Tämä on sähkömagneettisen spektrin laajin alue, koska korkeat energiat eivät rajoita sitä. Pehmeää gammasäteilyä muodostuu atomiytimien sisällä tapahtuvien energiasiirtymien aikana, kovempaa ydinreaktioiden aikana. Gammasäteet tuhoavat helposti molekyylejä, myös biologisia, mutta onneksi eivät kulje ilmakehän läpi. Niitä voidaan tarkkailla vain avaruudesta.

Superkorkeat gamma-kvantit syntyvät avaruusobjektien tai maanpäällisten hiukkaskiihdyttimien voimakkaiden sähkömagneettisten kenttien hajottamien varautuneiden hiukkasten törmäyksessä. Ilmakehässä ne murskaavat atomiytimiä luoden hiukkaskaskadeja, jotka lentävät lähes valonopeuksilla. Hidastuessaan nämä hiukkaset säteilevät valoa, jota tarkkailevat maan päällä olevat erityiset teleskoopit.

Energialla yli 10 14 eV hiukkasten lumivyöryt tunkeutuvat maan pinnalle. Ne tallennetaan tuikeantureilla. Missä ja miten ultrakorkean energian gammasäteet muodostuvat, ei ole vielä täysin selvää. Tällaiset energiat eivät ole maanpäällisten teknologioiden ulottuvilla. Energisimmat kvantit - 10 20 -10 21 eV, tulevat avaruudesta erittäin harvoin - noin yksi kvantti 100 vuodessa neliökilometriä kohden.

Lähteet

Kuva otettu vuonna 2005 HESS-gammateleskoopilla. Siitä tuli vahvistus sille, että supernovajäännökset toimivat kosmisten säteiden lähteinä - energisesti varautuneita hiukkasia, jotka vuorovaikutuksessa aineen kanssa tuottavat gammasäteilyä (katso). Hiukkasten kiihtyvyys johtuu ilmeisesti kompaktin kohteen - neutronitähden - voimakkaasta sähkömagneettisesta kentästä, joka muodostuu räjähtävän supernovan paikalle.

Kosmisen säteen energisesti varautuneiden hiukkasten törmäykset tähtienvälisen väliaineen atomien ytimiin synnyttävät sarjassa muita hiukkasia, samoin kuin gammasäteitä. Tämä prosessi on samanlainen kuin maapallon ilmakehän hiukkaskaskadit, jotka tapahtuvat kosmisten säteiden vaikutuksesta (katso). Energisimpien kosmisten säteiden alkuperää tutkitaan edelleen, mutta on jo näyttöä siitä, että niitä voidaan synnyttää supernovajäännöksissä.

Kasvulevy supermassiivisen mustan aukon ympärillä ( riisi. taiteilija)

Suurten galaksien evoluution aikana niiden keskuksiin muodostuu supermassiivisia mustia aukkoja, joiden massa on useista miljoonista miljardeihin auringon massoihin. Ne kasvavat tähtienvälisen aineen ja jopa kokonaisten tähtien kerääntymisen (putoamisen) vuoksi mustaan ​​aukkoon.

Voimakkaalla akkretiolla muodostuu nopeasti pyörivä kiekko mustan aukon ympärille (johtuen reikään putoavan aineen kulmamomentin säilymisestä). Eri nopeuksilla pyörivien kerrosten viskoosin kitkan vuoksi se lämpenee koko ajan ja alkaa säteillä röntgenalueella.

Osa aineesta akkretion aikana voidaan irrottaa suihkujen (suihkujen) muodossa pyörivän kiekon akselia pitkin. Tämä mekanismi varmistaa galaksien ja kvasaarien ytimien toiminnan. Myös galaksimme (Linnunrata) ytimessä on musta aukko. Tällä hetkellä sen aktiivisuus on vähäistä, mutta joidenkin viitteiden mukaan noin 300 vuotta sitten se oli paljon korkeampi.

Vastaanottimet

Namibiassa sijaitseva se koostuu 4 halkaisijaltaan 12 metrin parabolisesta astiasta, jotka on sijoitettu 250 metrin mittaiselle alustalle. Jokaisessa niistä on 382 pyöreää peiliä, joiden halkaisija on 60 cm, jotka keskittävät ilmakehän energisten hiukkasten liikkeen synnyttämän bremsstrahlungin (katso kaukoputken kaavio).

Teleskooppi aloitti toimintansa vuonna 2002. Sitä voidaan yhtä hyvin käyttää havaitsemaan energeettisiä gamma-kvantteja ja varautuneita hiukkasia - kosmisia säteitä. Yksi hänen tärkeimmistä tuloksistaan ​​oli suora vahvistus pitkäaikaiselle olettamukselle, että supernovajäännökset ovat kosmisten säteiden lähteitä.

