Ionisoiva säteily on sellaista säteilyenergiaa, joka joutuessaan tiettyihin väliaineisiin tai tunkeutuessaan niiden läpi tuottaa niissä ionisaatiota. Tällaisia ​​ominaisuuksia omaavat radioaktiivinen säteily, korkeaenerginen säteily, röntgensäteet jne.

Atomienergian laaja käyttö rauhanomaisiin tarkoituksiin, erilaiset kiihdyttimet ja röntgenlaitteet eri tarkoituksiin on johtanut ionisoivan säteilyn yleisyyteen kansantaloudessa ja valtavaan, jatkuvasti kasvavaan alalla työskentelevien joukkoihin.

Ionisoivan säteilyn tyypit ja niiden ominaisuudet

Erilaisimmat ionisoivan säteilyn tyypit ovat ns. radioaktiivinen säteily, joka muodostuu alkuaineiden atomiytimien spontaanin radioaktiivisen hajoamisen seurauksena, jolloin viimeksi mainittujen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet muuttuvat. Alkuaineita, joilla on kyky hajota radioaktiivisesti, kutsutaan radioaktiivisiksi; ne voivat olla luonnollisia, kuten uraani, radium, torium jne. (yhteensä noin 50 alkuainetta) ja keinotekoisia, joille saadaan keinotekoisesti radioaktiivisia ominaisuuksia (yli 700 alkuainetta).

Radioaktiivisessa hajoamisessa on kolme päätyyppiä ionisoivaa säteilyä: alfa, beeta ja gamma.

Alfahiukkanen on positiivisesti varautunut heliumioni, joka muodostuu ytimien hajoamisen aikana, yleensä raskaiden luonnollisten alkuaineiden (radium, torium jne.) aikana. Nämä säteet eivät tunkeudu syvälle kiinteisiin tai nestemäisiin väliaineisiin, joten suojautuaksesi ulkoisilta vaikutuksilta riittää suojautua millä tahansa ohuella kerroksella, jopa paperilla.

Beetasäteily on elektronien virtaa, joka syntyy sekä luonnollisten että keinotekoisten radioaktiivisten alkuaineiden ytimien hajoamisen aikana. Beetasäteilyllä on suurempi tunkeutumiskyky alfasäteisiin verrattuna, joten niiltä suojaamiseen tarvitaan tiheämpiä ja paksumpia näyttöjä. Erilaista beetasäteilyä, joka syntyy joidenkin keinotekoisten radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisen aikana. positronit. Ne eroavat elektroneista vain positiivisessa varauksessaan, joten magneettikenttään joutuessaan ne poikkeavat vastakkaiseen suuntaan.

Gammasäteily tai energiakvantit (fotonit) ovat kovia sähkömagneettisia värähtelyjä, jotka syntyvät monien radioaktiivisten alkuaineiden ytimien hajoamisen aikana. Näillä säteillä on paljon suurempi läpäisykyky. Siksi niiltä suojaamiseksi tarvitaan erityisiä laitteita, jotka on valmistettu materiaaleista, jotka voivat hyvin pitää nämä säteet (lyijy, betoni, vesi). Gammasäteilyn ionisoiva vaikutus johtuu pääasiassa sekä sen oman energian suorasta kulutuksesta että säteilytetystä aineesta irrotettujen elektronien ionisoivasta vaikutuksesta.

Röntgensäteilyä syntyy röntgenputkien sekä monimutkaisten elektronisten laitteistojen (betatronit jne.) käytön aikana. Luonnossa röntgensäteet ovat monin tavoin samanlaisia ​​kuin gammasäteet ja eroavat niistä alkuperältään ja joskus aallonpituudeltaan: röntgensäteillä on yleensä pidempi aallonpituus ja alhaisemmat taajuudet kuin gammasäteillä. Röntgensäteiden vaikutuksesta johtuva ionisaatio tapahtuu suuremmassa määrin niiden lyömien elektronien vuoksi ja vain vähän heidän oman energiansa suoran kulutuksen vuoksi. Näillä säteillä (erityisesti kovilla) on myös merkittävä läpäisykyky.

Neutronisäteily on neutraalien eli varautumattomien neutronien (n) hiukkasten virtaa, jotka ovat olennainen osa kaikkia ytimiä vetyatomia lukuun ottamatta. Niillä ei ole varauksia, joten niillä itsellään ei ole ionisoivaa vaikutusta, mutta erittäin merkittävä ionisoiva vaikutus ilmenee neutronien vuorovaikutuksen vuoksi säteilytettyjen aineiden ytimien kanssa. Neutronien säteilyttämät aineet voivat saada radioaktiivisia ominaisuuksia eli vastaanottaa ns. indusoitua radioaktiivisuutta. Neutronisäteilyä syntyy alkuainehiukkaskiihdyttimien, ydinreaktorien jne. toiminnassa. Neutronisäteilyllä on suurin läpäisykyky. Neutroneita viivästävät aineet, jotka sisältävät vetyä niiden molekyylissä (vesi, parafiini jne.).

Kaikki ionisoivan säteilyn tyypit eroavat toisistaan ​​eri varauksiltaan, massaltaan ja energialtaan. Jokaisen ionisoivan säteilyn sisällä on myös eroja, jotka aiheuttavat suuremman tai pienemmän läpäisy- ja ionisointikyvyn ja niiden muut ominaisuudet. Kaikentyyppisen radioaktiivisen altistuksen intensiteetti, kuten muidenkin säteilyenergiatyyppien kohdalla, on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön säteilylähteestä, eli jos etäisyys kaksinkertaistuu tai kolminkertaistuu, altistuksen intensiteetti pienenee 4:llä ja 9 kertaa vastaavasti.

Radioaktiiviset alkuaineet voivat esiintyä kiinteinä, nesteinä ja kaasuina, joten niillä on ominaisen säteilyominaisuuden lisäksi näitä kolmea tilaa vastaavat ominaisuudet; ne voivat muodostaa aerosoleja, höyryjä, levitä ilmaan, saastuttaa ympäröivät pinnat, mukaan lukien laitteet, haalarit, työntekijöiden ihon jne., tunkeutua ruoansulatuskanavaan ja hengityselimiin.

Jokapäiväisessä elämässä ionisoivaa säteilyä kohtaa jatkuvasti. Emme tunne niitä, mutta emme voi kieltää niiden vaikutusta elävään ja elottomaan luontoon. Ei niin kauan sitten ihmiset oppivat käyttämään niitä sekä hyvään että joukkotuhoaseina. Oikein käytettynä nämä säteilyt voivat muuttaa ihmiskunnan elämän parempaan suuntaan.

Ionisoivan säteilyn tyypit

Ymmärtääksesi eläviin ja elottomiin organismeihin kohdistuvan vaikutuksen erityispiirteet sinun on selvitettävä, mitä ne ovat. On myös tärkeää tuntea niiden luonne.

Ionisoiva säteily on erityinen aalto, joka voi tunkeutua aineiden ja kudosten läpi aiheuttaen atomien ionisaatiota. Sitä on useita tyyppejä: alfasäteily, beetasäteily, gammasäteily. Kaikilla niillä on erilainen varaus ja kyky vaikuttaa eläviin organismeihin.

Alfasäteily on kaikista varautunein. Siinä on valtavasti energiaa, joka pystyy aiheuttamaan säteilysairautta jopa pieninä annoksina. Mutta suoralla säteilytyksellä se tunkeutuu vain ihmisen ihon ylempiin kerroksiin. Jopa ohut paperiarkki suojaa alfasäteiltä. Samaan aikaan joutuessaan kehoon ruoan tai hengityksen kanssa tämän säteilyn lähteistä tulee nopeasti kuolemansyy.

Betasäteillä on hieman pienempi varaus. Ne pystyvät tunkeutumaan syvälle kehoon. Pitkäaikaisessa altistumisessa ne aiheuttavat ihmisen kuoleman. Pienemmät annokset aiheuttavat muutoksia solujen rakenteessa. Ohut alumiinilevy voi toimia suojana. Myös kehon sisältä tuleva säteily on tappavaa.

Kaikkein vaarallisimpana pidetään gammasäteilyä. Se tunkeutuu kehon läpi. Suurina annoksina se aiheuttaa säteilypalovammoja, säteilysairautta ja kuoleman. Ainoa suoja sitä vastaan ​​voi olla lyijy ja paksu betonikerros.

