Radioactivité fait référence à la propriété d'émission spontanée de toute substance en l'absence d'influences extérieures.

Propriétés radioactives ont été découverts pour la première fois dans l'uranium en 1896 par le physicien français Henri Becquerel (expérience avec les sels d'uranium)

Par la suite, il s'est avéré que tous éléments chimiques Avec numéro de série plus de 83 sont radioactifs.

Propriétés du rayonnement radioactif

1. Provoquer l'ionisation des gaz

2. Avoir un effet chimique

3. La radioactivité n'est pas un phénomène moléculaire, mais une propriété interne des atomes d'un élément radioactif

4. Radioactivité du médicament avec tout composition chimiqueégale à la radioactivité des éléments radioactifs purs prélevés dans la quantité dans laquelle ils sont contenus dans cette préparation

5. Le rayonnement radioactif ne dépend pas d'influences extérieures (chauffage, augmentation de la pression), réactions chimiques, dans lesquels pénètrent les substances radioactives, n'affectent pas l'intensité du rayonnement.

6. En conséquence rayonnement radioactif un type complètement nouveau de substance se forme, complètement différent dans ses propriétés physiques et propriétés chimiques de celui d'origine. La chaîne de transformations radioactives se termine par la formation d'un isotope non radioactif (stable).

7. Pour chaque substance radioactive, il existe un certain intervalle de temps pendant lequel l'activité diminue de 2 fois. Cet intervalle est appelé demi-vie.

Demi-vie T est le temps pendant lequel la moitié du nombre d’atomes radioactifs disponibles se désintègre.

– loi de la désintégration radioactive

N 0 – nombre d'atomes radioactifs à l'instant initial

N – nombre d'atomes radioactifs à un instant fini

t – temps

T- demi-vie

8. On distingue la radioactivité naturelle (radioactivité des éléments présents dans la nature) et la radioactivité artificielle (radioactivité des éléments obtenus lors de réactions nucléaires).

Découvrir composition complexe un rayonnement radioactif a été effectué prochaine expérience: Un médicament radioactif a été placé au fond d'un canal étroit dans un morceau de plomb. Il y avait une plaque photographique en face du canal. A la sortie du canal, le rayonnement était affecté par un fort champ magnétique dont les lignes d'induction étaient perpendiculaires au faisceau. L'ensemble de l'installation a été placé sous vide.

En l'absence de champ magnétique, une tache sombre a été découverte sur la plaque photographique après développement, exactement à l'opposé du canal.

Dans un champ magnétique, le faisceau se divise en trois faisceaux.

Rayonnement alpha

Il s'agit d'un flux de particules chargées positivement - les noyaux des atomes d'hélium. La vitesse des particules alpha est nettement inférieure à celle des particules bêta et se situe entre 10 000 et 20 000 km/s. L'énergie cinétique des particules alpha est élevée : 4-10 MeV.

Le rayonnement alpha a le pouvoir de pénétration le plus faible. Une couche de papier d'environ 0,1 mm d'épaisseur les arrête complètement.

Rayonnement bêta

Il s'agit d'un flux d'électrons rapides émis par les atomes d'une substance radioactive. Les vitesses des particules bêta sont énormes et s’élèvent à 0,99 fois la vitesse de la lumière. L'énergie des particules bêta atteint plusieurs mégaélectronvolts.

Le rayonnement bêta a un pouvoir de pénétration moyen. Ils sont retenus par une plaque d'aluminium de plusieurs millimètres d'épaisseur.

Rayonnement gamma

C'est le flux ondes électromagnétiques longueur très courte (10 -8 - 10 -11 cm). La vitesse de propagation des rayons gamma dans le vide est la même que celle des autres ondes électromagnétiques : 300 000 km/s.

Le rayonnement gamma possède le plus grand pouvoir pénétrant. Une couche de plomb de 1 cm d'épaisseur réduit de moitié l'intensité du rayonnement gamma.

Rayons gamma et rayons X longueur égale Les vagues, à l'exception de la méthode de production, ne sont pas différentes les unes des autres.

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Rayonnement et types de rayonnement radioactif, composition du rayonnement radioactif (ionisant) et ses principales caractéristiques. L'effet du rayonnement sur la matière.

Qu'est-ce que le rayonnement

Tout d’abord, définissons ce qu’est le rayonnement :

Dans le processus de désintégration d'une substance ou de sa synthèse, les éléments d'un atome (protons, neutrons, électrons, photons) sont libérés, sinon on peut dire le rayonnement se produit ces éléments. Un tel rayonnement est appelé - rayonnement ionisant ou ce qui est plus courant rayonnement radioactif, ou encore plus simple radiation . Les rayonnements ionisants comprennent également les rayons X et les rayonnements gamma.