Kun energinen gammasäde pääsee ilmakehään, se törmää yhden atomin ytimeen ja tuhoaa sen. Tällöin syntyy useita atomiytimen fragmentteja ja alhaisemman energian gamma-kvantteja, jotka liikemäärän säilymislain mukaan liikkuvat lähes samaan suuntaan kuin alkuperäinen gammasäde. Nämä roskat ja kvantit törmäävät pian muihin ytimiin muodostaen ilmakehään hiukkasvyöryn.

Suurin osa näistä hiukkasista kulkee nopeammin kuin valon nopeus ilmassa. Tämän seurauksena hiukkaset lähettävät bremsstrahlungia, joka saavuttaa Maan pinnan ja voidaan havaita optisilla ja ultraviolettiteleskoopilla. Itse asiassa maapallon ilmakehä toimii gamma-teleskoopin elementtinä. Ultrasuurienergisten gammasäteiden tapauksessa maan pinnan saavuttavan säteen divergentti on noin 1 aste. Tämä määrittää kaukoputken resoluution.

Vielä korkeammalla gammasäteiden energialla itse hiukkasten lumivyöry saavuttaa pinnan - laaja ilmasuihku (EAS). Ne tallennetaan tuikeantureilla. Pierre Augerin (EAS:n löytäjän kunniaksi) nimeämä observatorio rakennetaan parhaillaan Argentiinaan tarkkailemaan gammasäteilyä ja ultrakorkean energian kosmisia säteitä. Se sisältää useita tuhansia säiliöitä tislattua vettä. Niihin asennetut PMT:t valvovat vedessä tapahtuvia välähdyksiä energisten EAS-hiukkasten vaikutuksesta.

Orbitaaliobservatorio, joka toimii alueella kovasta röntgensäteilystä pehmeään gammasäteilyyn (alkaen 15 keV 10:een MeV), laukaistiin kiertoradalle Baikonurin kosmodromista vuonna 2002. Observatorion rakensi Euroopan avaruusjärjestö ESA, johon osallistuivat Venäjä ja Yhdysvallat. Asemasuunnittelussa käytetään samaa alustaa kuin aiemmin (1999) käynnistetty eurooppalainen XMM-Newton-röntgenobservatorio.

Elektroninen laite näkyvän ja ultraviolettisäteilyn heikkojen virtausten mittaamiseen. PMT on tyhjiöputki, jossa on fotokatodi ja elektrodisarja, johon syötetään peräkkäin kasvava jännite, jonka kokonaispudotus on jopa useita kilovoltteja.

Säteilykvantit putoavat fotokatodille ja irrottavat siitä elektroneja, jotka siirtyvät ensimmäiselle elektrodille muodostaen heikon valosähkövirran. Kuitenkin matkan varrella elektronit kiihtyvät käytetyn jännitteen vaikutuksesta ja lyövät pois paljon suuremman määrän elektroneja elektrodista. Tämä toistetaan useita kertoja - elektrodien lukumäärän mukaan. Tämän seurauksena elektronivirta, joka tuli viimeiseltä elektrodilta anodille, kasvaa useita suuruusluokkia verrattuna alkuperäiseen valosähkövirtaan. Tämän avulla voit rekisteröidä erittäin heikkoja valovirtoja yksittäisiin kvantteihin asti.

Tärkeä ominaisuus PMT:ssä on vastenopeus. Tämän ansiosta niitä voidaan käyttää havaitsemaan ohimeneviä ilmiöitä, kuten välähdyksiä, joita esiintyy tuikeessa, kun energisesti varautunut hiukkanen tai kvantti absorboituu.

Sivu 1

Gammasäteilyn virtaus ohjatun kohteen ja kalvon läpi kulkemisen jälkeen tulee toimivaan ilmaisuyksikköön, jossa se muunnetaan tilastollisesti jakautuneiksi sähköimpulsseiksi. Pulssien keskimääräinen saapumisnopeus anturin lähdöstä on verrannollinen altistusannosnopeuteen. Kalvon mustumistiheys määräytyy valotusannoksen mukaan, joten tarvittava lähetysaika, joka varmistaa kalvon optimaalisen mustumistiheyden, voidaan asettaa pulssien lukumäärällä.

Tiheys syntyy, kun gammasäteilyvirta on vuorovaikutuksessa aineen kanssa.

Ionisoivan säteilyn lähteitä ydinräjähdyksen aikana ovat gammasäteily ja neutronivuot, jotka vaikuttavat haitallisesti räjähdysalueella 10 - 15 sekunnin ajan räjähdyshetkestä, sekä radioaktiivisten aineiden gamma-kvantit, alfa- ja beetahiukkaset - fissiofragmentit ydinvarausaineesta, joka putoaa räjähdyksen alueella ja muodostuneen radioaktiivisen pilven liikeradalla ja saastuttaa aluetta kymmenien ja satojen kilometrien ajan. Vaurioaste määräytyy ionisoivan säteilyn annoksen perusteella - 1 cm3 väliaineen absorboima energiamäärä.

