Läpäisevän säteilyn neutronisäteilyn energiaspektri. Säteilytyypit

Neutroneilla, neutraaleilla hiukkasilla, joilla on massayksikkö, on erittäin korkea läpäisykyky. Korkean energian neutronit (nopeat neutronit) vuorovaikuttavat ytimien kanssa aiheuttaen protonin emission. Matalaenergiaiset neutronit (lämpöneutronit) muodostavat vuorovaikutuksessa ytimien kanssa radioaktiivisia ytimiä, jotka lähettävät (3-hiukkasia tai säteitä - Neutronien vaikutus selluloosaan on seurausta näistä sekundaarisista säteilyistä. [...]

Ionisoiva säteily - sähkömagneettinen (röntgensäteet, säteet) ja korpuskulaarinen] (os-hiukkaset, (3-hiukkaset, protonien ja neutronien vuo) säteily, joka tavalla tai toisella tunkeutuu eläviin kudoksiin ja aiheuttaa niissä muutoksia, jotka liittyvät "koputukseen" ulos" elektroneja atomeista ja molekyyleistä tai ionien suorasta ja epäsuorasta ilmaantumisesta. Luonnollisia annoksia (luonnollinen taustasäteily) suurempina annoksina säteily on haitallista organismeille.[...]

Räjähdysalueen neutronit vangitsevat ilmassa olevat typpiatomit, jolloin syntyy gammasäteilyä, jonka toimintamekanismi ympäröivään ilmaan on samanlainen kuin primääri gammasäteily, eli se auttaa ylläpitämään sähkömagneettisia kenttiä ja virtoja. [...]

Neutronisäteily muuttaa energiansa törmäysten seurauksena aineen ytimien kanssa. Joustamattomien vuorovaikutusten aikana voi syntyä sekundaarista säteilyä, jossa voi olla sekä varautuneita hiukkasia että y-säteilyä. Elastisissa törmäyksissä aineen ionisoituminen on mahdollista. Neutronien läpäisykyky riippuu pitkälti niiden energiasta.[...]

Neutronisäteily on ydinhiukkasten virtaa, joilla ei ole sähkövarausta. Neutronin massa on noin 4 kertaa pienempi kuin alfahiukkasten massa. Energiasta riippuen on hitaita neutroneja (energia alle 1 KeV1), keskienergioiden neutroneja (1 - 500 KeV) ja nopeita neutroneja (500 KeV - 20 MeV). Hitaista neutroneista erotetaan termiset neutronit, joiden energia on alle 0,2 eV. Lämpöneutronit ovat olennaisesti termodynaamisen tasapainon tilassa väliaineen atomien lämpöliikkeen kanssa. Tällaisten neutronien todennäköisin liikenopeus huoneenlämpötilassa on 2200 m/s. Neutronien joustamattoman vuorovaikutuksen aikana väliaineen atomiytimien kanssa ilmaantuu sekundaarista säteilyä, joka koostuu varautuneista hiukkasista ja gamma-kvanteista (gammasäteily). Neutronien elastisten vuorovaikutusten aikana ytimien kanssa voidaan havaita tavallista aineen ionisaatiota. Neutronien tunkeutumiskyky riippuu niiden energiasta, mutta se on huomattavasti suurempi kuin alfa- tai beetahiukkasten. Siten välienergioiden neutronien matkan pituus on ilmassa noin 15 m ja biologisessa kudoksessa 3 cm, samanlaiset indikaattorit nopeille neutroneille ovat vastaavasti 120 m ja 10 cm. Siten neutronisäteilyllä on korkea tunkeutumiskyky ja se edustaa Kaikentyyppisen säteilyn suurin vaikutus ihmisiin. Neutronivuon teho mitataan neutronivuon tiheydellä (neutronit/cm2 s).[...]

Neutronien osuus kokonaissäteilyannoksesta läpäisevän säteilyn aikana on pienempi kuin gammasäteilyn annos, mutta ydinpommin tehon pienentyessä se kasvaa. Neutronit aiheuttavat indusoitunutta säteilyä metalliesineissä ja punoissa räjähdysalueella. Läpäisevän säteilyn vaikutusalueen säde on huomattavasti pienempi kuin iskuaallon ja valopulssin aiheuttaman vaurion säde.[...]

Gammasäteily on y-kvanttien virtaa, eli se on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on hyvin lyhyt, y-säteet tunkeutuvat syvälle ihmiskehoon ja aiheuttavat suuren säteilyvaaran. Neutronisäteilyllä on myös suuri läpäisykyky.[...]

Termiä "suurenerginen säteily" käytetään tässä katsauksessa kuvaamaan säteilyä, joka on vuorovaikutuksessa aineen kanssa epäspesifisellä (kemiallisella) tavalla, eli vuorovaikutuksen luonne on lähes riippumaton aineen kemiallisesta rakenteesta. Termiä "ionisoiva säteily" käytetään usein myös tämäntyyppisestä säteilystä. Tämän tyyppisen säteilyn energia on yleensä monta kertaa suurempi kuin kemiallisten sidosten energia. Sitä vastoin ultravioletti- tai näkyvän valon energia on yleensä suunnilleen samaa suuruusluokkaa kuin kemiallisen sidoksen energia. Ultraviolettisäteilyn ja näkyvän valon absorptio riippuu aineen kemiallisesta rakenteesta (osio. Tässä osiossa kuvataan pääasiassa röntgen- ja gammasäteiden, elektronien ja neutronien vaikutusta selluloosan kemiallisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin. [...]

Fotonisäteily, samoin kuin neutronit ja muut varaamattomat hiukkaset eivät suoraan tuota ionisaatiota, mutta vuorovaikutuksessa väliaineen kanssa vapauttavat varautuneita hiukkasia (elektroneja, protoneja jne.), jotka pystyvät ionisoimaan väliaineen atomeja ja molekyylejä. jonka he ohittavat. Näin ollen ionisoivaa säteilyä, joka koostuu varautumattomista hiukkasista (esim. neutroneista) tai fotoneista, jotka voivat puolestaan ​​luoda suoraan ionisoivaa säteilyä ja (tai) aiheuttaa ydinmuutoksia, kutsutaan epäsuoraksi ionisoivaksi säteilyksi.[...]

KOSMINEN SÄTEILY. Monimutkaisen koostumuksen omaava säteily, jolla on suuri energia ja suuri läpäisykyky, tunkeutuu ilmakehän koko paksuuteen intensiteetillä, joka on vakio ajan mittaan. Ensisijainen kosminen energia, joka tunkeutuu ilmakehään ulkoavaruudesta erittäin suurilla nopeuksilla, on protoneja, alfahiukkasia (heliumytimiä) ja useiden muiden alkuaineiden atomiytimiä, joilla on erittäin korkea energia (109-1016 eV). Ionisoimalla ilmakehän kaasujen atomeja ne synnyttävät sekundaarista kosmista energiaa, joka sisältää kaiken tyyppisiä alkuainehiukkasia (elektroneja, mesoneja, protoneja, neutroneja, fotoneja jne.). Siksi kosmisen säteilyn intensiteetti kasvaa nopeasti korkeuden mukana. 15 km:n tasolla siitä tulee 150 kertaa suurempi kuin maan pinnalla, sitten se pienenee ja pysyy vakiona ilmakehän korkeissa kerroksissa (noin 10 hiukkasta per 1 cm2/ppm). K.I. on ilmakehän ilman tärkein ionisaattori.[...]

Nopeiden neutronien annokset ovat 10-20 kertaa pienemmät (ne ilmaistaan ​​absorboituneen energian yksiköinä - harmaina). Röntgen- ja gammasäteilylle tai nopeille neutroneille altistumisen jälkeen siemenet voidaan kylvää välittömästi.[...]