Radiation est le processus d'émission de substances chargées particules élémentaires, sous forme d'électrons, de protons, de neutrons, d'atomes d'hélium ou de photons et de muons. Le type de rayonnement dépend de l'élément émis.

Ionisation est le processus de formation d’ions chargés positivement ou négativement ou d’électrons libres à partir d’atomes ou de molécules chargés neutrement.

Rayonnement radioactif (ionisant) peut être divisé en plusieurs types, selon le type d'éléments qui le composent. Différents types de rayonnement sont provoqués par différentes microparticules et ont donc différents effets énergétiques sur la matière, différentes capacités à la traverser et, par conséquent, différents effets biologiques du rayonnement.

Rayonnement alpha, bêta et neutronique- Ce sont des rayonnements constitués de diverses particules d'atomes.

Rayons gamma et X est l’émission d’énergie.

Rayonnement alpha

• sont émis : deux protons et deux neutrons
• capacité de pénétration : faible
• irradiation à partir de la source : jusqu'à 10 cm
• vitesse d'émission : 20 000 km/s
• ionisation : 30 000 paires d'ions par 1 cm de course
• haut

Le rayonnement alpha (α) se produit lors de la désintégration des éléments instables isotopeséléments.

Rayonnement alpha- il s'agit du rayonnement de particules alpha lourdes chargées positivement, qui sont les noyaux des atomes d'hélium (deux neutrons et deux protons). Les particules alpha sont émises lors de la désintégration de noyaux plus complexes, par exemple lors de la désintégration des atomes d'uranium, de radium et de thorium.

Les particules alpha ont une masse importante et sont émises à une vitesse relativement faible, en moyenne de 20 000 km/s, soit environ 15 fois inférieure à la vitesse de la lumière. Étant donné que les particules alpha sont très lourdes, au contact d'une substance, les particules entrent en collision avec les molécules de cette substance, commencent à interagir avec elles, perdant leur énergie, et donc la capacité de pénétration de ces particules n'est pas grande et même une simple feuille de le papier peut les retenir.

Cependant, les particules alpha transportent beaucoup d’énergie et, lorsqu’elles interagissent avec la matière, provoquent une ionisation importante. Et dans les cellules d'un organisme vivant, en plus de l'ionisation, le rayonnement alpha détruit les tissus, entraînant divers dommages aux cellules vivantes.

De tous les types de rayonnement, le rayonnement alpha a le pouvoir de pénétration le plus faible, mais les conséquences de l'irradiation des tissus vivants avec ce type de rayonnement sont les plus graves et les plus importantes par rapport aux autres types de rayonnement.

L'exposition aux rayonnements alpha peut se produire lorsque des éléments radioactifs pénètrent dans le corps, par exemple par l'air, l'eau ou la nourriture, ou par des coupures ou des blessures. Une fois dans le corps, ces éléments radioactifs sont transportés dans la circulation sanguine dans tout le corps, s'accumulent dans les tissus et les organes, exerçant sur eux un puissant effet énergétique. Étant donné que certains types d'isotopes radioactifs émettant des rayonnements alpha ont une longue durée de vie, lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme, ils peuvent provoquer de graves modifications dans les cellules et entraîner une dégénérescence et des mutations tissulaires.

En réalité, les isotopes radioactifs ne sont pas éliminés du corps d'eux-mêmes. Une fois entrés dans le corps, ils irradient les tissus de l'intérieur pendant de nombreuses années jusqu'à ce qu'ils entraînent de graves changements. Le corps humain n'est pas capable de neutraliser, de traiter, d'assimiler ou d'utiliser la plupart des isotopes radioactifs qui pénètrent dans l'organisme.

Rayonnement neutronique

• sont émis : neutrons
• capacité de pénétration : haut
• irradiation à partir de la source : kilomètres
• vitesse d'émission : 40 000 km/s
• ionisation : de 3000 à 5000 paires d'ions pour 1 cm de course
• effets biologiques des rayonnements : haut

Rayonnement neutronique- il s'agit de rayonnements d'origine humaine provenant de divers réacteurs nucléaires et lors de explosions atomiques. De plus, le rayonnement neutronique est émis par les étoiles dans lesquelles se produisent des réactions thermonucléaires actives.

N'ayant aucune charge, le rayonnement neutronique entrant en collision avec la matière interagit faiblement avec les éléments des atomes au niveau atomique et possède donc un pouvoir de pénétration élevé. Vous pouvez arrêter le rayonnement neutronique en utilisant des matériaux à haute teneur en hydrogène, par exemple un récipient rempli d'eau. De plus, le rayonnement neutronique ne pénètre pas bien dans le polyéthylène.

Le rayonnement neutronique, lorsqu'il traverse les tissus biologiques, provoque de graves dommages aux cellules, car il a une masse importante et une vitesse plus élevée que le rayonnement alpha.