Säteilytason ilmaisimet toimivat periaatteella, jonka mukaan gammasäteilyvuon intensiteetti riippuu ohjattavan väliaineen tiheydestä. Radioaktiivisen säteilyn lähde ja vastaanotin on asennettu tietylle tasolle valvotun säiliön vastakkaisille puolille. Gammasäteiden virtauksen lisääntyminen tai väheneminen aiheuttaa toimeenpanoreleen aktivoitumisen.

Gammareleen toimintaperiaate on, että anturielementtiin putoavan gammasäteilyn virtauksen intensiteetti riippuu väliaineen tiheydestä, jonka läpi se tunkeutuu. Vastaanottoasema ja gammasäteilylähdeyksikkö asennetaan mitatun kapasitanssin vastakkaisille puolille kontrolloiduilla tasoilla.

Yllä tarkastellun tekniikan kokeellinen verifiointi suoritettiin sekä gammasäteilyvirtojen modulaation että valovirtojen modulaation tapauksessa.

Joten noin 1/4 (1/2 1/2) kokonaisvalosta havaitaan runsaan gammasäteilyvirran muodossa ja loput - pehmeiden röntgensäteiden muodossa.

Säteilylähdeyksiköt KO, K1, K2 ja KZ on suunniteltu muodostamaan suunnattu gammasäteilyvirtaus sekä suojaamaan henkilöstöä muihin suuntiin vaikuttavilta gammasäteilyvirroilta.

Laitteiden toiminta perustuu anturin toimesta lähdeyksiköstä tulevan gammasäteilyn virtauksen muuntamiseen sähköiseksi signaaliksi, joka välitetään kaapelin kautta elektroniseen releyksikköön releen ohjaamiseksi. Anturin päälle tulevan gammasäteilyvirran voimakkuus riippuu sen väliaineen tiheydestä, jonka läpi se tunkeutuu.

Gammareleen toimintaperiaate on, että anturiin putoavan gammasäteilyn virtauksen intensiteetti riippuu sen väliaineen tiheydestä, jonka läpi se tunkeutuu. Anturi muuntaa gammasäteilyn virtauksen sähköiseksi signaaliksi, vahvistaa sen ja välittää sen kaapelin kautta elektroniseen releyksikköön, jossa se muunnetaan edelleen osoittavaksi tulokseksi.

Gammasäteily on yksi lyhytaaltoisista sähkömagneettisen säteilyn muodoista. Äärimmäisen lyhyen aallonpituuden vuoksi gammasäteilyllä on korostuneet korpuskulaariset ominaisuudet, kun taas aaltoominaisuudet puuttuvat käytännössä.

Gammalla on voimakas traumaattinen vaikutus eläviin organismeihin, ja samalla sen tunnistaminen aisteilla on täysin mahdotonta.

Se kuuluu ionisoivan säteilyn ryhmään, eli se edistää eri aineiden stabiilien atomien muuntamista ioneiksi, joilla on positiivinen tai negatiivinen varaus. Gammasäteilyn nopeus on verrattavissa valon nopeuteen. Ranskalainen tiedemies Villard löysi vuonna 1900 aiemmin tuntemattomia säteilyvirtauksia.

Nimissä käytettiin kreikkalaisten aakkosten kirjaimia. Säteilyä, joka on sähkömagneettisen säteilyn asteikolla röntgensäteilyn jälkeen, kutsutaan gammaksi - aakkosten kolmanneksi kirjaimeksi.

On ymmärrettävä, että eri säteilytyyppien väliset rajat ovat hyvin mielivaltaisia.

Mikä on gammasäteily

Yritetään tiettyä terminologiaa välttäen ymmärtää, mitä gamma-ionisoiva säteily on. Mikä tahansa aine koostuu atomeista, jotka puolestaan ​​sisältävät ytimen ja elektroneja. Atomi ja varsinkin sen ydin ovat erittäin stabiileja, joten niiden halkeamiseen tarvitaan erityisiä olosuhteita.

Jos nämä olosuhteet jotenkin syntyvät tai saadaan keinotekoisesti, tapahtuu ydinhajoamisprosessi, johon liittyy suuri määrä energiaa ja alkuainehiukkasia.

Sen mukaan, mitä tässä prosessissa tarkalleen vapautuu, säteily jaetaan useisiin tyyppeihin. Alfa-, beeta- ja neutronisäteily erottuu alkuainehiukkasten vapautumisesta, ja röntgen- ja gamma-aktiiviset säteet ovat energiavirtaa.

Vaikka itse asiassa mikä tahansa säteily, mukaan lukien gamma-alueen säteily, on kuin hiukkasvirta. Tämän säteilyn tapauksessa virtaushiukkaset ovat fotoneja tai kvarkeja.

Kvanttifysiikan lakien mukaan mitä lyhyempi aallonpituus on, sitä suurempi on säteilykvantin energia.

Koska gammasäteilyn aallonpituus on hyvin pieni, voidaan väittää, että gammasäteilyn energia on erittäin korkea.

