerjiye sahip alfa parçacıkları düz bir çizgide hareket eder. Bu yüzden diyorlar alfa parçacıklarının aralığı hakkında.

Doğal bozunma sırasında alfa parçacıklarının enerjisi 4?9 MeV, kaçış hızı 12?20 bin km/sn'dir.

Alfa parçacıklarının aralığı, ilk enerjiye bağlıdır ve genellikle havada 3 ila 7 (nadiren 13'e kadar) cm arasında değişir ve yoğun ortamda, bir mm'nin yüzde biri kadardır (camda - 0.04 mm). alfa radyasyonu bir kağıt yaprağına ve insan derisine nüfuz etmez.

Alfa parçacıkları kütleleri ve yükleri nedeniyle en yüksek iyonlaştırıcı güce sahiptir ve yollarına çıkan her şeyi yok eder. Bu nedenle alfa aktif radyonüklidler, yutulduğunda insanlar ve hayvanlar için en tehlikeli olanlardır.

Beta parçacıklarının nüfuz etme gücü

(-1) yükünün küçük kütlesi (bir protonun kütlesinden 1836 kat daha azdır) ve beta parçacıklarının boyutu nedeniyle, uçmak zorunda oldukları madde ile daha zayıf etkileşime girerler, ancak uçarlar. daha öte. Aynı zamanda, bir maddedeki bir beta parçacığının yolu basit değildir. Bu nedenle, enerjiye de bağlı olan nüfuz etme yeteneklerinden bahsederler.

Havada radyoaktif bozunma sırasında oluşan beta parçacıklarının nüfuz gücü 2-3 m'ye ulaşır, suda ve diğer sıvılarda santimetre cinsinden ölçülür, katılar- kesirler cm Beta radyasyonu vücudun dokularına 1-2 cm derinliğe kadar nüfuz eder Beta radyasyonuna karşı iyi bir koruma, birkaç (10'a kadar) cm'lik bir su tabakasıdır, katmanlar tarafından tamamen emilir: hava - 4 m ; alüminyum - 2.16 cm; demir - 7,55 mm; kurşun - 5,18 mm.

Küçük boyutları, kütleleri ve yükleri nedeniyle beta parçacıkları alfa parçacıklarından çok daha düşük iyonlaşma yeteneğine sahiptir, ancak beta-aktif izotopların içeri girdiklerinde dış radyasyona maruz kaldıklarından çok daha tehlikeli olmaları da doğaldır.

n- ve gama radyasyonunun zayıflamasının çokluğu

En nüfuz edici radyasyon türleri nötron ve gamadır. Havadaki menzilleri onlarca ve yüzlerce metreye ulaşabilir (ayrıca enerjiye bağlı olarak), ancak iyonlaştırma kapasitesi daha düşüktür.

Çoğu izotop için, gama ışınlarının enerjisi 1?3 MeV'yi geçmez, ancak çok nadiren büyük değerlere ulaşabilir - 6?7 MeV. Bu nedenle, kalın beton, kurşun, çelik vb. katmanlar n- ve gama radyasyonuna karşı koruma olarak kullanılır ve zaten hakkında konuşuyoruz. zayıflama oranları.

Bu nedenle, kobalt-60'ın (E = 1.17 ve 1.33 MeV) gama radyasyonunun 10 kat zayıflaması için, yaklaşık 5 cm kalınlığında bir kurşun kalkan ve 100 kat zayıflama için - 9.5 cm gereklidir; beton koruma sırasıyla yaklaşık 33 ve 55 cm ve su tabakasının kalınlığı - 70 ve 115 cm olmalıdır.

Nötronların iyonlaştırıcı gücü, enerjilerine büyük ölçüde bağlıdır.

Her durumda, herhangi bir radyasyondan en rasyonel "korunmanın" radyasyon kaynağından mümkün olan en büyük mesafe (doğal olarak, makul sınırlar içinde) ve artan radyasyon bölgesinde mümkün olan en kısa süre olduğu unutulmamalıdır.

atomik fisyon

Atom çekirdeğinin bölünmesi kendiliğinden veya nötronların etkisi altında, bir atomun çekirdeğini yaklaşık olarak 2 eşit parçaya, iki "parçaya" böler.

Parçalar iki radyoaktif izotop D. I. Mendeleev tablosunun orta kısmının elemanları, yaklaşık olarak bakırdan lantanit elemanlarının ortasına (samaryum, europium).

Fisyon sırasında, 2-3 ekstra nötron yayılır ve radyoaktif bozunma sırasında olduğundan çok daha fazla, gama kuanta şeklinde fazla enerji salınır. Bir radyoaktif bozunma eylemi genellikle bir gama-kuantumu hesaba katıyorsa, o zaman 1 fisyon eylemi için 8-10 gama-kuantum vardır! Ek olarak, uçan parçalar büyük bir kinetik enerji(hız) ısıya dönüşür.

Yayılan nötronlar, yakınlardaysa ve nötronlar onlara çarparsa, iki veya üç benzer çekirdeğin bölünmesine neden olabilir.

Böylece, büyük miktarda enerji salınımı ile atom çekirdeği fisyonunun dallanma, hızlanan zincir reaksiyonunu uygulamak mümkün hale gelir.

Eğer bir zincirleme tepki kontrol altında tutmak, gelişimini yönetmek, hızlanmasını önlemek ve açığa çıkan enerjiyi (ısı) sürekli olarak ortadan kaldırmak, daha sonra bu enerji ("atom enerjisi") ısıtma veya elektrik üretmek için kullanılabilir. Bu nükleer reaktörlerde, nükleer santrallerde gerçekleştirilir.

Zincirleme reaksiyonun kontrolsüz bir şekilde gelişmesine izin verilirse, atomik (nükleer) bir patlama meydana gelir. Zaten bir nükleer silah.

Doğada sadece bir kimyasal element vardır - sadece bir bölünebilir izotopu olan uranyum - uranyum-235. BT silah dereceli uranyum. Ve doğal uranyumdaki bu izotop %0.7, yani ton başına sadece 7 kg! Kalan %99,3'ü (ton başına 993 kg) bölünemez bir izotop - uranyum-238'dir. Bununla birlikte, başka bir izotop var - uranyum-234, ancak sadece% 0.006'dır (ton başına 60 gram).

Ancak sıradan bir uranyum nükleer reaktöründe, doğal olarak oluşan plütonyum elementi nötronların (nötron aktivasyonu!) etkisi altında bölünemez ("silah sınıfı olmayan") uranyum-238'den. Bu durumda, hemen bölünebilir bir plütonyum izotopu oluşur - plu-tonyum-239. BT silah dereceli plütonyum.

Atom çekirdeğinin bölünmesi, atom silahlarının ve atom enerjisinin özü, temelidir.

Kritik kütle, çekirdeklerin kendiliğinden bölünmesi sırasında salınan nötronların uçmadığı, komşu çekirdeklere düştüğü ve yapay bölünmelerine neden olduğu bir silah izotopunun miktarıdır.