Ionisoiva säteily on luonteeltaan heterogeenista. Se edustaa korpuskulaarista säteilyä (alfa- ja beetahiukkasia, protonien ja neutronien virtaa) ja sähkömagneettisia värähtelyjä (gammasäteitä). Yleensä sanotaan (vaikka tämä ei ole täysin tarkkaa), että alfasäteily on kahdesta protonista ja kahdesta neutronista koostuvan hiukkasytimen emissiota. Beetasäteily on elektronien emissiota. Kun nuklidi ei emittoi hiukkasia, vaan säteilee puhdasta energiaa (gamma-kvantti), puhutaan gammasäteilystä.[...]

Kaikista aktivaatioanalyysissä käytetyistä säteilytyypeistä (nopeat ja hitaat neutronit, protonit, deuteronit, alfahiukkaset, kovat y-kvantit) käytetään eniten hitaita (lämpö)neutroneja.[...]

Ionisoiva säteily on mitä tahansa säteilyä paitsi näkyvää valoa ja ultraviolettisäteilyä, jonka vuorovaikutus väliaineen kanssa johtaa sen ionisoitumiseen eli molempien merkkien varausten muodostumiseen. Kaikki ionisoivan säteilyn tyypit jaetaan perinteisesti sähkömagneettiseen (tai aaltosäteilyyn) ja korpuskulaariseen (a-, 3-, neutroni-, protoni-, mesoni- ja muu säteily).[...]

IONISoiva SÄTEILY - sähkömagneettisen säteilyn hiukkasten (elektronit, positronit, protonit, neutronit) ja kvanttien (röntgen- ja gammasäteet) virtaus, jonka kulku aineen läpi johtaa sen atomien ja molekyylien ionisaatioon ja virittymiseen. Minä ja. luonnollisia annoksia suurempina annoksina on haitallista elimistölle.[...]

Ionisoivaa säteilyä ovat röntgensäteet (röntgensäteet), kosmisten säteiden protonit ja neutronit sekä isotooppien radioaktiivisten alkuaineiden (plutonium, 82P, MS, 8H, koboltti-90 jne.) vapauttamat a-, P- ja y-l-säteet . ). Ydinreaktoreista peräisin oleva radioaktiivinen jäte on myös ionisoivan säteilyn lähde.[...]

Y-säteilyltä suojaamiseksi käytetään materiaaleja, joilla on suuri atomiluku (esimerkiksi lyijyä) ja neutronivuosta vetyä sisältäviä materiaaleja (vesi, polyeteeni, parafiini, kumi jne.). .]

Neutroniaktivaatioanalyysin herkkyys, jopa häiritsevien radionuklidien puuttuessa, on useiden muuttujien funktio, jotka voidaan ryhmitellä kolmeen pääryhmään. Ensimmäinen ryhmä sisältää näytteen säteilytykseen liittyvät parametrit (neutronivuon tiheys, säteilytyksen kesto); toiseen ryhmään - parametrit, jotka määrittävät mittausolosuhteet (näytteenpidon kesto, kvanttien rekisteröinnin tehokkuus, mittausten kesto, häiritsevän säteilyn taso); kolmanteen ryhmään - tuloksena olevien radionuklidien ydinfysikaaliset ominaisuudet (ydinreaktion poikkileikkaus, elementin runsaus, jossa reaktio tapahtuu, puoliintumisaika ja analyyttisen [...]

Fissio- ja neutroniaktivaatiotuotteet käyvät läpi radioaktiivisia muutoksia pääasiassa p-hajoamisen ja joissakin tapauksissa positronien emission ja kiertoradan elektronien sieppauksen kautta. Raskaiden alkuaineiden (Th232, U233, U235, U238, Pu239) ytimet hajoavat α-transformaatioiden kautta. Suurimman osan ytimistä hajoamiseen liittyy y-säteilyä...[...]

Neutronisäteilyltä suojaa laskettaessa tulee muistaa, että suojaus perustuu lämpö- ja kylmäneutronien absorptioon ja nopeita neutroneja on ensin hidastettava. Materiaalien suojaavat ominaisuudet määräytyvät niiden hidastus- ja imukykyjen perusteella. Nopeiden neutronien hidastamiseen käytetään vetyä sisältäviä aineita (vesi, betoni, muovi jne.) sisältäviä materiaaleja. Lämpöneutronien absorboimiseksi tehokkaasti käytetään materiaaleja, joilla on suuri sieppauspoikkileikkaus (booriteräs, boorigrafiitti, kadmium-lyijy-seos).[...]

Ionisoivan säteilyn energia riittää aiheuttamaan atomi- ja molekyylisidosten tuhoutumisen elävässä solussa, mikä usein johtaa sen kuolemaan. Mitä voimakkaampi ionisaatioprosessi elävässä kudoksessa on, sitä suurempi on tämän säteilyn biologinen vaikutus elävään organismiin. Ionisoivan säteilyn vaikutuksesta tapahtuvien monimutkaisten biofysikaalisten prosessien seurauksena kehossa muodostuu erilaisia ​​​​radikaaleja, jotka puolestaan ​​​​voivat muodostaa erilaisia ​​​​yhdisteitä, jotka eivät ole tyypillisiä terveelle kudokselle. Lisäksi radioaktiivisuuden ionisoivasta vaikutuksesta johtuva vesimolekyylien hajoaminen vedyksi ja hydroksyyliryhmäksi johtaa lukuisiin biokemiallisiin prosesseihin liittyviin häiriöihin. Ionisoivan säteilyn vaikutuksesta elimistössä voi esiintyä hematopoieettisten elinten toiminnan estymistä, immuunijärjestelmän ja sukurauhasten heikkenemistä, maha-suolikanavan häiriöitä, aineenvaihduntahäiriöitä, syöpää aiheuttavia reaktioita jne. Kun tarkastellaan radioaktiivisuuden biologisia vaikutuksia, on tehtävä ero. tehdään ulkoisen ja sisäisen valotuksen välillä. Ulkoisesta säteilystä on kyse silloin, kun säteilyn lähde sijaitsee kehon ulkopuolella ja radioaktiivisuustuotteet eivät pääse kehoon. Tässä tapauksessa vaarallisimpia ovat /?-, y-, röntgen- ja neutronisäteily. Tämä tapaus toteutuu käytännössä työskennellessä asennuksissa, joissa on röntgen- ja y-säteilyä, radioaktiiviset aineet suljetaan ampulleihin jne.[...]

Jotkut muut säteilytyypit kiinnostavat myös ekologia ainakin välillisesti. Neutronit ovat suuria, varautumattomia hiukkasia, jotka eivät itse aiheuta ionisaatiota, vaan lyömällä atomeja stabiileista tilastaan ​​aiheuttavat indusoitua radioaktiivisuutta ei-radioaktiivisissa materiaaleissa tai kudoksissa, joiden läpi ne kulkevat. Samalla absorboidulla energiamäärällä "nopeat" neutronit aiheuttavat 10 kertaa ja "hitaat" 5 kertaa suuremman vahingon kuin gammasäteet. Neutronisäteilyä voi kohdata lähellä reaktoreita ja ydinräjähdyspaikoilla, mutta kuten edellä on todettu, sillä on suuri rooli radioaktiivisten aineiden muodostumisessa, jotka leviävät sitten laajalle luonnossa. Röntgensäteet ovat sähkömagneettista säteilyä, joka on hyvin samanlaista kuin gammasäteet, mutta ne tuotetaan elektronien ulkokuorissa eikä atomin ytimessä, eivätkä ympäristöön hajallaan olevat radioaktiiviset aineet säteile niitä. Koska röntgen- ja gammasäteiden vaikutukset ovat samat ja koska röntgensäteitä on helppo saada erityisellä laitteistolla, niitä on kätevä käyttää yksilöiden, populaatioiden ja jopa pienten ekosysteemien kokeellisessa tutkimuksessa. Kosmiset säteet ovat säteilyä, joka tulee meille ulkoavaruudesta ja koostuu korpuskulaarisista ja sähkömagneettisista komponenteista. Kosmisen säteiden intensiteetti biosfäärissä on alhainen, mutta ne muodostavat suurimman vaaran avaruusmatkan aikana (luku 20). Kosmiset säteet ja veden ja maaperän sisältämien luonnollisten radioaktiivisten aineiden lähettämä ionisoiva säteily muodostavat ns. taustasäteilyn, johon olemassa oleva eliöstö on sopeutunut. On mahdollista, että tämän taustasäteilyn läsnäolo ylläpitää geenivirtausta eliöstössä. Biosfäärin eri osissa luonnollinen tausta vaihtelee kolmesta neljään kertaan. Tässä luvussa keskitymme pääasiassa taustalle lisättyyn keinotekoiseen radioaktiivisuuteen.[...]

