Radijacija - radijacija (od radiare - emitirati zrake) - širenje energije u obliku valova ili čestica. Svjetlost, ultraljubičaste zrake, infracrveno toplinsko zračenje, mikrovalovi, radio valovi su vrsta zračenja. Neka zračenja se nazivaju ionizirajuća, zbog svoje sposobnosti da izazovu ionizaciju atoma i molekula u ozračenoj tvari.

Ionizirana radiacija - zračenje, čija interakcija s medijem dovodi do stvaranja iona različitih znakova. To je tok čestica ili kvanta koji mogu izravno ili neizravno uzrokovati ionizaciju okoliša. Ionizirajuće zračenje kombinira vrste zračenja koje su različite po svojoj fizičkoj prirodi. Među njima se ističu elementarne čestice (elektroni, pozitroni, protoni, neutroni, mezoni itd.), teži višestruko nabijeni ioni (a-čestice, jezgre berilija, litija i drugih težih elemenata); zračenje imajući elektromagnetske prirode (g-zrake, x-zrake).

Postoje dvije vrste ionizirajućeg zračenja: korpuskularno i elektromagnetsko.

Korpuskularno zračenje - tok je čestica (korpuskula), koje karakterizira određena masa, naboj i brzina. To su elektroni, pozitroni, protoni, neutroni, jezgre atoma helija, deuterija itd.

Elektromagnetska radijacija - tok kvanta ili fotona (g-zrake, x-zrake). Nema ni masu ni naboj.

Također postoji izravno i neizravno ionizirajuće zračenje.

Izravno ionizirajuće zračenje - ionizirajuće zračenje, koje se sastoji od nabijenih čestica koje imaju kinetičku energiju dovoljnu za ionizaciju pri sudaru (, čestica, itd.).

Neizravno ionizirajuće zračenje - ionizirajuće zračenje, koje se sastoji od nenabijenih čestica i fotona koji mogu izravno stvoriti ionizirajuće zračenje i (ili) izazvati nuklearne transformacije (neutroni, X-zrake i g-zračenje).

Glavni Svojstva ionizirajuće zračenje je sposobnost prolaska kroz bilo koju tvar da izazove stvaranje velikih količina slobodni elektroni i pozitivno nabijen ioni(tj. kapacitet ioniziranja).

Čestice ili kvant visoke energije obično izbace jedan od elektrona atoma, što sa sobom odnosi jedan negativni naboj. U tom slučaju preostali dio atoma ili molekule, nakon što je dobio pozitivan naboj (zbog nedostatka negativno nabijene čestice), postaje pozitivno nabijen ion. Ovo je tzv primarna ionizacija.

Elektroni izbačeni tijekom primarne interakcije, koji imaju određenu energiju, sami djeluju s nadolazećim atomima, pretvarajući ih u negativno nabijen ion (to se događa sekundarna ionizacija ). Elektroni koji su izgubili energiju uslijed sudara ostaju slobodni. Prva opcija (stvaranje pozitivnih iona) najbolje se događa kod atoma koji imaju 1-3 elektrona u vanjskoj ljusci, a druga (stvaranje negativnih iona) najbolje se događa kod atoma koji imaju 5-7 elektrona u vanjskoj ljusci.

Dakle, ionizirajući učinak je glavna manifestacija djelovanja visokoenergetskog zračenja na tvar. Zato se zračenje naziva ionizirajuće zračenje (ionizirajuće zračenje).

Ionizacija se događa kako u molekulama anorganske tvari tako iu biološkim sustavima. Za ionizaciju većine elemenata koji ulaze u sastav biosupstrata (to znači za stvaranje jednog para iona) potrebna je apsorpcija energije od 10-12 eV (elektronvolti). Ovo je tzv potencijal ionizacije . Potencijal ionizacije zraka je prosječno 34 eV.

Dakle, ionizirajuće zračenje karakterizira određena energija zračenja, mjerena u eV. Elektronvolt (eV) je izvansistemska jedinica energije koju čestica s elementarnim električnim nabojem dobiva gibajući se u električnom polju između dviju točaka s potencijalnom razlikom od 1 volta.

1 eV = 1,6 x 10-19 J = 1,6 x 10-12 erg.

1keV (kiloelektron-volt) = 103 eV.

1 MeV (megaelektron volt) = 106 eV.

Poznavajući energiju čestica, moguće je izračunati koliko parova iona one mogu formirati na svom putu. Duljina puta je ukupna duljina putanje čestice (ma koliko složena bila). Dakle, ako čestica ima energiju od 600 keV, tada može formirati oko 20 000 ionskih parova u zraku.

U slučajevima kada energija čestice (fotona) nije dovoljna da svlada privlačnost atomske jezgre i odleti izvan atoma (energija zračenja je manja od potencijala ionizacije) ionizacija ne dolazi. , dobivši višak energije (tzv uzbuđen ), na djelić sekunde prelazi na višu energetsku razinu, a zatim se naglo vraća na prvobitno mjesto i odaje višak energije u obliku kvanta luminescencije (ultraljubičastog ili vidljivog). Prijelaz elektrona iz vanjske u unutarnju orbitu prati rendgensko zračenje.

Međutim, uloga uzbuđenje u učincima zračenja sekundarna je u usporedbi s ionizacija atoma, stoga je općeprihvaćen naziv za visokoenergetsko zračenje: “ ionizirajuće “, čime se ističe njegovo glavno svojstvo.

Drugi naziv za zračenje je “ prodoran " - karakterizira sposobnost zračenja visoke energije, prvenstveno rendgenskog i
g-zrake prodiru duboko u materiju, posebice u ljudsko tijelo. Dubina prodiranja ionizirajućeg zračenja ovisi, s jedne strane, o prirodi zračenja, naboju njegovih sastavnih čestica i energiji, as druge strane o sastavu i gustoći ozračene tvari.

Ionizirajuće zračenje ima određenu brzinu i energiju. Dakle, b-zračenje i g-zračenje šire se brzinom bliskom brzini svjetlosti. Energija, na primjer, a-čestica kreće se od 4-9 MeV.

