Radiația ionizantă (în continuare - AI) este radiația a cărei interacțiune cu materia duce la ionizarea atomilor și moleculelor, adică. această interacțiune duce la excitarea atomului și la detașarea electronilor individuali (particule încărcate negativ) de cojile atomice. Drept urmare, lipsit de unul sau mai mulți electroni, atomul se transformă într-un ion încărcat pozitiv - are loc ionizarea primară. AI include radiații electromagnetice (radiații gamma) și fluxuri de particule încărcate și neutre - radiații corpusculare (radiații alfa, radiații beta și radiații neutronice).

Radiația alfa   se referă la radiațiile corpusculare. Acesta este un flux de a-particule grele încărcate pozitiv (nuclee de atomi de heliu), rezultate din degradarea atomilor de elemente grele, cum ar fi uraniu, radiu și toriu. Deoarece particulele sunt grele, gama de particule alfa dintr-o substanță (adică calea pe care se ionizează) se dovedește a fi foarte scurtă: sutimi de milimetru în medii biologice, 2,5-8 cm în aer. Astfel, o foaie normală de hârtie sau un strat extern de piele moartă este capabilă să prindă aceste particule.

Cu toate acestea, materialele care emit alfa sunt de lungă durată. Ca urmare a intrării unor astfel de substanțe în organism cu alimente, aer sau prin răni, acestea sunt transportate prin corp de un flux de sânge, depuse în organele responsabile de metabolism și de protecția corpului (de exemplu, splina sau ganglionii limfatici), provocând astfel iradierea internă a corpului . Pericolul unei astfel de expuneri interne la corp este mare, deoarece aceste particule alfa creează un număr foarte mare de ioni (până la câteva mii de perechi de ioni pe o cale de 1 micron în țesuturi). La rândul său, ionizarea determină o serie de caracteristici ale reacțiilor chimice care apar într-o substanță, în special, în țesutul viu (formarea de agenți oxidanti puternici, hidrogen și oxigen liber etc.).

Radiația beta (raze beta sau flux de particule beta) se referă, de asemenea, la tipul de radiații corpusculare. Acesta este un flux de electroni (β - radiație sau, cel mai adesea, doar radiație β) sau pozitroni (β + radiație) emise în timpul degradării beta radioactive a nucleelor \u200b\u200banumitor atomi. Electronii sau pozitronii sunt formați în nucleu atunci când un neutron este transformat într-un proton sau, respectiv, un proton într-un neutron.

Electronii sunt mult mai mici decât particulele alfa și pot pătrunde adânc în materie (corp) cu 10-15 centimetri (vezi în sutimi de milimetru într-o particulă). Când trece prin materie, radiația beta interacționează cu electronii și nucleii atomilor săi, cheltuindu-și energia în acest sens și încetinind până se oprește complet. Datorită acestor proprietăți, este suficient să existe un ecran organic de sticlă cu grosime corespunzătoare pentru a proteja împotriva radiațiilor beta. Utilizarea radiației beta în medicină pentru radioterapia de suprafață, interstițială și intracavitară se bazează pe aceleași proprietăți.

Radiația neutronică   - Un alt tip de radiație corpusculară. Radiația neutronică este un flux de neutroni (particule elementare care nu au o sarcină electrică). Neutronii nu au efect ionizant, dar un efect ionizant foarte important apare datorită împrăștierii elastice și inelastice pe nucleele unei substanțe.

Substanțele iradiate cu neutroni pot dobândi proprietăți radioactive, adică primesc așa-numita radioactivitate indusă. Radiația neutronică este generată în timpul funcționării acceleratoarelor de particule, în reactoarele nucleare, instalațiile industriale și de laborator, în timpul exploziilor nucleare, etc. Cele mai bune pentru protejarea împotriva radiațiilor neutronice sunt materialele care conțin hidrogen.

Radiația gamma și radiațiile X   se raportează la radiațiile electromagnetice.

Diferența fundamentală între aceste două tipuri de radiații constă în mecanismul apariției lor. Radiația cu raze X este de origine extra-nucleară, radiația gamma este un produs de descompunere a nucleelor.