Rayonnement bêta

• sont émis : électrons ou positons
• capacité de pénétration : moyenne
• irradiation à partir de la source : jusqu'à 20 m
• vitesse d'émission : 300 000 km/s
• ionisation : de 40 à 150 paires d'ions pour 1 cm de course
• effets biologiques des rayonnements : moyenne

Rayonnement bêta (β) se produit lorsqu'un élément se transforme en un autre, tandis que les processus se produisent dans le noyau même de l'atome de la substance avec une modification des propriétés des protons et des neutrons.

Avec le rayonnement bêta, un neutron se transforme en proton ou un proton en neutron ; lors de cette transformation, un électron ou un positron (antiparticule électronique) est émis, selon le type de transformation. La vitesse des éléments émis se rapproche de la vitesse de la lumière et est approximativement égale à 300 000 km/s. Les éléments émis lors de ce processus sont appelés particules bêta.

Ayant initialement grande vitesse Grâce au rayonnement et à la petite taille des éléments émis, le rayonnement bêta a un pouvoir de pénétration plus élevé que le rayonnement alpha, mais a des centaines de fois moins de capacité à ioniser la matière que le rayonnement alpha.

Le rayonnement bêta pénètre facilement à travers les vêtements et partiellement à travers les tissus vivants, mais lorsqu'il traverse des structures de matière plus denses, par exemple à travers le métal, il commence à interagir plus intensément avec lui et perd la majeure partie de son énergie, la transférant aux éléments de la substance. . Une tôle de quelques millimètres peut stopper complètement le rayonnement bêta.

Si le rayonnement alpha ne présente un danger qu'en contact direct avec un isotope radioactif, alors le rayonnement bêta, selon son intensité, peut déjà causer des dommages importants à un organisme vivant situé à plusieurs dizaines de mètres de la source de rayonnement.

Si un isotope radioactif émettant un rayonnement bêta pénètre dans un organisme vivant, il s'accumule dans les tissus et les organes, exerçant sur eux un effet énergétique, entraînant des modifications dans la structure des tissus et, au fil du temps, causant des dommages importants.

Certains isotopes radioactifs à rayonnement bêta ont une longue période de désintégration, c'est-à-dire qu'une fois entrés dans l'organisme, ils l'irradient pendant des années jusqu'à entraîner une dégénérescence des tissus et, par conséquent, un cancer.

Rayonnement gamma

• sont émis : énergie sous forme de photons
• capacité de pénétration : haut
• irradiation à partir de la source : jusqu'à des centaines de mètres
• vitesse d'émission : 300 000 km/s
• ionisation :
• effets biologiques des rayonnements : faible

Rayonnement gamma (γ) est un rayonnement électromagnétique énergétique sous forme de photons.

Le rayonnement gamma accompagne le processus de désintégration des atomes de matière et se manifeste sous la forme d'énergie électromagnétique émise sous forme de photons libérés lorsque état énergétique noyaux atomiques. Les rayons gamma sont émis par le noyau à la vitesse de la lumière.

Lorsque la désintégration radioactive d’un atome se produit, d’autres substances se forment à partir d’une seule substance. L'atome des substances nouvellement formées est dans un état énergétiquement instable (excité). En s'influençant mutuellement, les neutrons et les protons du noyau parviennent à un état dans lequel les forces d'interaction sont équilibrées et l'énergie excédentaire est émise par l'atome sous forme de rayonnement gamma.

Le rayonnement gamma a une capacité de pénétration élevée et pénètre facilement dans les vêtements, les tissus vivants et un peu plus difficilement à travers les structures denses de substances telles que le métal. Pour stopper le rayonnement gamma, il faudra une épaisseur importante d’acier ou de béton. Mais en même temps, le rayonnement gamma a un effet cent fois plus faible sur la matière que le rayonnement bêta et des dizaines de milliers de fois plus faible que le rayonnement alpha.

Le principal danger des rayonnements gamma réside dans leur capacité à parcourir des distances importantes et à affecter des organismes vivants à plusieurs centaines de mètres de la source de rayonnement gamma.

Rayonnement X

• sont émis : énergie sous forme de photons
• capacité de pénétration : haut
• irradiation à partir de la source : jusqu'à des centaines de mètres
• vitesse d'émission : 300 000 km/s
• ionisation : de 3 à 5 paires d'ions pour 1 cm de course
• effets biologiques des rayonnements : faible

Rayonnement X- il s'agit d'un rayonnement électromagnétique énergétique sous forme de photons qui apparaît lorsqu'un électron à l'intérieur d'un atome se déplace d'une orbite à une autre.

Le rayonnement X a un effet similaire au rayonnement gamma, mais son pouvoir de pénétration est moindre car sa longueur d'onde est plus longue.