Fissioneutronien energiaspektri on käytännössä jatkuva ja ulottuu lämpöenergioista noin 25 MeV:n energioihin, joiden keskimääräinen energia on 1-2 MeV ja todennäköisin energia 0,72 MeV. Tässä tapauksessa neutronien, joiden energia on yli 0,1 MeV (keski- ja nopeat neutronit), osuus on noin 99%. Ketjureaktion ylläpitämiseksi neutroneja hidastetaan erityisissä laitteissa - moderaattoreissa, joissa ne tulevat lämpötasapainoon. ympäristöön ja olla jälleen vuorovaikutuksessa ydinpolttoaineen kanssa. Nopean fissiospektrin neutronien, resonanssi-, väli- ja lämpöneutronien vuotojen suhde reaktorin sydämessä riippuu polttoainetyypistä, hidastimesta, järjestelmän geometriasta ja joistakin muista tekijöistä. Koska lämpöneutronit muodostavat 90-95 % reaktorin kanavista, muiden energioiden neutronit yleensä jätetään huomiotta. Kuitenkin NAA-käytännössä minkä tahansa elementin (tai alkuaineryhmän) määrittämisen selektiivisyyden lisäämiseksi ne käyttävät neutronisäteilyn muuntamista käyttämällä C1:stä tai B:stä valmistettuja suodattimia. Nämä suodattimet absorboivat voimakkaita lämpöneutroneja, mikä varmistaa resonoivien ja nopeiden neutronien analyysi.[ ..]

Radioaktiivisen säteilyn energia mitataan jouleina (J). Radioisotooppien aktiivisuus määräytyy hajoamistapahtumien lukumäärän perusteella aikayksikköä kohti ja mitataan becquereleinä (Bq), joiden mitat ovat s-1. Nesteissä lääkkeen spesifinen radioaktiivisuus ilmaistaan ​​B c/kg. Tärkeä röntgen- ja y-säteilyn yksikkö on altistusannos, joka mitataan kuloneina (C) 1 kg:aa ainetta kohti. Altistuksen annosnopeus ilmaistaan ​​A/kg. Annosnopeus - R/s = = 2,58-10 4 C/kg, R/min = 4,30 10 6 C/kg. Säteilyannos arvioidaan sen biologisen vaikutuksen - laatutekijä K - perusteella. Röntgen- ja y-säteilylle K = 1, lämpöneutroneille K = 3. [...]

Ionisoivaa (läpäisevää) säteilyä eli säteilyä on lyhytaaltoinen sähkömagneettinen säteily: röntgen- ja γ-säteet, korkeaenergiset hiukkaset - elektronit, protonit, α-hiukkaset jne. sekä nopeat neutronit - hiukkaset, joilla on veloituksetta. [ .. .]

Toinen radioaktiivisen säteilyn tyyppi ovat neutronivuot. Neutronit ovat atomiytimien komponentteja. Neutronin massa on suunnilleen yhtä suuri kuin protonin massa. Neutroneilla ei ole sähkövarausta. Nopeilla neutroneilla on korkea energia (jopa kymmeniä Meu:a). Niitä ei hylätä sähköisesti positiivisesti varautuneista atomiytimistä, ja siksi tapahtuu näiden hiukkasten elastinen törmäys, jonka seurauksena ilmaantuu "rekyyliprotoneja", jotka liikkuvat energialla, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin neutronin alkuenergia. Nopeiden neutronien ja "rekyyliprotonien" läpäisykyky on loistava.[...]

Eräs fyysisen saastumisen tyyppi on ionisoiva säteily. Sillä on tarpeeksi energiaa lyödäkseen yhden tai useamman elektronin pois atomeista ja muodostaakseen positiivisesti varautuneita ioneja, jotka puolestaan ​​reagoivat ja tuhoavat elävien organismien kudoksia. Esimerkkejä ionisoivasta säteilystä ovat auringon ultraviolettisäteily ja ultraviolettisäteilytyskoneet, röntgensäteet, ydinfissio- ja fuusioreaktioiden aikana syntyvä neutronisäteily sekä radioaktiivisten isotooppien lähettämä alfa-, beeta- ja gammasäteily. Joidenkin aineiden kaikki isotoopit ovat radioaktiivisia (teknetium, prometium sekä kaikki jaksollisen järjestelmän alkuaineet poloniumista transuraaniin). [...]

Useimpien radiometristen instrumenttien perustana on säteilyn kyky ionisoida väliaine, jonka läpi se tunkeutuu. Alfa- ja beetasäteily ionisoivat väliaineen atomit suoraan ja neutraali säteily eli gammasäteet, röntgensäteet ja neutronivirrat ionisoivat väliaineen atomit sekundääriprosessien seurauksena.[...]

Y-rakenteesta tietoa antavat menetelmät, joissa käytetään säteilyä tai hiukkasia, jotka ovat vuorovaikutuksessa nesteen kanssa vain lyhyen ajan ja vaihtavat havaittavan osan energiastaan ​​nesteen molekyylien kanssa. Infrapuna- ja Raman-spektroskopia sekä joustamaton neutronien sironta täyttävät nämä vaatimukset ja ovat pääasiallinen tietolähde nesteen Y-rakenteesta (kuva 4.2). Neutronisironta antaa tietoa 10 ja s aikaväleistä. Koska tämä aika osuu jaksoon tn, neutronien sironta on hyödyllinen menetelmä tilapäisten tasapainoasemien liikkeen luonteen tutkimiseen. Dielektrisen polarisaation relaksaatio- ja ydkäytetään keskimääräisen liikkeiden välisen ajan määrittämiseen. Järjestys, jossa veden ominaisuuksia käsitellään alla, perustuu aikaskaalaan, josta menetelmät antavat tietoa.[...]

Mobiiliruutujen luomiseen käytetään erilaisia ​​materiaaleja. Suojaus alfasäteilyä vastaan ​​saavutetaan käyttämällä useiden millimetrien paksuisia tavallisesta tai orgaanisesta lasista valmistettuja näyttöjä. Useiden senttimetrien ilmakerros on riittävä suoja tällaista säteilyä vastaan. Beetasäteilyltä suojaamiseksi näytöt on valmistettu alumiinista tai muovista (pleksilasi). Lyijy, teräs ja volframiseokset suojaavat tehokkaasti gamma- ja röntgensäteilyltä. Katselujärjestelmät on valmistettu erityisistä läpinäkyvistä materiaaleista, kuten lyijylasista. Vetyä sisältävät materiaalit (vesi, parafiini) sekä beryllium, grafiitti, booriyhdisteet jne. suojaavat neutronisäteilyltä. Betonia voidaan käyttää myös suojaamaan neutroneja vastaan.[...]

Lyijystä ja parafiinista valmistetut näytöt estävät korkeaenergisten hiukkasten - elektronien, protonien, neutronien jne., joita syntyy, kun kosminen säteily on vuorovaikutuksessa maan ilmakehän yläkerroksissa olevan aineen kanssa, pääsyn veteen. Jotta suojus estäisi magneettikenttien tunkeutumisen, sen on oltava valmistettu ferromagneettisesta materiaalista. Tällaisia ​​laitteita on olemassa, niitä kutsutaan hypomagneettisiksi kammioiksi. Hypomagneettisessa kammiossa (eli rautakannen alla) Maan magneettikenttä voi heiketä 10-100 000 kertaa.[...]

