Radioaktivitás bármely anyag spontán kibocsátásának tulajdonságára utal külső hatások hiányában.

Radioaktív tulajdonságok Henri Becquerel francia fizikus fedezte fel először 1896-ban (uránsókkal végzett kísérlet)

Később kiderült, hogy minden kémiai elemek Val vel sorozatszám több mint 83 radioaktív.

A radioaktív sugárzás tulajdonságai

1. Gázok ionizációját okozza

2. Legyen kémiai hatása

3. A radioaktivitás nem molekuláris jelenség, hanem egy radioaktív elem atomjainak belső tulajdonsága

4. A gyógyszer radioaktivitása bármely kémiai összetétel megegyezik a készítményben lévő tiszta radioaktív elemek radioaktivitásával

5. A radioaktív sugárzás nem függ a külső hatásoktól (melegedés, fokozott nyomás), kémiai reakciók, amelybe radioaktív anyagok jutnak, nem befolyásolják a sugárzás intenzitását.

6. Ennek eredményeként radioaktív sugárzás teljesen új típusú anyag keletkezik, teljesen más fizikai és kémiai tulajdonságok az eredetitől. A radioaktív átalakulások láncolata egy nem radioaktív (stabil) izotóp képződésével ér véget.

7. Minden radioaktív anyaghoz van egy bizonyos időintervallum, amely alatt az aktivitás 2-szeresére csökken. Ezt az intervallumot felezési időnek nevezzük.

Felezési idő T az az idő, amely alatt a rendelkezésre álló radioaktív atomok fele elbomlik.

– radioaktív bomlás törvénye

N 0 – radioaktív atomok száma a kezdeti időpontban

N – radioaktív atomok száma egy véges időpontban

t – idő

T – fél élet

8. Megkülönböztetünk természetes radioaktivitást (a természetben található elemek radioaktivitása) és mesterséges radioaktivitást (magreakciók során nyert elemek radioaktivitása).

Felfedezni összetett összetétel radioaktív sugárzást végeztek következő élmény: Radioaktív kábítószert helyeztek el egy keskeny csatorna alján egy ólomdarabban. A csatornával szemben volt egy fényképező tábla. A csatorna kijáratánál erős mágneses tér hatott a sugárzásra, melynek indukciós vonalai merőlegesek voltak a nyalábra. Az egész telepítést vákuumban helyezték el.

Mágneses tér hiányában az előhívás után egy sötét foltot fedeztek fel a fotólemezen, pontosan a csatornával szemben.

Mágneses térben a sugár három sugárra hasad.

Alfa sugárzás

Ez egy pozitív töltésű részecskék - a hélium atommagok - árama. Az alfa részecskék sebessége lényegesen kisebb, mint a béta részecskék sebessége, és 10 000-20 000 km/s tartományba esik. Az alfa részecskék mozgási energiája nagy: 4-10 MeV.

Az alfa-sugárzásnak van a legkisebb áthatoló ereje. Egy körülbelül 0,1 mm vastag papírréteg teljesen megállítja őket.

Béta sugárzás

Ez egy radioaktív anyag atomjaiból kibocsátott gyors elektronok folyama. A béta részecskék sebessége óriási, és a fénysebesség 0,99-szerese. A béta részecskék energiája eléri a több megaelektronvoltot.

A béta-sugárzás áthatoló erejét tekintve átlagos. Több milliméter vastag alumíniumlemez tartja vissza őket.

Gamma sugárzás

Ez az áramlás elektromágneses hullámok nagyon rövid hosszúságú (10 -8 - 10 -11 cm). A gamma-sugárzás terjedési sebessége vákuumban megegyezik a többi elektromágneses hulláméval - 300 000 km/s.

A gamma-sugárzásnak van a legnagyobb áthatoló ereje. Egy 1 cm vastag ólomréteg a felére csökkenti a gammasugárzás intenzitását.

Gamma- és röntgensugárzás egyenlő hosszúságú A hullámok az előállítás módját leszámítva nem különböznek egymástól.

Cikk navigáció:

Sugárzás és a radioaktív sugárzás fajtái, a radioaktív (ionizáló) sugárzás összetétele és főbb jellemzői. A sugárzás hatása az anyagra.

Mi a sugárzás

Először is határozzuk meg, mi a sugárzás:

Egy anyag bomlása vagy szintézise során az atom elemei (protonok, neutronok, elektronok, fotonok) felszabadulnak, különben mondhatjuk sugárzás lép fel ezeket az elemeket. Az ilyen sugárzást - ionizáló sugárzás vagy mi a gyakoribb radioaktív sugárzás, vagy még egyszerűbb sugárzás . Az ionizáló sugárzás magában foglalja a röntgen- és a gamma-sugárzást is.

Sugárzás a töltött anyagok kibocsátásának folyamata elemi részecskék, elektronok, protonok, neutronok, hélium atomok vagy fotonok és müonok formájában. A sugárzás típusa a kibocsátott elemtől függ.