Jedno od bitnih obilježja biološkog djelovanja ionizirajućeg zračenja je nevidljivost, neosjetljivost. To je njihova opasnost; čovjek ne može uočiti učinke zračenja ni vizualno ni organoleptički. Za razliku od optičkih zraka, pa čak i radiovalova, koji u određenim dozama izazivaju zagrijavanje tkiva i osjećaj topline, ionizirajuće zračenje, čak ni u smrtonosnim dozama, naša osjetila ne detektiraju. Istina, astronauti su promatrali neizravne manifestacije učinaka ionizirajućeg zračenja - osjećaj bljeskova sa zatvorenim očima - zbog masivne ionizacije u mrežnici. Dakle, ionizacija i ekscitacija su glavni procesi u kojima se troši energija zračenja apsorbirana u ozračenom objektu.

Nastali ioni nestaju tijekom procesa rekombinacije, što znači ponovno ujedinjenje pozitivnih i negativnih iona, pri čemu nastaju neutralni atomi. U pravilu, proces je popraćen stvaranjem pobuđenih atoma.

Reakcije koje uključuju ione i pobuđene atome iznimno su važne. Oni su u osnovi mnogih kemijskih procesa, uključujući i one biološki važne. Tijek ovih reakcija povezan je s negativnim učincima zračenja na ljudski organizam.

Ionizirajuće zračenje je posebna vrsta energije koju oslobađaju atomi u obliku elektromagnetskih valova (gama ili x-zraka) ili čestica poput neutrona, beta ili alfa. Spontani raspad atoma naziva se radioaktivnost, a višak slobodne energije koji nastaje oblik je ionizirajućeg zračenja. U tom slučaju nestabilni elementi koji nastaju tijekom raspada i emitiraju ionizirajuće zračenje nazivaju se radionuklidi.

Ionizirajuće zračenje naziva se zračenje čija interakcija s medijem dovodi do stvaranja nabijenih čestica, pa se umjesto neutralnih molekula i atoma stvaraju nabijene čestice.

Savezni zakon "O radijacijskoj sigurnosti stanovništva", s izmjenama i dopunama od 19. srpnja 2011., daje sljedeću definiciju:

Ionizirajuće zračenje - nastaje tijekom radioaktivnog raspada, nuklearnih transformacija, inhibicije nabijenih čestica u tvari i stvara ione različitih predznaka u interakciji s okolinom

Prolazeći kroz materiju, alfa čestice na svom putu ostavljaju zonu jake ionizacije, destrukcije i lokalnog pregrijavanja okoline

Ionizacija atoma - kako se događa:

Tijekom ionizacije, zbog odstranjivanja elektrona iz unutarnje ljuske atoma, na njoj nastaje slobodan prostor (praznina) koji se ispunjava elektronom iz više ljuske s nižom energijom vezanja. To zauzvrat stvara novo upražnjeno mjesto, a proces će se ponavljati sve dok se elektron ne uhvati izvana.

Razlika između energija vezanja na ljuskama oslobađa se u obliku x-zraka. Svaki atom ima skup energetskih razina karakterističnih samo za njega, pa je stoga spektar rendgenskog zračenja koji nastaje stvaranjem praznine karakteristika atoma, a rendgensko zračenje se naziva karakteristično rendgensko zračenje.

Stoga energetski spektar karakterističnog rendgenskog zračenja ima diskretan ili linijski oblik.

Svi radionuklidi identificirani su prema vrsti zračenja koje stvaraju, njegovoj energiji i vremenu poluraspada. Aktivnost, koja se koristi kao pokazatelj količine prisutnog radionuklida, izražava se u jedinicama tzv bekereli (Bq): Jedan bekerel je jedan događaj raspada u sekundi. Vrijeme poluraspada je vrijeme potrebno da se aktivnost radionuklida raspadne na polovicu početne vrijednosti. Vrijeme poluraspada radioaktivnog elementa određeno je vremenom tijekom kojeg se polovica njegovih atoma raspadne. Vrijeme može varirati od djelića sekunde do milijuna godina (vrijeme poluraspada joda-131 je 8 dana, a vrijeme poluraspada ugljika-14 je 5730 godina.

Ionizacija je proces stvaranja pozitivnih i negativnih iona ili slobodnih elektrona iz električki neutralnih atoma i molekula.

Pri procjeni učinka zračenja u interakciji sa živim organizmima prihvaća se uvjetna podjela zračenja na neionizirajuće i ionizirajuće. Zračenje će se smatrati ionizirajućim samo ako može prekinuti kemijske veze molekula koje čine bilo koji biološki organizam i time izazvati različite biološke promjene

Ionizirajuće zračenje se obično naziva ultraljubičasto i x-zrake, kao i γ - kvanti. Štoviše, što im je veća frekvencija, to im je veća energija i jači je učinak probojnosti.

Još veći stupanj ionizacije molekula biološkog objekta uzrokovan je utjecajem elementarnih čestica: pozitrona, elektrona, protona, neutrona itd., budući da imaju vrlo visok naboj kinetičke energije.

Svjetlost, radio valovi, infracrvena toplina koja dolazi od Sunca također nisu ništa više od vrste zračenja. Međutim, oni nisu sposobni ionizacijom oštetiti biološki organizam, iako su, naravno, sposobni proizvesti prilično ozbiljne biološke učinke ako se intenzitet i trajanje njihove izloženosti značajno povećaju.

Kao što već znamo, 1895. Nijemac Konrad Roentgen (1845.-1923.) otkrio je svoje poznate X-zrake, koje je nešto kasnije cijeli svijet nazvao X-zrakama.

Također je odavno poznato da su određene tvari, nakon što su izložene sunčevoj svjetlosti, sposobne neko vrijeme svijetliti u mraku hladnom svjetlošću, tj. luminescirati. Stoga je fizičar Henri Becquerel (1852.-1908.) nakon otkrića X-zraka odlučio saznati je li efekt luminescencije povezan s emisijom X-zraka.