Arseenin kvantitatiivinen määritys on erittäin herkkä, sillä se perustuu hitaiden neutronien vaikutuksesta syntyvän arseenin isotoopin radioaktiivisen säteilyn mittaukseen. Tätä menetelmää käytettiin Englannissa meriveden arseenin määrittämiseen.[...]

Vertailun vuoksi: samantehoinen tavanomainen ydinpanos vaikuttaa noin 50 hehtaariin metsää, ts. noin 6 kertaa vähemmän kuin neutronipommi. Tässä tapauksessa kaikista törmäysvyöhykkeellä olevista esineistä ja esineistä tulee itse radioaktiivisen säteilyn lähteitä. Suhteessa ihmisiin neutroniaseiden ydinsäteilyn mahdolliset seuraukset ovat noin 7 kertaa vaarallisempia kuin gammasäteily.[...]

Tämä lausunto on seurausta ionisoivan säteilyn biologisten vaikutusten tutkimisesta saatujen tulosten analyysistä, jotka osoittavat vakuuttavasti ionisoivan säteilyn korkean karsinogeenisuuden. On kuitenkin huomattava, että näiden säteilyjen karsinogeenisuus vahvistettiin pääasiassa tiedoilla, jotka saatiin ulkoisesta röntgensäteilystä, gammasäteilystä, neutronivirroista ja vähäisemmässä määrin sisäisestä säteilytyksestä sisällytettyjen radionuklidien säteilyllä. ..]

Kehon ulkoinen ja sisäinen säteilytys. Ulkoisella säteilyllä tarkoitetaan sen ulkopuolisten lähteiden ionisoivan säteilyn vaikutusta kehoon. Sisäinen säteilytys suoritetaan radioaktiivisilla aineilla, jotka pääsevät kehoon hengityselinten, ruoansulatuskanavan tai ihon kautta. Ulkoisen säteilyn lähteet - kosmiset säteet, luonnolliset radioaktiiviset lähteet ilmakehässä, vedessä, maaperässä, ruoassa jne., tekniikassa ja lääketieteessä käytetyt alfa-, beeta-, gamma-, röntgen- ja neutronisäteilyn lähteet, varautuneiden hiukkasten kiihdyttimet, ydinvoima reaktorit (mukaan lukien onnettomuudet ydinreaktoreissa) ja monet muut.[...]

Käytettävissä olevien fotoydinreaktioiden tyypistä ja analyyttisista tehtävistä riippuen käytetään erilaisia ​​aktivoivan y-säteilyn lähteitä (isotooppilähteitä korkea-aktiivinen korkeaenerginen y-säteily, jonka Ey > > 1 MeV, monoenergeettisen y-säteilyn lähteet, jotka perustuvat protonien, neutronien ja muiden ydinreaktioiden käyttö, bremsstrahlung-säteilyn lähteet: lineaariset elektronikiihdyttimet, betatronit, synkrotronit jne.).[...]

On aivan selvää, että kasvaimia (syöpäkasvaimia) esiintyy useimmiten eniten säteilytetyissä kudoksissa. Tasaisella säteilytyksellä, jota esiintyy gamma- tai neutronisäteilyn alueella tai tasaisesti jakautuneiden radionuklidien sisällyttämisessä, kasvaimen todennäköisyys määräytyy elimen säteilyherkkyyden mukaan. Radioaktiivisten aineiden kehoon pääsyn reitillä on myös merkitystä.[...]

Ympäröivässä maailmassa ensisilmäyksellä vallitsee epäjärjestys ja kaaos, mutta kaikki siinä on yhteydessä toisiinsa ja riippuvainen toisistaan, palautteen vangitsema ja yhteistyössä koordinoitu. Energiaa vaihdetaan jatkuvasti kaikkien universumin esineiden välillä alkuainehiukkasesta ja elävästä solusta neutronitähteen ja galaksiin. Monet maapallon prosessit liittyvät läheisesti Auringossa ja avaruudessa tapahtuviin prosesseihin. Auringosta tulevan sähkömagneettisen ja korpuskulaarisen säteilyn pienet vaihtelut aiheuttavat merkittäviä vaihteluita Maan magnetosfäärin prosesseissa aurinkotuulen vaikutuksesta ja sen seurauksena muutoksia sen ilmakehän, litosfäärin ja hydrosfäärin tilassa.[...]

Galaksista nousevat kosmiset säteet saavuttavat maan, ja niiden intensiteetti muuttuu ajan myötä Auringon toiminnan aiheuttamien modulaatioprosessien vuoksi. Näiden hiukkasten energia on 10 MeV - 100 GeV, minkä ansiosta ne voivat tunkeutua maan ilmakehään ja aiheuttaa sekundaarista säteilyä neutronien ja protonien virtojen muodossa. Tämän säteilyn intensiteetti muuttuu syklisesti, mutta sen ominaisarvo tietyssä maapallon pisteessä riippuu paikan korkeudesta ja magneettisesta leveysasteesta.[...]

Radioisotooppilähteet. Tällä hetkellä reaktioon (a, n) perustuvat radioisotooppilähteet ovat yleisimpiä. Berylliumia, Be9(a, n)C12, käytetään yleensä kohteena. Tämä johtaa siihen, että Po210-Be-lähteen neutronien spektri on jatkuva ja sijaitsee energia-alueella elektronivoltin murto-osista 11,3 MeV:iin maksimien ollessa 3 ja 5 MeV. Teollisuus tuottaa ulkoisen säteilyn lähteitä n-(10®-10b) neutronia/s. Näiden lähteiden haittana on Po210:n suhteellisen lyhyt puoliintumisaika, joka on 138 päivää.[...]

Tritiumin rooli yhtenä ulkoympäristön pitkäaikaisen radioaktiivisen saastumisen pääkomponenteista voi olla erittäin merkittävä, ja tämä seikka stimuloi tritiumin määrittämismenetelmien kehittämistä ympäristön kohteissa. Samaan aikaan tritium, joka on vedyn isotooppi, eroaa merkittävästi fysikaalis-kemiallisilta ominaisuuksiltaan ja säteilyenergialtaan muista ulkoisen ympäristön radioaktiivisen saastumisen komponenteista (fissiopalaset, neutronien aktivaatiotuotteet), joten sen määritysmenetelmät ovat erityisiä. [...]

Käyttötarkoituksensa mukaan reaktorit jaetaan teho-, kokee- ja tutkimusreaktoreihin. Koereaktorit ovat reaktoreita, jotka on suunniteltu selventämään itse reaktorien fysikaalisia parametreja ja teknisiä järjestelmiä. Tutkimusreaktoreilla tarkoitetaan reaktoreita, joita käytetään voimakkaina neutronien ja säteilyn lähteinä tutkimustyössä ja polttoainesauvojen testauksessa. Tämä jako ei ole yksiselitteinen, koska sekä koe- että tutkimusreaktorit on tarkoitettu erityyppiseen tutkimukseen ja on oikeampaa luokitella ne yhdeksi ryhmäksi.[...]

Dosimetrisen laitteen lukemat voivat vaihdella merkittävästi mittauskohtaisesti, varsinkin kun mitataan pieniä arvoja, koska radioaktiivinen hajoaminen on todennäköisyysprosessi. Siksi on suositeltavaa suorittaa mittaukset useita kertoja luotettavamman tuloksen saamiseksi. Mittaustuloksena otetaan mittausten keskiarvo t (t - 3...10 kertaa). Lisäksi tulee ottaa huomioon, että väestön dosimetriset laitteet mittaavat tai arvioivat ulkoisen gammasäteilyn annosnopeutta ja ovat käytännössä epäherkkiä alfa-, beeta- ja neutronisäteilylle sekä "pehmeälle" röntgen- ja bremsstrahlung-säteily (väritelevisio, värilliset tietokonenäytöt, röntgenyksiköt, joiden kiihdytysjännite putkessa on alle 60...80 kV jne.).