Gammasäteilyn syntyminen

Säteilyn lähteitä gamma-alueella ovat erilaisia ​​prosesseja. Universumissa on esineitä, joissa tapahtuu reaktioita. Näiden reaktioiden tulos on kosmista gammasäteilyä.

Tärkeimmät gammasäteiden lähteet ovat kvasaarit ja pulsarit. Ydinreaktioita, joissa vapautuu valtavasti energiaa ja gammasäteitä, tapahtuu myös tähden muuttuessa supernovaksi.

Gamma-sähkömagneettista säteilyä esiintyy erilaisten siirtymien aikana atomielektronikuoren alueella sekä joidenkin alkuaineiden ytimien hajoamisen aikana. Gammasäteiden lähteistä voidaan mainita myös tietty voimakas magneettikenttä, jossa alkuainehiukkaset hidastuvat tämän väliaineen vastuksen vaikutuksesta.

Gammasäteilyn vaara

Ominaisuuksiensa vuoksi gammasäteilyllä on erittäin korkea läpäisykyky. Sen pysäyttämiseksi tarvitset vähintään viiden senttimetrin paksuisen lyijyseinän.

Elävän olennon iho ja muut suojamekanismit eivät ole este gammasäteilylle. Se tunkeutuu suoraan soluihin ja vaikuttaa tuhoisasti kaikkiin rakenteisiin. Aineen säteilytetyt molekyylit ja atomit itse tulevat säteilyn lähteiksi ja aiheuttavat muiden hiukkasten ionisaatiota.

Tämän prosessin seurauksena joistakin aineista saadaan muita aineita. Ne muodostavat uusia soluja, joilla on erilainen genomi. Tarpeetonta uusien solujen rakentamisessa, vanhojen rakenteiden jäännökset muuttuvat myrkkyiksi keholle.

Säteilyannoksen saaneille eläville organismeille suurin säteilysäteiden vaara on se, että ne eivät pysty aistimaan tämän tappavan aallon läsnäoloa avaruudessa. Ja myös siinä, että elävillä soluilla ei ole erityistä suojaa gamma-ionisoivan säteilyn kantamaa tuhoenergiaa vastaan. Tämäntyyppinen säteily vaikuttaa eniten DNA-molekyylejä kuljettavien sukusolujen tilaan.

Kehon eri solut käyttäytyvät eri tavalla gammasäteilyssä, ja niillä on vaihteleva vastustuskyky tämäntyyppisen energian vaikutuksille. Toinen gammasäteilyn ominaisuus on kuitenkin kumulatiivinen kyky.

Yksittäinen säteilytys pienellä annoksella ei aiheuta korjaamatonta tuhoisaa vaikutusta elävään soluun. Siksi säteilyä on käytetty tieteessä, lääketieteessä, teollisuudessa ja muilla ihmisen toiminnan aloilla.

Gammasäteiden sovellukset

Jopa tutkijoiden uteliaiden mielien tappavat säteet ovat löytäneet käyttökohteita. Tällä hetkellä gammasäteilyä käytetään eri teollisuudenaloilla, se hyödyttää tiedettä, ja sitä käytetään menestyksekkäästi myös erilaisissa lääketieteellisissä laitteissa.

Kyky muuttaa atomien ja molekyylien rakennetta osoittautui hyödylliseksi hoidettaessa vakavia sairauksia, jotka tuhoavat kehon solutasolla.

Onkologisten kasvainten hoidossa gammasäteet ovat välttämättömiä, koska ne voivat tuhota epänormaalit solut ja pysäyttää niiden nopean jakautumisen. Joskus on mahdotonta pysäyttää syöpäsolujen epänormaalia kasvua, jolloin gammasäteily tulee apuun, jossa solut tuhoutuvat kokonaan.

Gamma-ionisoivaa säteilyä käytetään tuhoamaan patogeeninen mikrofloora ja erilaisia ​​mahdollisesti vaarallisia epäpuhtauksia. Radioaktiivisissa säteissä lääketieteelliset instrumentit ja laitteet steriloidaan. Tämän tyyppistä säteilyä käytetään myös tiettyjen tuotteiden desinfiointiin.

Gammasäteet paistavat erilaisten avaruus- ja muiden teollisuudenalojen täysmetallituotteiden läpi piilotettujen vikojen havaitsemiseksi. Niillä tuotantoalueilla, joilla tuotteiden laadun äärimmäinen valvonta on välttämätöntä, tämäntyyppinen tarkastus on yksinkertaisesti välttämätöntä.

Gammasäteiden avulla tutkijat mittaavat porauksen syvyyttä, saavat tietoa erilaisten kivien esiintymismahdollisuuksista. Gammasäteitä voidaan käyttää myös jalostuksessa. Tiettyjä valikoituja kasveja säteilytetään tiukasti annostetulla virtauksella haluttujen mutaatioiden saamiseksi niiden genomiin. Tällä tavalla kasvattajat saavat uusia kasveja, joilla on tarvitsemansa ominaisuudet.