Za istraživanje je francuski znanstvenik odabrao fluorescentne soli urana. Ako je fluorescencija popraćena rendgenskim zračenjem, tada bi uzorci soli urana trebali ostaviti neke otiske na fotografskoj ploči postavljenoj na crnom papiru. Tako je mislio i Becquerel ml. Eksperiment je potvrdio ispravnost njegove ideje.

Jednom je tijekom svojih pokusa, prije nego što je novu ploču izložio zračenju, odlučio razviti staru, onu koja je nekoliko dana ležala u ladici stola zamotana u crni papir. Na negativu je vidio tamne mrlje koje su točno ponavljale oblik i položaj uzoraka uranove soli. Ali ti uzorci nisu bili prethodno osvijetljeni, kao u prethodnim eksperimentima. Isti uzorak urana izazvao je slično tamnjenje fotografskih ploča unutar 24 sata, kao i prije.

Ono što je iznenadilo Becquerela u tim pokusima je da se sposobnost djelovanja urana na fotografske ploče nije nimalo smanjila tijekom vremena. Tako je 1. ožujka 1896. godine otkriven novi fenomen. Uranova sol emitirala je nepoznate zrake slične X-zrakama, koje su prolazile kroz debeli papir, drvo, tanke metalne trake i živo tkivo. Ionizirali su zrak, slično X-zrakama. Ali to nisu bile rendgenske snimke. X-zrake su sposobne za refleksiju i lom, ali Becquerelove zrake nisu imale to svojstvo. Nakon niza eksperimenata, Henri Becquerel je shvatio da je izvor njegovih zraka kemijski element uran.

Počele su se nazivati ​​zrake koje je otkrio francuski znanstvenik Henri Becquerel radioaktivan, a sam učinak njihove emisije je radioaktivnost.

Malo kasnije, fizičari su uspjeli otkriti da je radioaktivnost prirodno spontano raspadanje nestabilnih atoma. Na primjer, tijekom raspada uran stvara brojne druge radioaktivne elemente i na kraju transformacija postaje stabilan izotop olova.

Ljudi su svakodnevno tijekom života izloženi prirodnom ionizirajućem zračenju iz različitih izvora. Na primjer, plin radon prirodno nastaje iz stijena i tla i u načelu je glavni izvor prirodnog zračenja. Svaki dan ljudi udišu i apsorbiraju radionuklide iz zraka, vode i hrane.

Biološki organizmi također su izloženi prirodnom zračenju kozmičkih zraka, što je posebno izraženo na velikim visinama (tijekom leta zrakoplovom). U prosjeku, 80% godišnje doze koju osoba primi dolazi od pozadinskog zračenja. Štoviše, utjecaj u nekim područjima može biti i 200 puta veći od prosječne vrijednosti.

Ljudi su također izloženi ionizirajućem zračenju iz umjetnih izvora, na primjer od proizvodnje nuklearne energije do raznih medicinskih upotreba dijagnostike zračenja. Danas su najvažniji umjetni izvori ionizirajućeg zračenja rendgenski uređaji i druga medicinska oprema, kao i oprema za inspekciju u zračnim lukama, željezničkim kolodvorima i podzemnoj željeznici.

51. Ionizirajuće zračenje. Vrste ionizirajućeg zračenja, glavne karakteristike.

AI se dijeli u 2 vrste:

Korpuskularno zračenje

- 𝛼-zračenje je tok jezgri helija koje emitira tvar tijekom radioaktivnog raspada ili tijekom nuklearnih reakcija;

- 𝛽-zračenje – tok elektrona ili pozitrona koji nastaje tijekom radioaktivnog raspada;

Neutronsko zračenje (Kod elastičnih međudjelovanja dolazi do uobičajene ionizacije tvari. Kod neelastičnih međudjelovanja dolazi do sekundarnog zračenja koje se može sastojati i od nabijenih čestica i od -kvanta).

2. Elektromagnetsko zračenje

- 𝛾-zračenje je elektromagnetsko (fotonsko) zračenje koje se emitira tijekom nuklearnih transformacija ili međudjelovanja čestica;

X-zračenje - javlja se u okolini koja okružuje izvor zračenja, u X-zrakama.

AI karakteristike: energija (MeV); brzina (km/s); kilometraža (u zraku, u živom tkivu); ionizacijska sposobnost (parovi iona po 1 cm puta u zraku).

α-zračenje ima najmanju ionizirajuću sposobnost.

Nabijene čestice dovode do izravne, snažne ionizacije.

Aktivnost (A) radioaktivne tvari je broj spontanih nuklearnih transformacija (dN) u toj tvari u kratkom vremenskom razdoblju (dt):

1 Bq (bekerel) jednak je jednoj nuklearnoj transformaciji u sekundi.

52. Ionizirajuće zračenje. Doze ionizirajućeg zračenja i njihove mjerne jedinice.

Ionizirajuće zračenje (IR) je zračenje čija interakcija s okolinom dovodi do stvaranja naboja suprotnih predznaka. Ionizirajuće zračenje nastaje tijekom radioaktivnog raspada, nuklearnih transformacija, kao i tijekom međudjelovanja nabijenih čestica, neutrona, fotonskog (elektromagnetskog) zračenja s materijom.

Doza zračenja– količina koja se koristi za procjenu izloženosti ionizirajućem zračenju.

Doza izloženosti(karakterizira izvor zračenja ionizacijskim učinkom):

Doza izloženosti na radnom mjestu pri radu s radioaktivnim tvarima:

gdje je A aktivnost izvora [mCi], K gama konstanta izotopa [Rcm2/(hmCi)], t vrijeme ozračivanja, r udaljenost od izvora do radnog mjesta [cm].

Brzina doze(intenzitet zračenja) – prirast odgovarajuće doze pod utjecajem danog zračenja po jedinici. vrijeme.

Brzina doze izloženosti [rh -1].