Neutronisäteily on ydinsäteilyä, joka koostuu neutronivirroista. Pääasiallinen erienergisten neutronien lähde on ydinreaktori (katso Ydinreaktorit). Vuorovaikutuksessa kudosten kanssa neutronisäteily tuottaa ympäristön ionisaatiota. Koska neutronit eivät sisällä sähkövarausta (katso atomi), ionisaatio tapahtuu ydinreaktioiden seurauksena muodostuneiden sekundääristen ydinhiukkasten (protonien jne.) vuoksi. Energiasta riippuen neutronit jaetaan hitaisiin, joiden energia on enintään 100 MeV, ja nopeisiin, joiden energia on enintään 10 MeV. Väliaineessa olevat atomiytimet sieppaavat helposti hitaat neutronit ja muodostuu erittäin ionisoivia sekundaarisia hiukkasia. Tätä hitaiden neutronien ominaisuutta käytetään neutronien sieppaushoidossa (katso Neutronihoito). Sähkövarauksen puuttumisen vuoksi neutronit kulkevat huomattavia matkoja aineessa. Tässä suhteessa, kun suuritilavuuksisia esineitä säteilytetään neutroneilla, saavutetaan annoskentän korkea tasaisuusaste. Hitaat ja nopeat neutronit voivat aiheuttaa sellaisten raskaiden alkuaineiden ytimien fissiota, kuten plutonium (katso), torium (katso), uraani (katso). Tällaisia ​​fissioreaktioita käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla.

38. Gammasäteily.

Gammasäteily (gammasäteet) on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on alle 1 A ja joka etenee valon nopeudella; Gammasäteilyä esiintyy joidenkin luonnollisten ja keinotekoisten radioaktiivisten isotooppien ytimien hajoamisen (katso), varautuneiden hiukkasten estämisen ja muiden ydinreaktioiden aikana. Tällä hetkellä lääketieteessä käytetään gammasäteilyn (gamma) lähteinä pääasiassa keinotekoisesti radioaktiivisia isotooppeja (radioaktiivinen koboltti Co 60, cesium Cs 137 ja Cs 134, hopea Ag 111, tantaali Ta 182, iridium Ir 192, natrium Na 24 jne.). säteilijät)..). Luonnollisesti radioaktiivisia gammasäteilyn lähteitä käytetään (balneologiassa) radon Rn 222, radium Ra 226 ja radium mesothorium MsTh 228 (onkologiassa). Radioaktiivisten isotooppien gamma-kvanttien energia vaihtelee välillä 0,1-2,6 MeV. Joidenkin isotooppien (Co 60, Cs 137, Tu 170) gamma-kvanttien energia on homogeenista, kun taas toisten (radium, tantaali jne.) on laaja spektri. Homogeeninen (samaenergiainen) säteily on välttämätöntä hoitotarkoituksiin; Siksi metallisuodattimia käytetään absorboimaan beetahiukkasia (katso beetasäteily) ja pehmeää gammasäteilyä. Pehmeän beetasäteilyn suodattamiseen riittää nikkelistä ja alumiinista valmistetut suodattimet, joiden paksuus on 0,1 mm. Suuremman energian beetahiukkasten ja pehmeän gammasäteilyn absorboimiseksi tarvitaan platinasta ja kullasta valmistettuja suodattimia, joiden paksuus on 0,5-1 mm. Gammasäteily, kuten muutkin ionisoiva säteily, aiheuttaa vuorovaikutuksessa kehon kudosten kanssa atomien ja molekyylien ionisaatiota ja virittymistä, mikä johtaa säteilykemiallisiin reaktioihin. Ne aiheuttavat muutoksia solujen, ensisijaisesti kasvainsolujen morfologisissa ja toiminnallisissa ominaisuuksissa, koska sädehoidon aikana säteily keskittyy aina kasvainalueelle. Riittävän suurilla säteilyannoksilla kasvainsolut kuolevat ja korvautuvat arpikudoksella. Katso myös Gammaterapia, Ionisoiva säteily.

Scintillation laskurit. Erityisillä tuikelaskureilla varustettuja tuikelaskijoita käytetään laajalti nopeiden neutronien rekisteröintiin. Nopeat neutronit siirtävät vetyytimien elastisen sironnan aikana niille suurimman osan energiastaan, joka kuluu vetyä sisältävän väliaineen ionisaatioon. Siksi orgaaniset tuikeaineet, jotka sisältävät suuren määrän vetyatomeja (esimerkiksi stilbeeni), ovat erittäin tehokkaita nopeiden neutronien havaitsemisessa.

Riisi. 7. Tuikeneutronilaskuri, jossa on pallomainen hidastin.

Neutronivuon mittaamiseen energia-alueella 10-2 - 107 eV voidaan käyttää tuikeilmaisinta (kuva 7), joka koostuu valomonistimesta (4), jossa on näyttö (5), esivahvistimesta (6), valonohjain (3), 6LiI-tuike (Eu) (2) vaihdettavilla polyeteenipallohidastimilla (1).

Seuranta dosimetriset ilmaisimet. Neutronisäteilyn dosimetriassa käytetään solid-state-radan ilmaisimia herkässä tilavuudessa, johon kirjataan varautuneiden hiukkasten jälkien lukumäärä. Näiden ilmaisimien dosimetrinen sovellus perustuu jälkien määrän ja säteilyannoksen väliseen suhteeseen.

Neutronidosimetrian aktivointimenetelmä Neutronien vaikutuksesta tapahtuvien ydinreaktioiden seurauksena muodostuu radioaktiivisia ytimiä, jolloin aktivointimenetelmää käytettäessä mitataan ilmaisimen A indusoitunut aktiivisuus, joka on yhtä suuri kuin

(5)

jossa λ on tuloksena olevien radioaktiivisten ytimien vaimenemisvakio;

Nt on radioaktiivisten ytimien lukumäärä ilmaisimen tilavuusyksikköä kohti, kun sitä säteilytetään ajan t;

n on kohdenuklidiytimien lukumäärä tilavuusyksikköä kohti;

φ(E) . dE on niiden neutronien vuontiheys, joiden energia on välillä E - E+dE;

σ(Ε) on neutronien, joiden energia on E, aktivoitumispoikkileikkaus ilmaisinmateriaalissa. Integrointirajat E1 ja E2 vastaavat energian ala- ja ylärajaa neutronispektrissä.

Suoravaraiset neutronitunnistimet. Neutronivuon tiheyden mittaamiseen reaktorin sydämessä käytetään suoravarattuja neutroniilmaisimia (DCN). Nämä ilmaisimet perustuvat ensisijaisiin vaikutuksiin: neutronien sieppaamiseen ja β-hajoamiseen (neutronien sieppaamiseen liittyy välitön γ-säteilyn emissio ja korkeaenergisten elektronien emissio viritetyistä ytimistä); elektroninsiirron ja fotoelektronien saanto ulkoisen y-säteilyn absorption jälkeen.

Yksittäiset neutroniannosmittarit.

Otetaan esimerkkinä yksilöllinen hätäannosmittari, jonka avulla voidaan määrittää annoksia hätäsäteilytyksen aikana ydinreaktoreita, kriittisiä kokoonpanoja ja muita järjestelmiä, joissa on mahdollisuus kriittisen massan odottamattomiin ylityksiin. yksittäisten hätäannosmittareiden sarjassa GNEIS, kuva 8.