Gammavuon avulla määritetään avaruusalusten ja keinotekoisten satelliittien nopeudet. Lähettämällä säteitä avaruuteen tutkijat voivat määrittää etäisyyden ja mallintaa avaruusaluksen polun.

Suojausmenetelmät

Maapallolla on luonnollinen puolustusmekanismi kosmista säteilyä vastaan, se on otsonikerros ja yläilmakehä.

Ne säteet, jotka valtavilla nopeuksilla tunkeutuvat maan suojattuun tilaan, eivät aiheuta paljon haittaa eläville olennoille. Suurinta vaaraa edustavat lähteet ja maanpäällisissä olosuhteissa saatu gammasäteily.

Säteilysaastumisen tärkein vaaralähde on edelleen yritykset, joissa hallittu ydinreaktio suoritetaan ihmisen valvonnassa. Nämä ovat ydinvoimaloita, joissa tuotetaan energiaa, jotta väestö ja teollisuus saavat valoa ja lämpöä.

Vakavimpia toimenpiteitä toteutetaan näiden tilojen työntekijöiden saamiseksi. Eri puolilla maailmaa tapahtuneet tragediat, jotka johtuivat ihmisen hallinnan menettämisestä ydinreaktioon, opettivat ihmisiä olemaan varovaisia ​​näkymätöntä vihollista kohtaan.

Voimalaitosten työntekijöiden suojelu

Ydinvoimalaitoksilla ja gammasäteilyn käyttöön liittyvillä teollisuudenaloilla kosketusaika säteilyvaaran lähteeseen on tiukasti rajoitettu.

Kaikki työntekijät, joilla on liiketoimintaa, tarvitsevat yhteyttä tai olla lähellä gammasäteilyn lähdettä, käyttävät erityisiä suojapukuja ja käyvät läpi useita siivousvaiheita ennen paluutaan "puhtaalle" alueelle.

Tehokkaan suojan gammasäteilyä vastaan ​​käytetään lujia materiaaleja. Näitä ovat lyijy, luja betoni, lyijylasi ja tietyt terästyypit. Näitä materiaaleja käytetään voimalaitosten suojapiirien rakentamisessa.

Näistä materiaaleista valmistettuja elementtejä käytetään säteilynestopukujen luomiseen voimalaitosten työntekijöille, joilla on pääsy säteilylähteisiin.

Niin kutsutulla "kuumalla" vyöhykkeellä lyijy ei kestä kuormitusta, koska sen sulamispiste ei ole tarpeeksi korkea. Alueella, jossa lämpöydinreaktio etenee korkeiden lämpötilojen vapautuessa, käytetään kalliita harvinaisia ​​maametalleja, kuten volframia ja tantaalia.

Kaikille gammasäteilyn parissa työskenteleville on saatavilla yksilölliset mittauslaitteet.

Luonnollisen säteilyherkkyyden puutteen vuoksi henkilö voi määrittää annosmittarin avulla, kuinka paljon säteilyä hän sai tietyn ajanjakson aikana.

Annosta, joka ei ylitä 18-20 mikroröntgeeniä tunnissa, pidetään normaalina. Mitään erityisen kauheaa ei tapahdu, kun sitä säteilytetään jopa 100 mikroröntgenin annoksella. Jos henkilö on saanut tällaisen annoksen, vaikutukset voivat ilmetä kahdessa viikossa.

Saatuaan 600 röntgenin annoksen ihmistä uhkaa kuolema 95 prosentissa tapauksista kahden viikon sisällä. 700 roentgeenin annos on tappava 100 %:ssa tapauksista.

Kaikista säteilytyypeistä gammasäteet ovat vaarallisimpia ihmisille. Valitettavasti säteilykontaminaation todennäköisyys on olemassa kaikille. Jopa ollessaan poissa teollisuuslaitoksista, jotka tuottavat energiaa pilkkomalla atomiydintä, voi altistua säteilyaltistuksen vaaralle.

Historia tietää esimerkkejä tällaisista tragedioista.

Missä tahansa on sähköpurkauksia, siellä on yhden tai toisen spektrin säteilyä. Gammasäteily on sähkömagneettisen säteilyn tyyppi, jolla on hyvin lyhyt aallonpituus ja joka koostuu gamma-kvanttien (fotonien) virroista. On osoitettu, että tämä ei ole itsenäinen radioaktiivisuuden tyyppi, vaan alfa- ja beetasäteilyn hajoamisen seuraus. Gammasäteilyä voi esiintyä myös ydinreaktion aikana, kun varautuneet hiukkaset hidastuvat, hajoavat ja muut ydinprosessit.

Gammasäteilyn käsite

Radioaktiivinen säteily on ionisoivaa säteilyä, joka syntyy eri spektrien hiukkasten epävakaan käyttäytymisen aikana, kun ne yksinkertaisesti hajoavat atomin ainesosiksi.- protonit, neutronit, elektronit ja fotonit. Gammasäteily, mukaan lukien röntgensäteet, on sama prosessi. Säteilyllä on erilainen biologinen vaikutus ihmiskehoon - sen haitat riippuvat hiukkasten kyvystä tunkeutua erilaisten esteiden läpi.