Apsorbirana doza pokazuje koliko je energije AI apsorbirao po jedinici. masa ozračene tvari:

D apsorbirati. = D eksp. K 1

gdje je K 1 koeficijent koji uzima u obzir vrstu tvari koja se ozračuje

Apsorpcija doza, Gray, [J/kg]=1 Gray

Ekvivalentna doza karakterističan za kroničnu izloženost zračenju proizvoljnog sastava

N = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.

Q – bezdimenzionalni koeficijent vaganja za određenu vrstu zračenja. Za X-zrake i -zračenje Q=1, za alfa, beta čestice i neutrone Q=20.

Efektivna ekvivalentna doza osjetljivost se razlikuje. organa i tkiva na zračenje.

Zračenje neživih predmeta – Apsorpcija. doza

Zračenje živih objekata - Ekviv. doza

53. Djelovanje ionizirajućeg zračenja(AI) na tijelu. Vanjsko i unutarnje zračenje.

Biološki učinak AI temelji se na ionizaciji živog tkiva, što dovodi do kidanja molekularnih veza i promjene kemijske strukture raznih spojeva, što dovodi do promjena u DNA stanica i njihove kasnije smrti.

Poremećaj vitalnih procesa tijela izražava se u takvim poremećajima kao što su

Inhibicija funkcija hematopoetskih organa,

Poremećaj normalnog zgrušavanja krvi i povećana krhkost krvnih žila,

Poremećaji gastrointestinalnog trakta,

Smanjena otpornost na infekcije,

Iscrpljenost tijela.

Vanjska izloženost nastaje kada je izvor zračenja izvan ljudskog tijela i nema načina da uđe unutra.

Unutarnja izloženost podrijetlo kada je izvor AI unutar osobe; ujedno i unutarnji zračenje je opasno i zbog blizine izvora zračenja organima i tkivima.

Učinci praga (H > 0,1 Sv/godina) ovise o dozi zračenja, javljaju se kod doza zračenja tijekom života

Radijacijska bolest je bolest koju karakteriziraju simptomi koji se javljaju pri izlaganju AI, poput smanjenog hematopoetskog kapaciteta, gastrointestinalnih smetnji i smanjenog imuniteta.

Stupanj radijacijske bolesti ovisi o dozi zračenja. Najteži je 4. stupanj, koji se javlja pri izlaganju AI s dozom većom od 10 Graya. Kronične radijacijske ozljede obično su uzrokovane unutarnjim zračenjem.

Učinci bez praga (stahastički) pojavljuju se pri dozama H<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.

Stohastički učinci uključuju:

Somatske promjene

Imunološke promjene

Genetske promjene

Načelo racioniranja – tj. ne prelazeći dopuštene granice individual. Doze zračenja iz svih izvora AI.

Načelo opravdanja – tj. zabrana svih vrsta aktivnosti koje koriste izvore umjetne inteligencije, u kojima dobivene koristi za ljude i društvo ne premašuju rizik moguće štete uzrokovane uz prirodno zračenje. činjenica.

Princip optimizacije – održavanje na najnižoj mogućoj i ostvarivoj razini, uzimajući u obzir ekonomičnost. i društvenog individualni faktori doze zračenja i broj izloženih osoba pri korištenju IC izvora.

SanPiN 2.6.1.2523-09 "Sigurnosni standardi radijacije".

U skladu s ovim dokumentom, dodjeljuju se 3 grama. osobe:

gr.A - to su lica, nevažna. rad s umjetnim izvorima umjetne inteligencije

gr .B - to su osobe čiji su uvjeti rada u neposrednoj blizini. povjetarac iz AI izvora, ali rade. podatke o osobama koje nisu u srodstvu nije povezan s izvorom.

gr .U – ovo je ostalo stanovništvo, uklj. osobe gr. A i B su izvan svojih proizvodnih aktivnosti.

Glavna granica oralne doze. prema efektivnoj dozi:

Za osobe skupine A: 20mSv godišnje u sri. za sekvencijalno 5 godina, ali ne više od 50 mSv u godini.

Za osobe skupine B: 1mSv godišnje u sri. za sekvencijalno 5 godina, ali ne više od 5 mSv u godini.

Za osobe skupine B: ne smije prelaziti ¼ vrijednosti za osoblje skupine A.

U slučaju izvanrednog stanja uzrokovanog radijacijskom nesrećom, postoji tzv vršna povećana izloženost, kat. dopušteno je samo u slučajevima kada nije moguće poduzeti mjere za sprječavanje oštećenja tijela.

Primjena takvih doza može opravdano samo spašavanjem života i sprječavanjem nesreća, dodatno samo za muškarce starije od 30 godina uz dobrovoljni pismeni ugovor.

M/s zaštite od AI:

Broj zaštite

Vremenska zaštita

Zaštitna udaljenost

Zoniranje

Daljinski upravljač

Zaštita

Za zaštitu odγ -radijacija: metalik zasloni izrađeni s visokom atomskom težinom (W, Fe), kao i od betona i lijevanog željeza.

Za zaštitu od β-zračenja: koristite materijale niske atomske mase (aluminij, pleksiglas).

Za zaštitu od alfa zračenja: koristite metale koji sadrže H2 (voda, parafin, itd.)

Debljina ekrana K=Po/Rdop, Po – snaga. doza mjerena u rad. mjesto; Rdop je najveća dopuštena doza.

Zoniranje – podjela teritorija na 3 zone: 1) sklonište; 2) objekti i prostorije u kojima ljudi mogu živjeti; 3) DC zona boravak ljudi.

Dozimetrijski nadzor na temelju korištenja sljedećeg. metode: 1. Ionizacijske 2. Fonografske 3. Kemijske 4. Kalorimetrijske 5. Scintilacijske.

Osnovni instrumenti , koristi se za dozimetriju. kontrolirati:

Mjerač X-zraka (za mjerenje jake doze izloženosti)

Radiometar (za mjerenje gustoće AI toka)

Pojedinac. dozimetri (za mjerenje ekspozicije ili apsorbirane doze).