Radiația cu raze X, descoperită în 1895 de către fizicianul radiografie. Aceasta este radiația invizibilă, capabilă să pătrundă, deși în diferite grade, în toate substanțele. Este o radiație electromagnetică cu o lungime de undă de ordinul de la - de la 10 la 12 la 10 la 7. Sursa razelor X este un tub cu raze X, unii radionuclizi (de exemplu, emițători beta), acceleratoare și stocare de electroni (radiații de sincrotron).

În tubul cu raze X există doi electrozi - catodul și anodul (respectiv electrozii negativi și, respectiv, pozitivi). Când se încălzește catodul, are loc emisia de electroni (fenomenul emisiilor de electroni de suprafața unui solid sau lichid). Electronii emiși de la catod sunt accelerați de un câmp electric și lovesc suprafața anodului, unde suferă o frânare accentuată, rezultând radiații cu raze X. La fel ca lumina vizibilă, radiațiile cu raze X provoacă înnegrirea filmului. Aceasta este una dintre proprietățile sale, de bază pentru medicament - faptul că este radiație penetrantă și, în consecință, pacientul poate fi văzut prin ajutorul său și țesuturile cu densități diferite absorb razele X în moduri diferite - atunci putem diagnostica în cel mai timpuriu stadiu mai multe tipuri de boli ale organelor interne.

Radiația gamă are o origine intranucleară. Se produce în timpul degradării nucleelor \u200b\u200bradioactive, tranziția nucleelor \u200b\u200bde la o stare excitată la starea solului, în interacțiunea particulelor încărcate rapid cu materia, anihilarea perechilor electron-pozitron etc.

Pătrunderea ridicată a radiației gamma se explică prin lungimea de undă scurtă. Pentru atenuarea fluxului de radiații gamma, se folosesc substanțe care diferă într-un număr semnificativ de masă (plumb, tungsten, uraniu etc.) și tot felul de compuși de înaltă densitate (diverse beton cu umpluturi metalice).

Radiația radioactivă (sau radiația ionizantă) este energia care este eliberată de atomi sub formă de particule sau unde de natură electromagnetică. O persoană este expusă unui astfel de impact atât prin surse naturale, cât și de către om.

Proprietățile utile ale radiațiilor au permis utilizarea sa cu succes în industrie, medicină, experimente și cercetări științifice, agricultură și alte domenii. Cu toate acestea, odată cu răspândirea aplicării acestui fenomen, a apărut o amenințare la adresa sănătății umane. O mică doză de radiații poate crește riscul bolilor grave.

Diferența dintre radiație și radioactivitate

Radiația, în sens larg, înseamnă radiație, adică propagarea energiei sub formă de unde sau particule. Radiația radioactivă se împarte în trei tipuri:

• radiația alfa - un flux de nuclee de heliu-4;
• radiația beta - un flux de electroni;
• radiația gamma - un flux de fotoni cu energie mare.

Caracteristica radiațiilor radioactive se bazează pe energia lor, proprietățile de transmisie și forma particulelor emise.

Radiația alfa, care este un flux de corpusculi cu o încărcare pozitivă, poate fi întârziată de un strat de aer sau de haine. Această specie practic nu pătrunde în piele, dar atunci când intră în corp, de exemplu, prin tăieturi, este foarte periculoasă și afectează în mod negativ organele interne.

Radiația beta are mai multă energie - electronii se mișcă cu viteză mare, iar dimensiunea lor este mică. Prin urmare, acest tip de radiații pătrunde prin haine subțiri și piele adânc în țesut. Radiația beta poate fi protejată cu o foaie de aluminiu de câțiva milimetri sau o placă de lemn groasă.

Radiația gamma este o radiație cu energie mare, de natură electromagnetică, care are o puternică putere de penetrare. Pentru a vă proteja împotriva acestuia, trebuie să utilizați un strat gros de beton sau o placă de metale grele, cum ar fi platina și plumbul.

Fenomenul radioactivității a fost descoperit în 1896. Descoperirea a fost făcută de fizicianul francez Becquerel. Radioactivitatea este capacitatea obiectelor, compușilor, elementelor de a emite un studiu ionizant, adică radiația. Motivul fenomenului este instabilitatea nucleului atomic, care eliberează energie în timpul degradării. Există trei tipuri de radioactivitate:

• natural - tipic pentru elementele grele, al căror număr de serie este mai mare de 82;
• artificial - inițiat special de reacții nucleare;
• indusă - caracteristică obiectelor care în sine devin o sursă de radiații, dacă sunt puternic iradiate.