Tässä suhteessa gammasäteilyllä on selkein läpäisykyky, mikä mahdollistaa sen tunkeutumisen jopa viiden senttimetrin lyijyseinän läpi. Siksi gammasäteily tai gammasäteily on radioaktiivista säteilyä, jolla on suuri radioaktiivinen vaikutus elävään organismiin. Säteilyn aikana niiden nopeus on yhtä suuri kuin valon nopeus.

Gammasäteilyn taajuus on > 3 10 18, mikä on lyhin aalto ja on sähkömagneettisten aaltojen luokituksen pohjalla, juuri ennen röntgensäteilyä, jonka säteily on hieman pidempää ja on 10 17 - 3 10 18

Alfa-, beeta- ja gamma-säteet ovat erittäin vaarallisia ihmisille ja niiden voimakas altistuminen johtaa säteilysairauteen, joka ilmenee tyypillisin oirein:

• akuutti leukosytoosi;
• pulssin estäminen, lihasten sävyn lasku, kaikkien elintärkeiden prosessien hidastuminen;
• hiustenlähtö;
• kaikkien elinten peräkkäinen epäonnistuminen - ensin maksa, munuaiset, selkäydin ja sitten sydän.

Kun säteilysäteet ovat joutuneet kehoon, ne tuhoavat ja mutatoivat soluja siten, että ne tartunnan saaneet tartuttavat muita. Ja ne, jotka pystyivät selviytymään, syntyvät uudelleen jo kyvyttöminä jakautumaan ja muihin elintärkeisiin toimintoihin. Alfa- ja beetasäteet ovat vaarallisimpia, mutta gammahiukkanen on salakavala, sillä se kattaa 300 000 kilometrin etäisyyden sekunnissa ja pystyy osumaan huomattavia etäisyyksiä. Pienellä säteilyannoksella ihminen ei tunne sen vaikutusta, eikä se heti huomaa sen tuhoavaa vaikutusta. Voi kestää useita vuosia tai useita sukupolvia - riippuen annoksesta ja säteilytyypistä - ennen kuin häiriöitä ilmaantuu. Suurella säteilyannoksella tauti ilmaantuu kuitenkin muutamassa tunnissa ja siihen liittyy voimakkaita oireita, joihin kuuluu vatsakipuja, hallitsematonta oksentelua ja päänsärkyä.

Tarinoita lukijoiltamme

Vladimir
61 vuotta vanha

Gammasäteilyn vaara

Gammasäteet voivat tunkeutua ulkoavaruudesta, gammasäteilyn lähteitä voivat olla myös joidenkin radioaktiivisten kivien - uraanin, graniittien, radonin ja muiden - hajoaminen.

Tunnetuin gammasäteilymyrkytystapaus on Aleksanteri Litvinenko., joka oli ripoteltu poloniumilla teessä. Polonium on radioaktiivinen alkuaine, uraanin johdannainen, joka on erittäin radioaktiivinen.

Gammasäteilyn kvanttienergialla on valtava voima, mikä lisää niiden tunkeutumista eläviin soluihin ja tuhoavaa vaikutusta. Aiheuttaen solujen kuoleman ja muuntumisen, gamma-kvantit kerääntyvät kehoon ajan myötä, ja samalla vaurioituneet solut myrkyttävät kehon myrkkyillään, joita ilmaantuu niiden hajoamisprosessissa.

Gammasäteilykvantti on ydinsäteily, massaton ja varauston hiukkanen, joka säteilee ydinreaktion aikana, kun ydin siirtyy energiatilasta toiseen. Kun gamma-sädetutkimuskvantti kulkee tietyn aineen läpi ja on vuorovaikutuksessa sen kanssa, tämä aine absorboi gamma-kvanttienergian kokonaan sen elektronin emission kanssa.

Tällaisen altistumisen vaara on haitallisin ihmisille, koska sen läpäisykyky ei jätä käytännössä mitään mahdollisuutta - 5 senttimetrin lyijyseinä voi absorboida vain puolet gammasäteilystä. Tässä suhteessa alfa- ja beeta-säteet ovat vähemmän vaarallisia - alfa-säteily voi viivyttää tavallista paperiarkkia, beetasäteily ei voi voittaa puuseinää, eikä gammasäteilylle ole käytännössä mitään estettä. Siksi on äärimmäisen tärkeää, ettei ihmiskehoa altisteta pitkäaikaisesti näille säteille.