U ljudskom svakodnevnom životu ionizirajuće zračenje stalno se pojavljuje. Ne osjećamo ih, ali ne možemo poreći njihov utjecaj na živu i neživu prirodu. Nedavno su ih ljudi naučili koristiti i za dobro i kao oružje za masovno uništenje. Kada se pravilno koriste, ova zračenja mogu promijeniti živote čovječanstva na bolje.

Vrste ionizirajućeg zračenja

Da biste razumjeli osobitosti utjecaja na žive i nežive organizme, morate saznati što su. Također je važno poznavati njihovu prirodu.

Ionizirajuće zračenje je poseban val koji može prodrijeti u tvari i tkiva, uzrokujući ionizaciju atoma. Postoji nekoliko njegovih vrsta: alfa zračenje, beta zračenje, gama zračenje. Svi imaju različite naboje i sposobnosti djelovanja na žive organizme.

Alfa zračenje je najnabijenije od svih vrsta. Ima ogromnu energiju, sposobnu čak iu malim dozama izazvati radijacijsku bolest. Ali s izravnim zračenjem prodire samo u gornje slojeve ljudske kože. Čak i tanki list papira štiti od alfa zraka. Istodobno, ulaskom u tijelo hranom ili udisanjem, izvori ovog zračenja vrlo brzo postaju uzrok smrti.

Beta zrake nose nešto manji naboj. Oni mogu prodrijeti duboko u tijelo. Uz produljeno izlaganje uzrokuju smrt ljudi. Manje doze uzrokuju promjene u strukturi stanica. Tanki lim aluminija može poslužiti kao zaštita. Zračenje iz unutrašnjosti tijela također je smrtonosno.

Gama zračenje se smatra najopasnijim. Prodire kroz tijelo. U velikim dozama uzrokuje radijacijske opekline, radijacijsku bolest i smrt. Jedina zaštita od njega može biti olovo i debeli sloj betona.

Posebna vrsta gama zračenja su rendgenske zrake koje nastaju u rendgenskoj cijevi.

Povijest istraživanja

Svijet je prvi put saznao za ionizirajuće zračenje 28. prosinca 1895. godine. Na današnji je dan Wilhelm C. Roentgen objavio da je otkrio posebnu vrstu zraka koje mogu prolaziti kroz različite materijale i ljudsko tijelo. Od tog trenutka mnogi liječnici i znanstvenici počeli su se aktivno baviti ovim fenomenom.

Dugo vremena nitko nije znao za njegov učinak na ljudsko tijelo. Stoga u povijesti postoji mnogo slučajeva smrti od prekomjernog zračenja.

Curijevi su detaljno proučavali izvore i svojstva ionizirajućeg zračenja. To je omogućilo njegovo korištenje uz maksimalnu korist, izbjegavajući negativne posljedice.

Prirodni i umjetni izvori zračenja

Priroda je stvorila različite izvore ionizirajućeg zračenja. Prije svega, to je zračenje sunčevih zraka i prostora. Najveći dio apsorbira ozonska kugla koja se nalazi visoko iznad našeg planeta. Ali neki od njih stižu do površine Zemlje.

Na samoj Zemlji, odnosno u njenim dubinama, postoje neke tvari koje proizvode zračenje. Među njima su izotopi urana, stroncija, radona, cezija i drugi.

Umjetne izvore ionizirajućeg zračenja stvorio je čovjek za razna istraživanja i proizvodnju. Istodobno, snaga zračenja može biti nekoliko puta veća od prirodnih pokazatelja.

Čak iu uvjetima zaštite i poštivanja sigurnosnih mjera, ljudi primaju doze zračenja opasne za njihovo zdravlje.

Mjerne jedinice i doze

Ionizirajuće zračenje obično se povezuje s njegovom interakcijom s ljudskim tijelom. Stoga su sve mjerne jedinice na ovaj ili onaj način povezane sa sposobnošću osobe da apsorbira i akumulira energiju ionizacije.

U SI sustavu doze ionizirajućeg zračenja mjere se u jedinici koja se naziva gray (Gy). Pokazuje količinu energije po jedinici ozračene tvari. Jedan Gy jednak je jednom J/kg. Ali radi praktičnosti, češće se koristi jedinica bez sustava rad. Jednaka je 100 Gy.

Pozadinsko zračenje u tom području mjeri se dozama izloženosti. Jedna doza jednaka je C/kg. Ova jedinica se koristi u SI sustavu. Izvansistemska jedinica koja mu odgovara naziva se rendgen (R). Da biste primili apsorbiranu dozu od 1 rad, morate biti izloženi dozi izloženosti od oko 1 R.

Budući da različite vrste ionizirajućeg zračenja imaju različite razine energije, njihovo se mjerenje obično uspoređuje s biološkim učincima. U SI sustavu jedinica takvog ekvivalenta je sivert (Sv). Njegov izvansustavski analog je rem.

Što je zračenje jače i duže, što više energije apsorbira tijelo, to je njegov utjecaj opasniji. Da bi se utvrdilo dopušteno vrijeme boravka osobe u radijacijskom zagađenju, koriste se posebni uređaji - dozimetri koji mjere ionizirajuće zračenje. To uključuje i pojedinačne uređaje i velike industrijske instalacije.

Učinak na tijelo

Suprotno uvriježenom mišljenju, svako ionizirajuće zračenje nije uvijek opasno i smrtonosno. To se može vidjeti na primjeru ultraljubičastih zraka. U malim dozama potiču stvaranje vitamina D u ljudskom tijelu, regeneraciju stanica i povećanje pigmenta melanina, što daje lijepu preplanulost. Ali dugotrajno izlaganje zračenju uzrokuje ozbiljne opekline i može izazvati rak kože.

Posljednjih godina aktivno se proučavaju učinci ionizirajućeg zračenja na ljudski organizam i njegova praktična primjena.

U malim dozama zračenje ne uzrokuje nikakvu štetu organizmu. Do 200 milirendgena može smanjiti broj bijelih krvnih stanica. Simptomi takve izloženosti bit će mučnina i vrtoglavica. Oko 10% ljudi umre nakon što su primili ovu dozu.