Ionizálás pozitív vagy negatív töltésű ionok vagy szabad elektronok keletkezésének folyamata semleges töltésű atomokból vagy molekulákból.

Radioaktív (ionizáló) sugárzás több típusra osztható, attól függően, hogy milyen elemekből áll. A különböző típusú sugárzásokat különböző mikrorészecskék okozzák, ezért eltérő energetikai hatást fejtenek ki az anyagon, más-más képességgel tudnak áthatolni rajta, és ennek következtében a sugárzás eltérő biológiai hatásai is vannak.

Alfa-, béta- és neutronsugárzás- Ezek különböző atomrészecskékből álló sugárzások.

Gamma és röntgen az energiakibocsátás.

Alfa sugárzás

• bocsátanak ki: két proton és két neutron
• áthatoló erő: alacsony
• forrásból származó besugárzás: 10 cm-ig
• kibocsátási sebesség: 20.000 km/s
• ionizálás: 30 000 ionpár 1 cm utazásonként
• magas

Az alfa (α) sugárzás az instabil bomlása során lép fel izotópok elemeket.

Alfa sugárzás- ez a nehéz, pozitív töltésű alfa részecskék sugárzása, amelyek a hélium atomok (két neutron és két proton) magjai. Az alfa-részecskéket bonyolultabb atommagok bomlása során bocsátják ki, például az urán-, rádium- és tóriumatomok bomlásakor.

Az alfa-részecskék nagy tömegűek, és viszonylag alacsony, átlagosan 20 ezer km/s sebességgel bocsátódnak ki, ami körülbelül 15-ször kisebb, mint a fénysebesség. Mivel az alfa-részecskék nagyon nehezek, egy anyaggal érintkezve a részecskék összeütköznek ennek az anyagnak a molekuláival, kölcsönhatásba lépnek velük, elveszítik az energiájukat, ezért ezeknek a részecskéknek a behatolási képessége nem nagy, sőt egy egyszerű lap a papír visszatarthatja őket.

Az alfa-részecskék azonban sok energiát hordoznak, és az anyaggal való kölcsönhatás során jelentős ionizációt okoznak. Az élő szervezet sejtjeiben pedig az ionizáció mellett az alfa-sugárzás roncsolja a szöveteket, ami az élő sejtek különféle károsodásához vezet.

Minden típusú sugárzás közül az alfa-sugárzásnak van a legkisebb áthatolóereje, de az élő szövetek ilyen típusú sugárzással történő besugárzásának következményei a legsúlyosabbak és legjelentősebbek más típusú sugárzásokhoz képest.

Az alfa-sugárzásnak való kitettség akkor fordulhat elő, amikor radioaktív elemek jutnak be a szervezetbe, például levegőn, vízzel vagy élelmiszerrel, vagy vágások vagy sebek révén. A szervezetbe jutva ezek a radioaktív elemek a véráramon keresztül eljutnak az egész testbe, felhalmozódnak a szövetekben és szervekben, és erőteljes energetikai hatást fejtenek ki rájuk. Mivel az alfa-sugárzást kibocsátó radioaktív izotópok bizonyos típusai hosszú élettartamúak, a szervezetbe kerülve komoly elváltozásokat okozhatnak a sejtekben, és szöveti degenerációhoz, mutációkhoz vezethetnek.

A radioaktív izotópok valójában nem ürülnek ki maguktól a szervezetből, így a szervezetbe jutva hosszú éveken keresztül belülről sugározzák be a szöveteket, amíg komoly változásokhoz nem vezetnek. Az emberi szervezet nem képes semlegesíteni, feldolgozni, asszimilálni vagy hasznosítani a szervezetbe kerülő radioaktív izotópok többségét.

Neutronsugárzás

• bocsátanak ki: neutronok
• áthatoló erő: magas
• forrásból származó besugárzás: kilométerre
• kibocsátási sebesség: 40.000 km/s
• ionizálás: 3000-5000 ionpár 1 cm futásonként
• A sugárzás biológiai hatásai: magas

Neutronsugárzás- ez egy mesterséges sugárzás, amely különböző atomreaktorokban és közben keletkezik atomrobbanások. Ezenkívül a neutronsugárzást olyan csillagok bocsátják ki, amelyekben aktív termonukleáris reakciók mennek végbe.

Az anyaggal ütköző neutronsugárzás töltés nélküli, gyengén kölcsönhatásba lép az atomok elemeivel atomi szinten, ezért nagy a behatolóképessége. A neutronsugárzást megállíthatja magas hidrogéntartalmú anyagokkal, például egy tartály vízzel. Ezenkívül a neutronsugárzás nem hatol át jól a polietilénen.

A neutronsugárzás a biológiai szöveteken áthaladva komoly károsodást okoz a sejtekben, mivel jelentős tömeggel és nagyobb sebességgel rendelkezik, mint az alfa-sugárzás.