Kuva 8 β-, γ- ja neutronisäteilyn GNEIS hätäannosmittarin suunnittelu

1 - beeta-annosmittari, 2 - GNEIS-annosmittarin kasetin kansi, 3 - pin, 4 - selluloidi, 5 - valokuva alkukirjaimilla ja sukunimellä, 6 - keski- ja nopea neutroniannosmittari, 7 - γ~ säteilyannosmittari, 8 - lämpöneutroni annosmittarit , GNEIS henkilökohtaisen annosmittarin 9 kasetin runko.

Neutronisäteilyn vaikutus ihmiskehoon

Koko kehon ulkoinen säteilytys, kun otetaan huomioon sen osuus yksittäisistä ja kollektiivisista annoksista, on ydinvoimalaitoksilla tärkein. Sen lähteitä ovat ydinreaktorin γ-säteily, teknologiset piirit, radioaktiivisia aineita sisältävät laitteet ja kaikki radioaktiivisten aineiden saastuttamat pinnat. Neutronien ja β-säteilyn osuus ydinvoimalaitoksen henkilöstön ulkoisesta altistuksesta on huomattavasti pienempi. Ihminen altistuu elämänsä aikana sekä luonnollisista (luonnollisista) että keinotekoisista (ihmisen toimintansa seurauksena luomista) ionisoivan säteilyn lähteistä. Keinotekoisista säteilylähteistä altistuminen lääketieteellisten toimenpiteiden (röntgendiagnostiikka, röntgen ja sädehoito) aikana on tärkein. Keskimääräinen yksilöllinen annos tästä lähteestä on noin 1,4 mSv vuodessa. Maailmanlaajuisen radioaktiivisen laskeuman aiheuttama väestön altistuminen ilmakehän ydinkokeiden lopettamisen jälkeen vuonna 1963 alkoi pienentyä, ja vuosiannokset olivat 7 % luonnollisista lähteistä peräisin olevasta annoksesta vuonna 1966, 2 % vuonna 1969, 1 % alkuaikoina. 80-luvun vuosi. On huomioitava, että väritelevision television katsoja saa keskimääräisen vuosiannoksen noin 0,25 mSv, mikä on 25 % luonnollisesta taustasta.

Ydinvoimalaitosten käyttö normaaleissa olosuhteissa johtaa teollisuusreaktorien henkilöstön keskimääräiseen efektiiviseen ekvivalenttiannokseen 7,5 - 10 mSv/vuosi ja ydinvoimalaitoksen lähellä asuvan väestön keskimääräiseen annokseen 0,002-0,01 mSv/vuosi. .

Nämä luvut kuvaavat tilannetta ydinvoimalaitoksen normaalin käytön aikana. On kuitenkin aina olemassa onnettomuusvaara, jonka seuraukset voivat johtaa huomattavasti suurempiin vahinkoihin väestölle. Näiden vaurioiden mahdollinen laajuus kuvaa Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuuden seurauksia.

Ensimmäinen havainto osoitti, että kun solu altistuu ionisoivalle säteilylle, pienen energiamäärän absorptio voi saada aikaan merkittävän biologisen vaikutuksen. Esimerkiksi nisäkkäille tappava ionisoivan säteilyn annos on 10 Gy. Tätä annosta vastaava absorboitunut energia nostaa ihmiskehon lämpötilaa enintään 0,00010C. Organismin kuolinsyy on yleensä jonkin tietyssä tilanteessa kriittisen elimen vaurioituminen. Annosalueella 3 - 9 Gy verenkiertojärjestelmä on kriittinen. Säteilytetyn organismin kuolema havaitaan 7-15 päivää säteilyaltistuksen jälkeen. Hematopoieesi vaurioituu myös ei-kuolemaan johtavissa säteilyvammoissa. Samalla verihiutaleiden määrä vähenee, mikä on yksi verenvuodon syistä.

Kun säteilyannos nostetaan 10–100 Gy:ään, eliöt kuolevat 3–5 vuorokaudessa eli silloin, kun "luuydinoireyhtymä" ei ole vielä kehittynyt. Tämä tapahtuu, koska toinen kriittinen elin, suolet, epäonnistuu. Se vaikuttaa myös pienemmillä annoksilla, alueella, jossa kuolema tapahtuu hematopoieesin estymisen vuoksi, mutta "suolistosyndrooma" ei määritä säteilytaudin lopputulosta, vaikka se pahentaa sen vakavuutta.

Vielä suuremmilla säteilyannoksilla (200-1000 Gy) säteilytetyn organismin välitön kuolinsyy on keskushermoston solujen massiivinen tuhoutuminen. Ja jos rakennamme käyrän säteilytettyjen organismien kuoleman ajankohdan riippuvuudesta säteilyannoksesta, siinä havaitaan selvästi kolme ominaista osaa, jotka vastaavat "luuytimen", "suoliston" ja "hermoston" muotoja kuolemasta.

Lisääntymisjärjestelmä on säteilyä kestävämpi. Bergonierin ja Tribondin lain mukaan siittiöiden (nuorten siittiösolujen) tuotanto miehillä kuitenkin vähenee tai pysähtyy pienillä annoksilla. 250 remin annos sukurauhasiin (sukupuolielimiin) johtaa tilapäiseen hedelmättömyyteen jopa vuodeksi. Täydellisen steriiliyden saavuttamiseksi vaaditaan 500-600 rem:n annos.

Artikkelissa navigointi:

Säteily ja radioaktiivisen säteilyn tyypit, radioaktiivisen (ionisoivan) säteilyn koostumus ja sen pääominaisuudet. Säteilyn vaikutus aineeseen.

Mikä on säteily

Ensin määritellään, mitä säteily on:

Aineen hajoamisprosessissa tai sen synteesissä atomin alkuaineet (protonit, neutronit, elektronit, fotonit) vapautuvat, muuten voidaan sanoa säteilyä tapahtuu näitä elementtejä. Sellaista säteilyä kutsutaan - ionisoiva säteily vai mikä on yleisempää radioaktiivista säteilyä tai vielä yksinkertaisempaa säteilyä . Ionisoivaa säteilyä ovat myös röntgensäteet ja gammasäteily.

Säteily on prosessi, jossa varattuja alkuainehiukkasia lähetetään aineen kautta elektronien, protonien, neutronien, heliumatomien tai fotonien ja myonien muodossa. Säteilyn tyyppi riippuu siitä, mitä elementtiä säteilee.

Ionisaatio on prosessi, jossa muodostuu positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita ioneja tai vapaita elektroneja neutraalisti varautuneista atomeista tai molekyyleistä.

Radioaktiivinen (ionisoiva) säteily voidaan jakaa useisiin tyyppeihin riippuen elementtien tyypistä, joista se koostuu. Erityyppiset säteilyt ovat erilaisten mikrohiukkasten aiheuttamia ja siksi niillä on erilaiset energeettiset vaikutukset aineeseen, erilaiset kyvyt tunkeutua sen läpi ja seurauksena säteilyn erilaiset biologiset vaikutukset.

Alfa-, beeta- ja neutronisäteily- Nämä ovat säteilyä, jotka koostuvat erilaisista atomihiukkasista.

Gamma ja röntgensäteet on energian päästö.

Alfa-säteily

• vapautuvat: kaksi protonia ja kaksi neutronia
• läpäisyvoima: matala
• säteily lähteestä: jopa 10 cm
• päästönopeus: 20 000 km/s
• ionisaatio: 30 000 ioniparia per 1 cm matka
• korkea

Alfa-säteilyä (α) esiintyy epävakaan hajoamisen aikana isotoopit elementtejä.

Alfa-säteily- tämä on raskaiden, positiivisesti varautuneiden alfahiukkasten säteilyä, jotka ovat heliumatomien ytimiä (kaksi neutronia ja kaksi protonia). Alfahiukkasia vapautuu monimutkaisempien ytimien hajoamisen aikana, esimerkiksi uraanin, radiumin ja toriumin atomien hajoamisen aikana.

Alfahiukkasilla on suuri massa ja ne säteilevät suhteellisen alhaisella nopeudella, keskimäärin 20 tuhatta km/s, mikä on noin 15 kertaa vähemmän kuin valon nopeus. Koska alfahiukkaset ovat erittäin raskaita, joutuessaan kosketuksiin aineen kanssa, hiukkaset törmäävät tämän aineen molekyyleihin, alkavat olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa, menettäen energiansa, ja siksi näiden hiukkasten tunkeutumiskyky ei ole suuri ja jopa yksinkertainen arkki paperi voi pidätellä niitä.

Alfahiukkaset kuljettavat kuitenkin paljon energiaa ja aiheuttavat aineen kanssa vuorovaikutuksessa merkittävää ionisaatiota. Ja elävän organismin soluissa alfa-säteily tuhoaa ionisaation lisäksi kudosta, mikä johtaa erilaisiin vaurioihin eläville soluille.

Kaikista säteilytyypeistä alfasäteilyllä on pienin läpäisykyky, mutta elävien kudosten säteilytyksen seuraukset tämäntyyppisellä säteilyllä ovat vakavimmat ja merkittävimmät muihin säteilytyyppeihin verrattuna.

Altistuminen alfasäteilylle voi tapahtua, kun radioaktiivisia aineita pääsee kehoon esimerkiksi ilman, veden tai ruoan kautta tai haavojen tai haavojen kautta. Kun nämä radioaktiiviset elementit kulkeutuvat kehoon, ne kulkeutuvat verenkierron kautta kaikkialle kehoon, kerääntyvät kudoksiin ja elimiin ja vaikuttavat niihin voimakkaasti. Koska joidenkin alfasäteilyä lähettävien radioaktiivisten isotooppien elinikä on pitkä, ne voivat kehoon joutuessaan aiheuttaa vakavia muutoksia soluissa ja johtaa kudosten rappeutumiseen ja mutaatioihin.

Radioaktiiviset isotoopit eivät itse asiassa poistu elimistöstä itsestään, joten kun ne pääsevät kehon sisään, ne säteilyttävät kudoksia sisältäpäin useita vuosia, kunnes ne johtavat vakaviin muutoksiin. Ihmiskeho ei pysty neutraloimaan, prosessoimaan, omaksumaan tai hyödyntämään useimpia kehoon joutuvia radioaktiivisia isotooppeja.

Neutronisäteily

• vapautuvat: neutroneja
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: kilometriä
• päästönopeus: 40 000 km/s
• ionisaatio: 3000 - 5000 ioniparia 1 cm ajoa kohden
• säteilyn biologiset vaikutukset: korkea

Neutronisäteily- tämä on ihmisen aiheuttamaa säteilyä, joka syntyy erilaisissa ydinreaktoreissa ja atomiräjähdyksen yhteydessä. Myös tähdet, joissa tapahtuu aktiivisia lämpöydinreaktioita, lähettävät neutronisäteilyä.

Ilman varausta aineen kanssa törmäävä neutronisäteily on heikosti vuorovaikutuksessa atomien alkuaineiden kanssa atomitasolla, ja siksi sillä on korkea läpäisykyky. Voit pysäyttää neutronisäteilyn käyttämällä materiaaleja, joissa on korkea vetypitoisuus, esimerkiksi vesisäiliö. Myös neutronisäteily ei tunkeudu hyvin polyeteenin läpi.

Biologisten kudosten läpi kulkeva neutronisäteily aiheuttaa vakavia vaurioita soluille, koska sillä on merkittävä massa ja suurempi nopeus kuin alfasäteilyllä.

Beeta-säteily

• vapautuvat: elektroneja tai positroneja
• läpäisyvoima: keskiverto
• säteily lähteestä: jopa 20 m
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio: 40 - 150 ioniparia 1 cm matkaa kohti
• säteilyn biologiset vaikutukset: keskiverto

Beeta (β) säteily tapahtuu, kun yksi elementti muuttuu toiseksi, kun taas prosessit tapahtuvat aineen atomin ytimessä protonien ja neutronien ominaisuuksien muuttuessa.

Beetasäteilyllä neutroni muuttuu protoniksi tai protoni neutroniksi; tämän muunnoksen aikana emittoituu elektroni tai positron (elektroniantipartikkeli) muunnoksen tyypistä riippuen. Säteilevien alkuaineiden nopeus lähestyy valon nopeutta ja on noin 300 000 km/s. Tämän prosessin aikana vapautuvia alkuaineita kutsutaan beetahiukkasiksi.

Koska beetasäteilyllä on alun perin suuri säteilynopeus ja pienet emittoivien alkuaineiden koot, sen läpäisykyky on suurempi kuin alfasäteilyllä, mutta sillä on satoja kertoja pienempi kyky ionisoida ainetta alfasäteilyyn verrattuna.

Beetasäteily tunkeutuu helposti vaatteiden läpi ja osittain elävän kudoksen läpi, mutta kulkiessaan tiheämpien ainerakenteiden läpi, esimerkiksi metallin läpi, se alkaa olla vuorovaikutuksessa sen kanssa voimakkaammin ja menettää suurimman osan energiastaan ​​siirtäen sen aineen alkuaineisiin. . Muutaman millimetrin metallilevy voi pysäyttää beetasäteilyn kokonaan.

Jos alfasäteily aiheuttaa vaaran vain suorassa kosketuksessa radioaktiivisen isotoopin kanssa, niin beetasäteily voi intensiteetistään riippuen aiheuttaa merkittävää haittaa elävälle organismille jo useiden kymmenien metrien etäisyydellä säteilylähteestä.

Jos beetasäteilyä lähettävä radioaktiivinen isotooppi pääsee elävään organismiin, se kerääntyy kudoksiin ja elimiin vaikuttaen niihin energisesti, mikä johtaa kudoksen rakenteen muutoksiin ja ajan myötä merkittäviin vaurioihin.

Joillakin beetasäteilyä sisältävillä radioaktiivisilla isotoopeilla on pitkä hajoamisjakso, eli kun ne pääsevät kehoon, ne säteilyttävät sitä vuosia, kunnes ne johtavat kudosten rappeutumiseen ja sen seurauksena syöpään.

Gammasäteily

• vapautuvat: energiaa fotonien muodossa
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: jopa satoja metrejä
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio:
• säteilyn biologiset vaikutukset: matala

Gamma-säteily (γ). on energistä sähkömagneettista säteilyä fotonien muodossa.

Gammasäteily seuraa aineen atomien hajoamisprosessia ja ilmenee säteilevän sähkömagneettisen energian muodossa fotonien muodossa, joka vapautuu, kun atomin ytimen energiatila muuttuu. Gammasäteet säteilevät ytimestä valon nopeudella.

Kun atomin radioaktiivinen hajoaminen tapahtuu, yhdestä aineesta muodostuu muita aineita. Vasta muodostuneiden aineiden atomi on energeettisesti epävakaassa (virittyneessä) tilassa. Ytimessä olevat neutronit ja protonit pääsevät toisiinsa vaikuttamalla tilaan, jossa vuorovaikutusvoimat ovat tasapainossa ja atomista vapautuu ylimääräistä energiaa gammasäteilyn muodossa.

Gammasäteilyllä on korkea läpäisykyky ja se tunkeutuu helposti vaatteisiin, elävään kudokseen ja hieman vaikeammin tiheiden ainerakenteiden, kuten metallin, läpi. Gammasäteilyn pysäyttämiseksi tarvitaan huomattava paksuus terästä tai betonia. Mutta samaan aikaan gammasäteilyllä on sata kertaa heikompi vaikutus aineeseen kuin beetasäteilyllä ja kymmeniä tuhansia kertoja heikompi kuin alfasäteilyllä.

Gammasäteilyn suurin vaara on sen kyky kulkea merkittäviä matkoja ja vaikuttaa eläviin organismeihin useiden satojen metrien päässä gammasäteilyn lähteestä.