Kuinka suojautua gammasäteilyltä

Joutuessaan kehoon lisääntyneellä gamma-taustalla säteily alkaa huomaamattomasti myrkyttää kehoa, ja jos ultrasuuria annoksia ei kuluteta lyhyessä ajassa, ensimmäiset merkit eivät välttämättä ilmesty pian. Ensinnäkin hematopoieettinen järjestelmä kärsii, joka saa ensimmäisen iskun. Se vähentää jyrkästi leukosyyttien määrää, minkä seurauksena selkäydin vaikuttaa erittäin nopeasti ja epäonnistuu. Yhdessä selkäytimen kanssa kärsivät imusolmukkeet, jotka myöhemmin myös epäonnistuvat. Ihminen menettää hiukset, hänen DNA:nsa vaurioituu. Tulee genomin mutaatio, joka johtaa perinnöllisyyshäiriöihin. Vakavissa vaurioissa kuolee syöpä tai yhden tai useamman elimen vajaatoiminta.

Gamma-tausta on mitattava maalla ennen ostamista. Joidenkin maanalaisten kivien, mukaan lukien maanalaisten jokien, vaikutuksesta maankuoren tektonisten prosessien aikana maan pinnan saastuminen gammasäteilyllä on täysin mahdollista.

Suojaus gammasäteilyä vastaan ​​voi olla vain osittainen. Jos tällainen katastrofi sallitaan, seuraavien 300 vuoden aikana tuhoutunut alue myrkytetään kokonaan, jopa useita kymmeniä metrejä maakerroksesta. Täydellistä suojaa ei ole olemassa, mutta asuinrakennusten kellareita, maanalaisia ​​kaivoja ja muita suojia voidaan käyttää, vaikka on muistettava, että tällainen suojaus on vain osittain tehokas.

Siten gammasäteilyltä suojautumismenetelmät koostuvat pääasiassa gamma-taustan mittaamisesta erikoislaitteilla, eikä käyntiä paikoissa, joissa on korkea säteilytaso - esimerkiksi Tšernobylissä tai Fukushiman läheisyydessä.

Ihmiskunnan historian suurin ydinsäteilyn päästö veteen tapahtui vuonna 2011 Fukushimassa, kun tsunami-aalto johti kolmen ydinreaktorin vikaantumiseen. Radioaktiivista jätettä on huuhtoutunut mereen 300 tonnia päivässä jo seitsemättä vuotta. Tämän katastrofin mitat ovat kauhistuttavia. Koska tätä vuotoa ei voida korjata vaurioalueen korkean lämpötilan vuoksi, ei tiedetä, kuinka kauan tämä prosessi jatkuu. Sillä välin pohjavirtasäteily on levinnyt jo merkittävään osaan Tyyntämerta.

Gammasäteilyn laajuus

Jos käytät tarkoituksellisesti gammahiukkasten virtausta, voit valikoivasti tuhota ne kehon solut, jotka lisääntyvät aktiivisesti tietyllä hetkellä. Tätä gammasäteiden käytön vaikutusta käytetään lääketieteessä onkologian torjunnassa. Viimeisenä keinona ja vain silloin, kun muut keinot epäonnistuvat, säteilytysmenetelmää käytetään tarkoituksellisesti pahanlaatuiseen kasvaimeen. Tehokkain kauko-gammasäteilyhoidon käyttö. Tämä menetelmä on suunniteltu hallitsemaan prosessia paremmin ja minimoimaan samalla terveen kudoksen riskit ja vauriot.

Gamma-kvantteja käytetään myös muilla alueilla:

1. Näiden säteiden avulla energia muuttuu. Tätä varten kokeellisessa fysiikassa käytetty väline on nimeltään gammaspektrometri. Se on magneettista, tuike-, puolijohde- ja kidediffraktiota.
2. Ytimen gammasäteilyn spektrin tutkimus antaa tietoa ydinrakenteesta. Gammasäteilyyn vaikuttava ulkoinen ympäristö tuottaa erilaisia ​​vaikutuksia, joilla on suuri merkitys tässä tapauksessa tapahtuvien prosessien ymmärtämisen kannalta. Siksi kaikkia näitä prosesseja tutkitaan aktiivisesti.
3. Tekniikka käyttää myös gammasäteitä metallien vikojen havaitsemiseen. Koska gammasäteilyllä on eri absorptiotasot eri väliaineissa, mutta samalla etenemisetäisyydellä, on mahdollista laskea vikoja käyttämällä eri intensiteetin säteilyä.
4. Säteilykemia käyttää tätä säteilyä myös indusoimaan kemiallisia muutoksia erilaisissa prosesseissa luonnollisten tai keinotekoisten radioaktiivisten isotooppien ja elektronikiihdyttimien avulla – tämän säteilyn lähteitä.
5. Elintarviketeollisuus käyttää omiin tarkoituksiinsa elintarvikkeiden sterilointia gammasäteilyllä.
6. Kasvituotannossa gamma-kvantteja käytetään varmistamaan, että kasvi saa paremman suorituskyvyn mutaation kautta.
7. Gammasäteiden avulla kasvatetaan ja prosessoidaan joitain mikro-organismeja, valmistetaan lääkkeitä, mukaan lukien jotkut antibiootit. He käsittelevät siemeniä päästäkseen niistä eroon pienistä tuholaisista.