Röntgensäteilyä pidetään erityisenä gammasäteilynä, joka syntyy röntgenputkessa.

Tutkimushistoria

Ensimmäistä kertaa maailma sai tietää ionisoivasta säteilystä 28. joulukuuta 1895. Tänä päivänä Wilhelm K. Roentgen ilmoitti löytäneensä erityislaatuisia säteitä, jotka voivat kulkea erilaisten materiaalien ja ihmiskehon läpi. Siitä hetkestä lähtien monet lääkärit ja tutkijat alkoivat työskennellä aktiivisesti tämän ilmiön kanssa.

Pitkään aikaan kukaan ei tiennyt sen vaikutuksista ihmiskehoon. Siksi historiassa on monia kuolemantapauksia liiallisesta altistumisesta.

Curiet ovat tutkineet yksityiskohtaisesti ionisoivan säteilyn lähteitä ja ominaisuuksia. Tämä mahdollisti sen käytön suurimmalla hyödyllä välttäen negatiiviset seuraukset.

Luonnolliset ja keinotekoiset säteilylähteet

Luonto on luonut erilaisia ​​ionisoivan säteilyn lähteitä. Ensinnäkin se on auringonvalon ja avaruuden säteilyä. Suurin osa siitä absorboituu otsonikerrokseen, joka on korkealla planeettamme yläpuolella. Mutta osa heistä saavuttaa maan pinnan.

Maapallolla itsessään tai pikemminkin sen syvyyksissä on joitain säteilyä tuottavia aineita. Niiden joukossa ovat uraanin, strontiumin, radonin, cesiumin ja muiden isotoopit.

Ionisoivan säteilyn keinotekoisia lähteitä on ihminen luonut monenlaista tutkimusta ja tuotantoa varten. Samaan aikaan säteilyn voimakkuus voi olla monta kertaa suurempi kuin luonnolliset indikaattorit.

Myös suojaolosuhteissa ja turvatoimien noudattamisessa ihmiset saavat terveydelle vaarallisia säteilyannoksia.

Mittayksiköt ja annokset

Ionisoiva säteily korreloi yleensä sen vuorovaikutukseen ihmiskehon kanssa. Siksi kaikki mittayksiköt liittyvät jollakin tavalla ihmisen kykyyn absorboida ja kerätä ionisaatioenergiaa.

SI-järjestelmässä ionisoivan säteilyn annokset mitataan yksiköissä, joita kutsutaan harmaiksi (Gy). Se näyttää energian määrän säteilytetyn aineen yksikköä kohti. Yksi Gy on yhtä J/kg. Mutta mukavuuden vuoksi järjestelmän ulkopuolista yksikköä käytetään useammin. Se vastaa 100 gr.

Maan säteilytausta mitataan altistusannoksilla. Yksi annos vastaa C/kg. Tätä yksikköä käytetään SI-järjestelmässä. Sitä vastaavaa järjestelmän ulkopuolista yksikköä kutsutaan röntgeniksi (R). 1 rad:n imeytyneen annoksen saamiseksi on alistuttava noin 1 R:n altistusannokseen.

Koska erityyppisillä ionisoivalla säteilyllä on erilainen energiavaraus, sen mittaamista verrataan yleensä biologiseen vaikutukseen. SI-järjestelmässä vastaavan yksikkö on sievert (Sv). Sen järjestelmän ulkopuolinen vastine on rem.

Mitä voimakkaampi ja pidempi säteily, mitä enemmän energiaa keho absorboi, sitä vaarallisempi sen vaikutus on. Jotta saadaan selville, kuinka kauan henkilö voi viipyä säteilysaasteissa, käytetään erityisiä laitteita - annosmittareita, jotka mittaavat ionisoivaa säteilyä. Nämä ovat sekä yksityiskäyttöön tarkoitettuja laitteita että suuria teollisuusasennuksia.

Vaikutus kehoon

Vastoin yleistä käsitystä, mikä tahansa ionisoiva säteily ei ole aina vaarallista ja tappavaa. Tämä voidaan nähdä esimerkissä ultraviolettisäteistä. Pieninä annoksina ne stimuloivat D-vitamiinin muodostumista ihmiskehossa, solujen uusiutumista ja melaniinipigmentin lisääntymistä, mikä antaa kauniin rusketuksen. Mutta pitkäaikainen altistuminen aiheuttaa vakavia palovammoja ja voi aiheuttaa ihosyöpää.

Viime vuosina ionisoivan säteilyn vaikutusta ihmiskehoon ja sen käytännön soveltamista on tutkittu aktiivisesti.

Pieninä annoksina säteily ei aiheuta haittaa keholle. Jopa 200 milliroentgeeniä voi vähentää valkosolujen määrää. Tällaisen altistumisen oireita ovat pahoinvointi ja huimaus. Noin 10 % ihmisistä kuolee saatuaan tällaisen annoksen.

Suuret annokset aiheuttavat ruoansulatushäiriöitä, hiustenlähtöä, ihon palovammoja, muutoksia kehon solurakenteessa, syöpäsolujen kehittymistä ja kuolemaa.

Säteilysairaus

Pitkäaikainen ionisoivan säteilyn vaikutus kehoon ja sen saaminen suurella säteilyannoksella voi aiheuttaa säteilysairautta. Yli puolet tämän taudin tapauksista on kuolemaan johtavia. Loput aiheuttavat useita geneettisiä ja somaattisia sairauksia.

Geneettisellä tasolla mutaatioita esiintyy sukusoluissa. Niiden muutokset näkyvät seuraavien sukupolvien aikana.

Somaattiset sairaudet ilmenevät karsinogeneesinä, peruuttamattomina muutoksina eri elimissä. Näiden sairauksien hoito on pitkää ja melko vaikeaa.

Säteilyvammojen hoito

Säteilyn patogeenisten vaikutusten seurauksena kehossa esiintyy erilaisia ​​​​ihmisen elinten vaurioita. Säteilyannoksesta riippuen suoritetaan erilaisia ​​hoitomenetelmiä.

Ensinnäkin potilas sijoitetaan steriiliin osastolle, jotta vältetään infektioiden mahdollisuus avoimille ihoalueille. Lisäksi suoritetaan erityisiä toimenpiteitä, jotka edistävät radionuklidien nopeaa poistamista kehosta.

Vakavien leesioiden tapauksessa luuytimensiirto saattaa olla tarpeen. Säteilyn seurauksena se menettää kykynsä lisääntyä punasoluja.

Mutta useimmissa tapauksissa lievien leesioiden hoito perustuu vaurioituneiden alueiden anestesiaan, mikä stimuloi solujen uusiutumista. Kuntoutukseen kiinnitetään paljon huomiota.

Ionisoivan säteilyn vaikutus ikääntymiseen ja syöpään

Ionisoivien säteiden vaikutuksen yhteydessä ihmiskehoon tutkijat suorittivat erilaisia ​​​​kokeita, jotka osoittivat ikääntymis- ja karsinogeneesiprosessien riippuvuuden säteilyannoksesta.

Soluviljelmien ryhmiä säteilytettiin laboratorio-olosuhteissa. Tuloksena oli mahdollista osoittaa, että vähäinenkin säteilytys nopeuttaa solujen ikääntymistä. Lisäksi mitä vanhempi kulttuuri on, sitä enemmän se on tämän prosessin alainen.

Pitkäaikainen säteilytys johtaa solukuolemaan tai epänormaaliin ja nopeaan jakautumiseen ja kasvuun. Tämä tosiasia osoittaa, että ionisoivalla säteilyllä on syöpää aiheuttava vaikutus ihmiskehoon.

Samaan aikaan aaltojen vaikutus sairastuneisiin syöpäsoluihin johti niiden täydelliseen kuolemaan tai niiden jakautumisprosessin pysähtymiseen. Tämä löytö auttoi kehittämään tekniikan ihmisten syöpien hoitoon.

Säteilyn käytännön sovellukset

Ensimmäistä kertaa säteilyä alettiin käyttää lääketieteellisessä käytännössä. Röntgensäteiden avulla lääkärit onnistuivat katsomaan ihmiskehon sisään. Samaan aikaan hänelle ei tapahtunut juuri mitään haittaa.

Lisäksi he alkoivat hoitaa syöpää säteilyn avulla. Useimmissa tapauksissa tällä menetelmällä on myönteinen vaikutus huolimatta siitä, että koko keho altistuu voimakkaalle säteilyn vaikutukselle, joka aiheuttaa useita säteilytaudin oireita.