Béta sugárzás

• bocsátanak ki: elektronok vagy pozitronok
• áthatoló erő: átlagos
• forrásból származó besugárzás: 20 m-ig
• kibocsátási sebesség: 300.000 km/s
• ionizálás: 40-150 ionpár 1 cm utazásonként
• A sugárzás biológiai hatásai: átlagos

Béta (β) sugárzás akkor fordul elő, amikor az egyik elem átalakul egy másikká, miközben a folyamatok az anyag atommagjában mennek végbe a protonok és neutronok tulajdonságainak megváltozásával.

A béta-sugárzás során a neutron protonná, a proton neutronná alakul, az átalakulás során az átalakulás típusától függően elektron vagy pozitron (elektron antirészecske) bocsát ki. A kibocsátott elemek sebessége megközelíti a fénysebességet, és körülbelül 300 000 km/s. A folyamat során kibocsátott elemeket béta-részecskéknek nevezzük.

Miután kezdetben Magassebesség A sugárzás és a kibocsátott elemek kis mérete miatt a béta-sugárzás nagyobb áthatolóerővel rendelkezik, mint az alfa-sugárzás, de az alfa-sugárzáshoz képest több százszor kisebb anyagionizáló képességgel rendelkezik.

A béta-sugárzás könnyen áthatol a ruházaton és részben az élő szöveteken, de sűrűbb anyagszerkezeteken, például fémen áthaladva intenzívebben kezd kölcsönhatásba lépni vele, és energiája nagy részét elveszíti, átadva azt az anyag elemeinek. . Egy néhány milliméteres fémlemez teljesen megállíthatja a béta-sugárzást.

Ha az alfa-sugárzás csak radioaktív izotóppal közvetlenül érintkezve jelent veszélyt, akkor a béta-sugárzás intenzitásától függően már a sugárforrástól több tíz méteres távolságban is jelentős károkat okozhat egy élő szervezetben.

Ha egy béta-sugárzást kibocsátó radioaktív izotóp egy élő szervezetbe kerül, az felhalmozódik a szövetekben, szervekben, energetikai hatást fejt ki rájuk, ami a szövet szerkezetének megváltozásához vezet, és idővel jelentős károsodást okoz.

Egyes béta-sugárzású radioaktív izotópok hosszú lebomlási periódusúak, azaz a szervezetbe jutva évekig besugározzák azt, mígnem szöveti degenerációhoz és ennek következtében rákos megbetegedésekhez vezetnek.

Gamma sugárzás

• bocsátanak ki: energia fotonok formájában
• áthatoló erő: magas
• forrásból származó besugárzás: akár több száz méter
• kibocsátási sebesség: 300.000 km/s
• ionizálás:
• A sugárzás biológiai hatásai: alacsony

Gamma (γ) sugárzás energikus elektromágneses sugárzás fotonok formájában.

A gammasugárzás az anyag atomjainak bomlási folyamatát kíséri, és kibocsátott elektromágneses energia formájában, fotonok formájában nyilvánul meg, amikor energia állapot atommagok. A gamma sugarak fénysebességgel bocsátódnak ki az atommagból.

Amikor egy atom radioaktív bomlása következik be, egy anyagból más anyagok képződnek. Az újonnan képződött anyagok atomja energetikailag instabil (gerjesztett) állapotban van. Az atommagban a neutronok és protonok egymást befolyásolva olyan állapotba kerülnek, ahol a kölcsönhatási erők kiegyenlítődnek, és az atom többletenergiát bocsát ki gamma-sugárzás formájában.

A gammasugárzás nagy áthatoló képességgel rendelkezik, és könnyen áthatol a ruházaton, az élő szöveteken, és egy kicsit nehezebben áthatol az anyagok sűrű szerkezetein, például fémeken. A gamma-sugárzás megállításához jelentős vastagságú acél vagy beton szükséges. Ugyanakkor a gamma-sugárzás százszor gyengébb hatással van az anyagra, mint a béta-sugárzás, és több tízezerszer gyengébb, mint az alfa-sugárzás.

A gammasugárzás fő veszélye az, hogy jelentős távolságokat képes megtenni, és a gamma-sugárzás forrásától több száz méterre lévő élő szervezetekre is hatással lehet.

Röntgensugárzás

• bocsátanak ki: energia fotonok formájában
• áthatoló erő: magas
• forrásból származó besugárzás: akár több száz méter
• kibocsátási sebesség: 300.000 km/s
• ionizálás: 3-5 pár ion 1 cm utazásonként
• A sugárzás biológiai hatásai: alacsony

Röntgensugárzás- ez energikus elektromágneses sugárzás fotonok formájában, amelyek akkor keletkeznek, amikor az atomon belüli elektron egyik pályáról a másikra mozog.

A röntgensugárzás hatásában hasonló a gamma-sugárzáshoz, de kisebb a behatoló ereje, mert hosszabb a hullámhossza.

A különböző típusú radioaktív sugárzások vizsgálata után egyértelmű, hogy a sugárzás fogalmába teljesen különböző típusú sugárzások tartoznak, amelyek eltérő hatással vannak az anyagra és az élő szövetekre, az elemi részecskékkel történő közvetlen bombázástól (alfa, béta és neutronsugárzás) az energiahatásokig. gamma- és röntgenkúra formájában.