Röntgensäteilyä

• vapautuvat: energiaa fotonien muodossa
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: jopa satoja metrejä
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio: 3 - 5 paria ioneja 1 cm matkaa kohti
• säteilyn biologiset vaikutukset: matala

Röntgensäteilyä- Tämä on energistä sähkömagneettista säteilyä fotonien muodossa, joka syntyy, kun atomin sisällä oleva elektroni siirtyy kiertoradalta toiselle.

Röntgensäteily on vaikutukseltaan samanlainen kuin gammasäteily, mutta sillä on pienempi läpäisykyky, koska sillä on pidempi aallonpituus.

Erilaisia ​​radioaktiivisia säteilytyyppejä tarkasteltuna on selvää, että säteilyn käsite sisältää täysin erilaisia ​​säteilytyyppejä, joilla on erilaisia ​​vaikutuksia aineeseen ja eläviin kudoksiin, suorasta pommituksesta alkeishiukkasilla (alfa-, beeta- ja neutronisäteily) energiavaikutuksiin. gamma- ja röntgenhoidon muodossa.

Jokainen keskusteltu säteily on vaarallinen!

Vertaileva taulukko eri säteilytyyppien ominaisuuksista

Kuten taulukosta voidaan nähdä, säteilyn tyypistä riippuen saman intensiteetin säteilyllä, esimerkiksi 0,1 Roentgenilla, on erilainen tuhoava vaikutus elävän organismin soluihin. Tämän eron huomioon ottamiseksi otettiin käyttöön kerroin k, joka kuvastaa elävien esineiden radioaktiiviselle säteilylle altistumisen astetta.

Mitä korkeampi ”k-kerroin”, sitä vaarallisempi tietyntyyppisen säteilyn vaikutus elävän organismin kudoksiin on.

Video:

Joustamattomat vuorovaikutukset tuottavat sekundaarista säteilyä, joka voi koostua sekä varautuneista hiukkasista että gamma-kvanteista.

Elastisissa vuorovaikutuksissa aineen tavallinen ionisaatio on mahdollista. Neutronien läpäisykyky on erittäin korkea johtuen varauksen puutteesta ja sen seurauksena heikosta vuorovaikutuksesta aineen kanssa. Neutronien läpäisykyky riippuu niiden energiasta ja aineen atomien koostumuksesta, jonka kanssa ne ovat vuorovaikutuksessa. Kevyiden materiaalien neutronisäteilyn puolivaimennuskerros on useita kertoja pienempi kuin raskaiden materiaalien. Raskaat materiaalit, kuten metallit, vaimentavat neutronisäteilyä huonommin kuin gammasäteily. Perinteisesti neutronit jaetaan kineettisen energiansa mukaan nopeisiin (jopa 10 MeV), ultranopeisiin, keskinopeisiin, hitaisiin ja termisiin. Hitaat ja termiset neutronit joutuvat ydinreaktioihin, jotka voivat johtaa stabiilien tai radioaktiivisten isotooppien muodostumiseen.

Tietosanakirja YouTube

1 / 3

✪ Oppitunti 463. Luonnollisen radioaktiivisuuden löytäminen. Alfa-, beeta- ja gammasäteily

✪ Oppitunti 470. Ydinreaktiot. Ydinreaktion energiatuotto

✪ ✅Kotitekoinen MAGNETRON PYSSI mikroaaltouunista ja tainnutusase

Tekstitykset

Suojaus

Nopeat neutronit imeytyvät huonosti mihinkään ytimiin, joten neutronisäteilyltä suojautumiseen käytetään hidastimen ja absorboijan yhdistelmää. Parhaat moderaattorit ovat vetyä sisältävät materiaalit. Yleensä käytetään vettä, parafiinia ja polyeteeniä. Berylliumia ja grafiittia käytetään myös moderaattoreina. Boori- ja kadmiumytimet absorboivat viivästyneet neutronit hyvin.

Koska neutronisäteilyn absorptioon liittyy gammasäteilyä, on tarpeen käyttää monikerroksisia seuloja, jotka on valmistettu erilaisista materiaaleista: lyijy-polyeteeni, teräs-vesi jne. Joissakin tapauksissa raskasmetallien hydroksidien, esimerkiksi rauta-Fe, vesiliuoksia , käytetään absorboimaan samanaikaisesti neutroni- ja gammasäteilyä (OH)3.

Radioaktiivinen säteily muodostaa erimerkkisiä ioneja vuorovaikutuksessa säteilytetyn ympäristön kanssa. Tätä prosessia kutsutaan ionisaatioksi, ja se johtuu heliumatomien ytimien (α-hiukkasten), elektronien ja positronien (β-hiukkasten) sekä varautumattomien hiukkasten (korpuskulaarinen ja neutronisäteily), sähkömagneettisten ytimien (γ) vaikutuksesta säteilytettyyn väliaineeseen. -säteily), fotonit (ominainen, Bremsstrahlung ja röntgen) ja muut säteilyt. Ihmisen aistit eivät havaitse mitään näistä radioaktiivisen säteilyn tyypeistä.

Neutronisäteily on sähköisesti neutraalien hiukkasten virtausta ytimestä. Neutronin niin sanotulla toissijaisella säteilyllä, kun se törmää minkä tahansa ytimen tai elektronin kanssa, on voimakas ionisoiva vaikutus. Neutronisäteilyn vaimennus suoritetaan tehokkaasti kevyiden alkuaineiden, erityisesti vedyn, ytimille sekä materiaaleille, jotka sisältävät tällaisia ​​ytimiä - vettä, parafiinia, polyeteeniä jne.

Suojamateriaalina käytetään usein parafiinia, jonka paksuus Po-Be- ja Po-B-neutronilähteille tulee olemaan noin 1,2 kertaa pienempi kuin vesisuojan paksuus. On huomattava, että radioisotooppilähteiden neutronisäteilyyn liittyy usein γ-säteilyä, joten on tarkistettava, tarjoaako neutronisuojaus myös suojan γ-säteilyä vastaan. Jos se ei tarjoa, suojaukseen on lisättävä komponentteja, joilla on korkea atomiluku (rauta, lyijy).

Ulkoisessa säteilyssä päärooli on gamma- ja neutronisäteilyllä. Alfa- ja beetahiukkaset ovat ydinräjähdyksen fissiotuotteiden, fissiojätteen ja toissijaisten aktivoituneiden aineiden muodostamien radioaktiivisten pilvien pääasiallinen haitallinen tekijä, mutta nämä hiukkaset imeytyvät helposti vaatteisiin ja ihon pintakerroksiin. Hitaiden neutronien vaikutuksesta kehossa syntyy indusoitunutta radioaktiivisuutta, jota löydettiin monien Japanissa säteilytautiin kuolleiden ihmisten luista ja muista kudoksista.

Neutronipommi

Neutronipommi eroaa "klassisista" ydinasetyypeistä - atomi- ja vetypommista - ensisijaisesti teholtaan. Sen tuotto on noin 1 kt TNT:tä, mikä on 20 kertaa pienempi kuin Hiroshiman pommin teho ja noin 1000 kertaa pienempi kuin suurten (megatonnien) vetypommien teho. Neutronipommin räjähdyksen synnyttämä iskuaalto ja lämpösäteily ovat 10 kertaa heikompia kuin Hiroshima-tyyppisen atomipommin ilmaräjähdys. Siten neutronipommin räjähdys 100 metrin korkeudessa maanpinnan yläpuolella aiheuttaa tuhoa vain 200-300 m säteellä. Nopeiden neutronien säteily, joiden vuotiheys neutronipommin räjähdyksen aikana on 14 kertaa korkeampi kuin "klassisten" räjähdyksen aikana, sillä on tuhoisa vaikutus kaikkeen elävään. Neutronit tappavat kaikki elävät olennot 2,5 kilometrin säteellä. Koska neutronisäteily luo lyhytikäisiä Panov G.E. Työsuojelu öljy- ja kaasukenttien kehittämisen aikana, 1982, 248 s.