Elementele cu radioactivitate se numesc radionuclizi. Fiecare dintre ele este caracterizat de:

• timp de înjumătățire;
• tipul de radiații emise;
• energia radiațiilor;
• și alte proprietăți.

Surse de radiație

Corpul uman este expus în mod regulat radiațiilor. Aproximativ 80% din cantitatea primită anual reprezintă raze cosmice. Aerul, apa și solul conțin 60 de elemente radioactive, care sunt surse de radiații naturale. Radonul cu gaz inert eliberat de pe pământ și roci este considerat a fi principala sursă naturală de radiații. Radionuclizii pătrund de asemenea în corpul uman cu alimente. O parte din radiațiile ionizante la care sunt expuși oamenii provin din surse antropice, variind de la generatoare de electricitate atomică și reactoare nucleare până la radiații utilizate pentru tratarea și diagnosticarea radiațiilor. Astăzi, sursele comune de radiații artificiale sunt:

• echipament medical (principala sursă antropică de radiații);
• industria radiochimică (extragerea, îmbogățirea combustibilului nuclear, prelucrarea deșeurilor nucleare și recuperarea acestora);
• radionuclizi folosiți în agricultură, industria ușoară;
• accidente la întreprinderi radiochimice, explozii nucleare, emisii de radiații
• materiale de construcție.

Expunerea la radiații prin metoda de penetrare în corp este împărțită în două tipuri: internă și externă. Aceasta din urmă este caracteristică radionuclidelor pulverizate în aer (aerosoli, praf). Ei vin în contact cu pielea sau îmbrăcămintea. În acest caz, sursele de radiație pot fi îndepărtate prin spălare. Radiația externă provoacă arsuri la nivelul mucoaselor și pielii. Cu tipul intern, radionuclidul intră în fluxul sanguin, de exemplu, prin injecție într-o venă sau prin răni și este îndepărtat prin excreție sau prin terapie. O astfel de iradiere provoacă tumori maligne.

Fundalul radioactiv depinde substanțial de locația geografică - în unele regiuni, nivelul radiațiilor poate depăși de sute de ori media.

Efectul radiațiilor asupra sănătății umane

Radiația radioactivă datorată efectului ionizant duce la formarea radicalilor liberi în corpul uman - molecule agresive chimic active care provoacă deteriorarea celulelor și moartea celulelor.

Sunt deosebit de sensibile la ele celulele tractului digestiv, sistemele de reproducere și hematopoietice. Expunerea la radiații le perturbă munca și provoacă greață, vărsături, tulburări ale scaunului și temperatură. Acționând asupra țesuturilor ochiului, poate duce la radiații de cataractă. Efectele radiațiilor ionizante includ, de asemenea, daune precum scleroza vasculară, imunitatea afectată și o încălcare a aparatului genetic.

Sistemul ereditar de transfer de date are o organizare fină. Radicalii liberi și derivații lor pot perturba structura ADN-ului - purtătorul informațiilor genetice. Acest lucru duce la mutații care afectează sănătatea generațiilor viitoare.

Natura efectului radiațiilor radioactive asupra organismului este determinată de o serie de factori:

• tipul de radiații;
• intensitatea radiației;
• caracteristicile individuale ale corpului.

Rezultatele radiațiilor pot să nu apară imediat. Uneori, efectele sale devin vizibile după o perioadă semnificativă de timp. Mai mult, o doză mare mare de radiații este mai periculoasă decât expunerea pe termen lung la doze mici.

Cantitatea absorbită de radiații este caracterizată printr-o cantitate numită Sievert (Sv).

• Radiația de fundal normală nu depășește 0,2 mSv / h, ceea ce corespunde la 20 de micro-roentgens pe oră. Când radiografiează un dinte, o persoană primește 0,1 mSv.

• Doza letală unică este 6-7 Sv.

