İyonlaştırıcı radyasyon türleri

İyonlaştırıcı radyasyon (IR) - temel parçacıkların (elektronlar, pozitronlar, protonlar, nötronlar) akışları ve bir maddeden geçişi iyonizasyona (zıt kutuplu iyonların oluşumu) ve atomlarının ve moleküllerinin uyarılmasına yol açan elektromanyetik enerji kuantumları. İyonizasyon - Nötr atomların veya moleküllerin elektrik yüklü parçacıklara - iyonlara dönüşümü bII, radyoaktif bozunma sonucu Dünya'ya kozmik ışınlar şeklinde ulaşır atom çekirdeği(απ β parçacıkları, γ- ve X ışınları) yüklü parçacık hızlandırıcılarında yapay olarak yaratılır. Pratik açıdan ilgi çekici olan en yaygın IR türleridir - a- ve β-partiküllerinin akıları, γ-radyasyonu, X-ışınları ve nötron akıları.

Alfa radyasyonu(a) – pozitif yüklü parçacıkların akışı – helyum çekirdekleri. Şu anda, bir alfa parçacığı yayarken 2 proton ve 2 nötron kaybeden 120'den fazla yapay ve doğal alfa radyoaktif çekirdek bilinmektedir. Parçacıkların bozunma sırasındaki hızı 20 bin km/s'dir. Aynı zamanda, α parçacıkları en küçük nüfuz etme kabiliyetine sahiptir, vücuttaki yol uzunlukları (kaynaktan emilime kadar olan mesafe) 0,05 mm, havada - 8-10 cm'dir, bir kağıttan bile geçemezler ancak birim başına iyonizasyon yoğunluğu Aralık çok büyüktür (1 cm'den onbinlerce çifte kadar), bu nedenle bu parçacıklar en büyük iyonlaşma yeteneğine sahiptir ve vücut içinde tehlikelidir.

Beta radyasyonu(β) – negatif yüklü parçacıkların akışı. Şu anda yaklaşık 900 beta radyoaktif izotop bilinmektedir. β-parçacıklarının kütlesi, α-parçacıklarından onbinlerce kat daha azdır, ancak daha büyük nüfuz gücüne sahiptirler. Hızları 200-300 bin km/s'dir. Kaynaktan gelen akışın havadaki yol uzunluğu 1800 cm, insan dokusunda - 2,5 cm'dir β-partikülleri katı malzemeler (3,5 mm alüminyum plaka, organik cam) tarafından tamamen tutulur; iyonlaşma yetenekleri α parçacıklarınınkinden 1000 kat daha azdır.

Gama radyasyonu (γ) – Elektromanyetik radyasyon 1 · 10 -7 m ila 1 · 10 -14 m arasında bir dalga boyuna sahip; Bir maddedeki hızlı elektronlar yavaşladığında yayılır. Çoğu radyoaktif maddenin bozunması sırasında meydana gelir ve büyük bir nüfuz gücüne sahiptir; ışık hızında hareket eder. Elektrik ve manyetik alanlarda γ-ışınları saptırılmaz. Birim uzunluk başına iyonizasyon yoğunluğu çok düşük olduğundan, bu radyasyonun iyonizasyon yeteneği a- ve beta radyasyonundan daha düşüktür.

X-ışını radyasyonuözel X-ışını tüplerinde, elektron hızlandırıcılarda, maddedeki hızlı elektronların yavaşlaması sırasında ve elektronların bir atomun dış elektron kabuklarından iç kabuklarına geçişi sırasında, iyonlar oluşturulduğunda elde edilebilir. X-ışınları, γ-radyasyonu gibi, düşük iyonizasyon yeteneğine sahiptir ancak büyük bir nüfuz derinliğine sahiptir.

Nötronlar - atom çekirdeğinin temel parçacıkları, kütleleri a parçacıklarının kütlesinden 4 kat daha azdır. Yaşam süreleri yaklaşık 16 dakikadır. Nötronların elektrik yükü yoktur. Yavaş nötronların havadaki yol uzunluğu yaklaşık 15 m, biyolojik ortamda ise 3 cm'dir; hızlı nötronlar için - sırasıyla 120 m ve 10 cm. İkincisi yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir ve en büyük tehlikeyi oluşturur.

İki tür iyonlaştırıcı radyasyon vardır:

Sıfırdan farklı bir dinlenme kütlesine sahip parçacıklardan (α-, β- ve nötron radyasyonu) oluşan parçacıklardan oluşan;

Elektromanyetik (γ- ve X-ışını radyasyonu) - çok kısa dalga boyuna sahip.

İyonlaştırıcı radyasyonun herhangi bir madde ve canlı organizma üzerindeki etkisini değerlendirmek için özel miktarlar kullanılır - radyasyon dozları.İyonlaştırıcı radyasyonun çevre ile etkileşiminin temel özelliği iyonizasyon etkisidir. Radyasyon dozimetrisinin gelişiminin ilk döneminde, çoğunlukla havada yayılan X-ışını radyasyonuyla uğraşmak gerekliydi. Bu nedenle, X-ışını tüpleri veya cihazlarındaki havanın iyonlaşma derecesi, radyasyon alanının niceliksel bir ölçüsü olarak kullanıldı. Ölçülmesi oldukça kolay olan, normal atmosfer basıncında kuru havanın iyonizasyon miktarına dayanan niceliksel bir ölçüme maruz kalma dozu denir.

Maruz kalma dozu X ışınlarının ve γ ışınlarının iyonlaştırıcı gücünü tanımlar ve dönüştürülen radyasyon enerjisini ifade eder. kinetik enerji Birim kütle başına yüklü parçacıklar atmosferik hava. Maruz kalma dozu, temel bir hava hacmindeki aynı işaretteki tüm iyonların toplam yükünün, bu hacimdeki hava kütlesine oranıdır. Maruz kalma dozunun SI birimi coulomb'un kilograma (C/kg) bölünmesidir. Sistemik olmayan birim röntgendir (R). 1 C/kg = 3880 R. Bilinen iyonlaştırıcı radyasyon türlerinin kapsamı ve uygulama alanları genişletildiğinde, iyonlaştırıcı radyasyonun madde üzerindeki etkisinin ölçüsünün ölçülemediği ortaya çıktı. basit tanım Bu durumda meydana gelen süreçlerin karmaşıklığı ve çeşitliliği nedeniyle. Bunlardan en önemlisi ışınlanan maddede fiziksel ve kimyasal değişikliklere yol açarak belirli bir radyasyon etkisine yol açan iyonlaştırıcı radyasyon enerjisinin madde tarafından emilmesidir. Sonuç olarak emilen doz kavramı ortaya çıktı.