Après avoir examiné les différents types de rayonnements radioactifs, il est clair que le concept de rayonnement inclut des types de rayonnement complètement différents qui ont des effets différents sur la matière et les tissus vivants, du bombardement direct avec des particules élémentaires (rayonnement alpha, bêta et neutronique) aux effets énergétiques. sous forme de cure aux rayons gamma et aux rayons X.

Chacune des radiations évoquées est dangereuse !

Tableau comparatif avec les caractéristiques des différents types de rayonnement

caractéristique	Type de rayonnement
	Rayonnement alpha	Rayonnement neutronique	Rayonnement bêta	Rayonnement gamma	Rayonnement X
sont émis	deux protons et deux neutrons	neutrons	électrons ou positons	énergie sous forme de photons	énergie sous forme de photons
pouvoir de pénétration	faible	haut	moyenne	haut	haut
exposition à la source	jusqu'à 10 cm	kilomètres	jusqu'à 20 m	des centaines de mètres	des centaines de mètres
vitesse de rayonnement	20 000 km/s	40 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s
ionisation, vapeur par 1 cm de course	30 000	de 3000 à 5000	de 40 à 150	de 3 à 5	de 3 à 5
effets biologiques des rayonnements	haut	haut	moyenne	faible	faible

Comme le montre le tableau, selon le type de rayonnement, un rayonnement de même intensité, par exemple 0,1 Roentgen, aura un effet destructeur différent sur les cellules d'un organisme vivant. Pour tenir compte de cette différence, un coefficient k a été introduit, reflétant le degré d'exposition aux rayonnements radioactifs des objets vivants.

Facteur k
Type de rayonnement et plage d'énergie	Multiplicateur de poids
Photons toutes les énergies (rayonnement gamma)	1
Électrons et muons toutes les énergies (rayonnement bêta)	1
Neutrons avec énergie < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutrons de 10 à 100 KeV (rayonnement neutronique)	10
Neutrons de 100 KeV à 2 MeV (rayonnement neutronique)	20
Neutrons de 2 MeV à 20 MeV (rayonnement neutronique)	10
Neutrons> 20 MeV (rayonnement neutronique)	5
Protons avec des énergies > 2 MeV (sauf pour les protons de recul)	5
Particules alpha, fragments de fission et autres noyaux lourds (rayonnement alpha)	20

Plus le « coefficient k » est élevé, plus l'effet d'un certain type de rayonnement est dangereux sur les tissus d'un organisme vivant.

Vidéo:

Après la découverte d’éléments radioactifs, des recherches ont commencé sur la nature physique de leur rayonnement. Outre Becquerel et les Curie, Rutherford se chargea de cette tâche.

L'expérience classique qui a permis de détecter la composition complexe du rayonnement radioactif était la suivante. La préparation de radium était placée au fond d'un canal étroit dans un morceau de plomb. Il y avait une plaque photographique en face du canal. Le rayonnement émergeant du canal était affecté par un champ magnétique puissant dont les lignes d'induction étaient perpendiculaires au faisceau (Fig. 13.6). L'ensemble de l'installation a été placé sous vide.

En l'absence de champ magnétique, une tache sombre a été détectée sur la plaque photographique après développement exactement à l'opposé du canal. Dans un champ magnétique, le faisceau se divise en trois faisceaux. Les deux composantes du flux primaire étaient déviées dans des directions opposées. Cela indiquait que ces radiations avaient charges électriques signes opposés. Dans ce cas, la composante négative du rayonnement a été déviée champ magnétique beaucoup plus fort que positif. Le troisième composant n’a pas du tout été dévié par le champ magnétique. La composante chargée positivement est appelée rayons alpha, la composante chargée négativement est appelée rayons bêta et la composante neutre est appelée rayons gamma (rayons α, rayons β, rayons γ).

Ces trois types de rayonnement diffèrent grandement par leur pouvoir pénétrant, c'est-à-dire par l'intensité avec laquelle ils sont absorbés. diverses substances. Les rayons α ont le pouvoir de pénétration le plus faible. Une couche de papier d'environ 0,1 mm d'épaisseur leur est déjà opaque. Si vous couvrez un trou dans une plaque de plomb avec un morceau de papier, aucune tache correspondant au rayonnement a ne sera trouvée sur la plaque photographique.

Beaucoup moins de rayons β sont absorbés lorsqu’ils traversent la matière. La plaque d'aluminium ne les arrête complètement qu'avec une épaisseur de quelques millimètres. Les rayons gamma ont la plus grande capacité de pénétration.

L'intensité de l'absorption des rayons gamma augmente avec l'augmentation du numéro atomique de la substance absorbante. Mais une couche de plomb de 1 cm d’épaisseur n’est pas pour eux un obstacle insurmontable. Lorsque les rayons Y traversent une telle couche de plomb, leur intensité n’est réduite que de moitié.

La nature physique des rayons α, β et γ est évidemment différente.