Lääketieteen lisäksi ionisoivia säteitä käytetään muilla teollisuudenaloilla. Säteilyä käyttävät maanmittaajat voivat tutkia maankuoren rakenteellisia piirteitä sen yksittäisissä osissa.

Joidenkin fossiilien kykyä vapauttaa suuri määrä energiaa ihmiskunta on oppinut käyttämään omiin tarkoituksiinsa.

Ydinvoima

Ydinenergia on koko maapallon väestön tulevaisuus. Ydinvoimalat ovat suhteellisen halvan sähkön lähteitä. Edellyttäen, että niitä käytetään oikein, tällaiset voimalaitokset ovat paljon turvallisempia kuin lämpövoimalaitokset ja vesivoimalaitokset. Ydinvoimalaitoksista aiheutuu paljon vähemmän ympäristön saastumista sekä liiallisella lämmöllä että tuotantojätteillä.

Samaan aikaan tutkijat kehittivät atomienergian perusteella joukkotuhoaseita. Tällä hetkellä planeetalla on niin paljon atomipommeja, että pienen määrän laukaisu voi aiheuttaa ydintalven, jonka seurauksena lähes kaikki siellä asuvat elävät organismit kuolevat.

Suojauskeinot ja -menetelmät

Säteilyn käyttö jokapäiväisessä elämässä vaatii vakavia varotoimia. Suojaus ionisoivaa säteilyä vastaan ​​on jaettu neljään tyyppiin: aika, etäisyys, lähteiden lukumäärä ja suojaus.

Jopa ympäristössä, jossa on voimakas säteilytausta, ihminen voi viipyä jonkin aikaa vahingoittamatta terveyttään. Tämä hetki määrittää ajan suojan.

Mitä suurempi etäisyys säteilylähteeseen on, sitä pienempi on absorboituneen energian annos. Siksi läheistä kosketusta paikkoihin, joissa on ionisoivaa säteilyä, tulee välttää. Tämä taatusti suojaa ei-toivotuilta seurauksilta.

Jos on mahdollista käyttää lähteitä, joilla on minimaalista säteilyä, ne asetetaan etusijalle. Tämä on suojaus määrällä.

Suojaus puolestaan ​​tarkoittaa esteiden luomista, joiden läpi haitalliset säteet eivät tunkeudu. Esimerkki tästä ovat röntgenhuoneiden lyijynäytöt.

kodin suoja

Jos säteilykatastrofi julistetaan, kaikki ikkunat ja ovet on suljettava välittömästi ja yritettävä saada vettä suljetuista lähteistä. Ruoan tulee olla vain purkkeja. Kun liikut avoimella alueella, peitä vartalo mahdollisimman paljon vaatteilla ja kasvot hengityssuojaimella tai märällä sideharsolla. Yritä olla tuomatta päällysvaatteita ja kenkiä taloon.

On myös tarpeen valmistautua mahdolliseen evakuointiin: kerätä asiakirjat, vaatteet, vesi ja ruoka 2-3 päivän ajan.

Ionisoiva säteily ympäristötekijänä

Maapallolla on melko paljon säteilyn saastuttamia alueita. Syynä tähän ovat sekä luonnonprosessit että ihmisen aiheuttamat katastrofit. Tunnetuimmat niistä ovat Tšernobylin onnettomuus ja atomipommit Hiroshiman ja Nagasakin kaupunkien yllä.

Tällaisissa paikoissa ihminen ei voi olla vahingoittamatta omaa terveyttään. Säteilysaasteista ei kuitenkaan aina ole mahdollista ottaa selvää etukäteen. Joskus jopa ei-kriittinen säteilytausta voi aiheuttaa katastrofin.

Syynä tähän on elävien organismien kyky absorboida ja akkumuloida säteilyä. Samalla ne itse muuttuvat ionisoivan säteilyn lähteiksi. Tunnetut "mustat" vitsit Tšernobylin sienistä perustuvat juuri tähän ominaisuuteen.

Tällaisissa tapauksissa suoja ionisoivaa säteilyä vastaan ​​rajoittuu siihen, että kaikki kuluttajatuotteet ovat huolellisen radiologisen tutkimuksen kohteena. Samaan aikaan on aina mahdollisuus ostaa kuuluisia "Tšernobylin sieniä" spontaaneilla markkinoilla. Siksi sinun tulee pidättäytyä ostamasta vahvistamattomilta myyjiltä.

Ihmiskeho pyrkii keräämään vaarallisia aineita, mikä johtaa asteittaiseen myrkytykseen sisältäpäin. Ei tiedetä, milloin näiden myrkkyjen vaikutukset alkavat tuntua: päivässä, vuodessa vai sukupolvessa.

"Ihmisten suhtautuminen tähän tai tuohon vaaraan määräytyy sen perusteella, kuinka hyvin se on heille tuttua."

Tämä materiaali on yleinen vastaus lukuisiin kysymyksiin, jotka heräävät kodin säteilyn havaitsemiseen ja mittaamiseen tarkoitettujen laitteiden käyttäjiltä.
Ydinfysiikan erityisterminologian minimaalinen käyttö materiaalin esittämisessä auttaa sinua navigoimaan vapaasti tässä ympäristöongelmassa, ilman radiofobiaan taipumista, mutta myös ilman liiallista omahyväisyyttä.

SÄTEILYN vaara todellinen ja kuvitteellinen

"Yksi ensimmäisistä löydetyistä luonnossa esiintyvistä radioaktiivisista alkuaineista kutsuttiin "radiumiksi""
- käännetty latinasta - säteilevä, säteilevä.

Jokainen ihminen ympäristössä odottaa erilaisia ​​häneen vaikuttavia ilmiöitä. Näitä ovat lämpö, ​​kylmä, magneettiset ja tavalliset myrskyt, rankkasateet, lumisateet, voimakkaat tuulet, äänet, räjähdykset jne.

Luonnon hänelle osoittamien aistielinten läsnäolon ansiosta hän pystyy nopeasti reagoimaan näihin ilmiöihin esimerkiksi aurinkosuojan, vaatteiden, asunnon, lääkkeiden, näyttöjen, turvakotien jne. avulla.

Luonnossa on kuitenkin ilmiö, johon ihminen ei pysty reagoimaan välittömästi tarvittavien aistielinten puutteen vuoksi - tämä on radioaktiivisuutta. Radioaktiivisuus ei ole uusi ilmiö; radioaktiivisuus ja siihen liittyvä säteily (ns. ionisoiva säteily) on aina ollut olemassa universumissa. Radioaktiiviset materiaalit ovat osa maapalloa, ja jopa ihminen on hieman radioaktiivinen, koska. Jokainen elävä kudos sisältää pieniä määriä radioaktiivisia aineita.

Radioaktiivisen (ionisoivan) säteilyn epämiellyttävin ominaisuus on sen vaikutus elävän organismin kudoksiin, joten tarvitaan sopivat mittauslaitteet, jotka antaisivat operatiivista tietoa hyödyllisten päätösten tekemiseen ennen kuin pitkä aika kuluu ja ei-toivottuja tai jopa kohtalokkaita seurauksia ilmaantuu. ei ala tuntua heti, vaan vasta jonkin ajan kuluttua. Siksi tieto säteilyn esiintymisestä ja sen tehosta on hankittava mahdollisimman aikaisessa vaiheessa.
Mutta mysteereistä riittää. Puhutaanpa siitä, mitä ovat säteily ja ionisoiva (eli radioaktiivinen) säteily.

ionisoiva säteily

Mikä tahansa ympäristö koostuu pienimmistä neutraaleista hiukkasista - atomeja, jotka koostuvat positiivisesti varautuneista ytimistä ja niitä ympäröivistä negatiivisesti varautuneista elektroneista. Jokainen atomi on kuin pieni aurinkokunta: pienen ytimen ympärillä "planeetat" liikkuvat kiertoradalla - elektroneja.
atomin ydin koostuu useista alkuainehiukkasista - protoneista ja neutroneista, joita ydinvoimat pitävät sisällään.

Protonit hiukkaset, joiden positiivinen varaus on yhtä suuri kuin elektronien varaus.