Utilizarea radiațiilor ionizante

Radiațiile radioactive sunt utilizate pe scară largă în tehnologie, medicină, știință, industrie militară și nucleară și în alte domenii ale activității umane. Fenomenul stă la baza unor dispozitive precum detectoare de fum, generatoare de energie electrică, detectoare de gheață, ionizatoare de aer.

În medicină, radiațiile radioactive sunt utilizate în radioterapia pentru tratamentul cancerului. Radiațiile ionizante au permis crearea de produse farmaceutice radiofarmaceutice. Cu ajutorul lor, testele de diagnostic sunt efectuate. Dispozitivele pentru analiza compoziției compușilor și sterilizarea sunt aranjate pe baza radiațiilor ionizante.

Descoperirea radiațiilor radioactive a fost revoluționară fără exagerare - aplicarea acestui fenomen a adus omenirea la un nou nivel de dezvoltare. Totuși, acest lucru a provocat și o amenințare pentru mediu și sănătatea umană. În această privință, menținerea siguranței la radiații este o sarcină importantă a timpului nostru.

Se știe că sursa de radiație sunt nuclee radioactive care se pot descompune spontan. Cuvântul „radioactiv” în sine provoacă frică și respingere, în timp ce înseamnă doar instabilitatea izotopilor individuali ai diferitelor elemente. Rețineți că nucleele radioactive naturale au existat întotdeauna, înainte și după apariția energiei nucleare. Orice lucru, orice obiect material printre cei care ne înconjoară conține o anumită proporție de radionuclizi (care nu au nicio legătură cu industria nucleară) care pot descompune și emite radiații ionizante - radiația notorie. S-a stabilit că în perioadele geologice anterioare, fondul de radiații naturale de pe planeta noastră a fost mult mai mare decât acum.

Tipuri de radiații

Se cunosc trei tipuri principale de radiații emise de nucleele radioactive.

• radiații alfa
• Este un flux de particule alfa constând din doi protoni și doi neutroni (de fapt, aceștia sunt nuclei de atomi de heliu) formați ca urmare a degradării alfa a nucleelor \u200b\u200bgrele.

• radiații beta
• Acesta este un flux de electroni sau pozitroni (particule beta) formate ca urmare a degradării beta a nucleelor \u200b\u200bradioactive.

• radiații gamma
• Radiația gamma însoțește descompunerea alfa sau beta și reprezintă un flux de raze gamma, fiind, de fapt, radiația electromagnetică - adică are o natură asemănătoare cu natura luminii. Diferența este că razele gamma au o energie mult mai mare decât quanta radiației luminoase și, prin urmare, au o putere de penetrare mai mare.

Penetrarea radiațiilor

Cea mai mică capacitate de penetrare a particulelor alfa: kilometrajul în aer este de câțiva centimetri, în țesutul biologic - o fracție de un milimetru. Prin urmare, îmbrăcămintea strânsă oferă un grad de protecție necesar și suficient împotriva radiațiilor alfa externe. Particulele beta (fluxul de electroni) au o putere de penetrare mai mare: kilometrajul în aer este de câțiva metri, în țesutul biologic - până la câțiva centimetri. Prin urmare, atunci când lucrați cu surse de radiații beta dure, este necesară utilizarea unei protecții suplimentare (ecrane de protecție, recipiente). În cele din urmă, radiația gamma are cea mai mare putere de penetrare: undele electromagnetice sunt capabile să treacă prin corp. Pentru surse de radiații gamma puternice este necesară o protecție mai severă: ecrane de plumb, structuri din beton cu pereți groși.

Surse de radiație

În general, este important să înțelegem că sursele de radiație nu sunt doar radionuclizi. În special, supunându-ne unui examen fluorografic anual sau tomografie computerizată, suntem expuși la radiografii, care (precum radiația gamma) este un flux de quanta. Aceasta înseamnă că cele două tipuri de radiații, având origini diferite, sunt în egală măsură legate de radiațiile penetrante. Cu alte cuvinte, deși radionuclizii nu sunt folosiți în tubul cu raze X, este, de asemenea, o sursă de radiații ionizante.