Rayons gamma. Dans leurs propriétés, les rayons γ sont très similaires aux rayons X, mais leur pouvoir de pénétration est bien supérieur à celui des rayons X. Cela suggérait que les rayons gamma étaient des ondes électromagnétiques. Tous les doutes à ce sujet ont disparu après la découverte de la diffraction des rayons γ sur les cristaux et la mesure de leur longueur d'onde. Il s'est avéré très petit - de 10 -8 à 10 -11 cm.

À l’échelle des ondes électromagnétiques, les rayons γ suivent directement les rayons X. La vitesse de propagation des rayons gamma est la même que celle de toutes les ondes électromagnétiques : environ 300 000 km/s.

Rayons bêta. Dès le début, les rayons α et β ont été considérés comme des flux de particules chargées. Il a été plus simple d’expérimenter avec les rayons β, car ils sont plus fortement déviés dans les champs magnétiques et électriques.

La tâche principale des expérimentateurs était de déterminer la charge et la masse des particules. En étudiant la déviation des particules β dans les champs électriques et magnétiques, il a été constaté qu'elles ne sont rien d'autre que des électrons se déplaçant à des vitesses très proches de la vitesse de la lumière. Il est important que les vitesses des particules β émises par tout élément radioactif ne soient pas les mêmes. Il existe des particules avec des vitesses très différentes. Cela conduit à une expansion du faisceau de particules β dans un champ magnétique (voir Fig. 13.6).

Il a été plus difficile de connaître la nature des particules α, car elles sont moins fortement déviées par les champs magnétiques et électriques. Rutherford réussit finalement à résoudre ce problème. Il a mesuré le rapport entre la charge q d'une particule et sa masse m par sa déviation dans un champ magnétique. Il s'est avéré qu'il était environ 2 fois inférieur à celui d'un proton - le noyau d'un atome d'hydrogène. La charge d'un proton est égale à celle élémentaire et sa masse est très proche de l'unité de masse atomique 1 . Par conséquent, une particule α a une masse par charge élémentaire égale à deux unités de masse atomique.

1 Une unité de masse atomique (amu) est égale à 1/12 de la masse d'un atome de carbone ; 1 heure du matin. e.m. ≈ 1,66057 10 -27 kg.

Mais la charge de la particule α et sa masse restaient néanmoins inconnues. Il fallait mesurer soit la charge, soit la masse de la particule α. Avec l’avènement du compteur Geiger, il est devenu possible de mesurer la charge plus facilement et plus précisément. À travers une fenêtre très fine, les particules alpha peuvent pénétrer dans le compteur et être enregistrées par celui-ci.

Rutherford a placé un compteur Geiger sur le chemin des particules alpha, qui mesurait le nombre de particules émises par un médicament radioactif pendant un certain temps. Puis il a remplacé le compteur par un cylindre métallique relié à un électromètre sensible (Fig. 13.7). À l'aide d'un électromètre, Rutherford a mesuré simultanément la charge des particules α émises par la source dans le cylindre (la radioactivité de nombreuses substances reste presque inchangée avec le temps). Connaissant la charge totale des particules α et leur nombre, Rutherford a déterminé le rapport de ces quantités, c'est-à-dire la charge d'une particule α. Cette charge s'est avérée égale à deux charges élémentaires.

Ainsi, il a établi qu’une particule α possède deux unités de masse atomique pour chacune de ses deux charges élémentaires. Il existe donc quatre unités de masse atomique pour deux charges élémentaires. Le noyau d’hélium a la même charge et la même masse atomique relative. Il s'ensuit que la particule α est le noyau d'un atome d'hélium.

Non content du résultat obtenu, Rutherford a ensuite prouvé par des expériences directes que c'est de l'hélium qui se forme lors de la désintégration radioactive a. Collectant des particules α dans un réservoir spécial pendant plusieurs jours, il a utilisé analyse spectrale J'étais convaincu que de l'hélium s'accumulait dans le récipient (chaque particule α capturait deux électrons et se transformait en atome d'hélium).

La désintégration radioactive produit des rayons α (noyaux de l'atome d'hélium), des rayons β (électrons) et des rayons γ (rayonnement électromagnétique à ondes courtes).

Question pour le paragraphe

Pourquoi s’est-il avéré beaucoup plus difficile de déterminer la nature des rayons α que dans le cas des rayons β ?

Ce n’est un secret pour personne : les radiations sont nocives. Tout le monde le sait. Tout le monde a entendu parler des terribles pertes et des dangers de l’exposition radioactive. Qu’est-ce que le rayonnement ? Comment cela se produit-il ? Sont là différents types radiation? Et comment s’en protéger ?