Vielä noin 100 vuotta sitten gammasäteilyn ominaisuuksia ei tutkittu riittävästi, mikä johti radioaktiivisten elementtien suojaamattomaan käyttöön lääketieteellisinä tai mittausvälineinä. Gammasäteilyä käytettiin myös erilaisten korujen ja keraamisten tuotteiden pinnoittamiseen sekä lasimaalausten valmistukseen. Siksi antiikkiesineiden varastoinnissa ja hankinnassa tulee olla varovainen - näennäisesti vaaraton esine voi olla täynnä radioaktiivista uhkaa.

läpäisevää säteilyä. Läpäisevällä säteilyllä tarkoitetaan ydinräjähdyksen alueelta lähtevien gammasäteiden ja neutronien virtausta ulkoiseen ympäristöön.

Läpäisevällä säteilyllä tarkoitetaan ydinräjähdyksen alueelta lähtevien gammasäteiden ja neutronien virtausta ulkoiseen ympäristöön. Fysikaalisten ominaisuuksiensa mukaan nämä säteilytyypit eroavat toisistaan, mutta niille on yhteistä kyky levitä ilmassa kaikkiin suuntiin jopa 2,5-3 km:n etäisyyksillä. Läpäisevän säteilyn vaikutusaika on 15-20 sekuntia ja määräytyy ajan mukaan, kun räjähdyspilvi nousee sellaiselle korkeudelle, jossa gammasäteily imeytyy täysin ilmaan eikä saavuta maan pintaa. On tarpeen erottaa tunkeutuva säteily, joka vaikuttaa vain muutaman sekunnin, ja alueen radioaktiivinen kontaminaatio, jonka haitallinen vaikutus kestää pitkään. Pääasiallinen gammasäteilyn lähde ovat ydinpolttoaineen fissiofragmentit; räjähdysvyöhykkeellä sijaitsevat neutronit ja ydinräjähdyksen aikana radioaktiivinen pilvi muodostuvat fissioreaktioiden (ketjureaktion aikana), lämpöydinfuusion ja myös ydinfuusion seurauksena. fissiopalasten hajoaminen. Fissio- ja fuusioreaktioissa syntyvät neutronit vapautuvat mikrosekunnin murto-osissa ja niitä kutsutaan ns. välitön ja fissiopalasten hajoamisen aikana muodostuneet neutronit - jäljessä. Neutronien vaikutuksesta jotkut ei-radioaktiiviset aineet muuttuvat radioaktiivisiksi. Tätä prosessia kutsutaan indusoitunutta toimintaa.

Neutronit ja gammasäteily toimivat lähes samanaikaisesti. Vaikka neutronit säteilevät pääasiassa muutaman ensimmäisen sekunnin aikana ja gammasäteily kestää vielä muutaman sekunnin, tämä tosiasia ei ole olennainen. Tässä yhteydessä tunkeutuvan säteilyn vahingollinen vaikutus määräytyy gammasäteilyannosten ja neutronien yhteenlaskemisesta saadun kokonaisannoksen perusteella. Niin sanottu neutroniammuksia, ovat ydinaseita, joiden lämpöydinvaraus on alhainen ja joille on ominaista lisääntynyt neutronisäteilyn tuotto. Neutroniammuksissa sellaiset haitalliset tekijät kuin shokkiaalto, valosäteily, alueen radioaktiivinen saastuminen ovat toissijaisia ​​ja neutroniammusten räjähdyksen pääasiallinen vahingollinen tekijä on läpäisevä säteily. Osana tunkeutuvaa säteilyä tällaisissa ammuksissa neutronivuo hallitsee gammasäteilyä.

Läpäisevän säteilyn haitallinen vaikutus ihmisiin riippuu vastaanotetusta säteilystä. säteilyannokset, eli kehon absorboima energiamäärä ja siihen liittyvä kudosionisaatioaste. Seuraus altistumisesta eri säteilyannoksille henkilölle on akuutti säteilysairaus (ARS) .

Suojaukseen tunkeutuvalta säteilyltä käytetään erilaisia ​​materiaaleja, jotka heikentävät gammasäteilyn ja neutronien toimintaa. Tälle materiaalikyvylle on ominaista arvo puolivaimennuskerros . Tämä ymmärretään materiaalin paksuudeksi, jonka läpi kulkeva gammasäteily ja neutronivuo heikkenevät 2 kertaa. Tässä tapauksessa on muistettava, että gammasäteily vaimenee mitä enemmän, mitä tiheämpi aine on, esimerkiksi lyijy, betoni, teräs. Neutronivirtaa heikentävät enemmän kevyet materiaalit (vesi, polyeteeni, parafiini, lasikuitu), jotka sisältävät kevyiden alkuaineiden ytimiä, kuten vetyä, hiiltä jne. Uskotaan, että 70 cm paksu vesikerros tai 650 cm parafiinikerros heikentää neutronivuo 100 kertaa ( Tab. yksi).