Metalik uranyum-235'in kritik kütlesi ЎЦ 52 kg'dır. Bu 18 cm çapında bir top.

Metalik plütonyum-239'un kritik kütlesi ЎЦ 11 kg'dır (ve bazı yayınlara göre - 9 hatta 6 kg). Bu yaklaşık 9-10 cm çapında bir top.

Böylece, şimdi insanlığın iki bölünebilir, silah dereceli izotopu var: uranyum-235 ve plütonyum-239. Aralarındaki tek fark, uranyumun ilk olarak nükleer enerjide kullanım için daha uygun olmasıdır: zincirleme reaksiyonunu kontrol etmenizi sağlar ve ikincisi, kontrolsüz bir zincir reaksiyonu için daha az etkilidir - atom patlaması: daha düşük bir kendiliğinden nükleer fisyon oranına ve daha büyük bir kritik kütleye sahiptir. Ve silah sınıfı plütonyum, aksine, daha uygundur. nükleer silahlar: yüksek oranda kendiliğinden nükleer fisyona ve çok daha düşük kritik kütleye sahiptir. Plütonyum-239, zincirleme reaksiyonunun güvenilir bir şekilde kontrol edilmesine izin vermez ve bu nedenle nükleer enerji mühendisliğinde, nükleer reaktörlerde henüz geniş bir uygulama alanı bulamamıştır.

Bu nedenle, silah sınıfı uranyumla ilgili tüm sorunlar birkaç yıl içinde çözüldü ve nükleer enerjide plütonyum kullanma girişimleri bugüne kadar - 60 yıldan fazla bir süredir - devam ediyor.

Böylece, uranyum fisyonunun keşfinden iki yıl sonra, dünyanın ilk uranyum nükleer reaktörü piyasaya sürüldü (Aralık 1942, Enrico Fermi, ABD) ve iki buçuk yıl sonra (1945'te), Amerikalılar ilk uranyum bombasını patlattı.

Ve plütonyum ile... İlk plütonyum bombası 1945'te, yani kimyasal bir element olarak keşfinden ve fisyonunun keşfinden yaklaşık dört yıl sonra patlatıldı. Üstelik bunun için önce bir uranyum nükleer reaktörü inşa etmek, bu reaktörde uranyum-238'den plütonyum üretmek, sonra onu ışınlanmış uranyumdan ayırmak, özelliklerini iyi incelemek ve bir bomba yapmak gerekiyordu. Geliştirilmiş, izole edilmiş, üretilmiş. Ancak plütonyum nükleer reaktörlerinde nükleer yakıt olarak plütonyum kullanma olasılığı hakkında konuşmak, 60 yıldan fazla bir süredir konuşulmaya devam etti.

Fisyon süreci, bir "yarım periyot" ile karakterize edilebilir.

İlk kez, yarı ömür periyotları 1940 yılında K. A. Petrzhak ve G. I. Flerov tarafından tahmin edildi.

Hem uranyum hem de plütonyum için son derece büyüktürler. Bu nedenle, çeşitli tahminlere göre, uranyum-235'in yarı ömrü yaklaşık 10 17 (veya 10 18 yıl (Fiziksel Ansiklopedik Sözlük); diğer kaynaklara göre - 1.8 10 17 yıl. Ve plütonyum-239 için (aynısına göre) sözlük) önemli ölçüde daha az - yaklaşık 10 15.5 yıl; diğer kaynaklara göre - 4 10 15 yıl.

Karşılaştırma için yarı ömürleri (T 1/2) hatırlayalım. Yani U-235 için "sadece" 7.038 108 yıl, Pu-239 için daha da az - 2.4 10 4 yıl

Genel olarak, birçok ağır atomun çekirdeği, uranyumdan başlayarak bölünebilir. Ancak 60 yıldan fazla bir süredir büyük pratik önemi olan iki ana şeyden bahsediyoruz. Diğerleri tamamen bilimsel bir ilgiden daha fazlasıdır.

Radyonüklidler nereden geliyor

Radyonüklidler üç kaynaktan (üç yolla) elde edilir.

İlk kaynak doğadır. BT doğal radyonüklidler hayatta kalanlar, oluşum anından (muhtemelen oluşum zamanından) günümüze kadar hayatta kaldılar. Güneş Sistemi veya Evren), uzun yarı ömürleri olduğu için, bu da uzun bir ömürleri olduğu anlamına gelir. Doğal olarak, başlangıçta olduğundan çok daha azı var. Doğal hammaddelerden elde edilirler.

İkinci ve üçüncü kaynaklar yapaydır.

Yapay radyonüklidler iki şekilde oluşur.

Öncelikle - parçalanma radyonüklidleri atom çekirdeğinin fisyonunun bir sonucu olarak oluşan. Bunlar "fisyon parçaları" dır. Doğal olarak, çoğu oluşur nükleer reaktörler kontrollü bir zincirleme reaksiyonun gerçekleştirildiği çeşitli amaçlar için ve ayrıca nükleer silahların test edilmesinde (kontrolsüz zincir reaksiyonu). Askeri reaktörlerden ("endüstriyel reaktörlerden") çıkarılan ışınlanmış uranyumda ve nükleer santrallerin güç reaktörlerinden çıkarılan kullanılmış nükleer yakıtta (SNF) büyük miktarlarda bulunurlar.

Daha önce, nükleer testler ve ışınlanmış uranyumun işlenmesi sırasında doğal çevreye girdiler. Artık kullanılmış nükleer yakıtın işlenmesi (rejenerasyonu) sırasında ve ayrıca nükleer santrallerde, reaktörlerde kazalar sırasında almaya devam ediyorlar. Gerekirse, ışınlanmış uranyumdan ve şimdi kullanılmış nükleer yakıttan çıkarıldılar.

ikincisi aktivasyon kökenli radyonüklidler. Aktivasyonun bir sonucu olarak sıradan kararlı izotoplardan oluşurlar, yani bir atom altı parçacık kararlı bir atomun çekirdeğine girdiğinde, bunun sonucunda kararlı atom radyoaktif hale gelir. Çoğu durumda, böyle bir mermi parçacığı bir nötrondur. Bu nedenle yapay radyonüklidler elde etmek için genellikle nötron aktivasyon yöntemi kullanılır. Herhangi bir kimyasal elementin herhangi bir biçimde (metal, tuz, kimyasal bileşik) için reaktör çekirdeğine yerleştirilir kesin zaman. Ve reaktör çekirdeğinde her saniye çok sayıda nötron üretildiğinden, çekirdekte veya yakınında bulunan tüm kimyasal elementler yavaş yavaş radyoaktif hale gelir. Reaktör-soğutma suyunda çözünen bu elementler de aktive edilir.

Hızlandırıcılarda kararlı bir izotopu bombardıman etme yöntemi daha az kullanılır. temel parçacıklar protonlar, elektronlar vb.