Neutronit neutraaleja, varautumattomia hiukkasia. Atomissa olevien elektronien määrä on täsmälleen yhtä suuri kuin ytimessä olevien protonien lukumäärä, joten jokainen atomi on kokonaisuudessaan neutraali. Protonin massa on lähes 2000 kertaa elektronin massa.

Ytimessä olevien neutraalien hiukkasten (neutronien) määrä voi olla erilainen samalla protonemäärällä. Tällaiset atomit, joissa on sama määrä protoneja, mutta jotka eroavat neutronien lukumäärästä, ovat saman kemiallisen alkuaineen lajikkeita, joita kutsutaan tämän alkuaineen "isotoopeiksi". Niiden erottamiseksi toisistaan ​​alkuainesymbolille on annettu numero, joka on yhtä suuri kuin kaikkien tietyn isotoopin ytimen hiukkasten summa. Uraani-238 sisältää siis 92 protonia ja 146 neutronia; Uraani 235:ssä on myös 92 protonia, mutta 143 neutronia. Kaikki kemiallisen alkuaineen isotoopit muodostavat ryhmän "nuklideja". Jotkut nuklidit ovat stabiileja, ts. eivät käy läpi mitään muutoksia, kun taas toiset säteilevät hiukkaset ovat epävakaita ja muuttuvat muiksi nuklideiksi. Otetaan esimerkkinä uraaniatomi - 238. Ajoittain siitä karkaa neljän hiukkasen kompakti ryhmä: kaksi protonia ja kaksi neutronia - "alfahiukkanen (alfa)". Uraani-238 muuttuu siten alkuaineeksi, jonka ydin sisältää 90 protonia ja 144 neutronia - torium-234. Mutta torium-234 on myös epävakaa: yksi sen neutroneista muuttuu protoniksi ja torium-234 elementiksi, jonka ytimessä on 91 protonia ja 143 neutronia. Tämä muunnos vaikuttaa myös niiden kiertoradalla liikkuviin elektroneihin (beta): yksi niistä tulee ikään kuin tarpeettomaksi, ilman paria (protonia), joten se poistuu atomista. Lukuisten muutosten ketju, johon liittyy alfa- tai beetasäteily, päättyy vakaaseen lyijynuklidiin. Tietenkin on olemassa monia samanlaisia ​​​​eri nuklidien spontaaneja muunnoksia (hajoamisen) ketjuja. Puoliintumisaika on ajanjakso, jonka aikana radioaktiivisten ytimien alkumäärä keskimäärin puolittuu.
Jokaisen hajoamisen yhteydessä vapautuu energiaa, joka välittyy säteilyn muodossa. Usein epästabiili nuklidi on virittyneessä tilassa, eikä hiukkasen emissio johda virityksen täydelliseen poistumiseen; sitten hän heittää ulos osan energiasta gammasäteilyn muodossa (gamma-kvantti). Kuten röntgensäteissä (jotka eroavat gammasäteistä vain taajuuden suhteen), hiukkasia ei säteile. Koko epästabiilin nuklidin spontaanista hajoamisprosessia kutsutaan radioaktiiviseksi hajoamiseksi, ja itse nuklidia kutsutaan radionuklidiksi.

Erityyppisiin säteilyyn liittyy erilaisten energiamäärien vapautuminen, ja niillä on erilainen läpäisykyky; siksi niillä on erilainen vaikutus elävän organismin kudoksiin. Alfasäteilyä viivästyy esimerkiksi paperiarkki, eikä se käytännössä pysty läpäisemään ihon ulkokerrosta. Siksi se ei aiheuta vaaraa ennen kuin alfahiukkasia lähettäviä radioaktiivisia aineita pääsee kehoon avoimen haavan kautta ruoan, veden tai hengitetyn ilman tai höyryn mukana, esimerkiksi kylvyssä; silloin niistä tulee erittäin vaarallisia. Beetahiukkasella on suurempi tunkeutumiskyky: se kulkeutuu kehon kudoksiin yhden tai kahden senttimetrin syvyyteen tai enemmän energian määrästä riippuen. Valonnopeudella etenevän gammasäteilyn läpäisykyky on erittäin suuri: sen voi pysäyttää vain paksu lyijy- tai betonilaatta. Ionisoivalle säteilylle on tunnusomaista useat mitatut fysikaaliset suureet. Näihin kuuluvat energiamäärät. Ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että ne riittävät rekisteröimään ja arvioimaan ionisoivan säteilyn vaikutukset eläviin organismeihin ja ihmisiin. Nämä energiaarvot eivät kuitenkaan heijasta ionisoivan säteilyn fysiologisia vaikutuksia ihmiskehoon ja muihin eläviin kudoksiin, ne ovat subjektiivisia ja vaihtelevat eri ihmisillä. Siksi käytetään keskiarvoja.

Säteilylähteet ovat luonnollisia, luonnossa esiintyviä eivätkä ihmisestä riippuvaisia.

On todettu, että kaikista luonnollisista säteilylähteistä radon, raskas, mauton, hajuton ja näkymätön kaasu, muodostaa suurimman vaaran; lasten tuotteidensa kanssa.

Radonia vapautuu maankuoresta kaikkialla, mutta sen pitoisuus ulkoilmassa vaihtelee merkittävästi eri puolilla maapalloa. Niin paradoksaalista kuin se ensi silmäyksellä kuulostaakin, mutta ihminen saa radonista pääsäteilyn ollessaan suljetussa, tuulettamattomassa huoneessa. Radon keskittyy sisäilmaan vain, kun se on riittävästi eristetty ulkoilmasta. Radonia kerääntyy huoneeseen perustusten ja lattian läpi maaperästä tai harvemmin vapautuessaan rakennusmateriaaleista. Huoneiden sulkeminen eristystä varten vain pahentaa asiaa, koska se vaikeuttaa radioaktiivisen kaasun poistumista huoneesta entisestään. Radon-ongelma on erityisen tärkeä matalissa rakennuksissa, joissa tilat tiivistetään huolellisesti (lämmön säilyttämiseksi) ja alumiinioksidin käyttö rakennusmateriaalien lisäaineena (ns. "ruotsalainen ongelma"). Yleisimmät rakennusmateriaalit - puu, tiili ja betoni - vapauttavat suhteellisen vähän radonia. Graniitilla, hohkakivellä, alumiinioksidiraaka-aineista valmistetuilla tuotteilla ja fosfokipsilla on paljon korkeampi ominaisradioaktiivisuus.

Toinen, yleensä vähemmän tärkeä sisäilman radonlähde on ruoanlaittoon ja kodin lämmitykseen käytettävä vesi ja maakaasu.

Yleisesti käytetyssä vedessä radonpitoisuus on erittäin alhainen, mutta syvien kaivojen tai arteesisten kaivojen vesi sisältää runsaasti radonia. Suurin vaara ei kuitenkaan tule juomavedestä, vaikka siinä olisi korkea radonpitoisuus. Yleensä ihmiset kuluttavat suurimman osan vedestä ruoassa ja kuumien juomien muodossa, ja vettä keitettäessä tai kuumia ruokia keitettäessä radon katoaa lähes kokonaan. Paljon suurempi vaara on korkean radonpitoisuuden omaavan vesihöyryn pääsy keuhkoihin sisäänhengitetyn ilman mukana, mikä tapahtuu useimmiten kylpyhuoneessa tai höyrysaunassa (höyrysauna).

Maakaasussa radon tunkeutuu maan alle. Esikäsittelyn seurauksena ja kaasun varastoinnin aikana ennen kuin se pääsee kuluttajalle, suurin osa radonista karkaa, mutta radonpitoisuus huoneessa voi nousta huomattavasti, jos liesituuletteja ja muita kaasulämmityslaitteita ei ole varustettu poistotuulettimella. Tulo- ja poistoilmanvaihdossa, joka on yhteydessä ulkoilmaan, radonpitoisuutta ei näissä tapauksissa esiinny. Tämä koskee myös taloa kokonaisuutena - keskittymällä radonilmaisimien lukemiin voit asettaa tilojen ilmanvaihtotilan, joka eliminoi täysin terveysuhan. Koska radonin vapautuminen maaperästä on kuitenkin kausiluonteista, on ilmanvaihdon tehokkuutta valvottava kolmesta neljään kertaa vuodessa, jotta radonpitoisuudet eivät ylitä normeja.