Velike doze uzrokuju probavne smetnje, gubitak kose, opekline kože, promjene u staničnoj strukturi tijela, razvoj stanica raka i smrt.

Radijacijska bolest

Dugotrajna izloženost ionizirajućem zračenju na tijelu i primanje velike doze zračenja mogu izazvati radijacijsku bolest. Više od polovice slučajeva ove bolesti dovodi do smrti. Ostali postaju uzrok niza genetskih i somatskih bolesti.

Na genetskoj razini dolazi do mutacija u zametnim stanicama. Njihove promjene postaju očite u sljedećim generacijama.

Somatske bolesti izražene su karcinogenezom, nepovratnim promjenama u različitim organima. Liječenje ovih bolesti je dugo i prilično teško.

Liječenje radijacijskih ozljeda

Kao posljedica patogenog djelovanja zračenja na organizam dolazi do raznih oštećenja ljudskih organa. Ovisno o dozi zračenja provode se različite metode terapije.

Prije svega, pacijent se stavlja u sterilnu sobu kako bi se izbjegla mogućnost infekcije izloženih područja kože. Zatim se provode posebni postupci koji olakšavaju brzo uklanjanje radionuklida iz tijela.

Ako su lezije ozbiljne, može biti potrebna transplantacija koštane srži. Od zračenja, on gubi sposobnost reprodukcije crvenih krvnih stanica.

Ali u većini slučajeva liječenje blagih lezija svodi se na anesteziju zahvaćenih područja i poticanje regeneracije stanica. Velika pažnja posvećuje se rehabilitaciji.

Utjecaj ionizirajućeg zračenja na starenje i rak

U vezi s utjecajem ionizirajućih zraka na ljudski organizam, znanstvenici su proveli različite pokuse koji dokazuju ovisnost procesa starenja i karcinogeneze o dozi zračenja.

Skupine staničnih kultura bile su izložene zračenju u laboratorijskim uvjetima. Kao rezultat, bilo je moguće dokazati da čak i malo zračenje ubrzava starenje stanica. Štoviše, što je kultura starija, to je podložnija ovom procesu.

Dugotrajno zračenje dovodi do smrti stanica ili abnormalne i brze diobe i rasta. Ova činjenica ukazuje na kancerogeno djelovanje ionizirajućeg zračenja na ljudski organizam.

U isto vrijeme, utjecaj valova na zahvaćene stanice raka doveo je do njihove potpune smrti ili zaustavljanja procesa njihove diobe. Ovo otkriće pomoglo je u razvoju metode za liječenje tumora raka kod ljudi.

Praktična primjena zračenja

Zračenje se prvi put počelo koristiti u medicinskoj praksi. Pomoću X-zraka liječnici su uspjeli pogledati u unutrašnjost ljudskog tijela. U isto vrijeme, praktički mu nije učinjena nikakva šteta.

Tada su počeli liječiti rak uz pomoć zračenja. U većini slučajeva ova metoda ima pozitivan učinak, unatoč činjenici da je cijelo tijelo izloženo jakom zračenju, što za sobom povlači niz simptoma radijacijske bolesti.

Osim u medicini, ionizirajuće zrake koriste se iu drugim industrijama. Geodeti koji koriste zračenje mogu proučavati strukturne značajke zemljine kore u njenim pojedinačnim područjima.

Čovječanstvo je naučilo koristiti sposobnost nekih fosila da oslobađaju velike količine energije za vlastite potrebe.

Nuklearna elektrana

Budućnost cjelokupnog stanovništva Zemlje leži u atomskoj energiji. Nuklearne elektrane su izvori relativno jeftine električne energije. Takve elektrane su uz ispravan rad puno sigurnije od termoelektrana i hidroelektrana. Nuklearne elektrane proizvode puno manje onečišćenja okoliša kako viškom topline tako i proizvodnim otpadom.

Istodobno su znanstvenici razvili oružje za masovno uništenje temeljeno na atomskoj energiji. U ovom trenutku na planeti ima toliko atomskih bombi da bi lansiranje malog broja njih moglo izazvati nuklearnu zimu, uslijed koje će umrijeti gotovo svi živi organizmi koji ga nastanjuju.

Sredstva i metode zaštite

Korištenje zračenja u svakodnevnom životu zahtijeva ozbiljne mjere opreza. Zaštita od ionizirajućeg zračenja dijeli se na četiri vrste: vremenska, udaljena, količinska i zaštita izvora.

Čak iu okruženju s jakim pozadinskim zračenjem, osoba može ostati neko vrijeme bez štete po svoje zdravlje. Upravo taj trenutak određuje zaštitu vremena.

Što je veća udaljenost od izvora zračenja, manja je doza apsorbirane energije. Stoga biste trebali izbjegavati bliski kontakt s mjestima gdje postoji ionizirajuće zračenje. To će vas zajamčeno zaštititi od neželjenih posljedica.

Ako je moguće koristiti izvore s minimalnim zračenjem, prednost im se daje prvima. Ovo je obrana u brojkama.

Zaštita znači stvaranje barijera kroz koje štetne zrake ne prodiru. Primjer za to su olovni zasloni u sobama za rendgen.

Zaštita kućanstva

Ako se proglasi radijacijska katastrofa, odmah zatvorite sve prozore i vrata i pokušajte se opskrbiti vodom iz zatvorenih izvora. Hrana bi trebala biti samo konzervirana. Kada se krećete otvorenim prostorima, pokrijte tijelo što je više moguće odjećom, a lice respiratorom ili mokrom gazom. Pokušajte ne unositi vanjsku odjeću i cipele u kuću.

Također je potrebno pripremiti se za moguću evakuaciju: prikupiti dokumente, zalihu odjeće, vode i hrane za 2-3 dana.