Radyonüklidler doğaldır - doğal kaynaklıdır ve yapaydır - parçalanma ve aktivasyon kaynaklıdır. Parçalanma kaynaklı ihmal edilebilir miktarda radyonüklid her zaman mevcut olmuştur. doğal çevre, çünkü uranyum-235 çekirdeğinin kendiliğinden fisyonunun bir sonucu olarak oluşurlar. Ancak bunlardan o kadar az var ki, bunları modern analiz araçlarıyla tespit etmek mümkün değil.

Çeşitli tipteki reaktörlerin çekirdeğindeki nötron sayısı öyledir ki, yaklaşık 10 14 nötron, çekirdeğin herhangi bir noktasında 1 cm2'lik herhangi bir bölümden 1 saniyede uçar.

İyonlaştırıcı radyasyon ölçümü. Tanımlar

Yalnızca iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarını (SIR) ve yalnızca etkinliklerini (çürüme olaylarının sayısı) karakterize etmek her zaman uygun ve uygun değildir. Ve mesele, yalnızca aktivitenin, kural olarak, yalnızca çok karmaşık tesislerde durağan koşullar altında ölçülebilmesi değildir. Ana şey, farklı izotopların tek bir bozunma eyleminde, farklı doğadaki parçacıkların oluşturulabilmesi, aynı anda birkaç parçacık ve gama kuantumunun oluşturulabilmesidir. Bu durumda, farklı parçacıkların enerjisi ve dolayısıyla iyonlaşma yeteneği farklı olacaktır. Bu nedenle, IRS'yi karakterize etmenin ana göstergesi, iyonlaştırma yeteneklerinin, yani (sonunda) bir maddeden (ortam) geçerken kaybettikleri ve bu madde tarafından emilen enerjinin değerlendirilmesidir.

İyonlaştırıcı radyasyonu ölçerken doz kavramı kullanılır ve biyolojik nesneler üzerindeki etkilerini değerlendirirken düzeltme faktörleri kullanılır. Adlandıralım, bir takım tanımlar verelim.

Doz, soğurulan doz (Yunancadan - kesir, kısım) - ışınlanan madde tarafından emilen ve genellikle kütlesinin birimi başına hesaplanan iyonlaştırıcı radyasyon enerjisi (II) (bkz. "rad", "Gri"). Yani doz, iyonlaştırıcı radyasyon içinden geçerken maddede salınan (madde tarafından emilen) enerji birimlerinde ölçülür.

Birkaç çeşit doz vardır.

maruz kalma dozu(x-ışını ve gama radyasyonu için) - hava iyonizasyonu ile belirlenir. SI sistemindeki ölçü birimi, toplam yükü 1 C (her işaretin) olan 1 kg havada bu kadar çok sayıda iyonun oluşumuna karşılık gelen "kg başına Coulomb" (C/kg) 'dir. . Sistemik olmayan ölçü birimi "röntgen"dir (bkz. "C/kg" ve "röntgen").

Yapay zekanın insanlar üzerindeki etkisini değerlendirmek için düzeltme faktörleri.

Yakın zamana kadar "eşdeğer doz" hesaplanırken "radyasyon kalite faktörleri"(K) - dikkate alınan düzeltme faktörleri farklı etki aynı soğurulan dozda farklı radyasyonların biyolojik nesnelerde (vücut dokularına farklı hasar verme yeteneği). "Eşdeğer doz" hesabında kullanılır. Şimdi Radyasyon Güvenliği Standartlarında (NRB-99) bu katsayılar çok "bilimsel" bir şekilde adlandırılıyor - "Tartım katsayıları belirli türler eşdeğer dozu hesaplarken radyasyon (W R)".

Bu katsayılar sırasıyla:

X-ışını, gama, beta radyasyonu, elektronlar ve pozitronlar - 1
E 2 MeV'den fazla olan protonlar - 5
E değeri 10 keV'den küçük nötronlar) - 5
10 keV ila 100 keV - 10 arasında E ile nötronlar
alfa parçacıkları, fisyon parçaları, ağır çekirdekler - 20

Doz eşdeğeri- radyasyon kalite faktörü dikkate alınarak biyolojik nesneler (insan) için hesaplanan doz; K tarafından soğurulan dozun ürününe eşittir. Eşdeğer doz, soğurulan dozla aynı birimlerde ölçülebilir (bkz. "rem" ve "Sievert").

Etkili eşdeğer doz- vücudun çeşitli dokularının radyasyona karşı farklı duyarlılığı dikkate alınarak hesaplanan eşdeğer doz; belirli bir organ, doku tarafından alınan eşdeğer doza eşit (ağırlıklarını dikkate alarak), karşılık gelen ile çarpılır "radyasyon risk faktörü". Şimdi bu katsayılar da aynı NRB-99 Normlarında çok "bilimsel" olarak adlandırılan "dokular ve organlar için tartım katsayıları" olarak adlandırılan etkili doz hesaplanırken (radyasyondan korunmada kullanılan organ ve dokulardaki eşdeğer dozun W-çarpanları dikkate alınır). Radyasyonun stokastik etkilerinin ortaya çıkmasında farklı organ ve dokuların farklı duyarlılığı".

Bir bütün olarak organizma için bu katsayı 1'e eşit alınır ve bazı organlar için aşağıdaki değerlere sahiptir:

kemik iliği (kırmızı) - 0.12
tiroid bezi - 0.05
akciğerler, mide, kalın bağırsak - 0.12
gonadlar (yumurtalıklar, testisler) - 0.20
cilt - 0.01

Bir kişinin aldığı toplam etkili eşdeğer dozu tahmin etmek için, tüm organlar için belirtilen dozları hesaplayın ve toplayın.

Doz oranı- birim zaman başına alınan doz (sn., saat).

Arka fon- belirli bir yerde iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma dozu oranı.

doğal arka plan- tüm doğal IR kaynakları tarafından oluşturulan iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma dozu oranı (bkz. "Radyasyon arka planı").

İyonlaştırıcı radyasyonun temel ölçü birimleri

Maruz kalma dozu (iki birim)

röntgen(P) - sistem dışı maruz kalma dozu birimi. Bu, 1 cm3 kuru havada (normal koşullar altında 0,001293 g ağırlığa sahip) 2.082 x 109 çift iyon oluşturan gama veya X-ışını radyasyonunun miktarıdır. Bu iyonlar, iş ve enerji birimlerinde (CGS sisteminde) hava tarafından emilen enerjinin yaklaşık 0.114 erg'si (6.77 x 10 4 MeV) olan her işaretin (CGS sisteminde) 1 elektrostatik biriminin yükünü taşır. ). (1 erg = 10 -7 J = 2.39 x 10 -8 kal). 1 gr havaya dönüştürüldüğünde bu 1.610 x 10 12 çift iyon veya 85 erg/g kuru hava olacaktır. Bu nedenle, bir X-ışınının fiziksel enerji eşdeğeri, hava için 85 erg/g'dir. (Bazı kaynaklara göre 83,8, diğerlerine göre - 88.0 erg / g).