Muut säteilylähteet, joilla on valitettavasti potentiaalinen vaara, ovat ihmisen itsensä luomia. Keinotekoisen säteilyn lähteitä ovat keinotekoiset radionuklidit, neutronisäteet ja ydinreaktorien ja kiihdyttimien avulla syntyneet varatut hiukkaset. Niitä kutsutaan ihmisen tekemiksi ionisoivan säteilyn lähteiksi. Kävi ilmi, että ihmiselle vaarallisen luonteen ohella säteily voidaan asettaa henkilön palvelukseen. Tässä on kaikkea muuta kuin täydellinen luettelo säteilyn käyttöalueista: lääketiede, teollisuus, maatalous, kemia, tiede jne. Rauhoittava tekijä on kaiken keinotekoisen säteilyn tuotantoon ja käyttöön liittyvän toiminnan hallittu luonne.

Ydinasekokeet ilmakehässä, onnettomuudet ydinvoimaloissa ja ydinreaktoreissa sekä niiden työn tulokset, jotka ilmenevät radioaktiivisena laskeumana ja radioaktiivisena jätteenä, erottuvat vaikutukseltaan ihmisiin. Kuitenkin vain hätätilanteissa, kuten Tšernobylin onnettomuudella, voi olla hallitsematon vaikutus ihmiseen.
Muu työ on helposti ohjattavissa ammattitasolla.

Kun radioaktiivista laskeumaa esiintyy joillakin alueilla maapallolla, säteily voi päästä ihmiskehoon suoraan maataloustuotteiden ja elintarvikkeiden kautta. Itsesi ja läheistesi suojaaminen tältä vaaralta on hyvin yksinkertaista. Maitoa, vihanneksia, hedelmiä, yrttejä ja muita tuotteita ostettaessa ei ole tarpeetonta kytkeä annosmittaria päälle ja tuoda se ostettujen tuotteiden joukkoon. Säteilyä ei näy - mutta laite havaitsee välittömästi radioaktiivisen saastumisen. Sellaista on elämämme kolmannella vuosituhannella - annosmittarista tulee jokapäiväisen elämän ominaisuus, kuten nenäliina, hammasharja, saippua.

IONISoivan SÄTEILYN VAIKUTUS KEHOTON KUDOSIIN

Ionisoivan säteilyn elävälle organismille aiheuttama vahinko on sitä suurempi, mitä enemmän se siirtää energiaa kudoksiin; tämän energian määrää kutsutaan annokseksi, analogisesti minkä tahansa aineen kanssa, joka tulee kehoon ja imeytyy sen kokonaan. Keho voi saada säteilyannoksen riippumatta siitä, onko radionuklidi kehon ulkopuolella vai sen sisällä.

Kehon säteilytettyjen kudosten absorboimaa säteilyenergian määrää, joka lasketaan massayksikköä kohti, kutsutaan absorboituneeksi annokseksi ja se mitataan harmaina. Mutta tämä arvo ei ota huomioon sitä tosiasiaa, että samalla absorboidulla annoksella alfasäteily on paljon vaarallisempaa (kaksikymmentä kertaa) kuin beeta- tai gammasäteily. Tällä tavalla uudelleen laskettua annosta kutsutaan ekvivalenttiannokseksi; Se mitataan yksiköissä, joita kutsutaan Sieverteiksi.

On myös otettava huomioon, että jotkut kehon osat ovat herkempiä kuin toiset: esimerkiksi samalla ekvivalentilla säteilyannoksella keuhkosyöpä on todennäköisempi kuin kilpirauhasessa, ja keuhkojen säteilytys sukurauhaset ovat erityisen vaarallisia geneettisen vaurion riskin vuoksi. Siksi ihmisten altistusannokset tulisi ottaa huomioon eri kertoimilla. Kun ekvivalenttiannokset kerrotaan vastaavilla kertoimilla ja lasketaan yhteen kaikkien elinten ja kudosten perusteella, saadaan efektiivinen ekvivalenttiannos, joka heijastaa säteilytyksen kokonaisvaikutusta kehoon; se mitataan myös Sieverteissä.

varautuneita hiukkasia.

Alfa- ja beetahiukkaset, jotka tunkeutuvat kehon kudoksiin, menettävät energiaa sähköisten vuorovaikutusten vuoksi niiden atomien elektronien kanssa, joiden läheltä ne kulkevat. (Gammasäteet ja röntgensäteet siirtävät energiansa aineeseen useilla tavoilla, mikä lopulta johtaa myös sähköiseen vuorovaikutukseen.)

Sähköiset vuorovaikutukset.

Sen jälkeen, kun tunkeutuva säteily on saavuttanut vastaavan atomin kehon kudoksessa, 10 biljoonasosaa sekunnissa tästä atomista irtoaa elektroni. Jälkimmäinen on negatiivisesti varautunut, joten loput alun perin neutraalista atomista varautuvat positiivisesti. Tätä prosessia kutsutaan ionisaatioksi. Irronnut elektroni voi edelleen ionisoida muita atomeja.

Fysikaaliset ja kemialliset muutokset.

Sekä vapaa elektroni että ionisoitu atomi eivät yleensä voi pysyä tässä tilassa pitkään, ja seuraavan kymmenen miljardisosan aikana ne osallistuvat monimutkaiseen reaktioketjuun, joka johtaa uusien molekyylien muodostumiseen, mukaan lukien erittäin reaktiiviset, kuten esim. "vapaat radikaalit".

kemiallisia muutoksia.

Seuraavien sekunnin miljoonasosien aikana muodostuneet vapaat radikaalit reagoivat sekä keskenään että muiden molekyylien kanssa ja voivat vielä täysin tuntemattoman reaktioketjun kautta aiheuttaa solun normaalille toiminnalle välttämättömien biologisesti tärkeiden molekyylien kemiallista modifikaatiota.

biologisia vaikutuksia.

Biokemiallisia muutoksia voi tapahtua sekä muutamassa sekunnissa että vuosikymmenissä säteilytyksen jälkeen ja aiheuttaa välitöntä solukuolemaa tai muutoksia niissä.

RADIOAKTIIVITEETTIYKSIKÖT
Becquerel (Bq, Vq); Curie (Ki, Si)	1 Bq = 1 hajoaminen sekunnissa. 1 Ki \u003d 3,7 x 10 10 Bq	Radionuklidien aktiivisuusyksiköt. Edustaa vaimentumisten määrää aikayksikköä kohti.
harmaa (Gr, Gu); iloinen (rad, rad)	1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 0,01 Gy	imeytyneen annoksen yksikköä. Ne edustavat fyysisen kehon, esimerkiksi kehon kudosten, yksikkömassan absorboiman ionisoivan säteilyn energiamäärää.
Sivert (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "röntgen biologinen vastine"	1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (beeta ja gamma) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10 mSv Annosekvivalenttiyksikkö.	Vastaavan annoksen yksiköt. Ne ovat absorboituneen annoksen yksikkö kerrottuna tekijällä, joka ottaa huomioon erityyppisten ionisoivan säteilyn epätasaisen vaaran.
Harmaa tunnissa (Gy/h); Sievertiä tunnissa (Sv/h); Röntgen tunnissa (R/h)	1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (beta ja gamma) 1 µSv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 µR/h = 1/1000000 R/h	Annosnopeusyksiköt. Edustaa kehon saamaa annosta aikayksikköä kohti.

Tiedoksi, ei pelotteluksi, erityisesti ihmisille, jotka päättävät omistautua työskentelemään ionisoivan säteilyn kanssa, sinun tulee tietää suurimmat sallitut annokset. Radioaktiivisuuden mittayksiköt on annettu taulukossa 1. Kansainvälisen säteilysuojelukomission vuoden 1990 johtopäätöksen mukaan haitallisia vaikutuksia voi esiintyä vähintään 1,5 Sv (150 rem) vastaavan vuoden aikana vastaanotetuilla annoksilla ja tapauksissa lyhytaikaisesta altistumisesta - yli 0,5 Sv (50 rem) annoksilla. Kun altistuminen ylittää tietyn kynnyksen, syntyy säteilysairaus. Tästä taudista on olemassa kroonisia ja akuutteja (yhdellä massiivisella vaikutuksella) muotoja. Akuutti säteilysairaus jaetaan neljään vaikeusasteeseen, jotka vaihtelevat annoksesta 1-2 Sv (100-200 rem, 1. aste) yli 6 Sv:n (600 rem, 4. asteen) annokseen. Neljäs aste voi olla kohtalokas.

Normaaleissa olosuhteissa saadut annokset ovat mitättömiä ilmoitettuihin verrattuna. Luonnonsäteilyn tuottama ekvivalenttiannosnopeus vaihtelee välillä 0,05 - 0,2 µSv/h, ts. 0,44 - 1,75 mSv/vuosi (44-175 mrem/vuosi).
Lääketieteellisissä diagnostisissa toimenpiteissä - röntgenkuvat jne. - henkilö saa noin 1,4 mSv/vuosi.

Koska radioaktiivisia elementtejä on tiilissä ja betonissa pieninä annoksina, annos kasvaa vielä 1,5 mSv/vuosi. Lopuksi nykyaikaisten hiilivoimaloiden ja lentomatkojen päästöjen vuoksi ihminen saa jopa 4 mSv / vuosi. Olemassa oleva kokonaistausta voi nousta 10 mSv/vuosi, mutta ei keskimäärin ylitä 5 mSv/vuosi (0,5 rem/vuosi).

Tällaiset annokset ovat täysin vaarattomia ihmisille. Annosrajaksi vahvistetaan olemassa olevan taustan lisäksi rajoitetulle osalle väestöä lisääntyneen säteilyn alueilla 5 mSv/vuosi (0,5 rem/vuosi), eli 300-kertaisella marginaalilla. Ionisoivan säteilyn lähteiden parissa työskenteleville henkilöille suurin sallittu annos on 50 mSv/vuosi (5 rem/vuosi), ts. 28 μSv/h 36 tunnin työviikkona.

Hygieniastandardien NRB-96 (1996) mukaan sallitut annosnopeudet koko kehon ulkoiselle altistukselle ihmisen aiheuttamista lähteistä henkilöstön pysyvään asumiseen ovat 10 μGy/h, asuintiloissa ja alueilla, joissa henkilökunnan jäsenet ovat julkiset sijaitsevat pysyvästi - 0,1 µGy/h (0,1 µSv/h, 10 µR/h).

MITÄ SÄTEILY MITATTAAN

Muutama sana ionisoivan säteilyn rekisteröinnistä ja dosimetriasta. Rekisteröinti- ja dosimetriamenetelmiä on useita: ionisaatio (liittyy ionisoivan säteilyn kulkeutumiseen kaasuissa), puolijohde (jossa kaasu korvataan kiinteällä aineella), tuike, luminoiva, valokuvaus. Nämä menetelmät muodostavat työn perustan annosmittareita säteilyä. Ionisoivan säteilyn kaasutäytteisistä antureista voidaan mainita ionisaatiokammiot, fissiokammiot, suhteelliset laskurit ja Geiger-Muller laskee. Jälkimmäiset ovat suhteellisen yksinkertaisia, edullisimpia eivätkä ole kriittisiä työolosuhteiden kannalta, mikä johti niiden laajaan käyttöön ammattimaisissa dosimetrisissä laitteissa, jotka on suunniteltu havaitsemaan ja arvioimaan beeta- ja gammasäteilyä. Kun anturi on Geiger-Muller-laskuri, kaikki laskurin herkkään tilavuuteen pääsevät ionisoivat hiukkaset aiheuttavat itsepurkauksen. Juuri putoaminen herkästi! Siksi alfahiukkasia ei rekisteröidä, koska he eivät pääse sinne. Jopa beeta-hiukkasia rekisteröitäessä on tarpeen tuoda ilmaisin lähemmäs kohdetta varmistaakseen, ettei säteilyä ole, koska. ilmassa näiden hiukkasten energia voi heikentyä, ne eivät välttämättä kulje laitteen rungon läpi, ne eivät putoa herkkään elementtiin eivätkä niitä havaita.

Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtori, MEPhI:n professori N.M. Gavrilov
artikkeli on kirjoitettu yritykselle "Kvarta-Rad"

ionisoiva Sitä kutsutaan säteilyksi, joka väliaineen läpi kulkiessaan aiheuttaa väliaineen molekyylien ionisaation tai virittymisen. Ionisoivaa säteilyä, kuten sähkömagneettista säteilyä, ei ihmisen aistit havaitse. Siksi se on erityisen vaarallista, koska henkilö ei tiedä olevansa alttiina sille. Ionisoivaa säteilyä kutsutaan muuten säteilyksi.

Säteily on hiukkasvirta (alfahiukkaset, beetahiukkaset, neutronit) tai erittäin korkeiden taajuuksien sähkömagneettinen energia (gamma- tai röntgensäteet).

Tuotantoympäristön saastumista ionisoivan säteilyn lähteillä olevilla aineilla kutsutaan radioaktiiviseksi kontaminaatioksi.

Ydinsaaste on fyysisen (energia) saastumisen muoto, joka liittyy ympäristön radioaktiivisten aineiden luonnollisen tason ylittymiseen ihmisen toiminnan seurauksena.

Aineet koostuvat kemiallisten alkuaineiden pienistä hiukkasista - atomeista. Atomi on jakautuva ja sillä on monimutkainen rakenne. Kemiallisen alkuaineen atomin keskellä on materiaalihiukkanen, jota kutsutaan atomiytimeksi ja jonka ympärillä elektronit kiertävät. Suurimmalla osalla kemiallisten alkuaineiden atomeista on suuri stabiilisuus, eli stabiilisuus. Kuitenkin useissa luonnossa tunnetuissa alkuaineissa ytimet hajoavat spontaanisti. Tällaisia ​​elementtejä kutsutaan radionuklideja. Samalla alkuaineella voi olla useita radionuklideja. Tässä tapauksessa niitä kutsutaan radioisotoopit kemiallinen alkuaine. Radionuklidien spontaaniin hajoamiseen liittyy radioaktiivista säteilyä.

Tiettyjen kemiallisten alkuaineiden (radionuklidien) ytimien spontaania hajoamista kutsutaan radioaktiivisuus.

Radioaktiivista säteilyä voi olla eri tyyppisiä: korkeaenergiaisia ​​hiukkasvirtoja, sähkömagneettista aaltoa, jonka taajuus on yli 1,5,10 17 Hz.

Säteileviä hiukkasia on monissa muodoissa, mutta yleisimmin säteilevät alfahiukkaset (α-säteily) ja beetahiukkaset (β-säteily). Alfahiukkanen on raskas ja sillä on korkea energia; se on heliumatomin ydin. Beetahiukkanen on noin 7336 kertaa kevyempi kuin alfahiukkanen, mutta sillä voi myös olla korkea energia. Beetasäteily on elektronien tai positronien virtaa.

Radioaktiivinen sähkömagneettinen säteily (jota kutsutaan myös fotonisäteilyksi) on aallon taajuudesta riippuen röntgensäteilyä (1.5.10 17 ... 5.10 19 Hz) ja gammasäteilyä (yli 5.10 19 Hz). Luonnonsäteily on vain gammasäteilyä. Röntgensäteily on keinotekoista ja sitä esiintyy katodisädeputkissa kymmenien ja satojen tuhansien volttien jännitteillä.

Radionuklidit, jotka emittoivat hiukkasia, muuttuvat muiksi radionuklideiksi ja kemiallisiksi alkuaineiksi. Radionuklidit hajoavat eri nopeuksilla. Radionuklidien hajoamisnopeutta kutsutaan toiminta. Aktiivisuuden mittayksikkö on vaimentumisten määrä aikayksikköä kohti. Yhtä hajoamista sekunnissa kutsutaan becquereliksi (Bq). Usein aktiivisuuden mittaamiseen käytetään toista yksikköä - curie (Ku), 1 Ku = 37,10 9 Bq. Yksi ensimmäisistä yksityiskohtaisesti tutkituista radionuklideista oli radium-226. Sitä tutkivat ensimmäistä kertaa Curiet, joiden mukaan toiminnan mittayksikkö on nimetty. 1 g:ssa radium-226:ta (aktiivisuus) tapahtuvien hajoamisten määrä sekunnissa on 1 Ku.

Aikaa, joka kuluu puoleen radionuklidista hajoamiseen, kutsutaan puolikas elämä(T 1/2). Jokaisella radionuklidilla on oma puoliintumisaika. Eri radionuklidien T 1/2-alue on hyvin laaja. Se vaihtelee sekunneista miljardeihin vuosiin. Esimerkiksi tunnetuimman luonnollisen radionuklidin, uraani-238:n, puoliintumisaika on noin 4,5 miljardia vuotta.