Le mot « rayonnement » vient du latin rayon et désigne un rayon. En principe, le rayonnement désigne tous les types de rayonnement existant dans la nature : ondes radio, lumière visible, ultraviolette, etc. Mais il existe différents types de rayonnements, certains sont utiles, d’autres sont nocifs. Nous sommes dans vie ordinaire Nous avons l'habitude d'utiliser le mot rayonnement pour décrire les rayonnements nocifs résultant de la radioactivité de certains types de substances. Voyons comment le phénomène de radioactivité est expliqué dans les cours de physique.

La radioactivité en physique

Nous savons que les atomes de matière sont constitués d’un noyau et d’électrons tournant autour de lui. Le noyau est donc, en principe, une formation très stable et difficile à détruire. Cependant, les noyaux atomiques de certaines substances sont instables et peuvent émettre diverses énergies et particules dans l’espace.

Ce rayonnement est appelé radioactif et comprend plusieurs composants nommés selon les trois premières lettres. alphabet grec: rayonnements α-, β- et γ-. (rayonnement alpha, bêta et gamma). Ces rayonnements sont différents, tout comme leurs effets sur les humains et les mesures pour s'en protéger. Regardons tout dans l'ordre.

Rayonnement alpha

Le rayonnement alpha est un flux de particules lourdes chargées positivement. Se produit à la suite de la désintégration des atomes éléments lourds, comme l'uranium, le radium et le thorium. Dans l’air, le rayonnement alpha ne parcourt pas plus de cinq centimètres et est généralement complètement bloqué par une feuille de papier ou la couche externe morte de la peau. Cependant, si une substance émettant des particules alpha pénètre dans l’organisme par la nourriture ou l’air, elle irradie les organes internes et devient dangereuse.

Rayonnement bêta

Le rayonnement bêta est constitué d’électrons beaucoup plus petits que les particules alpha et pouvant pénétrer plusieurs centimètres de profondeur dans le corps. Vous pouvez vous en protéger avec une fine feuille de métal, des vitres et même des vêtements ordinaires. Lorsque le rayonnement bêta atteint des zones non protégées du corps, il affecte généralement les couches supérieures de la peau. Lors d'un accident à Centrale nucléaire de Tchernobyl en 1986, des pompiers ont subi des brûlures cutanées dues à une très forte exposition aux particules bêta. Si une substance émettant des particules bêta pénètre dans le corps, elle irradiera les tissus internes.

Rayonnement gamma

Le rayonnement gamma est constitué de photons, c'est-à-dire onde électromagnétique porteuse d’énergie. Dans les airs ça peut passer longues distances, perdant progressivement de l'énergie à la suite de collisions avec des atomes du milieu. Un rayonnement gamma intense, s'il n'est pas protégé, peut endommager non seulement la peau, mais également les tissus internes. Dense et matériaux lourds, comme le fer et le plomb, constituent d’excellentes barrières aux rayonnements gamma.

Comme vous pouvez le constater, selon ses caractéristiques, le rayonnement alpha n'est pratiquement pas dangereux si vous n'inhalez pas ses particules ou ne les mangez pas avec de la nourriture. Le rayonnement bêta peut provoquer des brûlures cutanées dues à l'exposition. Le rayonnement gamma possède les propriétés les plus dangereuses. Il pénètre profondément dans le corps, il est très difficile de l’en retirer et ses effets sont très destructeurs.

Dans tous les cas, sans instruments spéciaux, il est impossible de savoir quel type de rayonnement est présent dans ce cas particulier, d'autant plus qu'on peut toujours inhaler accidentellement des particules de rayonnement présentes dans l'air. C'est pourquoi règle générale une chose est d'éviter de tels endroits, et si vous vous trouvez, enveloppez-vous dans autant de vêtements et d'objets que possible, respirez à travers le tissu, ne mangez ni ne buvez et essayez de quitter le lieu d'infection le plus rapidement possible. . Et puis, à la première occasion, débarrassez-vous de toutes ces choses et lavez-vous soigneusement.

La notion de « rayonnement » englobe toute la gamme des ondes électromagnétiques, ainsi que électricité, ondes radio, rayonnements ionisants. Avec ces derniers, l'état physique des atomes et de leurs noyaux change, les transformant en ions ou produits chargés. réactions nucléaires. Les plus petites particules ont de l'énergie qui se perd progressivement lorsqu'elles interagissent avec unités structurelles. À la suite du mouvement, la substance à travers laquelle pénètrent les éléments devient ionisée. La profondeur de pénétration est différente pour chaque particule. En raison de sa capacité à modifier les substances, la lumière radioactive est nocive pour l’organisme. Quels types de rayonnement existent ?