1 C/kg- SI sisteminde maruz kalma dozu birimi. Bu, 1 kg kuru havada 6.24 x 10 18 çift iyon oluşturan ve her işaretten 1 kolye yükü taşıyan gama veya X-ışını radyasyonu miktarıdır. (1 pandantif = 3 x 109 CGSE birimi = 0,1 CGSM birimi). 1 C/kg'ın fiziksel eşdeğeri 33 J/kg'dır (hava için).

X-ışını ve C/kg arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

1 P \u003d 2,58 x 10 -4 C / kg - tam olarak.

1 C/kg = 3.88 x 10 3 R - yaklaşık.

Absorbe edilen doz (iki birim)

Memnun- sistem dışı absorbe edilen doz birimi. 1 gram ağırlığındaki bir madde tarafından emilen 100 erg'lik radyasyon enerjisine karşılık gelir ("Gri" nin yüzüncü kısmı - bkz.).

1 rad = 100 erg/g = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 2,388 x 10 -6 cal/g

1 röntgen maruz kalma dozu ile havada soğurulan doz 0.85 rad (85 erg/g) olacaktır.

Gri(Gy) - SI birim sisteminde emilen doz birimi. 1 kg madde tarafından emilen 1 J'lik radyasyon enerjisine karşılık gelir.

1 gr. \u003d 1 J / kg \u003d 10 4 erg / g \u003d 100 rad.

Eşdeğer doz (iki birim)

Baer- bir röntgen filminin biyolojik eşdeğeri (bazı kitaplarda - memnun). Sistemik olmayan eşdeğer doz birimi. Genel olarak:

1 rem = 1 rad * K = 100 erg/g * ​​K = 0.01 Gy * K = 0.01 J/kg * K = 0.01 Sievert

Radyasyon kalite faktörü K = 1 ile, yani X-ışını, gama, beta radyasyonu, elektronlar ve pozitronlar için 1 rem, 1 rad'lık bir soğurulan doza karşılık gelir.

1 rem = 1 rad = 100 erg/g = 0.01 Gy = 0.01 J/kg = 0.01 Sievert

Aşağıdaki gerçeğe özellikle dikkat edilmelidir. 50'li yıllarda, 1 röntgen maruz kalma dozunda havanın 83,8? Bu nedenle, dozları değerlendirirken, biyolojik doku için 1 röntgen maruziyet dozunun, 1 rad'lık bir emilen doza ve 1 rem'lik eşdeğer bir doza karşılık geldiğini (eşdeğer) varsayabiliriz (minimum bir hatayla) = 1), yani kabaca 1 R, 1 rad ve 1 rem aynı şeydir.

Sievert(Sv), eşdeğer ve etkili eşdeğer dozların SI birimidir. 1 Sv, Gray'de (biyolojik dokuda) soğurulan dozun ürününün ve K katsayısının 1 J/kg'a eşit olacağı eşdeğer doza eşittir. Başka bir deyişle, bu, 1 kg'lık bir maddede 1 J'lik enerjinin salındığı böyle bir emilen dozdur.

Genel olarak:

1 Sv = 1 Gy. K = 1 J/kg. K = 100 rad. K = 100 rem

K=1'de (X-ışını, gama, beta radyasyonu, elektronlar ve pozitronlar için) 1 Sv, 1 Gy'lik bir soğurulan doza karşılık gelir:

1 Sv \u003d 1 Gy \u003d 1 J / kg \u003d 100 rad \u003d 100 rem.

Sonuç olarak, X-ışını, gama, beta radyasyonu, elektronlar ve pozitronlar için X-ışını, rad ve rem değerlerinin yanı sıra (ayrı ayrı!) Gray ve Sievert değerlerinin olduğunu bir kez daha hatırlıyoruz. insan maruziyetini değerlendirirken eşdeğerdir.

Örnek.

Herhangi bir yerde 25 μR/saat (25 μrad/saat; 0,25 μGy/saat; 0,25 μSv/saat) bir arka plan (gama radyasyonundan) kaydedilirse, bu yerde 1 saat kalış için bir kişi eşdeğer doz alacaktır. (ED) 25 μrem (0.25 μSv). Bir hafta boyunca sırasıyla:

ED \u003d 25 mikroR / saat * 168 saat \u003d 4200 mikrorem \u003d 4,2 mrem \u003d 42 mikroSv veya 0,042 mSv,

ED \u003d 25 mikroR / saat * 8760 saat \u003d 219000 mikrorem \u003d 219 mrem \u003d 2.19 mSv.

Ancak, alfa radyasyonu tarafından aynı emilen doz oluşturulursa (örneğin, dahili maruz kalma ile), o zaman kalite faktörü (20) dikkate alındığında, 1 saat için eşdeğer doz şöyle olacaktır:

ED \u003d 25 mikroR / saat * 20 * 1 saat \u003d 500 mikroR \u003d 500 mikrorem \u003d 0,5 mrem \u003d 5 mikroSv,

yani, X-ışını, gama, beta radyasyonu, 500 mikrorad (5 mikroGy) tarafından emilen bir doza eşdeğer olacaktır.

Ancak, alınan doz, yani vücutta salınan enerji ile biyolojik etki arasındaki keskin farka okuyucunun özel dikkatini çekmek istiyorum. Çok uzun zaman önce, bir kişinin dış ve iç radyasyondan aldığı aynı dozların yanı sıra farklı iyonlaştırıcı radyasyon türlerinden, farklı radyonüklidlerden (vücuda girdiklerinde) alınan dozların farklı etkilere neden olduğu ortaya çıktı! Ve termal enerji birimlerinde 1000 röntgenlik bir kişi için kesinlikle ölümcül doz sadece 0,0024 kaloridir. Bu miktardaki termal enerji yaklaşık 0,0024 ml suyu (0,0024 cm3 0,0024 g), yani sadece 2,4 mg suyu yalnızca 1 °C ısıtabilir. Bir bardak sıcak çayla bin kat daha fazlasını alıyoruz. Aynı zamanda doktorlar, bilim adamları, nükleer bilim adamları, mili ve hatta mikro röntgen dozlarıyla çalışırlar. Yani gerçekte var olmayan bir doğruluğu gösterirler.

Radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisi. Radyasyonun etkileri

Radyoaktif radyasyona iyonlaştırıcı radyasyon, radyoaktif parçacıklara iyonlaştırıcı parçacıklar denir.

Daha önce de belirtildiği gibi, muazzam enerjiye, muazzam hızlara sahip olan radyoaktif parçacıklar, herhangi bir maddeden geçerken, bu maddenin atomları ve molekülleri ile çarpışır ve onların yok edilmesine, iyonlaşmasına, "sıcak" (yüksek enerjili) oluşumuna ve aşırı derecede reaktif parçacıklar - molekül parçaları : iyonlar ve serbest radikaller.

Aynı şey biyolojik nesnelerin dokularında da olur. Aynı zamanda insan biyolojik dokularının %70'i su olduğu için büyük ölçüde Su molekülleri ilk iyonize olanlardır. Su moleküllerinin parçalarından - iyonlardan ve serbest radikallerden - tüm ardışık biyokimyasal reaksiyonlar zincirini başlatan ve yavaş yavaş hücre zarlarının (hücre duvarları ve diğer yapılar) tahrip olmasına yol açan son derece zararlı ve reaktif peroksit bileşikleri oluşur.

Genel olarak radyasyonun biyolojik nesneler ve öncelikle insan vücudu üzerindeki etkisi üç farklı olumsuz etkiye neden olur.

• İlk- bu kalıtsal için genetik etki(genital) hücreler organizma. Kendini gösterebilir ve sadece yavrularda tezahür edebilir. Bu, normdan çeşitli sapmalar (değişen derecelerde malformasyonlar, bunama vb.)

  Bu tür çocukların ilgili hastanelere "tedarikçileri" büyük ölçüde nükleer santraller ve onların etki alanlarıdır.

• İkinci- çok genetik etki, ancak için kalıtsal aparat somatik hücreler - Vücut hücreleri. Belirli bir kişinin yaşamı boyunca çeşitli (çoğunlukla kanserli) hastalıklar şeklinde kendini gösterir. Kanser hastalarının "tedarikçileri" de büyük ölçüde nükleer santraller ve bunların etki alanlarıdır.
• Üçüncü etkisi Etki somatik, daha doğrusu bağışıklık. Bu, koruyucu kuvvetlerin, bağışıklık sisteminin zayıflamasıdır.

hücre zarlarının ve diğer yapıların tahrip olması nedeniyle organizma. Radyasyona maruz kalma ile tamamen ilgisiz görünen, hastalıkların seyrinin sayısında ve ciddiyetinde, komplikasyonlarda ve ayrıca hafızanın zayıflamasında, entelektüel yeteneklerde vb. Zayıflamış bağışıklık, kanser de dahil olmak üzere herhangi bir hastalığın ortaya çıkmasına neden olur.

Normdan tüm görünür fiziksel sapmalara, tüm hastalıklara zihinsel yeteneklerin, hafızanın ve zekanın zayıflamasının eşlik ettiği özellikle belirtilmelidir.

Retrospektif analiz ve çalışma Teknoloji harikası Krasnoyarsk Madencilik ve Kimyasal Kombine'nin etki alanındaki nüfusun sağlığı, burada hem çocuklarda hem de yetişkinlerde çeşitli hastalıklardaki artışın kontrol alanlarından çok daha fazla olduğunu gösterdi. Benzer bir tablo, dünyadaki tüm nükleer tesislerin etki bölgeleri için tipiktir.

Herhangi bir radyasyondan radyasyona karşı en iyi korumanın mesafe ve zaman olduğunu daima aklınızda bulundurmalısınız:

• - ne kadar ileri - o kadar iyi,
• - radyasyon bölgesinde geçirilen süre ne kadar kısaysa o kadar iyidir.

Radyasyon, cinsiyete ve yaşa, vücudun durumuna, bağışıklık sistemine vb. bağlı olarak insanları farklı şekilde etkiler, ancak özellikle bebekler, çocuklar ve ergenler üzerinde güçlüdür.

Radyasyona maruz kaldığında (özellikle düşük fon), latent (inkübasyon, latent) periyot, yani görünür bir etkinin başlamasından önceki gecikme süresi, yıllar hatta on yıllar sürebilmektedir.

(Ralph Grabe'nin "Petco Etkisi: Düşük Dozlarda Radyasyonun İnsanlar, Hayvanlar ve Ağaçlar Üzerindeki Etkileri" kitabından)

Petko etkisi: radyasyon tehdidinin yeni bir boyutu mu?

1972'de Manitoba'daki Kanada Atom Enerjisi Komisyonu'nun Whiteshell Nükleer Araştırma Kuruluşu'ndan Abram Petko, tesadüfi keşif(Ralph Grabe'ye göre) Nobel Ödülü'nü hak eden. Uzun süreli ışınlama sırasında hücre zarlarının, bir röntgen çalışmasında olduğu gibi bu dozun kısa bir flaşla verilmesine kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir toplam dozda yırtıldığını buldu.

Böylece, 26 rad/dk'lık bir yoğunlukta ışınlama, hücre zarını toplam 3500 rad dozda 130 dakikada tahrip etti. 0.001 rad/dk (26000 kat daha az) bir yoğunlukla ışınlandığında, 0.7 rad yeterliydi (süre yaklaşık 700 dakika). Yani aynı etki için 5000 kat daha az bir doz yeterliydi.

Maruz kalma süresi ne kadar uzun olursa, gereken toplam dozun o kadar düşük olduğu sonucuna varılmıştır.

Bu bir keşifti. Kronik maruziyet sırasındaki küçük dozlar, sonuçlar açısından kısa süreli (akut) yüksek dozlarda maruz kalmaya göre daha tehlikeli olduğu ortaya çıktı. Bu yeni devrim niteliğindeki keşif, ışınlamanın hücre çekirdeği üzerindeki genetik etkisiyle keskin bir tezat oluşturuyor. Bu tür çalışmaların tümünde, kısa bir süre boyunca veya uzun bir süre boyunca verilen toplam doz arasında hiçbir etki farkı bulunmadı. Hemen hemen kalıcı eylem 1, en küçüğünden en büyüğüne kadar değişen bir dizi doz yoğunluğu için rad'dır. Uzun bir süre genetik bilgiyi taşıyan DNA molekülünün radyasyon etkisi altında hücre çekirdeğinde doğrudan yok edildiğine inanılıyordu. Petko ise hücre zarlarında farklı bir mekanizmanın çalıştığını ve dolaylı yıkıma neden olduğunu keşfetti.

Küçük dozlar büyük dozlardan nasıl daha tehlikeli olabilir?

Hücrelerde çok fazla su var. Radyasyonun etkisi altında, oldukça toksik kararsız oksijen formları ortaya çıkar - serbest radikaller, peroksit bileşikleri. Zincirleme reaksiyonu başlattıkları hücre zarı ile reaksiyona girerler. kimyasal dönüşümler- zar moleküllerinin oksidasyonu, bunun sonucunda yok edilir. Yani, radyasyonun doğrudan bir etkisi değil, sonuçları vardır.

alıntılar

"Küçük, uzun vadeli veya kronik dozlarda radyasyondan kaynaklanan ciddi hasar: hücre plazmasındaki serbest radikaller ne kadar azsa, hasara neden olmadaki etkinlikleri o kadar fazladır. Bunun nedeni, serbest radikallerin sıradan bir oksijen molekülü veya başkalarını oluşturmak için birbirlerini etkisiz hale getirebilmeleridir (rekombinasyon). Radyasyon tarafından birim zamanda belirli bir hacimde (düşük radyasyon yoğunluklarında) ne kadar az serbest radikal oluşturulursa, hücre duvarına ulaşma olasılıkları o kadar az olur.

"Kısa süreli büyük radyasyon dozlarından daha az hasar: belirli bir hacimde (birim zaman başına yüksek dozlarda) ne kadar fazla serbest radikal oluşursa, zara ulaşmadan ve çarpmadan önce o kadar hızlı yeniden birleşir ve etkisiz hale gelirler."

Ek olarak, uzun menzilli bir etki var. Hücre zarları, hücrenin plazmasında, oldukça toksik bir serbest radikal gibi negatif yüklü molekülleri çeken bir elektrik alanı oluşturur. Bilgisayar hesaplamaları, serbest radikallerin konsantrasyonu ne kadar büyük olursa, çekimin o kadar zayıf olduğunu göstermiştir. Elektrik alanı. Bu nedenle, radikallerin konsantrasyonu yüksekse, zara ulaşma olasılıkları, az olduklarından daha az olasıdır.

Bu nedenle, hücre çekirdeğinin aksine, hücre zarı kısa ama güçlü bir dozla (alfa radyasyonu, yoğun X-ışını maruziyeti, vb.) radyasyon arka planı düşük seviye, radyoaktif serpinti, nükleer santrallerden kaynaklanan emisyonlar.

Radyasyon arka plan

İyonlaştırıcı radyasyon kaynakları (IRS) doğal (doğal) ve yapay (insan yapımı, insan yapımı) olarak ayrılır.

Doğal radyasyon kaynakları şunları içerir: farklı şekiller yerkabuğunda bulunan kozmik radyasyon ve doğal radyonüklidler, çevre insan vücudu da dahil olmak üzere bitki ve hayvanlarda.

BM'ye göre, çeşitli IRS'lerin ortalama bir kişiye ortalama yıllık etkin eşdeğer radyasyon dozuna katkısı aşağıdaki gibidir. Doğal IRS'nin payı 2 mSv'dir (veya %82,61), teknojenik'in payı ise - 0,421 mSv'dir (%17,39); toplam 2.421 mSv.

Aynı zamanda, doğal (doğal) ışınlama "karasal" ve "kozmik" olanlardan oluşur. "Karasal" payı 1.675 mSv'dir (%69.186), dahili maruz kalma payı - 1.325 mSv (%54.729), harici pay - 0.35 mSv (%14.457). Ve alan payı için - 0,315 mSv (%13,011). Tüm %'ler toplam 2.421 mSv'den verilmiştir.

Teknojenik maruziyet, tıbbi muayeneler ve tedavi sırasındaki maruziyetten (0,4 mSv; %16.522), radyoaktif serpintiden (0,02 mSv; %0,826) ve nükleer enerjiden (0,001 mSv; %0,041) oluşur.

SSCB topraklarında dış radyasyonun doğal arka planı büyük ölçüde değişir, ancak ortalama olarak 4.20 mR/saat (40.200 mR/yıl) maruz kalma doz hızı oluşturduğuna inanılmaktadır. eşdeğer doz doğal Kaynaklar AI ayrıca 40?200 mrem/yıldır (0.05?0.2 μSv/saat; 0.4?2.0 mSv/yıl) ve kesinlikle güvenli kabul edilir.

Ancak tüm bunlar ortalama, ortalama verilerdir. Bu nedenle (yalnızca örnekleme amacıyla) burada bazı daha spesifik gerçekler ve rakamlar bulunmaktadır.

Bu nedenle, bir jet uçağının yolcusu, 4 saatlik uçuş için ortalama 0.027 mSv (2,7 mrem) doz alır, çünkü uçak kabinindeki kozmik radyasyon seviyesi (veya arka planı), duruma bağlı olarak 200 mikroR/saat ve üstüne ulaşır. uçuş yüksekliği. Deniz seviyesinden 12 bin metre yükseklikte, kozmik radyasyon seviyesi 5 μSv/saat'e (500 μR/saat) ulaşır. Deniz seviyesinden 2000 m yükseklikte yaşayan insanlar, deniz seviyesinde yaşayanlardan 3-4 kat daha fazla doz alır ("karasal" radyasyon hariç), çünkü deniz seviyesinde "kozmik" arka plan 0.03 μSv / s (3 μR) /saat) ve belirtilen yükseklikte - 0.1 μSv/saat (10 μR/saat). Ekvatorda yaşayanlar, kuzeylilerden vb. daha küçük bir doz alırlar.

Tamamen "karasal" radyasyonun resmi de çeşitlidir.

Fransa, Almanya, İtalya, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri (BM'ye göre) nüfusunun %95'i, yıllık doz hızının 0,3 ila 0,6 mSv (arka plan 3-5 ila 8-10 mikroR/h) arasında değiştiği yerlerde yaşıyor. ) ; Nüfusun %3'ü ortalama 1 mSv (11-15 mikroR/saat) alır; %1,5 - 1,4 mSv'den fazla (18-20 mikroR/saat). Ancak, "karasal" radyasyon seviyesinin ortalamadan 600-800 kat daha yüksek olduğu, nüfusun daimi ikametgahı olan arazi alanları (tatil yerleri dahil) vardır. Ayrı insan grupları, yalnızca "karasal" radyasyona dış maruziyetten yılda 17 mSv'den fazlasını alır; bu, ortalama yıllık dış maruziyet dozundan 50 kat daha fazladır; genellikle radyasyon seviyesinin 175 mSv / yıl (227 μR / saat) vb.

Örneğin granit kayalar, 30-40 veya daha fazla μR/saat'e kadar bir arka plan verebilir.

Kömürle çalışan termik santrallerden, eyalet bölgesindeki elektrik santrallerinden, kazan dairelerinden vb. Atıklar (cüruf, kül, kurum, kömür tozu) radyoaktiviteyi artırmıştır.

Bazı yapı malzemelerindeki radyum ve toryum miktarının tahmini (birkaç ülkede gerçekleştirilir) aşağıdaki resmi verir (Bq/kg olarak):

Gördüğünüz gibi, sıradan kum ve çakıl on kat daha aktiftir ve tuğla, granit, kül ahşaptan yüzlerce kat daha aktiftir.

ağaç (Finlandiya) - 1.1
kum ve çakıl (Almanya) - 30
tuğla (Almanya) - 126
granit (İngiltere) - 170
uçucu kül (Almanya) - 341
alümina (İsveç) - 500-1400
kalsiyum silikat cürufu (ABD) - 2140
uranyum zenginleştirme tesislerinden kaynaklanan atıklar (ABD) - 4625

Bir kişinin iç maruziyeti, dış maruziyetten daha fazladır ve ortalama olarak, bir kişinin doğal radyasyon kaynaklarından aldığı etkili eşdeğer dozun 2/3'ü kadardır. Vücuda yiyecek, su, hava ile giren radyonüklidler tarafından oluşturulur.

Bunlar, radyoizotop potasyum-40'ı ve uranyum-238 ve toryum-232'nin radyoaktif bozunma serilerinin nüklidlerini içerir. Bunlar, her şeyden önce, kurşun-210, polonyum-210 ve en önemlisi radon-222 ve 220'dir.

Kurşun ve polonyum, balıklarda ve kabuklu deniz hayvanlarında ve ayrıca ren geyiği etinde (bunları likenle beslenerek alır) yoğunlaşır. Ancak bir kişinin içsel maruziyetine ana katkı radon tarafından yapılır. "Karasal" radyasyon kaynaklarından gelen dozun 3/4'ünü ve tüm doğal olanların yaklaşık yarısını oluşturur.

"Radon" radyasyon dozunun ana kısmı, paradoksal olarak, bir kişi kapalı, havalandırılmamış odalarda alır. Ilıman iklime sahip bölgelerde, bu tür odalardaki radon konsantrasyonu, dış havadakinden ortalama 8 kat daha fazladır. Ama bu bir ortalama. Ve oda yoğun bir şekilde kapatılmışsa (örneğin, yalıtım amacıyla) ve nadiren havalandırılıyorsa, o zaman radon konsantrasyonu, bazılarında gözlenen onlarca ve yüzlerce kat daha yüksek olabilir. kuzey ülkeleri. Radonun kaynakları, binaların temelleri, yapı malzemeleri (özellikle termik santrallerin atıkları, kazanlar, cüruf, kül, atık kayalar ve bazı madenlerin, madenlerin, işleme tesislerinin vb. çöplüklerinden elde edilenler) ve ayrıca sudur. , doğal gaz, toprak. İnert bir gaz olduğundan, tüm çatlaklardan, topraktaki gözeneklerden, bodrumlardan (özellikle kış aylarında), duvarlardan ve ayrıca kömürle çalışan termik santrallerden gelen toz, kurum, kül vb. ile odaya kolayca nüfuz eder.

Genel olarak, "karasal" radyasyon kaynakları, tüm doğal kaynaklardan alınan yıllık etkin eşdeğer dozun toplam yaklaşık 5/6'sını verir.

Şimdi yapay AI kaynaklarıyla ilgili birkaç örnek. Halihazırda gösterildiği gibi, BM tahminlerine göre toplam doza katkıları 0,421 mSv'dir (%17,39), ana pay tıbbi muayeneler ve tedavi sırasında maruziyete düşer - 0,4 mSv (veya bu rakamın %95'i). Doğal olarak, bir röntgen odasını vs. hiç ziyaret etmemiş belirli bir kişi için "ilaçtan" ​​herhangi bir dozdan söz edilemez. Öte yandan, bir nükleer santraldeki bir kaza, nükleer silah testi vb. sonucu bir kişinin aldığı doz, herhangi bir tıbbi muayeneden yüzlerce ve binlerce kat daha fazla olabilir. Bu nedenle, belirli insan gruplarının kazalar, testler vb. sırasında maruz kalması, yukarıdaki rakamlarda yalnızca tüm Dünya nüfusu için ortalama olarak dikkate alınır.

Yine de, bazı gösterge niteliğindeki rakamlar (1990 öncesi verilere göre) alıntı yapmaya değer.

Midenin röntgeni, - 30 rem (0.3 Sv) yerel eşdeğer bir doz verir.
Diş röntgeni - 3 rem (0.03 Sv)
Florografi - 0,37 rem (3,7 mSv)
TV izlemek (günde 3 saat) - 0,5 mrem/yıl.

29 Mart 1990 tarihli ve 129 sayılı SSCB Sağlık Bakanlığı'nın emri "X-ışını muayenelerini düzene sokmak üzerine", bir kişinin aldığı dozlar için biraz farklı değerler verir.

Sonuç olarak, izin verilen maksimum dozların değerlerini ve insanlara maruz kalmanın sonuçları hakkında bazı resmi verileri sunuyoruz.

dozimetrik enstrümanlar

İyonlaştırıcı radyasyonu ölçmek için, prensipte üç türe ayrılan birçok farklı alet ve tesisat oluşturulmuştur.

radyometreler- IR'nin akı yoğunluğunu ve radyonüklidlerin aktivitesini ölçmek için tasarlanmıştır.

Spektrometreler- radyasyonun enerjiye, yüke, IR parçacıklarının kütlelerine göre dağılımını incelemek (yani, herhangi bir malzemenin örneklerini, IR kaynaklarını analiz etmek).

dozimetreler- dozları, doz oranlarını ve IR yoğunluğunu ölçmek için.

Listelenenler arasında belirli işlevleri birleştiren evrensel cihazlar var. Bir maddenin aktivitesini ölçmek için cihazlar (yani, dağılan / sn sayısı), alfa, beta ve diğer radyasyonları kaydetmek için cihazlar vb. Vardır. Bunlar, kural olarak, sabit tesislerdir.

IRS'yi aramak, tespit etmek, arka planı değerlendirmek vb. için tasarlanmış, gama ve beta radyasyonunu tespit edebilen ve seviyesini tahmin edebilen özel alan veya arama cihazları vardır (X-ışını ölçerler, radyometreler, vb.).

Sadece belirli bir yerde radyasyon olup olmadığı sorusuna cevap almak için tasarlanmış, çoğu zaman "daha az" ilkesiyle çalışan gösterge cihazları vardır.

Ancak ne yazık ki, dozimetre sınıfına ait olan, yani özellikle doz veya doz oranını ölçmek için tasarlanmış cihazlar çok az üretilmektedir.

Alfa, beta, gama gibi farklı radyasyon türlerini ölçebileceğiniz daha az evrensel dozimetre vardır.

Ana yerli dozimetreler isimlerinde "DRG" ​​- "X-ışını gama dozimetresi" kısaltmasına sahiptir, taşınabilir veya küçük boyutlu (cep) olabilirler ve X-ışını ve gama radyasyonunun doz oranını ölçmek için tasarlanmıştır. . Bu nedenle, onların yardımıyla algılama ve gama radyasyonunun gücünün ölçülmesi, bu yerde alfa ve beta radyasyonunun bulunduğu anlamına gelmez. Tersine, x-ışını ve gama radyasyonunun olmaması, alfa ve beta yayıcılarının olmadığı anlamına gelmez.

SSCB Sağlık Bakanlığı, 1 Eylül 1987 tarih ve 129-4/428-6 sayılı yazı ile, SRP-68-01 tipi jeolojik araştırma arama cihazlarının ve dozimetrik cihazlara benzer diğer cihazların kullanımını yasakladı. maruz kalma dozu oranı. Gama ve X-ışını radyasyonunun maruz kalma doz hızının büyüklüğünü ölçmek için sadece DRG-3-01 tipi (0.2; 03) dozimetreler kullanılmalıdır; DRG-05; DRG-01; DRG-01T ve analogları.

Ancak her durumda, maruz kalma dozunun gücünü veya büyüklüğünü ölçmek için herhangi bir cihazı kullanmadan önce, talimatları incelemeli ve hangi amaçlara yönelik olduğunu öğrenmelisiniz. Dozimetrik ölçümler için uygun olmadığı ortaya çıkabilir. Cihazın kalibre edildiği birimlere her zaman dikkat etmelisiniz.

Bu cihazlara ek olarak, doğrudan iyonlaştırıcı radyasyon kaynakları ile çalışan kişilerin bireysel dozimetrik kontrolü için cihazlar (cihazlar, kasetler, sensörler vb.) vardır.

giriiş

Doğal çevre, artık yalnızca dönüşümü için insanların kullanımına açık olmadığı yerlerde korunmaktadır. Kentsel çevre mi, kentsel çevre mi? insan tarafından yaratılmış, doğada benzeri olmayan ve ancak sürekli yenilenme ile var olabilen yapay bir dünyadır.

Sosyal çevrenin herhangi bir çevreyle bütünleşmesi zordur. insan çevresiçevre ve çevrelerin her birinin tüm faktörleri “birbiriyle yakından bağlantılıdır ve “yaşam ortamının kalitesinin” nesnel ve öznel yönlerini deneyimler.

Bu faktörlerin çokluğu, bir kişinin yaşam ortamının kalitesini sağlığı açısından değerlendirirken bizi daha dikkatli kılmaktadır. Çevreyi teşhis eden nesnelerin ve göstergelerin seçimine dikkatlice yaklaşmak gerekir.

Farklı ortamları yargılamak için kullanılabilen vücutta kısa süreli değişiklikler olabilir mi? ev, üretim, ulaşım ve bu özel kentsel çevrede uzun ömürlü, ? iklimlendirme planının bazı uyarlamaları, vb. Kentsel çevrenin etkisi, insan sağlığının mevcut durumundaki belirli eğilimler tarafından oldukça açık bir şekilde vurgulanmaktadır.

> Radyasyon ayarları

İyonlaştırıcı radyasyon, ortamdan geçen, ortamın moleküllerinin iyonlaşmasına veya uyarılmasına neden olan radyasyon olarak adlandırılır. İyonlaştırıcı radyasyon, elektromanyetik radyasyon gibi, insan duyuları tarafından algılanmaz. Bu nedenle, bir kişi ona maruz kaldığını bilmediği için özellikle tehlikelidir. İyonlaştırıcı radyasyon, aksi takdirde radyasyon olarak adlandırılır.

Radyasyon, bir parçacık akışıdır (alfa parçacıkları, beta parçacıkları, nötronlar) veya çok yüksek frekanslı elektromanyetik enerjidir (gama veya x-ışınları).

Maddeler, küçük kimyasal element parçacıklarından oluşur - atomlar. Atom bölünebilir ve karmaşık bir yapıya sahiptir. Bir kimyasal elementin atomunun merkezinde madde adı verilen bir madde parçacığı bulunur. atom çekirdeği elektronların etrafında döndüğü yer. Kimyasal elementlerin atomlarının çoğu oldukça kararlıdır, yani. istikrar. Ancak doğada bilinen bir takım elementlerde çekirdekler kendiliğinden bozunur. Bu tür elementlere radyonüklid denir. Aynı element birkaç radyonüklide sahip olabilir. Bu durumda, kimyasal elementin radyoizotopları olarak adlandırılırlar. Radyonüklidlerin kendiliğinden bozulmasına radyoaktif radyasyon eşlik eder.

Bazı kimyasal elementlerin (radyonüklidler) çekirdeklerinin kendiliğinden bozunmasına radyoaktivite denir.

Radyoaktif radyasyon çeşitli tiplerde olabilir: yüksek enerjili parçacık akışları, frekansı 1,5 - 10 17 Hz'den fazla olan bir elektromanyetik dalga.

Yayılan parçacıklar birçok biçimde gelir, ancak en yaygın olarak yayılanlar alfa parçacıkları (alfa radyasyonu) ve beta parçacıklarıdır (alfa radyasyonu). Alfa parçacığı ağırdır ve yüksek enerjiye sahiptir; helyum atomunun çekirdeğidir. Bir beta parçacığı, bir alfa parçacığından yaklaşık 7336 kat daha hafiftir, ancak aynı zamanda yüksek enerjiye de sahip olabilir. Beta radyasyonu bir elektron veya pozitron akışıdır.

Radyoaktif elektromanyetik radyasyon (foton radyasyonu olarak da adlandırılır), dalganın frekansına bağlı olarak X-ışını (1,5 * 10 17 ... 5 * 10 19 Hz) ve gama radyasyonudur (5 * 10 19 Hz'den fazla) . Doğal radyasyon sadece gama radyasyonudur. X-ışını radyasyonu yapaydır ve katot ışın tüplerinde onlarca ve yüzbinlerce voltluk voltajlarda meydana gelir.

Radyonüklidler, yayan parçacıklar, diğer radyonüklidlere ve kimyasal elementlere dönüşürler. Radyonüklidler farklı oranlarda bozunurlar. Radyonüklidlerin bozunma hızına aktivite denir. Aktivite ölçü birimi, birim zamandaki bozunma sayısıdır. Saniyede bir parçalanmaya becquerel (Bq) denir. Aktiviteyi ölçmek için genellikle başka bir birim kullanılır - curie (Ci), 1 Ci = 37 * 10 9 Bq. Detaylı olarak incelenen ilk radyonüklidlerden biri radyum-226 idi. İlk kez, aktivite ölçü biriminin adını alan Curies tarafından incelenmiştir. 1 g radyum-226'da (aktivite) saniyede meydana gelen bozunma sayısı 1 Ku'dur.

Bir radyonüklidin yarısının bozunması için geçen süreye ne ad verilir? yarım hayat(T 1/2). Her radyonüklidin kendi yarı ömrü vardır. Aralığı değiştir T 1/2 çeşitli radyonüklidler için çok geniştir. Saniyelerden milyarlarca yıla değişir. Örneğin, en iyi bilinen doğal radyonüklid olan uranyum-238, yaklaşık 4,5 milyar yıllık bir yarı ömre sahiptir.

Bozunma sırasında radyonüklid miktarı azalır ve aktivitesi azalır. Aktivitenin azaldığı model, radyoaktif bozunma yasasına uyar.

Radyasyonun bir kişi üzerindeki etkisi, insan dokuları tarafından emilen iyonlaştırıcı radyasyon enerjisinin miktarına bağlıdır. Birim doku kütlesi tarafından emilen enerji miktarına denir. emilen doz. Absorbe edilen doz birimi gri(1 Gy = 1 J/kg). Absorbe edilen doz genellikle şu şekilde ölçülür: radah(1 Gy = 100 rad).

Bununla birlikte, radyasyonun bir kişi üzerindeki etkisini yalnızca emilen doz belirlemez. Biyolojik sonuçlar radyoaktif radyasyonun tipine bağlıdır. Örneğin, alfa radyasyonu, gama veya beta radyasyonundan 20 kat daha tehlikelidir. Radyasyonun biyolojik tehlikesi, kalite faktörü K tarafından belirlenir. Soğurulan doz, radyasyon kalite faktörü ile çarpıldığında, radyasyonun insanlar için tehlikesini belirleyen eşdeğer olarak adlandırılan bir doz elde edilir. Eşdeğer dozun özel bir ölçü birimi vardır - sievert (Sv). Genellikle, eşdeğer dozu ölçmek için daha küçük bir birim kullanılır - rem (bir rad'ın biyolojik eşdeğeri), 1 Sv = 100 rem. Bu nedenle, ana radyasyon parametreleri aşağıdaki gibidir (Tablo 1).

Tablo 1. Radyasyonun temel parametreleri