Hajoamisen aikana radionuklidin määrä vähenee ja sen aktiivisuus laskee. Toimintatapa, jolla aktiivisuus vähenee, noudattaa radioaktiivisen hajoamisen lakia:

missä MUTTA 0 - alkutoiminta, MUTTA- toimintaa tietyn ajanjakson aikana t.

Ionisoivan säteilyn tyypit

Ionisoivaa säteilyä esiintyy radioaktiivisiin isotoopeihin perustuvien laitteiden käytön aikana, tyhjiölaitteiden, näyttöjen jne. käytön aikana.

Ionisoivaa säteilyä ovat corpuscular(alfa, beeta, neutroni) ja sähkömagneettinen(gamma-, röntgen)säteily, joka pystyy luomaan varautuneita atomeja ja ionimolekyylejä vuorovaikutuksessa aineen kanssa.

alfa-säteilyä on heliumytimien virta, jota aineet emittoivat ytimien radioaktiivisen hajoamisen tai ydinreaktioiden aikana.

Mitä suurempi hiukkasten energia on, sitä suurempi on sen aiheuttama kokonaisionisaatio aineessa. Radioaktiivisen aineen emittoimien alfahiukkasten alue on ilmassa 8-9 cm ja elävässä kudoksessa useita kymmeniä mikroneja. Alfahiukkasten massa on suhteellisen suuri, ja ne menettävät nopeasti energiansa vuorovaikutuksessa aineen kanssa, mikä määrää niiden alhaisen läpäisykyvyn ja korkean ominaisionisaationsa, joka on useita kymmeniä tuhansia ioniparia 1 cm:tä kohti ilmassa olevaa polkua kohti.

beetasäteily - radioaktiivisesta hajoamisesta johtuva elektronien tai positronien virtaus.

Beetahiukkasten enimmäisetäisyys ilmassa on 1800 cm ja elävissä kudoksissa - 2,5 cm. Beetahiukkasten ionisointikyky on pienempi (useita kymmeniä pareja per 1 cm) ja tunkeutumiskyky on suurempi kuin alfa-hiukkasia.

Neutronit, joiden vuo muodostuu neutronisäteily, muuttavat energiansa elastisissa ja joustamattomissa vuorovaikutuksissa atomiytimien kanssa.

Elastisilla vuorovaikutuksilla syntyy sekundaarista säteilyä, joka voi koostua sekä varautuneista hiukkasista että gamma-kvanteista (gammasäteily): elastisilla vuorovaikutuksilla aineen tavallinen ionisaatio on mahdollista.

Neutronien läpäisykyky riippuu suurelta osin niiden energiasta ja niiden atomien aineen koostumuksesta, joiden kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa.

Gammasäteily - ydinmuutosten tai hiukkasten vuorovaikutuksen aikana säteilevä sähkömagneettinen (fotoni) säteily.

Gammasäteilyllä on suuri läpäisykyky ja alhainen ionisoiva vaikutus.

röntgensäteilyä syntyy beetasäteilyn lähdettä ympäröivässä ympäristössä (röntgenputkissa, elektronikiihdyttimissä) ja on yhdistelmä bremsstrahlungia ja ominaissäteilyä. Bremsstrahlung on fotonisäteilyä, jonka spektri on jatkuva, kun varautuneiden hiukkasten kineettinen energia muuttuu; karakteristinen säteily on diskreetin spektrin omaavaa fotonisäteilyä, joka säteilee atomien energiatilan muuttuessa.

Kuten gammasäteilyllä, röntgensäteillä on alhainen ionisoiva teho ja suuri tunkeutumissyvyys.

Ionisoivan säteilyn lähteet

Henkilölle aiheutuvan säteilyvaurion tyyppi riippuu ionisoivan säteilyn lähteiden luonteesta.

Luonnollinen säteilytausta koostuu kosmisesta säteilystä ja luonnossa levinneiden radioaktiivisten aineiden säteilystä.

Luonnollisen altistumisen lisäksi henkilö altistuu altistukselle muista lähteistä, esimerkiksi: kallon röntgensäteiden tuotannossa - 0,8-6 R; selkä - 1,6-14,7 R; keuhkot (fluorografia) - 0,2-0,5 R; rintakehä fluoroskopialla - 4,7-19,5 R; ruuansulatuskanava fluoroskopialla - 12-82 R: hampaat - 3-5 R.

Yksittäinen 25-50 remin säteilytys johtaa vähäisiin lyhytaikaisiin muutoksiin veressä, 80-120 remin annoksilla ilmaantuu säteilytaudin merkkejä, mutta ilman tappavaa lopputulosta. Akuutti säteilysairaus kehittyy yhdellä 200-300 remin säteilytyksellä, kun taas tappava lopputulos on mahdollinen 50 prosentissa tapauksista. Tappava lopputulos 100 %:ssa tapauksista tapahtuu 550-700 remin annoksilla. Tällä hetkellä on olemassa useita säteilyn vastaisia ​​lääkkeitä. heikentää säteilyn vaikutusta.

Krooninen säteilysairaus voi kehittyä jatkuvassa tai toistuvassa altistumisessa annoksille, jotka ovat huomattavasti pienempiä kuin ne, jotka aiheuttavat akuuttia muotoa. Säteilytaudin kroonisen muodon tyypillisimpiä oireita ovat muutokset veressä, hermoston häiriöt, paikalliset ihovauriot, silmän mykiön vauriot ja vastustuskyvyn heikkeneminen.

Aste riippuu siitä, onko altistuminen ulkoista vai sisäistä. Sisäinen altistuminen on mahdollista hengittämällä, nauttimalla radioisotooppeja ja tunkeutumalla ihmiskehoon ihon kautta. Jotkut aineet imeytyvät ja kerääntyvät tiettyihin elimiin, mikä johtaa korkeisiin paikallisiin säteilyannoksiin. Esimerkiksi elimistöön kerääntyvät jodin isotoopit voivat aiheuttaa vaurioita kilpirauhasessa, harvinaiset maametallit voivat aiheuttaa maksakasvaimia, cesium- ja rubidium-isotoopit voivat aiheuttaa pehmytkudoskasvaimia.

Keinotekoiset säteilylähteet

Luonnollisista säteilylähteistä peräisin olevan altistumisen lisäksi, joita oli ja on aina ja kaikkialla, 1900-luvulla ilmestyi muitakin ihmisen toimintaan liittyviä säteilylähteitä.

Ensinnäkin tämä on röntgen- ja gammasäteilyn käyttöä lääketieteessä potilaiden diagnosoinnissa ja hoidossa. Sopivilla toimenpiteillä saatujen menetelmien avulla ne voivat olla erittäin suuria, erityisesti pahanlaatuisten kasvainten hoidossa sädehoidolla, kun suoraan kasvainvyöhykkeellä ne voivat saavuttaa 1000 rem tai enemmän. Röntgentutkimuksissa annos riippuu tutkimuksen ajankohdasta ja diagnosoitavasta elimestä ja voi vaihdella laajasti - muutamasta remistä hampaasta otettaessa kymmeniin remiin ruuansulatuskanavaa ja keuhkoja tutkittaessa. . Fluorografiset kuvat antavat minimiannoksen, eikä ennaltaehkäiseviä vuosittaisia ​​fluorografisia tutkimuksia saa missään tapauksessa luopua. Keskimääräinen annos, jonka ihmiset saavat lääketieteellisestä tutkimuksesta, on 0,15 rem vuodessa.

1900-luvun jälkipuoliskolla ihmiset alkoivat käyttää säteilyä aktiivisesti rauhanomaisiin tarkoituksiin. Erilaisia ​​radioisotooppeja käytetään tieteellisessä tutkimuksessa, teknisten esineiden diagnostiikassa, instrumentoinnissa jne. Ja lopuksi ydinvoima. Ydinvoimaloita käytetään ydinvoimaloissa (NPP), jäänmurtajissa, laivoissa ja sukellusveneissä. Pelkästään ydinvoimalaitoksilla on tällä hetkellä käytössä yli 400 ydinreaktoria, joiden kokonaissähköteho on yli 300 miljoonaa kW. Ydinpolttoaineen tuotantoa ja käsittelyä varten on yhdistynyt koko joukko yrityksiä ydinpolttoainekierto(NFC).