Émission corpusculaire. Particules alpha

Ce type est un flux d'éléments radioactifs dont la masse est différente de zéro. Un exemple est le rayonnement alpha et bêta, ainsi que les électrons, neutrons, protons et mésons. Les particules alpha sont des noyaux atomiques émis lors de la désintégration de certains atomes radioactifs. Ils sont constitués de deux neutrons et de deux protons. Le rayonnement alpha provient des noyaux des atomes d’hélium, chargés positivement. L'émission naturelle est typique des radionucléides instables des séries du thorium et de l'uranium. Les particules alpha sortent du noyau à des vitesses allant jusqu'à 20 000 km/s. Au cours du mouvement, ils forment une forte ionisation du milieu, arrachant les électrons des orbites des atomes. L'ionisation par les rayons conduit à des modifications chimiques dans la substance, ainsi qu'à la perturbation de sa structure cristalline.

Caractéristiques du rayonnement alpha

Les rayons de ce type sont des particules alpha d'une masse de 4,0015 unités atomiques. Moment magnétique et le spin sont égaux à zéro, et la charge des particules est le double de la charge élémentaire. L'énergie des rayons alpha est comprise entre 4 et 9 MeV. Le rayonnement alpha ionisant se produit lorsqu'un atome perd son électron et devient un ion. L'électron est éliminé en raison du poids important des particules alpha, qui sont près de sept mille fois plus grosses que lui. Lorsque les particules traversent un atome et détachent chaque élément chargé négativement, elles perdent leur énergie et leur vitesse. La capacité d'ioniser la matière est perdue lorsque toute l'énergie est dépensée et que la particule alpha est convertie en atome d'hélium.

Rayonnement bêta

Il s’agit d’un processus dans lequel des électrons et des positons sont produits par désintégration bêta d’éléments allant du plus léger au plus lourd. Les particules bêta coopèrent avec les électrons des coquilles atomiques, leur transfèrent une partie de l'énergie et les arrachent de leur orbite. Dans ce cas, un ion positif et un électron libre se forment. Les rayonnements alpha et bêta ont des vitesses de déplacement différentes. Ainsi, pour le deuxième type de rayons, elle se rapproche de la vitesse de la lumière. Les particules bêta peuvent être absorbées à l’aide d’une couche d’aluminium de 1 mm d’épaisseur.

Rayons gamma

Ils se forment lors de la décomposition des noyaux radioactifs, ainsi que des particules élémentaires. Il s’agit d’un type de rayonnement électromagnétique à ondes courtes. Il se forme lorsqu'un noyau passe d'un état énergétique plus excité à un état énergétique moins excité. Il a une longueur d'onde courte et possède donc un pouvoir de pénétration élevé, ce qui peut nuire gravement à la santé humaine.

Propriétés

Les particules formées lors de la désintégration des noyaux élémentaires peuvent interagir de différentes manières avec l’environnement. Cette connexion dépend de la masse, de la charge et de l'énergie des particules. Les propriétés du rayonnement radioactif comprennent les paramètres suivants :

1. Capacité pénétrante.

2. Ionisation du milieu.

3. Réaction exothermique.

4. Impact sur l'émulsion photographique.

5. La capacité de provoquer la lueur de substances luminescentes.

6. En cas d'exposition prolongée, des réactions chimiques et une dégradation des molécules sont possibles. Par exemple, la couleur d'un objet change.

Les propriétés énumérées sont utilisées pour détecter les rayonnements en raison de l’incapacité des humains à les détecter avec leurs sens.

Sources de rayonnement

Il y a plusieurs raisons aux émissions de particules. Il peut s'agir d'objets terrestres ou spatiaux contenant des substances radioactives, d'appareils techniques émettant des rayonnements ionisants. En outre, les causes de l'apparition de particules radioactives peuvent être des installations nucléaires, des appareils de contrôle et de mesure, des fournitures médicales et la destruction d'installations de stockage de déchets radioactifs. Les sources dangereuses sont divisées en deux groupes :

1. Fermé. Lorsque vous travaillez avec eux, les rayonnements ne pénètrent pas dans l'environnement. Un exemple serait la technologie des rayonnements dans les centrales nucléaires, ainsi que les équipements des salles de radiographie.
2. Ouvrir. Dans ce cas, l’environnement est exposé aux radiations. Les sources peuvent être des gaz, des aérosols, des déchets radioactifs.

Les éléments de la série uranium, actinium et thorium sont des éléments radioactifs naturels. Lors de leur désintégration, des particules alpha et bêta sont émises. Les sources de rayons alpha sont le polonium avec masse atomique 214 et 218. Ce dernier est un produit de désintégration du radon. Il s'agit d'un gaz toxique en grande quantité qui pénètre depuis le sol et s'accumule dans les sous-sols des maisons.

Les sources de rayonnement alpha à haute énergie sont divers accélérateurs de particules chargées. Un de ces appareils est un phasotron. Il s'agit d'un accélérateur résonant cyclique avec un champ magnétique à contrôle constant. Fréquence accélérée champ électrique changera lentement avec la période. Les particules se déplacent dans une spirale qui se déroule et sont accélérées jusqu'à une énergie de 1 GeV.