O altă sursă de radiație care nu are legătură cu radionuclidele naturale și artificiale este radiația cosmică. În spațiul exterior, această radiație are o energie extraordinară, dar, trecând prin atmosferă, este atenuată semnificativ și nu are un efect semnificativ asupra oamenilor. Pe măsură ce altitudinea crește, radiațiile de fundal cresc și ele - prin urmare, persoanele care fac deseori călătorii aeriene primesc o doză crescută de radiații; o doză și mai mare este primită de astronauți care intră în spațiul exterior.

Dacă comparăm contribuția diferitelor surse la doza primită de media rusă, obținem următoarea imagine: aproximativ 84,4% din doza pe care o va primi din surse naturale, 15,3% din surse medicale, 0,3% din surse create de om (centrale nucleare și altele întreprinderile din industria nucleară, consecințele exploziilor nucleare sunt de asemenea incluse aici). Radon (50,9% din doza totală), radiații terigene datorate radionuclizilor din sol (15,6%), radiațiilor cosmice (9,8%) și, în sfârșit, radiațiilor interne datorate radionuclizi din corpul uman (potasiu-40, precum și radionuclizi care vin cu apă, aer, alimente) - 8,1%. Desigur, aceste cifre sunt arbitrare și variază în funcție de regiune, dar raportul general rămâne mereu constant.

Radiația beta este un flux de electroni sau pozitroni emiși de nucleii de atomi de substanțe radioactive în timpul degradării radioactive. Intervalul maxim în aer este de 1800 cm, iar în țesuturile vii - 2,5 cm. Capacitatea ionizantă a particulelor p este mai mică, iar capacitatea de penetrare este mai mare decât particulele os, deoarece acestea au o masă semnificativ mai mică și la aceeași energie ca a-particule. au taxă mai mică

Radiația neutronică este un flux de neutroni care își transformă energia în interacțiuni elastice și non-elastice cu nucleele atomice. Interacțiunile inelastice au ca rezultat radiații secundare, care pot consta atât în \u200b\u200bparticule încărcate cât și din raze gamma (radiație gamma). În interacțiuni elastice, este posibilă ionizarea normală a unei substanțe. Puterea de penetrare a neutronilor este mare.

Apa este cel mai utilizat agent de stingere. Are o capacitate de căldură semnificativă și o căldură de vaporizare foarte mare (-2.22 kJ / g), datorită căreia are un puternic efect de răcire asupra focului. Dezavantajele cele mai semnificative ale apei includ capacitatea sa de umectare (și, prin urmare, penetrantă) insuficientă de a stinge materiale fibroase (lemn, bumbac etc.) și o mobilitate ridicată, ceea ce duce la pierderi mari de apă și daune obiectelor din jur. Pentru a depăși aceste neajunsuri, surfactanții (agenți de umectare) și agenții de îmbunătățire a vâscozității (carboximetil celuloză de sodiu) sunt adăugați în apă.

În încăperile explozive se folosesc neutralizatori radioizotopi, al căror efect se bazează pe ionizarea aerului prin radiația alfa a plutoniei-239 și a radiației beta a promethium-147. Capacitatea de penetrare a particulelor alfa în aer este de câțiva centimetri, astfel încât utilizarea unei surse alfa este sigură pentru personal.

În funcție de dimensiunea jeturilor, există picături (diametrul picăturii\u003e 0,4 \u200b\u200bmm), atomizate (diametrul picăturii 0,2-0,4 mm) și dispersate fin (în formă de tumano, diametrul picăturilor)
La stingerea cu jeturi de apă, capacitatea lor de penetrare, care este determinată de presiune

Presiunea unui flux de apă este determinată experimental de viteza picăturilor și de fluxul de aer transportat de acestea. Penetrarea scade odată cu scăderea presiunii jetului și a dimensiunii picăturilor. Cu un diametru de picătură mai mare de 0,8 mm, penetrarea este independentă de presiunea jetului.

Izotopii radioactivi emit diverse tipuri de radiații invizibile pentru ochi: a-ray (raze alfa), 3-ray (raze beta), îmbunătăți (raze gamma) și neutroni. Aceștia sunt capabili să pătrundă prin corpuri solide, lichide și gazoase, iar pentru diferite tipuri de radiații, puterea de penetrare nu este aceeași: puterea de penetrare superioară este posedată de îmbunătățit. Pentru a le reține, este necesar un strat de plumb cu o grosime de aproximativ 15 cm.)