Ydinpolttoainekiertoon kuuluvat uraanin louhinta (uraanikaivokset), sen rikastus (rikastuslaitokset), polttoaine-elementtien valmistus, itse ydinvoimalaitokset, käytetyn ydinpolttoaineen jälkikäsittelyyritykset (radiokemialliset laitokset), Syntyneen ydinpolttoainejätteen väliaikainen varastointi ja käsittely sekä lopuksi radioaktiivisen jätteen pysyvä loppusijoitus (hautausalueet). NFC:n kaikissa vaiheissa radioaktiiviset aineet vaikuttavat enemmän tai vähemmän käyttöhenkilökuntaan, kaikissa vaiheissa voi tapahtua (normaalia tai vahingossa tapahtuvaa) radionuklidien päästöjä ympäristöön ja aiheuttaa lisäannoksen väestölle, erityisesti alueella asuvalle. NFC-yritysten alueella.

Mistä radionuklideja tulee ydinvoimalaitosten normaalin toiminnan aikana? Ydinreaktorin sisällä oleva säteily on valtavaa. Polttoaineen fissiopalaset, erilaiset alkuainehiukkaset voivat tunkeutua suojakuoriin, mikrohalkeamiin ja päästä jäähdytysnesteeseen ja ilmaan. Useat teknologiset toiminnot sähköenergian tuotannossa ydinvoimalaitoksilla voivat johtaa veden ja ilman saastumiseen. Siksi ydinvoimalat on varustettu veden ja kaasun puhdistusjärjestelmällä. Päästöt ilmaan johdetaan korkean savupiipun kautta.

Ydinvoimalaitosten normaalikäytössä päästöt ympäristöön ovat pieniä ja niillä on vain vähän vaikutusta lähialueen väestöön.

Säteilyturvallisuuden kannalta suurimman vaaran muodostavat käytetyn ydinpolttoaineen käsittelylaitokset, joilla on erittäin korkea aktiivisuus. Näissä yrityksissä syntyy suuri määrä korkean radioaktiivisuuden omaavaa nestemäistä jätettä, on olemassa vaara spontaanin ketjureaktion kehittymisestä (ydinvaara).

Ongelma radioaktiivisen jätteen käsittelystä, joka on erittäin merkittävä biosfäärin radioaktiivisen saastumisen lähde, on erittäin vaikea.

Säteilyn monimutkaisuus ja kallis NFC-yrityksissä mahdollistavat kuitenkin ihmisten ja ympäristön suojelun varmistamisen hyvin pieniin arvoihin, huomattavasti nykyistä teknogeenistä taustaa pienemmäksi. Toinen tilanne syntyy, kun normaalista toimintatavasta poikkeaa ja erityisesti onnettomuuksien aikana. Siten vuonna 1986 tapahtunut onnettomuus (joka voidaan johtua maailmanlaajuisista katastrofeista - suurin ydinpolttoainekiertoyritysten onnettomuus koko ydinvoiman kehityksen historian aikana) Tšernobylin ydinvoimalassa johti vain 5:n vapautumiseen. % kaikesta ympäristöön joutuvasta polttoaineesta. Tämän seurauksena radionuklideja, joiden kokonaisaktiivisuus oli 50 miljoonaa Ci, pääsi ympäristöön. Tämä julkaisu johti suuren määrän ihmisiä altistumiseen, suureen määrään kuolemantapauksia, erittäin laajojen alueiden saastumista ja ihmisten joukkomuutosten tarvetta.

Tshernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuus osoitti selvästi, että ydinenergian tuotantomenetelmä on mahdollista vain, jos laajamittaiset onnettomuudet ydinpolttoainekiertoa koskevissa yrityksissä on periaatteessa poissuljettu.

Ionisoiva säteily on yhdistelmä erilaisia ​​mikropartikkeleita ja fysikaalisia kenttiä, joilla on kyky ionisoida ainetta, eli muodostaa siihen sähköisesti varautuneita hiukkasia - ioneja. Ionisoivaa säteilyä on useita tyyppejä: alfa-, beeta-, gamma- ja neutronisäteily.

alfa-säteilyä

Positiivisesti varautuneiden alfahiukkasten muodostumiseen osallistuu 2 protonia ja 2 neutronia, jotka ovat osa heliumytimiä. Alfahiukkasia muodostuu atomin ytimen hajoamisen aikana ja niiden kineettinen alkuenergia voi olla 1,8 - 15 MeV. Alfasäteilylle tunnusomaisia ​​piirteitä ovat korkea ionisointi ja alhainen läpäisykyky. Liikkuessaan alfahiukkaset menettävät energiaansa erittäin nopeasti, mikä aiheuttaa sen, että se ei riitä edes ohuiden muovipintojen ylittämiseen. Yleensä ulkoinen säteilytys alfahiukkasilla, jos ei oteta huomioon kiihdyttimellä saatuja korkeaenergisiä alfahiukkasia, ei aiheuta haittaa ihmisille, mutta hiukkasten tunkeutuminen kehoon voi olla haitallista terveydelle, koska alfa Radionuklideilla on pitkä puoliintumisaika ja ne ovat voimakkaasti ionisoituneita. Nieltynä alfahiukkaset voivat usein olla jopa vaarallisempia kuin beeta- ja gammasäteily.

beetasäteilyä

Varautuneita beetahiukkasia, joiden nopeus on lähellä valon nopeutta, muodostuu beetahajoamisen seurauksena. Beetasäteet ovat alfasäteitä läpäisevämpiä – ne voivat aiheuttaa kemiallisia reaktioita, luminesenssia, ionisoida kaasuja ja vaikuttaa valokuvalevyihin. Varautuneiden beetahiukkasten (energia enintään 1 MeV) virtaukselta suojaksi riittää tavallisen 3-5 mm paksuisen alumiinilevyn käyttö.

Fotonisäteily: gammasäteily ja röntgensäteet

Fotonisäteily sisältää kahden tyyppistä säteilyä: röntgensäteilyä (voi olla bremsstrahlung ja ominaista) ja gammasäteilyä.

Yleisin fotonisäteilyn muoto on erittäin korkea energia ultralyhyillä aallonpituuksilla gammahiukkasilla, jotka ovat korkeaenergiaisten, varautumattomien fotonien virtaa. Toisin kuin alfa- ja beeta-säteet, gamma-hiukkaset eivät taipu magneetti- ja sähkökentät, ja niillä on paljon suurempi tunkeutumiskyky. Tietyissä määrin ja tietyn altistuksen ajan gammasäteily voi aiheuttaa säteilysairautta ja johtaa erilaisiin onkologisiin sairauksiin. Vain sellaiset raskaat kemialliset alkuaineet kuten esimerkiksi lyijy, köyhdytetty uraani ja volframi voivat estää gammahiukkasten virtauksen etenemisen.

neutronisäteilyä

Neutronisäteilyn lähteenä voivat olla ydinräjähdykset, ydinreaktorit, laboratorio- ja teollisuuslaitokset. Neutronit itse ovat sähköisesti neutraaleja, epävakaita (vapaan neutronin puoliintumisaika on noin 10 minuuttia) hiukkasia, joille, koska niillä ei ole varausta, on ominaista korkea läpäisykyky ja alhainen vuorovaikutus aineen kanssa. Neutronisäteily on erittäin vaarallista, joten sitä vastaan ​​suojautumiseen käytetään useita erityisiä, pääasiassa vetyä sisältäviä materiaaleja. Mikä parasta, neutronisäteilyä absorboivat tavallinen vesi, polyeteeni, parafiini ja raskasmetallihydroksidiliuokset.

Miten ionisoiva säteily vaikuttaa aineisiin?

Kaiken tyyppinen ionisoiva säteily vaikuttaa jossain määrin erilaisiin aineisiin, mutta voimakkaimmin se on gammahiukkasissa ja neutroneissa. Joten pitkäaikaisella altistuksella ne voivat muuttaa merkittävästi eri materiaalien ominaisuuksia, muuttaa aineiden kemiallista koostumusta, ionisoida dielektrisiä aineita ja niillä on tuhoisa vaikutus biologisiin kudoksiin. Luonnollinen säteilytausta ei aiheuta paljon haittaa henkilölle, mutta keinotekoisia ionisoivan säteilyn lähteitä käsiteltäessä tulee olla erittäin varovainen ja ryhtyä kaikkiin tarvittaviin toimenpiteisiin kehon säteilyaltistuksen minimoimiseksi.