Capacité à pénétrer les substances

Les rayonnements alpha, bêta et gamma ont une certaine plage. Ainsi, le mouvement des particules alpha dans l’air est de plusieurs centimètres, tandis que les particules bêta peuvent parcourir plusieurs mètres et les rayons gamma peuvent parcourir jusqu’à des centaines de mètres. Si une personne a subi un rayonnement alpha externe dont le pouvoir de pénétration est égal à la couche superficielle de la peau, elle ne sera alors en danger qu'en cas de plaies ouvertes sur le corps. Manger des aliments irradiés par ces éléments provoque de graves dommages.

Les particules bêta ne peuvent pénétrer dans le corps qu’à une profondeur ne dépassant pas 2 cm, mais les particules gamma peuvent provoquer une irradiation de tout le corps. Les rayons des dernières particules ne peuvent être bloqués que par des dalles de béton ou de plomb.

Rayonnement alpha. Impact sur les humains

L'énergie de ces particules formées lors de la désintégration radioactive n'est pas suffisante pour vaincre la couche initiale de la peau, donc l'irradiation externe ne nuit pas à l'organisme. Mais si la source de formation de particules alpha est un accélérateur et que leur énergie dépasse des dizaines de MeV, il existe alors une menace pour le fonctionnement normal du corps. La pénétration directe d'une substance radioactive dans le corps provoque d'énormes dommages. Par exemple, par inhalation d'air empoisonné ou par le tube digestif. Le rayonnement alpha peut, à des doses minimes, provoquer chez une personne le mal des rayons, qui entraîne souvent la mort de la victime.

Les rayons alpha ne peuvent pas être détectés à l'aide d'un dosimètre. Une fois dans le corps, ils commencent à irradier les cellules voisines. Le corps force les cellules à se diviser plus rapidement pour combler le vide, mais celles qui sont nées de nouveau sont soumises à effets nuisibles. Cela entraîne une perte d’informations génétiques, des mutations et la formation de tumeurs malignes.

Limites d'exposition admissibles

La norme relative aux rayonnements ionisants en Russie est réglementée par les « Normes de radioprotection » et les « Normes de base ». règles sanitaires travailler avec substances radioactives et autres sources de rayonnements ionisants. Selon ces documents, des limites d'exposition sont élaborées pour les catégories suivantes :

1. "UNE". Cela inclut les employés qui travaillent avec une source de rayonnement de manière permanente ou temporaire. La limite admissible est calculée en dose individuelle équivalente de rayonnement externe et interne par an. C'est ce qu'on appelle la dose maximale admissible.

2. "B". Cette catégorie comprend la partie de la population qui peut être exposée à des sources de rayonnements parce qu'elle vit ou travaille à proximité de celles-ci. Dans ce cas, la dose annuelle admissible est également calculée, à laquelle les problèmes de santé ne surviendront pas avant 70 ans.

3. "B". Ce type comprend la population d'une région, d'une région ou d'un pays exposé aux rayonnements. La limitation de l'exposition passe par l'introduction de normes et le contrôle de la radioactivité des objets dans environnement, émissions nocives des centrales nucléaires, en tenant compte des limites de dose pour les catégories précédentes. L’impact des rayonnements sur la population n’est pas réglementé, les niveaux d’exposition étant très faibles. Dans les cas accident radiologique Toutes les mesures de sécurité nécessaires sont appliquées dans les régions.

Mesures de sécurité

La radioprotection alpha ne pose pas de problème. Les rayons de rayonnement sont complètement bloqués par une épaisse feuille de papier et même par des vêtements humains. Le danger provient uniquement de l'exposition interne. Pour l'éviter, des équipements de protection individuelle sont utilisés. Il s'agit notamment de combinaisons (salopette, casques en moleskine), de tabliers en plastique, de manchettes, de gants en caoutchouc et de chaussures spéciales. Pour protéger les yeux, des écrans en plexiglas sont utilisés, des produits dermatologiques (pâtes, pommades, crèmes) et des respirateurs sont également utilisés. Les entreprises recourent à des mesures de protection collective. Quant à la protection contre le gaz radon, qui peut s'accumuler dans les sous-sols et les salles de bains, il est dans ce cas nécessaire d'aérer fréquemment les locaux et d'isoler les sous-sols de l'intérieur.

Les caractéristiques du rayonnement alpha nous amènent à conclure que ce type a un faible débit et ne nécessite pas de mesures de protection sérieuses lors d'une exposition externe. Grand mal Ces particules radioactives provoquent des dommages lorsqu’elles pénètrent dans l’organisme. Les éléments de ce type s'étendent sur des distances minimales. Les rayonnements alpha, bêta et gamma diffèrent les uns des autres par leurs propriétés, leur capacité de pénétration et leur impact sur l'environnement.