Ionizirajuće zračenje kao okolišni čimbenik

Na planeti Zemlji postoji dosta područja zagađenih radijacijom. Razlog tome su i prirodni procesi i katastrofe izazvane čovjekom. Najpoznatije od njih su černobilska nesreća i atomske bombe iznad gradova Hirošime i Nagasakija.

Osoba ne može biti na takvim mjestima bez štete za vlastito zdravlje. Istodobno, nije uvijek moguće unaprijed saznati o kontaminaciji zračenjem. Ponekad čak i nekritično pozadinsko zračenje može uzrokovati katastrofu.

Razlog tome je sposobnost živih organizama da apsorbiraju i akumuliraju zračenje. Pritom se i sami pretvaraju u izvore ionizirajućeg zračenja. Poznati “mračni” vicevi o černobilskim gljivama temelje se upravo na ovom svojstvu.

U takvim slučajevima zaštita od ionizirajućeg zračenja svodi se na to da svi proizvodi široke potrošnje podliježu temeljitom radiološkom pregledu. U isto vrijeme, na spontanim tržištima uvijek postoji prilika za kupnju poznatih "černobilskih gljiva". Stoga se trebate suzdržati od kupnje od neprovjerenih prodavača.

Ljudsko tijelo ima tendenciju nakupljanja opasnih tvari, što dovodi do postupnog trovanja iznutra. Ne zna se točno kada će se djelovanje ovih otrova osjetiti: za koji dan, godinu ili generaciju.

Kretanje po članku:

Zračenje i vrste radioaktivnog zračenja, sastav radioaktivnog (ionizirajućeg) zračenja i njegove glavne karakteristike. Djelovanje zračenja na materiju.

Što je zračenje

Prvo, definirajmo što je zračenje:

U procesu raspada tvari ili njezine sinteze oslobađaju se elementi atoma (protoni, neutroni, elektroni, fotoni), inače možemo reći dolazi do zračenja ovi elementi. Takvo zračenje naziva se - Ionizirana radiacija ili što je uobičajenije radioaktivno zračenje, ili još jednostavnije radijacija . Ionizirajuće zračenje također uključuje x-zrake i gama zračenje.

Radijacija je proces emisije nabijenih elementarnih čestica iz tvari, u obliku elektrona, protona, neutrona, atoma helija ili fotona i miona. Vrsta zračenja ovisi o tome koji se element emitira.

Ionizacija je proces stvaranja pozitivno ili negativno nabijenih iona ili slobodnih elektrona iz neutralno nabijenih atoma ili molekula.

Radioaktivno (ionizirajuće) zračenje može se podijeliti u nekoliko vrsta, ovisno o vrsti elemenata od kojih se sastoji. Različite vrste zračenja uzrokovane su različitim mikročesticama i stoga imaju različito energetsko djelovanje na tvar, različite sposobnosti prodiranja kroz nju i, posljedično, različito biološko djelovanje zračenja.

Alfa, beta i neutronsko zračenje- To su zračenja koja se sastoje od raznih čestica atoma.

Gama i X-zrake je emisija energije.

Alfa zračenje

• emitirano: dva protona i dva neutrona
• sposobnost prodora: nizak
• zračenje iz izvora: do 10 cm
• brzina emisije: 20 000 km/s
• ionizacija: 30 000 ionskih parova po 1 cm puta
• visoka

Alfa (α) zračenje nastaje tijekom raspada nestabilnog izotopi elementi.

Alfa zračenje- to je zračenje teških, pozitivno nabijenih alfa čestica, koje su jezgre atoma helija (dva neutrona i dva protona). Alfa čestice se emitiraju tijekom raspada složenijih jezgri, na primjer, tijekom raspada atoma urana, radija i torija.

Alfa čestice imaju veliku masu i emitiraju se relativno malom brzinom od prosječno 20 tisuća km/s, što je otprilike 15 puta manje od brzine svjetlosti. Budući da su alfa čestice vrlo teške, u kontaktu s nekom tvari, čestice se sudaraju s molekulama te tvari, počinju s njima djelovati, gubeći svoju energiju, pa stoga sposobnost prodiranja ovih čestica nije velika pa čak i obična ploča papir ih može zadržati.

Međutim, alfa čestice nose puno energije i u interakciji s materijom uzrokuju značajnu ionizaciju. A u stanicama živog organizma, osim ionizacije, alfa zračenje razara tkivo, što dovodi do raznih oštećenja živih stanica.

Od svih vrsta zračenja, alfa zračenje ima najmanju prodornu sposobnost, ali su posljedice ozračivanja živih tkiva ovom vrstom zračenja najteže i značajnije u odnosu na druge vrste zračenja.

Do izlaganja alfa zračenju može doći kada radioaktivni elementi uđu u tijelo, na primjer kroz zrak, vodu ili hranu, ili kroz posjekotine ili rane. Jednom kada uđu u tijelo, ti se radioaktivni elementi krvotokom prenose po cijelom tijelu, nakupljaju se u tkivima i organima, vršeći na njih snažan energetski učinak. Budući da neke vrste radioaktivnih izotopa koji emitiraju alfa zračenje imaju dug životni vijek, kada uđu u tijelo mogu uzrokovati ozbiljne promjene u stanicama te dovesti do degeneracije tkiva i mutacija.

Radioaktivni izotopi zapravo se sami ne eliminiraju iz tijela, pa će nakon što dospiju u tijelo dugo godina ozračivati ​​tkiva iznutra dok ne dovedu do ozbiljnih promjena. Ljudsko tijelo nije u stanju neutralizirati, obraditi, asimilirati ili iskoristiti većinu radioaktivnih izotopa koji uđu u tijelo.

Neutronsko zračenje

• emitirano: neutroni
• sposobnost prodora: visoka
• zračenje iz izvora: kilometara
• brzina emisije: 40 000 km/s
• ionizacija: od 3000 do 5000 ionskih parova po 1 cm puta
• biološki učinci zračenja: visoka

Neutronsko zračenje- ovo je zračenje uzrokovano čovjekom koje nastaje u raznim nuklearnim reaktorima i tijekom atomskih eksplozija. Također, neutronsko zračenje emitiraju zvijezde u kojima se odvijaju aktivne termonuklearne reakcije.