Emilen dozışınlanmış herhangi bir maddenin birim kütlesi başına ne kadar radyasyon enerjisinin emildiğini gösterir ve iyonlaştırıcı radyasyonun emilen enerjisinin maddenin kütlesine oranıyla belirlenir. SI sisteminde emilen dozun ölçüm birimi gridir (Gy). 1 Gy, 1 J iyonlaştırıcı radyasyon enerjisinin 1 kg'lık bir kütleye aktarıldığı dozdur.Soğurulan dozun sistem dışı birimi rad'dır. 1 Gy = 100 rad. Canlı dokuların ışınlanmasının bireysel sonuçları üzerine yapılan çalışma, aynı absorbe edilen dozlarda, farklı radyasyon türlerinin vücut üzerinde eşit olmayan biyolojik etkiler ürettiğini göstermiştir. Bunun nedeni, daha ağır bir parçacığın (örneğin bir proton), dokudaki birim yol başına daha hafif bir parçacığa (örneğin bir elektron) göre daha fazla iyon üretmesidir. Aynı soğurulan doz için, radyobiyolojik yıkıcı etki ne kadar yüksek olursa, radyasyonun yarattığı iyonizasyon da o kadar yoğun olur. Bu etkiyi hesaba katmak için eşdeğer doz kavramı tanıtıldı.

Eşdeğer doz emilen dozun değerinin özel bir katsayı (göreceli biyolojik etkinlik katsayısı (RBE) veya kalite katsayısı) ile çarpılmasıyla hesaplanır. Katsayı değerleri çeşitli türler radyasyonlar tabloda verilmiştir. 7.

Tablo 7

Çeşitli radyasyon türleri için bağıl biyolojik etkinlik katsayısı

Doz eşdeğerinin SI birimi sievert'tir (Sv). 1 Sv değeri, 1 kg biyolojik dokuda absorbe edilen ve 1 Gy foton radyasyonunun absorbe edilen dozu ile aynı biyolojik etkiyi yaratan herhangi bir radyasyon türünün eşdeğer dozuna eşittir. Eşdeğer dozun sistemik olmayan ölçüm birimi rem'dir (rad'ın biyolojik eşdeğeri). 1 Sv = 100 rem. Bazı insan organları ve dokuları radyasyonun etkilerine diğerlerine göre daha duyarlıdır: örneğin, aynı eşdeğer dozda kanserin akciğerlerde oluşma olasılığı tiroid bezinden daha fazladır ve gonadların ışınlanması özellikle tehlikelidir. genetik hasar riski. Bu nedenle farklı organ ve dokulara uygulanan radyasyon dozlarının, radyasyon risk katsayısı olarak adlandırılan farklı katsayılarla dikkate alınması gerekir. Eşdeğer doz değerini karşılık gelen radyasyon risk katsayısıyla çarparak ve tüm doku ve organları toplayarak şunu elde ederiz: etkili doz, vücut üzerindeki toplam etkiyi yansıtır. Ağırlıklı katsayılar ampirik olarak belirlenir ve tüm organizma için toplamları bir olacak şekilde hesaplanır. Etkili doz birimleri eşdeğer doz birimleriyle aynıdır. Ayrıca sievert veya rem cinsinden de ölçülür.

"Radyasyon" terimi Latince radius kelimesinden gelir ve ışın anlamına gelir. Kelimenin en geniş anlamıyla radyasyon, doğada var olan tüm radyasyon türlerini kapsar: radyo dalgaları, kızılötesi radyasyon, görünür ışık, ultraviyole ve son olarak iyonlaştırıcı radyasyon. Elektromanyetik yapıya sahip tüm bu radyasyon türleri dalga boyu, frekans ve enerji bakımından farklılık gösterir.

Farklı nitelikte olan ve örneğin alfa parçacıkları, beta parçacıkları, nötronlar vb. Gibi çeşitli parçacıkların akışları olan radyasyonlar da vardır.

Radyasyonun yolunda bir engel belirdiğinde, enerjisinin bir kısmını veya tamamını bu engele aktarır. Radyasyonun nihai etkisi vücutta ne kadar enerjinin aktarıldığına ve emildiğine bağlıdır. Herkes bronz bronzluğun zevkini ve en zorunun acısını bilir güneş yanığı. Her türlü radyasyona aşırı maruz kalmanın hoş olmayan sonuçlarla dolu olduğu açıktır.

İyonlaştırıcı radyasyon türleri insan sağlığı için en önemli olanlardır. İyonlaştırıcı radyasyon dokudan geçerken enerjiyi aktarır ve önemli bir rol oynayan moleküllerdeki atomları iyonize eder. biyolojik rol. Bu nedenle her türlü iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmak sağlığı bir şekilde etkileyebilir. Bunlar şunları içerir:

Alfa radyasyonu bunlar birbirine sıkı sıkıya bağlı iki proton ve iki nötrondan oluşan ağır pozitif yüklü parçacıklardır. Doğada alfa parçacıkları uranyum, radyum ve toryum gibi ağır elementlerin atomlarının bozunmasından ortaya çıkar. Havada alfa radyasyonu beş santimetreden fazla ilerlemez ve kural olarak bir kağıt parçası veya cildin dış ölü tabakası tarafından tamamen engellenir. Ancak alfa parçacıkları yayan bir madde, yiyecek veya solunan hava yoluyla vücuda girerse, iç organları ışınlar ve potansiyel olarak tehlikeli hale gelir.

Beta radyasyonu bunlar alfa parçacıklarından çok daha küçük olan ve vücudun birkaç santimetre derinliğine nüfuz edebilen elektronlardır. Kendinizi bundan koruyabilirsiniz Ince tabaka metal, pencere camı ve hatta sıradan giysiler. Beta radyasyonu vücudun korunmasız bölgelerine ulaştığında genellikle cildin üst katmanlarını etkiler. Bir kaza sırasında Çernobil nükleer santrali 1986'da itfaiyeciler beta parçacıklarına çok yüksek düzeyde maruz kalmanın bir sonucu olarak cilt yanıklarına maruz kaldılar. Beta parçacıkları yayan bir madde vücuda girerse iç dokuları ışınlayacaktır.

Gama radyasyonu bunlar fotonlardır, yani. Enerji taşıyan elektromanyetik dalga. Havada, ortamdaki atomlarla çarpışmalar sonucunda yavaş yavaş enerji kaybederek uzun mesafeler kat edebilir. Yoğun gama radyasyonu, korunmadığı takdirde sadece cilde değil iç dokulara da zarar verebilir. Demir ve kurşun gibi yoğun ve ağır malzemeler gama radyasyonuna karşı mükemmel bariyerlerdir.

X-ışını radyasyonuÇekirdekler tarafından yayılan gama radyasyonuna benzer, ancak kendisi radyoaktif olmayan bir X-ışını tüpünde yapay olarak üretilir. X-ışını tüpü elektrikle çalıştırıldığından, X-ışınlarının emisyonu bir anahtar kullanılarak açılıp kapatılabilir.

Nötron radyasyonu Atom çekirdeğinin bölünmesi sırasında oluşur ve yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. Nötronlar kalın bir beton, su veya parafin bariyeriyle durdurulabilir. Neyse ki, barışçıl bir yaşamda, nükleer reaktörlerin yakın çevresi dışında hiçbir yerde, nötron radyasyonu pratik olarak yok.

X-ışını ve gama radyasyonuyla ilgili olarak sıklıkla kullanılan tanımlar şunlardır: "zor" Ve "yumuşak". Bu, enerjisinin ve radyasyonun buna bağlı nüfuz etme gücünün göreceli bir özelliğidir (“sert” daha fazla enerji ve nüfuz etme gücü, “yumuşak” daha az). İyonlaştırıcı radyasyon ve nüfuz etme yeteneği

Bir çekirdekteki nötronların sayısı, belirli bir çekirdeğin radyoaktif olup olmadığını belirler. Çekirdeğin kararlı bir durumda olması için, nötron sayısının kural olarak proton sayısından biraz daha yüksek olması gerekir. Kararlı bir çekirdekte, protonlar ve nötronlar nükleer kuvvetler tarafından o kadar sıkı bir şekilde birbirine bağlanmıştır ki tek bir parçacık bile kaçamaz. Böyle bir çekirdek her zaman dengeli ve sakin kalacaktır. Ancak nötron sayısının dengeyi bozması durumunda durum tamamen farklıdır. Bu durumda çekirdeğin enerjisi fazladır ve sağlam kalması mümkün değildir. Er ya da geç fazla enerjisini serbest bırakacaktır.

Farklı çekirdekler enerjilerini serbest bırakır Farklı yollar: Elektromanyetik dalgalar veya parçacık akıntıları şeklinde. Bu enerjiye radyasyon denir. Radyoaktif bozunma

Kararsız atomların aşırı enerjilerini yaydıkları sürece radyoaktif bozunma adı verilir ve bu tür atomların kendilerine de radyonüklidler denir. Az sayıda proton ve nötron içeren hafif çekirdekler, bir bozunumdan sonra kararlı hale gelir. Uranyum gibi ağır çekirdekler bozunduğunda, ortaya çıkan çekirdek hala kararsızdır ve karşılığında daha da bozunarak yeni bir çekirdek vb. oluşturur. Nükleer dönüşüm zinciri, kararlı bir çekirdeğin oluşmasıyla sona erer. Bu tür zincirler radyoaktif aileler oluşturabilir. Uranyum ve toryumun radyoaktif aileleri doğada bilinmektedir.

Bozunmanın yoğunluğu hakkında bir fikir, yarı ömür kavramıyla verilmektedir - radyoaktif bir maddenin kararsız çekirdeklerinin yarısının bozunacağı dönem. Her radyonüklidin yarı ömrü benzersizdir ve değişmez. Bir radyonüklid, örneğin kripton-94, bir nükleer reaktörde doğar ve çok hızlı bir şekilde bozunur. Yarı ömrü bir saniyeden azdır. Bir diğeri, örneğin potasyum-40, Evrenin doğuşunda oluştu ve hala gezegende korunuyor. Yarı ömrü milyarlarca yılla ölçülür.

İyonlaştırıcı radyasyonun en çeşitli türleri, elementlerin atom çekirdeklerinin fiziksel ve değişikliklerle kendiliğinden radyoaktif bozunmasının bir sonucu olarak oluşan sözde radyoaktif radyasyonlardır. kimyasal özellikler ikincisi. Radyoaktif olarak bozunma yeteneğine sahip elementlere radyoaktif denir; uranyum, radyum, toryum vb. gibi doğal (toplamda yaklaşık 50 element) ve radyoaktif özelliklerin yapay olarak elde edildiği yapay (700'den fazla element) olabilirler.

Radyoaktif bozunma sırasında üç ana iyonlaştırıcı radyasyon türü vardır: alfa, beta ve gama.

Alfa parçacığı, genellikle ağır doğal elementlerin (radyum, toryum vb.) çekirdeklerinin bozunması sırasında oluşan pozitif yüklü bir helyum iyonudur. Bu ışınlar katı veya sıvı ortamlara derinlemesine nüfuz etmez, bu nedenle dış etkenlerden korunmak için kendinizi herhangi bir malzemeyle korumanız yeterlidir. ince tabaka, hatta bir kağıt parçası.

Beta radyasyonu, hem doğal hem de yapay radyoaktif elementlerin çekirdeklerinin bozunması sonucu üretilen bir elektron akışıdır. Beta radyasyonu, alfa ışınlarına kıyasla daha büyük nüfuz gücüne sahiptir, bu nedenle bunlara karşı koruma sağlamak için daha yoğun ve daha kalın ekranlar gerekir. Bazı yapay radyoaktif elementlerin bozunması sonucu üretilen bir tür beta radyasyonudur. pozitronlar. Elektronlardan yalnızca pozitif yükleri bakımından farklılık gösterirler, bu nedenle ışın akışına maruz kaldıklarında manyetik alan ters yönde saparlar.

Gama radyasyonu veya enerji kuantumu (fotonlar), birçok radyoaktif elementin çekirdeğinin bozunması sırasında üretilen sert elektromanyetik titreşimlerdir. Bu ışınların nüfuz etme gücü çok daha fazladır. Bu nedenle onlardan korunmak için gereklidir özel cihazlar bu ışınları iyi engelleyebilen malzemelerden (kurşun, beton, su). Gama radyasyonunun iyonlaştırıcı etkisi esas olarak hem kendi enerjisinin doğrudan tüketilmesinden hem de ışınlanmış maddeden çıkan elektronların iyonlaştırıcı etkisinden kaynaklanmaktadır.

X-ışını radyasyonu, X-ışını tüplerinin yanı sıra karmaşık elektronik kurulumların (betatronlar vb.) Çalışması sırasında üretilir. X-ışınlarının doğası birçok yönden gama ışınlarına benzer ve kökenleri ve bazen dalga boyları bakımından onlardan farklıdır: X-ışınları kural olarak daha uzun bir dalga boyuna ve daha fazlasına sahiptir. düşük frekanslar gama ışınlarından daha fazladır. X ışınlarına maruz kalma nedeniyle iyonlaşma meydana gelir. daha büyük ölçüde devre dışı bıraktıkları elektronlar nedeniyle ve kendi enerjilerinin doğrudan israfı nedeniyle yalnızca çok az. Bu ışınlar (özellikle sert olanlar) aynı zamanda önemli bir nüfuz gücüne sahiptir.

Nötron radyasyonu, nötr, yani yüksüz nötron parçacıklarının (n) akışıdır. ayrılmaz parça Hidrojen atomu dışındaki tüm çekirdekler. Yükleri yoktur, dolayısıyla kendilerinin iyonlaştırıcı etkisi yoktur, ancak nötronların ışınlanmış maddelerin çekirdekleriyle etkileşimi nedeniyle çok önemli bir iyonlaştırıcı etki meydana gelir. Nötronlar tarafından ışınlanan maddeler radyoaktif özellikler kazanabilir, yani indüklenmiş radyoaktiviteyi alabilir. Parçacık hızlandırıcıların, nükleer reaktörlerin vb. çalışması sırasında nötron radyasyonu üretilir. Nötron radyasyonu en büyük nüfuz gücüne sahiptir. Nötronlar, moleküllerinde hidrojen içeren maddeler (su, parafin vb.) tarafından tutulur.

İyonlaştırıcı radyasyonun her türü birbirinden farklı yükler, kütle ve enerji açısından farklılık gösterir. Ayrıca her iyonlaştırıcı radyasyon tipinde, daha fazla veya daha az nüfuz etme ve iyonlaştırma kabiliyetine ve diğer özelliklerine neden olan farklılıklar vardır. Tüm radyoaktif radyasyon türlerinin yoğunluğu, diğer radyant enerji türlerinde olduğu gibi, radyasyon kaynağına olan mesafenin karesi ile ters orantılıdır, yani mesafe iki veya üç katına çıktığında radyasyonun şiddeti 4 ve 9 oranında azalır. sırasıyla kez.

Maruz kalma dozu (X). X-ışını ve radyasyonun kantitatif bir ölçüsü olarak, madde kütlesinde (dm) oluşan ikincil parçacıkların (dQ) yükü ile belirlenen ve tümünün tamamen engellenmesiyle belirlenen sistem dışı birimlerdeki maruz kalma dozunu kullanmak gelenekseldir. yüklü parçacıklar:

Maruz kalma dozunun birimi Roentgen'dir (R). X-ışını, X-ışınının maruz kalma dozudur ve
- 0°C sıcaklıkta ve 760 mm Hg basınçta 1 cm3 havada oluşan radyasyon. aynı işaretteki iyonların bir elektrostatik elektrik birimindeki toplam yükü. Maruz kalma dozu 1 R
2,08·10 9 çift iyona karşılık gelir (2,08·10 9 = 1/(4,8·10 -10)). Havada 1 çift iyonun ortalama oluşum enerjisini 33,85 eV'ye eşit alırsak, 1 P'lik bir maruz kalma dozuyla enerji, aşağıdakilere eşit bir santimetreküp havaya aktarılır:
(2,08·10 9)·33,85·(1,6·10 -12) = 0,113 erg,
ve bir gram hava:
0,113/hava = 0,113/0,001293 = 87,3 erg.

Doz oranı(ışınlama yoğunluğu) - birim zaman başına belirli bir radyasyonun etkisi altında karşılık gelen dozun artması. Karşılık gelen dozun (emilen, maruz kalma vb.) bir zaman birimine bölünmesinin boyutuna sahiptir. Çeşitli özel birimlerin kullanımına izin verilir (örneğin, Sv/saat, rem/min, sSv/yıl, vb.).

Gama radyasyonunun yoğunluğu radyasyon seviyesiyle karakterize edilir. Doza eşittir

birim zaman başına yaratılmıştır, yani Doz birikim hızını karakterize eder. Seviye

Radyasyon saat başına röntgen (r/h) cinsinden ölçülür.

Eşdeğer doz (N). Radyasyon güvenliği alanında kronik maruz kalma koşulları altında insan sağlığına gelebilecek olası hasarı değerlendirmek için, radyasyon tarafından oluşturulan emilen D r dozunun çarpımına eşit olan ve analiz edilen organ üzerinden ortalaması alınan eşdeğer H dozu kavramı veya tüm vücut üzerinde ağırlık faktörü w r (radyasyon kalitesi katsayısı olarak da bilinir) tarafından uygulamaya konulmuştur.
(Tablo 11).

Eşdeğer dozun birimi kilogram başına Joule'dür. Sievert (Sv) özel ismine sahiptir.

Çıplak(x-ışınının biyolojik eşdeğeri), İngilizce. rem( röntgen eşdeğeri adam ) - eşdeğer dozun güncel olmayan sistemik ölçüm birimi. 1963 yılına kadar bu birim "röntjenin biyolojik eşdeğeri" olarak anlaşıldı; bu durumda 1 rem, canlı bir organizmanın bu tür radyasyona maruz kalmasına karşılık gelir ve bu, gama dozuna maruz kalmayla aynı biyolojik etkiye neden olur. 1 röntgen radyasyonu. SI sisteminde rem, rad ile aynı boyuta ve değere sahiptir; her iki birim de radyasyon için 0,01 J/kg'a eşittir ve kalite faktörü bire eşittir.

100 rem 1 sievert'e eşittir.

Rem büyük bir ölçüm birimi olduğundan, eşdeğer doz genellikle milirem (mrem, 10−3 rem) veya mikrosievert (μSv, 10−6 Sv) cinsinden ölçülür. 1 mrem = 10 µSv.

Soru 36.

Emilen doz (D)- temel dozimetrik miktar. İyonlaştırıcı radyasyon tarafından temel hacimdeki bir maddeye aktarılan ortalama enerji dE'nin, bu hacimdeki maddenin kütlesi dm'ye oranına eşittir:

Emilen dozun birimi Gray'dir (Gy). Sistem dışı birim Rad, ışınlanmış maddenin 1 gramı başına 100 erg'ye eşit herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyonun emilen dozu olarak tanımlandı.

Radyasyon güvenliğini sağlamak için gerekli olan iyonlaştırıcı radyasyonun niceliksel ve niteliksel değerlendirmesi için radyometreler, dozimetreler ve spektrometreler kullanılır.
Radyometreler, radyoaktif maddelerin (radyonüklitler) veya radyasyon akışının (örneğin, Geimer-Muller gaz deşarj sayaçları) miktarını belirlemek için tasarlanmıştır.
Dozimetreler emilen veya maruz kalınan doz hızını ölçmenize olanak tanır.
Spektrometreler, enerji spektrumunu kaydetmek ve analiz etmek ve bu temelde yayılan radyonüklidleri tanımlamak için kullanılır.
Nüfuz eden radyasyonu ölçmek ve kaydetmek için kullanılan tüm cihazlar aynı prensibi kullanır; bu, radyasyonun madde ile etkileşimi sırasında ortaya çıkan etkilerin ölçülmesini mümkün kılar.
İyonlaştırıcı radyasyonu kaydetmenin en yaygın yöntemi, radyasyonun içinden geçtiği ortamın iyonizasyon derecesinin ölçülmesine dayanan iyonizasyon yöntemidir. Bu yöntem iyonizasyon odaları veya sensör görevi gören sayaçlar kullanılarak uygulanır. İyonizasyon odası, aralarında gaz bulunan iki elektrottan oluşan bir kapasitördür. Elektrotlar arasındaki elektrik alanı harici bir kaynaktan yaratılır. Radyoaktif kaynağın yokluğunda haznede iyonlaşma meydana gelmez ve mevcut ölçüm cihazı bunun yokluğunu gösterir. İyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altında, odanın gazında pozitif ve negatif iyonlar belirir. Bir elektrik alanının etkisi altında, negatif iyonlar pozitif yüklü elektroda doğru hareket eder ve pozitif iyonlar negatif elektroda doğru hareket eder. Sonuç olarak, kaydedilen bir akım ortaya çıkar. Ölçüm aleti.
Radyasyonu kaydetmenin sintilasyon yöntemi, iyonlaştırıcı radyasyon içinden geçtiğinde ışıldayan bir maddede meydana gelen ışık parlamalarının yoğunluğunun ölçülmesine dayanır. Işık çoğaltıcılar ışık flaşlarını kaydetmek için kullanılır.
Sintilasyon sayaçları, kontamine parçacıkların, gama ışınlarının, hızlı ve yavaş nötronların sayısını ölçmek ve ayrıca beta, gama ve nötron radyasyonundan gelen doz hızını ölçmek için kullanılır. Ek olarak, bu tür sayaçlar gama ve nötron radyasyonunun spektrumlarını incelemek için kullanılır.
Fotografik yöntem, bir fotoğraf filmi veya plakasının radyasyona maruz kalması durumunda meydana gelen fotokimyasal işlemlere dayanmaktadır. Fotografik emülsiyonun radyasyonu tespit etme yeteneği, filmin kararma derecesi ile emilen doz arasında bir ilişki kurulmasını mümkün kılar. Çoğu zaman bu yöntem, X-ışını, gama, beta ve nötron radyasyonu dozunun bireysel kontrolü için kullanılır.
Büyük doz hızlarını ölçmek için çözeltilerin renginde değişiklikler ve radyasyonun etkisi altında meydana gelen değişiklikler gibi kimyasal sistemler gibi daha az hassas yöntemler kullanılır. katılar, kolloidlerin çökelmesi, bileşiklerden gazların salınması. Aynı amaçla, radyasyonun etkisi altında rengini değiştiren çeşitli camların yanı sıra, emici maddede salınan ısının ölçülmesine dayanan kalorimetrik yöntemler de kullanılır.
Son zamanlarda, iyonlaştırıcı radyasyonun yarı iletken, foto ve termolüminesan dedektörleri giderek yaygınlaşmaktadır.

Soru 38-39

Dünyanın doğal radyasyon arka planı. Kozmik radyasyon.

Dünyanın herhangi bir sakini, doğal radyasyon kaynaklarından gelen radyasyona maruz kalır, ancak bazıları diğerlerinden daha yüksek dozlar alır.Radyasyonun dozu aynı zamanda insanların yaşam tarzına da bağlıdır. Bazı inşaat malzemeleri, yemek pişirmek için kullanılan gaz, açık kömür mangalları, mühürleme odaları ve hatta uçaklarda uçmak bile doğal radyasyon kaynaklarına maruz kalmayı artırır. Karasal radyasyon kaynakları, insanların doğal radyasyon yoluyla maruz kaldığı maruziyetin çoğunluğundan kolektif olarak sorumludur. Geri kalanına esas olarak dış ışınlama yoluyla kozmik ışınlar katkıda bulunur. Doğal iyonlaştırıcı radyasyon (NIR) uzayda meydana gelir ve Dünya'ya kozmik ışınlar şeklinde ulaşır. Dünya üzerinde EIR'nin kaynakları toprak, hava, su, yiyecek ve vücuttur. EIR'den gelen insan radyasyon dozları, popülasyonun aldığı kolektif etkili doza en büyük katkıyı sağlar. Dünyanın manyetik alanı 2 radyasyon kuşağı oluşturur: dıştaki - Dünya'nın 1 ila 8 yarıçapında ve içteki - 100-10.000 km uzaklıkta. Manyetik alan çizgileri boyunca spiral şeklinde hareket eden yüklü parçacıklar tarafından oluşturulurlar. Dünyanın radyasyon kuşakları protonları ve enerjilerini hapseder.

Kozmik parçacıklar birincil radyasyon olarak adlandırılan radyasyona neden olur. 45 km ve üzeri rakımlarda hakimdir. Kozmik ışınlar aynı zamanda Dünya'nın atmosferi tarafından da emilir; bilinen neredeyse tüm parçacıkları ve fotonları (-kuanta, nötronlar, mezonlar, - ve protonlardan önemli ölçüde daha düşük enerjiye sahip diğer parçacıklar) içeren ikincil radyasyon. İkincil radyasyon maksimuma ulaşır. 20-25 km rakımlarda değerler. Dünya yüzeyine giderken bu ikincil radyasyon da emilir. Neredeyse hiçbir zaman Dünya'ya ulaşmaz. Ama içinde yüksek dağlar havanın ince olduğu yerlerde kozmik ışınların yoğunluğu yüksektir. Bunun sonucunda mezonlar, elektronlar, pozitronlar ve yüksek enerjili fotonlardan oluşan son derece homojen olmayan radyasyon Dünya yüzeyine ulaşır. Çok düşük yoğunluktaki bu radyasyon, Dünya'nın doğal arka plan radyasyonunun bir parçasıdır.

Karasal radyasyon. Radyonüklidler her zaman bulunur yerkabuğu. Çoğu granit, alümina, kumtaşı ve kireçtaşında bulunur.

Dünya'nın kayalarında, topraklarında ve sularında bulunan ana radyoaktif izotoplar, uranyum, toryum ve aktinyumun yanı sıra potasyum-40 ve rubidyum-87 serisine aittir.

Uranyum ailesi (T=4,5 milyar yıl olan uranyum-238, vb.).

Toryum ailesi (toryum-232 T=10 milyar yıl vb.).

Aktinyum ailesi (uranyum-235 T=700 yıl).

Bütün bu radyonüklidler dış radyasyon kaynaklarıdır.

Bir kişinin karasal doğal radyasyon kaynaklarından yılda aldığı ortalama etkili eşdeğer dış radyasyon dozu yaklaşık 350 μSv'dir, yani. Deniz seviyesinde kozmik ışınların yarattığı arka plan radyasyonundan dolayı ortalama bireysel radyasyon dozundan biraz daha fazladır.

Doğal kaynaklar, aşağıdaki nedenlerden dolayı insan dozunun %85'ini oluşturur:

binalardaki radon - %50,

-yerden ve binalardan gelen ışınlar - %14,

yiyecek ve içecekler - %11,5,

kozmik ışınlar -% 10.

Beta, gama.

Nasıl oluşuyorlar?

Yukarıdaki radyasyon türlerinin tümü, basit maddelerin izotoplarının bozunma süreciyle üretilir. Tüm elementlerin atomları bir çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlardan oluşur. Çekirdek atomun tamamından yüz bin kat daha küçüktür, ancak son derece güçlü yapısı sayesinde yüksek yoğunluk kütlesi neredeyse tüm atomun toplam kütlesine eşittir. Çekirdek, pozitif yüklü parçacıklar içerir; elektrik yükü olmayan protonlar ve nötronlar. Her ikisi de birbirine çok sıkı bir şekilde bağlıdır. Çekirdekteki proton sayısı hangi atomun ait olduğunu belirler; örneğin çekirdekteki 1 proton hidrojendir, 8 proton oksijendir, 92 proton ise uranyumdur. Bir atomun çekirdeğindeki proton sayısına karşılık gelir. Her elektronun protonunkine eşit negatif elektrik yükü vardır, bu nedenle atom bir bütün olarak nötrdür.

Proton sayısı aynı fakat nötron sayısı farklı olan çekirdeklere sahip olan atomlar, bir atomun varyantlarıdır. kimyasal madde ve onun izotopları denir. Bunları bir şekilde ayırt etmek için, elementi ifade eden sembole, bu izotopun çekirdeğinde bulunan tüm parçacıkların toplamı olan bir sayı atanır. Örneğin, uranyum-238 elementinin çekirdeği 92 protonun yanı sıra 146 nötron içerir ve uranyum-235'in de 92 protonu vardır, ancak zaten 143 nötron vardır.Çoğu izotop kararsızdır. Örneğin çekirdeğindeki protonlar ve nötronlar arasındaki bağlar çok zayıf olan ve er ya da geç bir çift nötron ve bir çift protondan oluşan kompakt bir grup olan uranyum-238 ondan ayrılarak uranyum-238'i diğerine dönüştürecektir. element - toryum-234, çekirdeği 144 nötron ve 90 proton içeren kararsız bir elementtir. Onun bozunması, kurşun atomunun oluşmasıyla sonuçlanacak bir dönüşüm zincirini sürdürecektir. Bu bozunmaların her biri sırasında enerji açığa çıkar ve çeşitli bozunum türleri ortaya çıkar.

Durumu basitleştirmek için farklı türlerin ortaya çıkışını şu şekilde tarif edebiliriz: Bir çekirdek, bir çift nötron ve bir çift protondan oluşan bir çekirdek yayar; beta ışınları bir elektrondan gelir. Ve izotopun o kadar heyecanlandığı durumlar vardır ki, parçacığın çıkışı onu tamamen stabilize etmez ve daha sonra fazla saf enerjiyi bir kısma boşaltır, bu sürece gama radyasyonu denir. Gama ışınları ve benzeri x-ışınları gibi radyasyon türleri, malzeme parçacıklarının emisyonu olmadan oluşur. Herhangi bir radyoaktif kaynaktaki herhangi bir izotopun tüm atomlarının yarısının bozunması için geçen süreye yarı ömür denir. Atomik dönüşüm süreci süreklidir ve aktivitesi bir saniyede meydana gelen bozunma sayısıyla tahmin edilir ve bekerel cinsinden ölçülür (saniyede 1 atom).

Farklı radyasyon türleri, farklı miktarlarda enerji salınımıyla karakterize edilir ve nüfuz etme yetenekleri de farklıdır, dolayısıyla canlı organizmaların dokuları üzerinde de farklı etkileri vardır.

Ağır parçacıklardan oluşan bir akış olan alfa radyasyonu, bir kağıt parçasını bile hapsedebilir; ölü epidermal hücrelerin katmanına nüfuz edemez. Alfa parçacıkları yayan maddeler yaralardan veya yiyeceklerden ve/veya solunan hava yoluyla vücuda girene kadar tehlikeli değildir. İşte o zaman son derece tehlikeli hale gelecekler.

Beta radyasyonu canlı bir organizmanın dokularına 1-2 santimetre nüfuz edebilir.

Işık hızında hareket eden gama ışınları en tehlikeli olanlardır ve yalnızca kalın bir kurşun veya beton levha ile durdurulabilirler.

Her türlü radyasyon canlı bir organizmaya zarar verebilir ve hasar ne kadar büyük olursa dokulara o kadar fazla enerji aktarılır.

Nükleer tesislerde çeşitli kazalar olması durumunda ve muharebe operasyonları sırasında nükleer silahlar Vücudu etkileyen zararlı faktörlerin kapsamlı bir şekilde ele alınması önemlidir. Açık fiziksel etkilerin yanı sıra, farklı türdeki elektromanyetik radyasyonun da insanlar üzerinde zararlı etkileri vardır.

İyonlaştırıcı radyasyon, bir maddeyi iyonize etme, yani içinde elektrik yüklü parçacıklar oluşturma yeteneğine sahip çeşitli mikropartikül türlerinin ve fiziksel alanların bir kombinasyonudur - iyonlar.

BÖLÜM III. CAN GÜVENLİĞİ YÖNETİMİ VE GÜVENLİĞİNE YÖNELİK EKONOMİK MEKANİZMALAR

İyonlaştırıcı radyasyonun birkaç türü vardır: alfa, beta, gama radyasyonu ve nötron radyasyonu.

Alfa radyasyonu

Pozitif yüklü alfa parçacıklarının oluşumu, helyum çekirdeğinin bir parçası olan 2 proton ve 2 nötronu içerir. Alfa parçacıkları atom çekirdeğinin bozunması sırasında oluşur ve başlangıç ​​kinetik enerjisi 1,8 ile 15 MeV arasında olabilir. Karakteristik özellikler Alfa radyasyonları oldukça iyonlaştırıcı ve düşük nüfuz edicidir. Alfa parçacıkları hareket ederken enerjilerini çok çabuk kaybederler ve bu da ince plastik yüzeyleri aşmanın bile yeterli olmamasına neden olur. Genel olarak, harici maruziyet alfa parçacıkları, bir hızlandırıcı kullanılarak elde edilen yüksek enerjili alfa parçacıklarını hesaba katmazsanız, insanlara herhangi bir zarar vermez, ancak alfa radyonüklitlerin uzun bir yarıya sahip olması nedeniyle parçacıkların vücuda nüfuz etmesi sağlık açısından tehlikeli olabilir. Hayat ve güçlü iyonlaşmaya sahip. Alfa parçacıkları yutulursa genellikle beta ve gama radyasyonundan daha tehlikeli olabilir.

Beta radyasyonu

Beta bozunması sonucu hızı ışık hızına yakın olan yüklü beta parçacıkları oluşur. Beta ışınları alfa ışınlarından daha nüfuz edicidir; kimyasal reaksiyonlar, lüminesans, iyonize gazlar, fotoğraf plakaları üzerinde etkiye sahiptir. Yüklü beta parçacıklarının (enerjisi 1 MeV'den fazla olmayan) akışına karşı koruma olarak, 3-5 mm kalınlığında sıradan bir alüminyum plakanın kullanılması yeterli olacaktır.

Foton radyasyonu: gama ışınları ve x-ışınları

Foton radyasyonu iki tür radyasyon içerir: x-ışını (bremsstrahlung ve karakteristik olabilir) ve gama radyasyonu.

En yaygın foton radyasyonu türü, yüksek enerjili, yüksüz fotonlardan oluşan çok yüksek enerjili, ultra kısa dalga boylu gama parçacıklarıdır. Alfa ve beta ışınlarının aksine, gama parçacıkları manyetik etkilerle saptırılmaz ve elektrik alanları ve önemli ölçüde daha fazla nüfuz etme gücüne sahiptir. Belirli miktarlarda ve belirli bir süre maruz kalındığında gama radyasyonu radyasyon hastalığına neden olabilir ve çeşitli kanserlere yol açabilir. Yalnızca kurşun, tükenmiş uranyum ve tungsten gibi ağır kimyasal elementler gama parçacıkları akışının yayılmasını önleyebilir.

Nötron radyasyonu

Nötron radyasyonunun kaynağı şunlar olabilir: nükleer patlamalar, nükleer reaktörler, laboratuvar ve endüstriyel tesisler.

Nötronların kendileri elektriksel olarak nötr, kararsız (serbest bir nötronun yarı ömrü yaklaşık 10 dakikadır) parçacıklardır; bunlar, yüksüz olmaları nedeniyle, madde ile zayıf derecede etkileşime sahip yüksek nüfuz etme kabiliyeti ile karakterize edilir. Nötron radyasyonu çok tehlikelidir, bu nedenle buna karşı korunmak için bir dizi özel, çoğunlukla hidrojen içeren malzemeler kullanılır. Nötron radyasyonu en iyi şekilde emilir sade su, polietilen, parafin ve ayrıca ağır metal hidroksit çözeltileri.

İyonlaştırıcı radyasyon maddeleri nasıl etkiler?

Her türlü iyonlaştırıcı radyasyon, bir dereceye kadar etkiler. çeşitli maddeler ancak en çok gama parçacıkları ve nötronlarda belirgindir. Böylece, uzun süreli maruz kalma durumunda çeşitli malzemelerin özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilirler. kimyasal bileşim maddeler, dielektrikleri iyonize eder ve biyolojik dokular üzerinde yıkıcı etkiye sahiptir. Doğal arka plan radyasyonu kişiye çok fazla zarar vermez, ancak yapay iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarını kullanırken çok dikkatli olmalı ve vücuttaki radyasyona maruz kalma düzeyini en aza indirmek için gerekli tüm önlemleri almalısınız.

İyonlaştırıcı radyasyon türleri ve özellikleri

İyonlaştırıcı radyasyon, ortam üzerinde farklı yüklü iyonların oluşması sonucu parçacık ve elektromanyetik kuantum akışlarına verilen addır.

Farklı radyasyon türlerine belirli miktarda enerji salınımı eşlik eder ve farklı nüfuz etme yetenekleri vardır, dolayısıyla vücut üzerinde farklı etkileri vardır. İnsanlar için en büyük tehlike, y-, x-ışını, nötron, a- ve b-radyasyonu gibi radyoaktif radyasyondan kaynaklanmaktadır.

X-ışınları ve y-ışınları kuantum enerji akışlarıdır. Gama radyasyonunun dalga boyları X ışınlarından daha kısadır. Doğaları ve özellikleri itibariyle bu radyasyonlar birbirinden çok az farklılık gösterir, yüksek nüfuz etme kabiliyetine, yayılmanın düzlüğüne ve içinden geçtikleri ortamda ikincil ve dağınık radyasyon yaratma yeteneğine sahiptir. Bununla birlikte, X-ışınları genellikle elektronik bir cihaz kullanılarak üretilirken, y-ışınları kararsız veya radyoaktif izotoplar tarafından yayılır.

İyonlaştırıcı radyasyonun geri kalan türleri, hızlı hareket eden madde parçacıklarıdır (atomlar), bunlardan bazıları elektrik yükü taşırken diğerleri taşımaz.

Nötronlar, herhangi bir radyoaktif dönüşümle üretilen ve protonunkine eşit kütleye sahip tek yüksüz parçacıklardır. Bu parçacıklar elektriksel olarak nötr olduğundan canlı dokular da dahil olmak üzere her türlü maddeye derinlemesine nüfuz ederler. Nötronlar atom çekirdeğini oluşturan temel parçacıklardır.

Maddenin içinden geçerken yalnızca atom çekirdekleriyle etkileşime girerler, enerjilerinin bir kısmını onlara aktarırlar ve hareketlerinin yönünü kendileri değiştirirler. Atom çekirdekleri "dışarı çıkıyor" elektron kabuğu ve maddeden geçerek iyonizasyon üretir.

Elektronlar, tüm kararlı atomlarda bulunan hafif, negatif yüklü parçacıklardır. Elektronlar, maddenin radyoaktif bozunması sırasında sıklıkla kullanılır ve bu nedenle beta parçacıkları olarak adlandırılır. Laboratuvar koşullarında da elde edilebilirler. Maddenin içinden geçerken elektronların kaybettiği enerji, uyarılma ve iyonlaşmanın yanı sıra bremsstrahlung oluşumuna da harcanır.

Alfa parçacıkları, yörünge elektronlarından yoksun ve birbirine bağlı iki proton ve iki nötrondan oluşan helyum atomlarının çekirdeğidir. Pozitif yüke sahiptirler, nispeten ağırdırlar ve bir maddeden geçerken yüksek yoğunluklu bir maddenin iyonlaşmasına neden olurlar.

Genellikle doğal ağır elementlerin (radyum, toryum, uranyum, polonyum vb.) radyoaktif bozunması sırasında alfa parçacıkları yayılır.

Maddeden geçen yüklü parçacıklar (helyum atomlarının elektronları ve çekirdekleri), sırasıyla 35 ve 34 eV kaybederek atomların elektronlarıyla etkileşime girer. Bu durumda, enerjinin yarısı iyonizasyona (elektronun atomdan ayrılması) ve diğer yarısı ortamdaki atomların ve moleküllerin uyarılmasına (bir elektronun çekirdekten daha uzak bir kabuğa aktarılması) harcanır. .

Bir ortamdaki birim yol uzunluğu başına bir alfa parçacığının oluşturduğu iyonize ve uyarılmış atomların sayısı, bir p parçacığınınkinden yüzlerce kat daha fazladır (Tablo 5.1).

Tablo 5.1. Kas dokusunda çeşitli enerjilerdeki a ve b parçacıklarının aralığı

Bunun nedeni a parçacığının kütlesinin b parçacığının kütlesinden yaklaşık 7000 kat daha büyük olmasıdır, dolayısıyla aynı enerjide hızı b parçacığının hızından önemli ölçüde daha düşüktür.

Radyoaktif bozunma sırasında yayılan alfa parçacıklarının hızı yaklaşık 20 bin km/s iken, beta parçacıklarının hızı ışık hızına yakın olup 200...270 bin km/s'dir. Açıkçası, bir parçacığın hızı ne kadar düşük olursa, ortamdaki atomlarla etkileşime girme olasılığı o kadar artar ve dolayısıyla ortamdaki birim yol başına enerji kaybı o kadar büyük olur - bu da daha az kilometre anlamına gelir. Masadan Şekil 5.1'den kas dokusundaki a parçacıklarının aralığının aynı enerjideki beta parçacıklarının aralığından 1000 kat daha az olduğu sonucu çıkmaktadır.

İyonlaştırıcı radyasyon canlı organizmalardan geçerken enerjisini dengesiz bir şekilde biyolojik dokulara ve hücrelere aktarır. Sonuç olarak, olmasa da çok sayıda Dokular tarafından emilen enerji, canlı maddenin bazı hücrelerine önemli ölçüde zarar verecektir. Hücrelerde ve dokularda lokalize olan iyonlaştırıcı radyasyonun toplam etkisi tabloda sunulmaktadır. 5.2.

Tablo 5.2. İyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkileri

Moleküllerdeki birincil radyasyon-kimyasal değişiklikler iki mekanizmaya dayanabilir: 1) belirli bir molekül, radyasyonla etkileşime girdiğinde doğrudan değişikliklere (iyonlaşma, uyarılma) maruz kaldığında doğrudan etki; 2) dolaylı etki, bir molekül iyonlaştırıcı radyasyonun enerjisini doğrudan emmediğinde, ancak onu başka bir molekülden transfer ederek aldığında.

Biyolojik dokudaki kütlenin %60...70'inin su olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, su ışınlaması örneğini kullanarak radyasyonun doğrudan ve dolaylı etkileri arasındaki farkı ele alalım.

Bir su molekülünün yüklü bir parçacık tarafından iyonize edildiğini ve bunun bir elektron kaybetmesine neden olduğunu varsayalım:

H2O -> H20+e - .

İyonize bir su molekülü, yüksek derecede reaktif hidroksil radikali OH'yi oluşturmak için başka bir nötr su molekülü ile reaksiyona girer:

H2O+H2O -> H3O+ + OH*.

Fırlatılan elektron ayrıca enerjiyi çevredeki su moleküllerine çok hızlı bir şekilde aktarır, bu da H* ve OH*: olmak üzere iki radikal oluşturmak üzere ayrışan yüksek derecede uyarılmış bir su molekülü H2O* ile sonuçlanır.

H2O+e- -> H2O*H' + OH'.

Serbest radikaller eşleşmemiş elektronlar içerir ve son derece reaktiftir. Sudaki yaşam süreleri 10-5 saniyeyi geçmez. Bu süre zarfında ya birbirleriyle yeniden birleşirler ya da çözünmüş substrat ile reaksiyona girerler.

Suda çözünmüş oksijenin varlığında diğer radyoliz ürünleri de oluşur: serbest radikal hidroperoksit HO2, hidrojen peroksit H2O2 ve atomik oksijen:

H*+ O2 -> HO2;
HO*2 + HO2 -> H2O2 +20.

Canlı bir organizmanın hücresinde durum, özellikle emici maddenin büyük ve çok bileşenli biyolojik moleküller olması durumunda, suyun ışınlanmasına göre çok daha karmaşıktır. Bu durumda, aynı zamanda son derece yüksek reaktivite ile karakterize edilen organik radikaller D* oluşur. Büyük miktarda enerjiye sahip oldukları için kimyasal bağların kopmasına kolaylıkla yol açabilirler. İyon çiftlerinin oluşumu ile nihai kimyasal ürünlerin oluşumu arasındaki aralıkta en sık meydana gelen bu işlemdir.

Ayrıca oksijenin etkisiyle biyolojik etki artar. Serbest radikalin oksijenle etkileşimi sonucu oluşan oldukça reaktif ürün DO2* (D* + O2 -> DO2*), ışınlanan sistemde yeni moleküllerin oluşumuna yol açar.

Yüksek kimyasal aktiviteye sahip suyun radyolizi sırasında elde edilen serbest radikaller ve oksitleyici moleküller, protein molekülleri, enzimler ve diğer moleküllerle kimyasal reaksiyonlara girer. yapısal elemanlar Vücuttaki biyolojik süreçlerde değişikliklere yol açan biyolojik doku. Sonuç olarak, metabolik süreçler Enzim sistemlerinin aktivitesi baskılanır, doku büyümesi yavaşlar ve durur, yenileri ortaya çıkar kimyasal bileşikler, vücudun özelliği değil - toksinler. Bu, bireysel sistemlerin veya bir bütün olarak vücudun hayati fonksiyonlarının bozulmasına yol açar.

Serbest radikallerin neden olduğu kimyasal reaksiyonlar, radyasyondan etkilenmeyen yüzlerce ve binlerce molekülü içerir. Bu, iyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik nesneler üzerindeki etkisinin özgüllüğüdür. Biyolojik bir nesne tarafından aynı miktarda emilen başka hiçbir enerji türü (termal, elektrik vb.), iyonlaştırıcı radyasyonun neden olduğu değişikliklere yol açmaz.

Radyasyonun insan vücudu üzerindeki istenmeyen radyasyon etkileri geleneksel olarak somatik (soma - Yunanca'da “vücut”) ve genetik (kalıtsal) olarak ikiye ayrılır.

Somatik etkiler ışınlanan kişide doğrudan, genetik etkiler ise onun yavrularında kendini gösterir.

Arka son on yıllar insan çok sayıda yapay radyonüklit yaratmıştır ve bunların kullanımı doğal çevreye ek bir yük getirmektedir. arkaplan radyasyonu Dünya ve insanlara verilen radyasyon dozu artar. Ancak yalnızca barışçıl kullanımları amaçlayan iyonlaştırıcı radyasyon insanlar için faydalıdır ve günümüzde bilgi veya kapsamını belirtmek zordur. Ulusal ekonomi Radyonüklitleri veya diğer iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarını kullanmayan. 21. yüzyılın başlarında “barışçıl atom” tıpta, endüstride, tarım, mikrobiyoloji, enerji, uzay araştırmaları ve diğer alanlar.

Radyasyon türleri ve iyonlaştırıcı radyasyonun madde ile etkileşimi

Nükleer enerji kullanımı varoluşun hayati bir gereği haline geldi modern uygarlık ve aynı zamanda büyük bir sorumluluktur çünkü bu enerji kaynağının mümkün olduğunca akılcı ve dikkatli kullanılması gerekir.

Radyonüklitlerin faydalı özelliği

Sayesinde radyoaktif bozunma radyonüklit "bir sinyal verir" ve böylece konumunu belirler. Kullanma özel cihazlar Tek atomların bile bozunmasından gelen sinyalleri kaydeden bilim adamları, bu maddeleri çok çeşitli kimyasal ve kimyasalların incelenmesine yardımcı olan göstergeler olarak kullanmayı öğrendiler. biyolojik süreçler, dokulardan ve hücrelerden geçer.

İnsan yapımı iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarının türleri

Tüm insan yapımı iyonlaştırıcı radyasyon kaynakları iki türe ayrılabilir.

• Tıbbi - hem hastalıkların teşhisinde (örneğin, X-ışını ve florografik cihazlar) hem de radyoterapötik prosedürlerin (örneğin, kanser tedavisi için radyoterapi ünitelerinde) gerçekleştirilmesinde kullanılır. AI'nın tıbbi kaynakları aynı zamanda radyofarmasötikleri (radyoaktif izotoplar veya bunların çeşitli inorganik veya organik maddeler), hem hastalıkların teşhisinde hem de tedavisinde kullanılabilir.
• Endüstriyel - insan tarafından üretilen radyonüklidler ve jeneratörler:
  • enerjide (nükleer enerji santrali reaktörleri);
  • tarımda (gübrelerin etkinliğini araştırmak ve yetiştirmek için)
  • savunma sektöründe (nükleer enerjili gemiler için yakıt);
  • inşaatta (metal yapıların tahribatsız muayenesi).

Statik verilere göre, dünya pazarında radyonüklid ürünlerin üretim hacmi 2011 yılında 12 milyar dolardı ve 2030 yılında bu rakamın altı kat artması bekleniyor.