A tárgyalt sugárzások mindegyike veszélyes!

Összehasonlító táblázat a különböző típusú sugárzások jellemzőivel

jellegzetes	A sugárzás típusa
	Alfa sugárzás	Neutronsugárzás	Béta sugárzás	Gamma sugárzás	Röntgensugárzás
bocsátanak ki	két proton és két neutron	neutronok	elektronok vagy pozitronok	energia fotonok formájában	energia fotonok formájában
átütő erő	alacsony	magas	átlagos	magas	magas
forrásból való kitettség	10 cm-ig	kilométerre	20 m-ig	több száz méter	több száz méter
sugárzási sebesség	20.000 km/s	40.000 km/s	300.000 km/s	300.000 km/s	300.000 km/s
ionizáció, gőz 1 cm utazásonként	30 000	3000-től 5000-ig	40-től 150-ig	3-tól 5-ig	3-tól 5-ig
a sugárzás biológiai hatásai	magas	magas	átlagos	alacsony	alacsony

Amint az a táblázatból látható, a sugárzás típusától függően az azonos intenzitású sugárzás, például 0,1 Röntgen, eltérő pusztító hatással lesz az élő szervezet sejtjeire. Ennek a különbségnek a figyelembevételére egy k együtthatót vezettek be, amely az élő tárgyak radioaktív sugárzásának való kitettség mértékét tükrözi.

K faktor
A sugárzás típusa és az energiatartomány	Súlyszorzó
Fotonok minden energia (gamma-sugárzás)	1
Elektronok és müonok minden energia (béta sugárzás)	1
Neutronok energiával < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutronok 10-100 KeV (neutronsugárzás)	10
Neutronok 100 KeV-tól 2 MeV-ig (neutronsugárzás)	20
Neutronok 2 MeV-tól 20 MeV-ig (neutronsugárzás)	10
Neutronok> 20 MeV (neutronsugárzás)	5
Protonok 2 MeV-nál nagyobb energiákkal (kivéve a visszapattanó protonokat)	5
Alfa részecskék, hasadási töredékek és más nehéz magok (alfa-sugárzás)	20

Minél magasabb a „k” együttható, annál veszélyesebb egy bizonyos típusú sugárzás az élő szervezet szöveteire.

Videó:

A radioaktív elemek felfedezése után megkezdődtek sugárzásuk fizikai természetének kutatásai. Becquerel és Curieék mellett Rutherford vállalta ezt a feladatot.

A klasszikus kísérlet, amely lehetővé tette a radioaktív sugárzás összetett összetételének kimutatását, a következő volt. A rádium preparátumot egy keskeny csatorna aljára helyezték el egy ólomdarabban. A csatornával szemben volt egy fényképező tábla. A csatornából kilépő sugárzásra erős mágneses tér hat, melynek indukciós vonalai merőlegesek voltak a nyalábra (13.6. ábra). Az egész telepítést vákuumban helyezték el.

Mágneses tér hiányában a csatornával pontosan szemközti kifejlődés után egy sötét foltot észleltünk a fényképező lemezen. Mágneses térben a sugár három sugárra hasad. Az elsődleges áramlás két összetevője ellentétes irányban eltérült. Ez azt jelezte, hogy ezek a sugárzások elektromos töltések ellentétes jelek. Ebben az esetben a sugárzás negatív komponense eltérült mágneses mező sokkal erősebb, mint a pozitív. A harmadik komponenst egyáltalán nem térítette el a mágneses tér. A pozitív töltésű komponenst alfa-sugaraknak, a negatív töltésűt béta-sugaraknak, a semleges komponenst gamma-sugárzásnak (α-sugarak, β-sugarak, γ-sugarak) nevezzük.

Ez a három fajta sugárzás nagymértékben különbözik a behatoló erejében, vagyis abban, hogy milyen intenzíven nyelődnek el. különféle anyagok. Az α-sugaraknak van a legkisebb áthatoló erejük. A körülbelül 0,1 mm vastag papírréteg már átlátszatlan számukra. Ha egy ólomlemezen lévő lyukat letakar egy papírral, akkor a fényképezőlapon nem található a-sugárzásnak megfelelő folt.

Sokkal kevesebb β-sugárzás nyelődik el, amikor áthalad az anyagon. Az alumíniumlemez csak néhány milliméteres vastagságban állítja meg őket teljesen. A γ-sugarak rendelkeznek a legnagyobb áthatoló képességgel.

A γ-sugarak abszorpciójának intenzitása az abszorbens anyag atomszámának növekedésével növekszik. De egy 1 cm vastag ólomréteg nem jelent leküzdhetetlen akadályt számukra. Amikor az y-sugarak áthaladnak egy ilyen ólomrétegen, intenzitásuk csak felére csökken.

Az α-, β- és γ-sugarak fizikai természete nyilvánvalóan eltérő.

Gamma sugarak. Tulajdonságaikban a γ-sugarak nagyon hasonlítanak a röntgensugarakhoz, de áthatoló erejük sokkal nagyobb, mint a röntgensugárzásé. Ez arra utalt, hogy a gamma-sugarak elektromágneses hullámok. Minden ezzel kapcsolatos kétség megszűnt, miután felfedezték a γ-sugarak diffrakcióját a kristályokon, és megmérték a hullámhosszukat. Nagyon kicsinek bizonyult - 10 -8 és 10 -11 cm között.

Az elektromágneses hullámok skáláján a γ-sugarak közvetlenül követik a röntgensugarakat. A γ-sugarak terjedési sebessége megegyezik az összes elektromágneses hulláméval - körülbelül 300 000 km/s.

Béta sugarak. Az α- és β-sugarakat kezdettől fogva töltött részecskék áramának tekintették. A β-sugarakkal volt a legegyszerűbb kísérletezni, mivel azok erősebben eltérnek mágneses és elektromos térben is.

A kísérletezők fő feladata a részecskék töltésének és tömegének meghatározása volt. A β-részecskék elektromos és mágneses térben való eltérülésének vizsgálatakor kiderült, hogy ezek nem mások, mint a fénysebességhez nagyon közeli sebességgel mozgó elektronok. Fontos, hogy a radioaktív elemek által kibocsátott β-részecskék sebessége ne legyen azonos. Vannak nagyon eltérő sebességű részecskék. Ez a β-részecskék nyalábjának kitágulásához vezet egy mágneses térben (lásd 13.6. ábra).

Az α-részecskék természetét nehezebb volt kideríteni, mivel a mágneses és elektromos tér kevésbé téríti el őket. Rutherfordnak végül sikerült megoldania ezt a problémát. Megmérte egy részecske q töltésének és m tömegének arányát a mágneses térben való elhajlásával. Kiderült, hogy körülbelül 2-szer kisebb, mint a protoné - a hidrogénatom magja. A proton töltése egyenlő az elemivel, tömege pedig nagyon közel van az atom tömegegységéhez 1 . Következésképpen egy α-részecske elemi töltésenkénti tömege két atomtömeg-egység.

1 Egy atomtömeg-egység (amu) egyenlő a szénatom tömegének 1/12-ével; 1 a. e.m. ≈ 1,66057 10 -27 kg.

De az α részecske töltése és tömege ennek ellenére ismeretlen maradt. Meg kellett mérni az α részecske töltését vagy tömegét. A Geiger számláló megjelenésével lehetővé vált a töltés könnyebb és pontosabb mérése. Egy nagyon vékony ablakon keresztül az alfa-részecskék behatolhatnak a pultba, és regisztrálhatják őket.

Rutherford egy Geiger-számlálót helyezett el az alfa-részecskék útjába, amely megmérte a radioaktív gyógyszer által adott idő alatt kibocsátott részecskék számát. Ezután a számlálót egy érzékeny elektrométerhez csatlakoztatott fémhengerre cserélte (13.7. ábra). Rutherford elektrométer segítségével mérte meg a forrás által a hengerbe egy időben kibocsátott α-részecskék töltését (sok anyag radioaktivitása az idő múlásával szinte változatlan marad). Rutherford az α-részecskék teljes töltésének és számának ismeretében meghatározta ezeknek a mennyiségeknek az arányát, azaz egy α-részecske töltését. Ez a töltés egyenlőnek bizonyult két elemivel.

Így megállapította, hogy egy α-részecske két atomtömeg-egységgel rendelkezik mind a két elemi töltésére. Ezért két elemi töltésre négy atomtömeg-egység jut. A héliummag azonos töltéssel és azonos relatív atomtömeggel rendelkezik. Ebből következik, hogy az α részecske egy hélium atom magja.

Rutherford nem elégedett meg az elért eredménnyel, majd közvetlen kísérletekkel bebizonyította, hogy a radioaktív a-bomlás során hélium képződik. Az α-részecskéket egy speciális tartályban több napon keresztül gyűjtötte spektrális elemzés Meg voltam győződve arról, hogy az edényben hélium halmozódik fel (minden α-részecske két elektront fogott be és héliumatommá alakult).

A radioaktív bomlás α-sugarakat (a hélium atommagjai), β-sugarakat (elektronokat) és γ-sugarakat (rövidhullámú elektromágneses sugárzást) termel.

Kérdés a bekezdéshez

Miért bizonyult sokkal nehezebbnek meghatározni az α-sugarak természetét, mint a β-sugarak esetében?

Nem titok, hogy a sugárzás káros. Ezt mindenki tudja. Mindenki hallott már a szörnyű áldozatokról és a radioaktív sugárterhelés veszélyeiről. Mi a sugárzás? Hogyan keletkezik? Vannak különböző típusok sugárzás? És hogyan védekezhet ellene?

A "sugárzás" szó a latinból származik sugárés sugarat jelöl. A sugárzás elvileg a természetben létező minden típusú sugárzás – rádióhullámok, látható fény, ultraibolya stb. De vannak különböző típusú sugárzások, ezek egy része hasznos, van, amelyik káros. Benne vagyunk hétköznapi élet Megszoktuk, hogy a sugárzás szót használjuk bizonyos típusú anyagok radioaktivitásából származó káros sugárzások leírására. Nézzük meg, hogyan magyarázzák a radioaktivitás jelenségét a fizikaórákon.

Radioaktivitás a fizikában

Tudjuk, hogy az anyag atomjai egy magból és a körülötte forgó elektronokból állnak. A mag tehát elvileg egy nagyon stabil képződmény, amelyet nehéz elpusztítani. Egyes anyagok atommagjai azonban instabilok, és különféle energiákat és részecskéket bocsáthatnak ki az űrbe.

Ezt a sugárzást radioaktívnak nevezik, és több komponensből áll, amelyek elnevezése az első három betű szerint történik görög ábécé: α-, β- és γ- sugárzás. (alfa, béta és gamma sugárzás). Különbözőek ezek a sugárzások, eltérőek az emberre gyakorolt ​​hatásuk és az ellenük való védekezés intézkedései is. Nézzünk meg mindent sorban.

Alfa sugárzás

Az alfa-sugárzás nehéz, pozitív töltésű részecskék áramlása. Az atomok bomlásának eredményeként jön létre nehéz elemek urán, rádium és tórium. A levegőben az alfa-sugárzás nem haladja meg az öt centimétert, és általában teljesen blokkolja egy papírlap vagy a bőr külső elhalt rétege. Ha azonban egy alfa-részecskéket kibocsátó anyag étellel vagy levegővel kerül a szervezetbe, az besugározza a belső szerveket, és veszélyessé válik.

Béta sugárzás

A béta-sugárzás olyan elektronok, amelyek sokkal kisebbek, mint az alfa-részecskék, és több centiméter mélyre is behatolhatnak a testbe. Megvédheti magát tőle egy vékony fémlemezzel, ablaküveggel, és akár közönséges ruházattal is. Amikor a béta-sugárzás eléri a test nem védett területeit, általában a bőr felső rétegeit érinti. Egy baleset során a Csernobili atomerőmű 1986-ban a tűzoltók bőrégési sérüléseket szenvedtek a béta-részecskéknek való nagyon magas expozíció következtében. Ha egy béta-részecskéket kibocsátó anyag bejut a szervezetbe, az besugározza a belső szöveteket.

Gamma sugárzás

A gammasugárzás fotonok, azaz. energiát hordozó elektromágneses hullám. A levegőben áthaladhat hosszútáv, fokozatosan energiát veszít a közeg atomjaival való ütközés következtében. Az intenzív gammasugárzás, ha nem védjük meg tőle, nemcsak a bőrt, hanem a belső szöveteket is károsíthatja. Sűrű és nehéz anyagok, mint például a vas és az ólom, kiváló gátat szabnak a gammasugárzásnak.

Mint látható, jellemzői szerint az alfa-sugárzás gyakorlatilag nem veszélyes, ha nem lélegezzük be a részecskéit, vagy nem eszik meg étellel. A béta-sugárzás az expozíció következtében bőrégést okozhat. A gammasugárzásnak vannak a legveszélyesebb tulajdonságai. Mélyen behatol a szervezetbe, és nagyon nehéz onnan eltávolítani, a hatása pedig nagyon romboló.

Mindenesetre speciális műszerek nélkül nem lehet tudni, hogy ebben az esetben milyen típusú sugárzás van jelen, különösen azért, mert véletlenül mindig belélegezhet a levegőben lévő sugárzás részecskéit. Ezért Általános szabály egy dolog az, hogy kerüld az ilyen helyeket, és ha mégis rátalálsz, akkor burkolózzon be minél több ruhába és holmiba, lélegezzen át az anyagon, ne egyen és ne igyon, és próbálja meg a lehető leggyorsabban elhagyni a fertőzés helyét. . Aztán az első adandó alkalommal szabadulj meg ezektől a dolgoktól, és mosakodj meg alaposan.

A „sugárzás” fogalma magában foglalja az elektromágneses hullámok teljes tartományát, valamint elektromosság, rádióhullámok, ionizáló sugárzás. Ez utóbbival az atomok és magjaik fizikai állapota megváltozik, töltéssel ionokká vagy termékekké alakulva nukleáris reakciók. A legkisebb részecskék energiával rendelkeznek, amely fokozatosan elveszik a kölcsönhatás során szerkezeti egységek. A mozgás hatására az anyag, amelyen keresztül az elemek áthatolnak, ionizálódik. A behatolási mélység minden részecskénél eltérő. Anyagcserélő képessége miatt a radioaktív fény káros a szervezetre. Milyen típusú sugárzások léteznek?

Corpuscularis emisszió. Alfa részecskék

Ez a típus olyan radioaktív elemek áramlása, amelyek tömege eltér nullától. Ilyen például az alfa és béta sugárzás, valamint az elektron, neutron, proton és mezon. Az alfa-részecskék olyan atommagok, amelyek bizonyos radioaktív atomok bomlásakor bocsátódnak ki. Két neutronból és két protonból állnak. Az alfa-sugárzás a hélium atommagjaiból származik, amelyek pozitív töltésűek. A természetes emisszió jellemző a tórium- és uránsorozat instabil radionuklidjaira. Az alfa-részecskék legfeljebb 20 ezer km/s sebességgel lépnek ki az atommagból. A mozgás útja mentén a közeg erős ionizációját képezik, elektronokat szakítva le az atomok pályájáról. A sugarak általi ionizáció ahhoz vezet kémiai változások az anyagban, valamint annak kristályszerkezetének megzavarásához.

Az alfa-sugárzás jellemzői

Az ilyen típusú sugarak 4,0015 atomegység tömegű alfa részecskék. Mágneses pillanatés spin egyenlő nullával, és a részecskék töltése kétszerese az elemi töltésnek. Az alfa-sugarak energiája 4-9 MeV tartományba esik. Az ionizáló alfa-sugárzás akkor következik be, amikor az atom elveszíti elektronját és ionná válik. Az elektron a nála csaknem hétezerszer nagyobb alfa-részecskék nagy tömege miatt kiütődik. Ahogy a részecskék áthaladnak egy atomon, és letörnek minden negatív töltésű elemet, elveszítik energiájukat és sebességüket. Az anyag ionizációs képessége elvész, amikor az összes energiát elhasználják, és az alfa-részecske héliumatommá alakul.

Béta sugárzás

Ez egy olyan folyamat, amelyben a legkönnyebbtől a legnehezebbig terjedő elemek béta-bomlása révén elektronok és pozitronok keletkeznek. A béta részecskék együttműködnek az atomhéjak elektronjaival, az energia egy részét átadják nekik, és kitépik őket a pályáról. Ebben az esetben pozitív ion és szabad elektron keletkezik. Az alfa- és béta-sugárzás mozgási sebessége eltérő. Tehát a második típusú sugarak esetében megközelíti a fénysebességet. A béta részecskéket 1 mm vastag alumíniumréteg segítségével lehet felszívni.

Gamma sugarak

A radioaktív atommagok, valamint az elemi részecskék bomlása során keletkeznek. Ez egy rövidhullámú elektromágneses sugárzás. Akkor jön létre, amikor egy atommag gerjesztettebb energiaállapotból kevésbé gerjesztett állapotba megy át. Rövid hullámhosszú, ezért nagy áthatolóképességgel rendelkezik, ami súlyosan károsíthatja az emberi egészséget.

Tulajdonságok

Az elemi magok bomlása során keletkező részecskék különböző módon léphetnek kölcsönhatásba a környezettel. Ez a kapcsolat a részecskék tömegétől, töltésétől és energiájától függ. A radioaktív sugárzás tulajdonságai a következő paramétereket tartalmazzák:

1. Áthatoló képesség.

2. A közeg ionizálása.

3. Exoterm reakció.

4. Hatás a fényképészeti emulzióra.

5. Lumineszcens anyagok ragyogását okozó képessége.

6. Hosszan tartó expozíció esetén kémiai reakciók és molekulák lebomlása lehetséges. Például egy objektum színe megváltozik.

A felsorolt ​​tulajdonságokat a sugárzás kimutatására használják, mivel az emberek nem képesek érzékelni őket.

Sugárforrások

A részecskekibocsátásnak több oka is van. Ezek lehetnek radioaktív anyagokat tartalmazó földi vagy űrobjektumok, ionizáló sugárzást kibocsátó műszaki eszközök. A radioaktív részecskék megjelenésének okai lehetnek nukleáris létesítmények, vezérlő- és mérőeszközök, egészségügyi felszerelések, valamint a sugárhulladék-tároló létesítmények megsemmisülése. A veszélyes forrásokat két csoportra osztják:

1. Zárva. A velük végzett munka során a sugárzás nem hatol be a környezetbe. Példa erre az atomerőművek sugárzási technológiája, valamint a röntgenszoba berendezései.
2. Nyisd ki. Ebben az esetben a környezet sugárzásnak van kitéve. Források lehetnek gázok, aeroszolok, radioaktív hulladékok.

Az urán, aktínium és tórium sorozat elemei a természetben előforduló radioaktív elemek. Bomlásuk során alfa- és béta-részecskéket bocsátanak ki. Az alfa-sugarak forrásai a polónium atomtömeg 214 és 218. Ez utóbbi a radon bomlásterméke. Ez egy mérgező gáz nagy mennyiségben, amely behatol a talajból és felhalmozódik a házak pincéjében.

A nagyenergiájú alfa-sugárzás forrásai a különféle töltött részecskegyorsítók. Az egyik ilyen eszköz a phasotron. Ez egy ciklikus rezonanciagyorsító állandó vezérlésű mágneses térrel. Gyorsulási frekvencia elektromos mező idővel lassan változni fog. A részecskék letekeredő spirálban mozognak, és 1 GeV energiára gyorsulnak fel.

Anyagok behatolásának képessége

Az alfa-, béta- és gamma-sugárzásnak van egy bizonyos tartománya. Így az alfa-részecskék mozgása a levegőben több centiméter, míg a béta-részecskék több métert, a gamma-sugarak pedig akár több száz métert is elérhetnek. Ha egy személy külső alfa-sugárzást tapasztalt, amelynek áthatolóereje megegyezik a bőr felületi rétegével, akkor csak a testen lévő nyílt sebek esetén lesz veszélyben. Az ezekkel az elemekkel besugárzott ételek fogyasztása súlyos károkat okoz.

A béta-részecskék legfeljebb 2 cm-es mélységig tudnak behatolni a testbe, de a gamma-részecskék az egész test besugárzását okozhatják. Az utolsó részecskék sugarait csak beton vagy ólomlapok akadályozhatják meg.

Alfa sugárzás. Hatás az emberekre

A radioaktív bomlás során keletkező részecskék energiája nem elegendő a bőr kezdeti rétegének leküzdésére, így a külső besugárzás nem károsítja a szervezetet. De ha az alfa-részecskék képződésének forrása egy gyorsító, és energiájuk több tíz MeV felett van, akkor a szervezet normális működését fenyegeti. Egy radioaktív anyag közvetlen behatolása a szervezetbe óriási károkat okoz. Például mérgezett levegő belélegzésével vagy az emésztőrendszeren keresztül. Az alfa-sugárzás minimális dózisban sugárbetegséget okozhat az emberben, amely gyakran az áldozat halálával végződik.

Az alfa-sugarak nem észlelhetők doziméterrel. A szervezetbe jutva elkezdik besugározni a közeli sejteket. A test gyorsabb osztódásra kényszeríti a sejteket, hogy kitöltse a hiányt, de az újjászületettek ki vannak téve ennek káros hatások. Ez a genetikai információ elvesztéséhez, mutációkhoz és rosszindulatú daganatok kialakulásához vezet.

Megengedett expozíciós határértékek

Az oroszországi ionizáló sugárzás szabványát a „Sugárzásbiztonsági Szabványok” és az „Alapvető szabványok” szabályozzák. egészségügyi szabályokat dolgozik vele radioaktív anyagokés egyéb ionizáló sugárzásforrások." E dokumentumok szerint az alábbi kategóriákra dolgoztak ki expozíciós határértékeket:

1. "A". Ide tartoznak azok a munkavállalók, akik állandó jelleggel vagy ideiglenesen sugárforrással dolgoznak. A megengedett határértéket a külső és belső sugárzás évi egyéni egyenértékdózisaként kell kiszámítani. Ez az úgynevezett maximálisan megengedhető dózis.

2. "B". Ebbe a kategóriába tartozik a lakosság azon része, amely sugárforrásoknak lehet kitéve, mert a közelében lakik vagy dolgozik. Ebben az esetben az éves megengedett dózist is kiszámítják, amelynél 70 évig nem jelentkeznek egészségügyi problémák.

3. "B". Ez a típus magában foglalja egy régió, régió vagy ország sugárzásnak kitett lakosságát. Az expozíció korlátozása szabványok bevezetésével és a tárgyak radioaktivitásának ellenőrzésével történik környezet, az atomerőművek káros kibocsátása, figyelembe véve az előző kategóriákra vonatkozó dózishatárokat. A sugárzás lakosságra gyakorolt ​​hatása nem szabályozott, mivel az expozíciós szint nagyon alacsony. Azokban az esetekben sugárbaleset A régiókban minden szükséges biztonsági intézkedést alkalmaznak.

Biztonsági intézkedések

Az alfa-sugárzás elleni védelem nem jelent problémát. A sugárzást teljesen blokkolja egy vastag papírlap és még az emberi ruha is. A veszély csak a belső expozícióból adódik. Ennek elkerülésére egyéni védőfelszerelést kell használni. Ide tartoznak az overallok (overallok, vakondbőr sisakok), a műanyag kötények, az ujjak, a gumikesztyűk és a speciális cipők. A szemek védelmére plexi pajzsokat, bőrgyógyászati ​​termékeket (paszták, kenőcsök, krémek) és légzőkészüléket is használnak. A vállalkozások kollektív védelmi intézkedésekhez folyamodnak. Ami a pincékben és fürdőszobákban felhalmozódó radongáz elleni védelmet illeti, ebben az esetben szükséges a helyiségek gyakori szellőztetése és a pincék belülről történő szigetelése.

Az alfa-sugárzás jellemzői arra engednek következtetni, hogy ennek a típusnak alacsony áteresztőképességés nem igényel komoly védőintézkedéseket a külső expozíció során. Nagy kár Ezek a radioaktív részecskék a szervezetbe jutva károsodást okoznak. Az ilyen típusú elemek minimális távolságra terjednek ki. Az alfa-, béta- és gamma-sugárzás tulajdonságaikban, áthatolási képességében és a környezetre gyakorolt ​​hatásában különböznek egymástól.