Bez naboja, neutronsko zračenje koje se sudara s materijom slabo stupa u interakciju s elementima atoma na atomskoj razini, pa stoga ima veliku moć prodora. Neutronsko zračenje možete zaustaviti pomoću materijala s visokim sadržajem vodika, na primjer, posude s vodom. Također, neutronsko zračenje ne prodire dobro kroz polietilen.

Neutronsko zračenje, prolazeći kroz biološka tkiva, uzrokuje ozbiljna oštećenja stanica, budući da ima značajnu masu i veću brzinu od alfa zračenja.

Beta zračenje

• emitirano: elektrona ili pozitrona
• sposobnost prodora: prosjek
• zračenje iz izvora: do 20 m
• brzina emisije: 300 000 km/s
• ionizacija: od 40 do 150 ionskih parova po 1 cm puta
• biološki učinci zračenja: prosjek

Beta (β) zračenje nastaje kada jedan element prelazi u drugi, dok se procesi odvijaju u samoj jezgri atoma tvari uz promjenu svojstava protona i neutrona.

Kod beta zračenja neutron se pretvara u proton ili proton u neutron tijekom te transformacije emitira se elektron ili pozitron (antičestica elektrona), ovisno o vrsti transformacije. Brzina emitiranih elemenata približava se brzini svjetlosti i približno je jednaka 300 000 km/s. Elementi emitirani tijekom ovog procesa nazivaju se beta čestice.

Uz početnu veliku brzinu zračenja i male veličine emitiranih elemenata, beta zračenje ima veću sposobnost prodora od alfa zračenja, ali ima stotine puta manju sposobnost ioniziranja tvari u usporedbi s alfa zračenjem.

Beta zračenje lako prodire kroz odjeću i djelomično kroz živo tkivo, ali kada prolazi kroz gušće strukture materije, na primjer, kroz metal, počinje s njim intenzivnije djelovati i gubi većinu svoje energije, prenoseći je na elemente tvari . Lim od nekoliko milimetara može potpuno zaustaviti beta zračenje.

Ako alfa zračenje predstavlja opasnost samo u izravnom kontaktu s radioaktivnim izotopom, onda beta zračenje, ovisno o svom intenzitetu, već na udaljenosti od nekoliko desetaka metara od izvora zračenja može znatno štetiti živom organizmu.

Ako radioaktivni izotop koji emitira beta zračenje uđe u živi organizam, nakuplja se u tkivima i organima, energetski djeluje na njih, dovodi do promjena u strukturi tkiva i s vremenom uzrokuje značajna oštećenja.

Neki radioaktivni izotopi s beta zračenjem imaju dugo razdoblje raspada, odnosno kad uđu u tijelo, ozračivat će ga godinama dok ne dovedu do degeneracije tkiva i posljedično raka.

Gama zračenje

• emitirano: energija u obliku fotona
• sposobnost prodora: visoka
• zračenje iz izvora: do stotina metara
• brzina emisije: 300 000 km/s
• ionizacija:
• biološki učinci zračenja: nizak

Gama (γ) zračenje je energetsko elektromagnetsko zračenje u obliku fotona.

Gama zračenje prati proces raspadanja atoma tvari i manifestira se u obliku emitirane elektromagnetske energije u obliku fotona, koji se oslobađaju pri promjeni energetskog stanja atomske jezgre. Gama zrake se emitiraju iz jezgre brzinom svjetlosti.

Kada dođe do radioaktivnog raspada atoma, iz jedne tvari nastaju druge tvari. Atom novonastalih tvari nalazi se u energetski nestabilnom (pobuđenom) stanju. Utječući jedni na druge, neutroni i protoni u jezgri dolaze u stanje u kojem su sile međudjelovanja uravnotežene, a višak energije emitira atom u obliku gama zračenja

Gama zračenje ima veliku prodornu sposobnost i lako prodire kroz odjeću, živo tkivo, a nešto teže kroz guste strukture tvari poput metala. Za zaustavljanje gama zračenja bit će potrebna značajna debljina čelika ili betona. Ali u isto vrijeme gama zračenje ima stotinu puta slabiji učinak na materiju od beta zračenja i desetke tisuća puta slabije od alfa zračenja.

Glavna opasnost od gama zračenja je njegova sposobnost da prijeđe značajne udaljenosti i utječe na žive organizme nekoliko stotina metara od izvora gama zračenja.

X-zračenje

• emitirano: energija u obliku fotona
• sposobnost prodora: visoka
• zračenje iz izvora: do stotina metara
• brzina emisije: 300 000 km/s
• ionizacija: od 3 do 5 pari iona po 1 cm puta
• biološki učinci zračenja: nizak

X-zračenje- ovo je energetsko elektromagnetsko zračenje u obliku fotona koje nastaje kada se elektron unutar atoma kreće iz jedne orbite u drugu.

Rendgensko zračenje slično je učinku gama zračenju, ali ima manju prodornu moć jer ima dužu valnu duljinu.

Uvidom u različite vrste radioaktivnog zračenja jasno je da pojam zračenja uključuje potpuno različite vrste zračenja koja imaju različite učinke na materiju i živa tkiva, od izravnog bombardiranja elementarnim česticama (alfa, beta i neutronsko zračenje) do energetskih učinaka. u obliku lijeka gama i x-zrakama.

Svako od spomenutih zračenja je opasno!

Usporedna tablica sa karakteristikama različitih vrsta zračenja

Kao što je vidljivo iz tablice, ovisno o vrsti zračenja, zračenje istog intenziteta, npr. 0,1 rendgen, različito će razorno djelovati na stanice živog organizma. Kako bi se ta razlika uzela u obzir, uveden je koeficijent k koji odražava stupanj izloženosti živih bića radioaktivnom zračenju.

Što je veći "k koeficijent", to je opasniji učinak određene vrste zračenja na tkiva živog organizma.

Video: