Nüfuz eden radyasyonun nötron radyasyonunun enerji spektrumu. Radyasyon türleri

Birim kütleye sahip nötr parçacıklar olan nötronlar çok yüksek nüfuz gücüne sahiptir. Yüksek enerjili nötronlar (hızlı nötronlar) çekirdeklerle etkileşime girerek proton emisyonuna neden olur. Düşük enerjili nötronlar (termal nötronlar) çekirdeklerle etkileşime girdiğinde (3 parçacık veya ışın) yayan radyoaktif çekirdekler oluşturur. Nötronların selüloz üzerindeki etkisi, bu ikincil radyasyonların sonucudur. [...]

İyonlaştırıcı radyasyon - elektromanyetik (X-ışınları, ışınlar) ve korpüsküler] (os-partiküller, (3-partiküller, proton ve nötron akışı) radyasyon, bir dereceye kadar canlı dokulara nüfuz eder ve bunlarda "vurma" ile ilişkili değişikliklere neden olur Elektronların atomlardan ve moleküllerden dışarı atılması veya iyonların doğrudan veya dolaylı olarak ortaya çıkması (doğal arka plan radyasyonu), yani organizmalara zararlıdır.[...]

Patlama alanındaki nötronlar, havadaki nitrojen atomları tarafından yakalanarak, çevredeki havadaki etki mekanizması birincil gama radyasyonuna benzeyen, yani elektromanyetik alanların ve akımların korunmasına yardımcı olan gama radyasyonu oluşturur. [...]

Nötron radyasyonu, maddenin çekirdeğiyle çarpışmalar sonucu enerjisini dönüştürür. Esnek olmayan etkileşimler sırasında, hem yüklü parçacıklara hem de y-radyasyonuna sahip olabilen ikincil radyasyon ortaya çıkabilir. Esnek çarpışmalarda maddenin iyonlaşması mümkündür. Nötronların nüfuz etme yeteneği büyük ölçüde enerjilerine bağlıdır.[...]

Nötron radyasyonu, elektrik yükü olmayan nükleer parçacıkların akışıdır. Bir nötronun kütlesi, alfa parçacıklarının kütlesinden yaklaşık 4 kat daha azdır. Enerjiye bağlı olarak yavaş nötronlar (enerjisi 1 KeV1'den az olan), orta enerjili nötronlar (1 ila 500 KeV arası) ve hızlı nötronlar (500 KeV ila 20 MeV arası) vardır. Yavaş nötronlar arasında enerjisi 0,2 eV'den az olan termal nötronlar ayırt edilir. Termal nötronlar esasen ortamdaki atomların termal hareketi ile termodinamik denge halindedir. Bu tür nötronların oda sıcaklığındaki en olası hareket hızı 2200 m/s'dir. Nötronların ortamdaki atom çekirdekleriyle elastik olmayan etkileşimi sırasında, yüklü parçacıklardan ve gama kuantumundan (gama radyasyonu) oluşan ikincil radyasyon ortaya çıkar. Nötronların çekirdeklerle elastik etkileşimleri sırasında, maddenin sıradan iyonlaşması gözlemlenebilir. Nötronların nüfuz etme yeteneği enerjilerine bağlıdır, ancak alfa veya beta parçacıklarınınkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Böylece, orta enerjili nötronların yol uzunluğu havada yaklaşık 15 m ve biyolojik dokuda 3 cm'dir, hızlı nötronlar için benzer göstergeler sırasıyla 120 m ve 10 cm'dir. Dolayısıyla nötron radyasyonu yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir ve temsil eder. İnsanlar üzerindeki en büyük etki, her türlü korpüsküler radyasyon tehlikesidir. Nötron akışının gücü, nötron akışı yoğunluğu (nötron/cm2 sn) ile ölçülür.[...]

Nüfuz eden radyasyon sırasında nötronların toplam radyasyon dozundaki payı gama radyasyonunun dozundan daha azdır, ancak nükleer savaş başlığının gücünde bir azalmayla artar. Nötronlar patlama bölgesindeki metal nesnelerde ve poundlarda indüklenmiş radyasyona neden olur. Delici radyasyondan etkilenen alanın yarıçapı, bir şok dalgası ve ışık darbesinden kaynaklanan hasarın yarıçapından önemli ölçüde daha küçüktür.[...]

Gama radyasyonu bir y-kuanta akışıdır, yani çok kısa dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyondur; y-ışınları insan vücudunun derinliklerine nüfuz eder ve büyük bir radyasyon tehlikesi oluşturur. Nötron radyasyonu aynı zamanda büyük bir nüfuz gücüne sahiptir.[...]

Bu incelemede "yüksek enerjili radyasyon" terimi, bir maddeyle spesifik olmayan (kimyasal olarak) etkileşime giren radyasyonu belirtmek için kullanılmıştır; yani etkileşimin doğası, maddenin kimyasal yapısından neredeyse bağımsızdır. Bu tür radyasyon için “iyonlaştırıcı radyasyon” terimi de sıklıkla kullanılır. Bu tür radyasyonun enerjisi genellikle kimyasal bağların enerjisinden birçok kat daha fazladır. Bunun tersine, ultraviyole veya görünür ışığın enerjisi genellikle kimyasal bir bağın enerjisiyle yaklaşık olarak aynı büyüklüktedir. Ultraviyole ve görünür ışığın emilmesi, maddenin kimyasal yapısına bağlıdır (bölüm. Bu bölüm esas olarak x ışınlarının ve gama ışınlarının, elektronların ve nötronların selülozun kimyasal ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkisini açıklamaktadır. [...]

Foton radyasyonunun yanı sıra nötronlar ve diğer yüksüz parçacıklar doğrudan iyonizasyon üretmezler, ancak ortamla etkileşim sürecinde ortamın atomlarını ve moleküllerini iyonize edebilen yüklü parçacıkları (elektronlar, protonlar vb.) serbest bırakırlar. ki geçiyorlar. Bu nedenle, doğrudan iyonlaştırıcı radyasyon oluşturabilen ve (veya) nükleer dönüşümlere neden olabilen, yüksüz parçacıklardan (örneğin nötronlar) veya fotonlardan oluşan iyonlaştırıcı radyasyona dolaylı iyonlaştırıcı radyasyon denir.[...]

KOZMİK RADYASYON. Yüksek enerjiye ve büyük nüfuz kabiliyetine sahip, zaman içinde sabit bir yoğunlukla atmosferin tüm kalınlığına nüfuz eden, karmaşık bileşime sahip parçacık radyasyonu. Dış uzaydan atmosfere çok yüksek hızlarda nüfuz eden birincil kozmik enerji, protonlar, alfa parçacıkları (helyum çekirdekleri) ve çok yüksek enerjiye (109-1016 eV) sahip bir dizi başka elementin atom çekirdeğidir. Atmosfer gazlarının atomlarını iyonize ederek, bilinen tüm temel parçacık türlerini (elektronlar, mezonlar, protonlar, nötronlar, fotonlar vb.) içeren ikincil kozmik enerjiye yol açarlar. Bu nedenle kozmik radyasyonun yoğunluğu yükseklikle birlikte hızla artar. 15 km'lik bir seviyede, dünya yüzeyinden 150 kat daha fazla olur, daha sonra azalır ve atmosferin yüksek katmanlarında sabit kalır (1 cm2/ppm başına yaklaşık 10 parçacık). K.I. atmosferik havanın en önemli iyonlaştırıcısıdır.[...]

Hızlı nötronların dozları 10-20 kat daha azdır (soğurulan enerji birimleri - griler olarak ifade edilirler). X-ışını ve gama radyasyonuna veya hızlı nötronlara maruz kaldıktan sonra tohumlar hemen ekilebilir.[...]

İyonlaştırıcı radyasyon doğası gereği heterojendir. Parçacık radyasyonunu (alfa ve beta parçacıkları, proton ve nötron akışı) ve elektromanyetik salınımları (gama ışınları) temsil eder. Genellikle (bu tam olarak doğru olmasa da) alfa radyasyonunun iki proton ve iki nötrondan oluşan bir parçacık çekirdeğinden yayılan emisyon olduğu söylenir. Beta radyasyonu elektron emisyonudur. Bir nüklit parçacık yaymadığı, ancak bir saf enerji ışını (gama kuantumu) yaydığı zaman, gama radyasyonundan söz edilir.[...]

Aktivasyon analizinde kullanılan tüm radyasyon türlerinden (hızlı ve yavaş nötronlar, protonlar, döteronlar, α parçacıkları, sert y-kuantum), yavaş (termal) nötronlar en yaygın şekilde kullanılır.[...]

İyonlaştırıcı radyasyon, görünür ışık ve ultraviyole radyasyon haricinde, bir ortamla etkileşimi iyonizasyonuna, yani her iki işaretin yüklerinin oluşumuna yol açan herhangi bir radyasyondur. İyonlaştırıcı radyasyonun tüm türleri geleneksel olarak elektromanyetik (veya dalga) ve korpüsküler (a-, 3-, nötron, proton, mezon ve diğer radyasyon) olarak ikiye ayrılır.[...]

İYONİZAN RADYASYON - bir maddeden geçişi atomlarının ve moleküllerinin iyonlaşmasına ve uyarılmasına yol açan elektromanyetik radyasyonun parçacıkları (elektronlar, pozitronlar, protonlar, nötronlar) ve kuantumları (X ışınları ve gama ışınları) akışı. ben ve. Doğal olanı aşan dozlarda vücuda zararlıdır.[...]

İyonlaştırıcı radyasyon, kozmik ışınların X ışınları (X ışınları), protonları ve nötronlarının yanı sıra izotopların radyoaktif elementleri (plütonyum, 82P, MS, 8H, kobalt-90, vb.) tarafından salınan a-, P- ve y-l ışınlarıdır. . Nükleer reaktörlerden çıkan radyoaktif atıklar da iyonlaştırıcı radyasyon kaynağıdır.[...]

Y radyasyonuna karşı koruma sağlamak için atom numarası yüksek malzemeler (örneğin kurşun) kullanılır ve nötron akısından hidrojen içeren malzemeler (su, polietilen, parafin, kauçuk vb.) kullanılır. .]

Nötron aktivasyon analizinin duyarlılığı, girişim yapan radyonüklitlerin yokluğunda bile, üç ana grupta gruplandırılabilen birçok değişkenin bir fonksiyonudur. Birinci grup, numune ışınlaması ile ilişkili parametreleri içerir (nötron akısı yoğunluğu, ışınlama süresi); ikinci gruba - ölçüm koşullarını belirleyen parametreler (numune tutma süresi, kuantum kaydının etkinliği, ölçüm süresi, parazit yapan radyasyon seviyesi); üçüncü gruba - elde edilen radyonüklitlerin nükleer fiziksel özellikleri (nükleer reaksiyon kesiti, reaksiyonun meydana geldiği elementin bolluğu, yarı ömür ve analitik kuantum verimi [...]

Fisyon ve nötron aktivasyon ürünleri, öncelikle p-bozunması ve bazı durumlarda pozitron emisyonu ve yörünge elektronlarının yakalanması yoluyla radyoaktif dönüşümlere uğrar. Ağır elementlerin (Th232, U233, U235, U238, Pu239) çekirdekleri α-dönüşümleri yoluyla bozunur. Çekirdeklerin büyük çoğunluğunun bozunmasına y-radyasyonu eşlik eder.[...]

Nötron radyasyonuna karşı korumayı hesaplarken, korumanın termal ve soğuk nötronların emilmesine dayandığı ve hızlı nötronların öncelikle yavaşlatılması gerektiği unutulmamalıdır. Malzemelerin koruyucu özellikleri, geciktirici ve emici yetenekleriyle belirlenir. Hızlı nötronları yavaşlatmak için hidrojen içeren maddeler içeren malzemeler (su, beton, plastik vb.) kullanılır. Termal nötronları etkili bir şekilde absorbe etmek için geniş yakalama kesitine sahip malzemeler kullanılır (bor çeliği, bor grafit, kadmiyum-kurşun alaşımı).[...]

İyonlaştırıcı radyasyonun enerjisi, canlı bir hücredeki atomik ve moleküler bağların yok olmasına neden olmak için yeterlidir ve bu da çoğu zaman ölümüne yol açar. Canlı dokudaki iyonizasyon süreci ne kadar yoğun olursa, bu radyasyonun canlı organizma üzerindeki biyolojik etkisi de o kadar büyük olur. İyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altında meydana gelen karmaşık biyofiziksel süreçlerin bir sonucu olarak, vücutta çeşitli radikal türleri oluşur ve bunlar da sağlıklı dokuya özgü olmayan çeşitli bileşikler oluşturabilir. Ayrıca radyoaktivitenin iyonlaştırıcı etkisi nedeniyle su moleküllerinin hidrojen ve hidroksil grubuna bölünmesi biyokimyasal süreçlerde bir takım bozukluklara yol açmaktadır. İyonlaştırıcı radyasyonun vücutta etkisi altında hematopoietik organların fonksiyonlarının inhibisyonu, bağışıklık sistemi ve gonadların baskılanması, gastrointestinal bozukluklar, metabolik bozukluklar, kanserojen reaksiyonlar vb. ortaya çıkabilir. Radyoaktivitenin biyolojik etkileri göz önüne alındığında, Dış ve iç maruziyet arasında ayrım yapılır. Dış ışınlama, radyasyon kaynağının vücut dışında olması ve radyoaktivite ürünlerinin vücuda girmemesi durumudur. Bu durumda en tehlikeli olanlar f-, y-, x-ışını ve nötron ışınlamasıdır. Bu durum pratikte X-ışını ve y-radyasyonuna sahip, radyoaktif maddelerin ampullere kapatıldığı vb. Tesislerde çalışırken gerçekleştirilir. [...]

Diğer bazı radyasyon türleri de ekolojistleri en azından dolaylı olarak ilgilendirmektedir. Nötronlar büyük, yüksüz parçacıklardır ve kendileri iyonizasyona neden olmazlar, ancak atomları kararlı durumlarından çıkararak içinden geçtikleri radyoaktif olmayan materyallerde veya dokularda indüklenmiş radyoaktivite yaratırlar. Aynı miktarda emilen enerji ile "hızlı" nötronlar Gama ışınlarından 10 kat, "yavaş" nötronlar ise 5 kat daha fazla hasara neden olur. Nötron radyasyonuna reaktörlerin yakınında ve nükleer patlama alanlarında karşılaşılabilir, ancak yukarıda belirtildiği gibi, daha sonra doğada geniş bir alana yayılan radyoaktif maddelerin oluşumunda önemli bir rol oynarlar. X ışınları, gama ışınlarına çok benzeyen elektromanyetik radyasyondur, ancak bir atomun çekirdeği yerine elektronların dış kabuklarında üretilir ve çevreye dağılmış radyoaktif maddeler tarafından yayılmaz. X ışınları ve gama ışınlarının etkileri aynı olduğundan ve özel bir kurulum kullanılarak X ışınlarının elde edilmesi kolay olduğundan bireylerin, popülasyonların ve hatta küçük ekosistemlerin deneysel çalışmalarında kullanılması uygundur. Kozmik ışınlar, uzaydan bize gelen, tanecikli ve elektromanyetik bileşenlerden oluşan radyasyondur. Biyosferdeki kozmik ışınların yoğunluğu düşüktür ancak uzay yolculuğu sırasında asıl tehlikeyi temsil ederler (Bölüm 20). Suda ve toprakta bulunan doğal radyoaktif maddeler tarafından yayılan kozmik ışınlar ve iyonlaştırıcı radyasyon, mevcut biyotanın uyarlandığı arka plan radyasyonu olarak adlandırılan radyasyonu oluşturur. Biyotadaki gen akışının bu arka plan radyasyonunun varlığıyla sürdürülmesi mümkündür. Biyosferin farklı kısımlarında doğal arka plan üç ila dört kez değişir. Bu bölümde esas olarak arka plana eklenen yapay radyoaktiviteye odaklanacağız.[...]

Fisyon nötronlarının enerji spektrumu pratik olarak süreklidir ve termal enerjilerden yaklaşık 25 MeV'lik enerjilere kadar uzanır; ortalama enerji 1-2 MeV ve en muhtemel enerji 0.72 MeV'dir. Bu durumda, enerjisi 0,1 MeV'den fazla olan nötronların (orta ve hızlı nötronlar) payı yaklaşık% 99'dur. Zincirleme reaksiyonu sürdürmek için nötronlar, termal dengeye geldikleri özel cihazlarda - moderatörlerde yavaşlatılır. çevre ve nükleer yakıtla tekrar etkileşime girer. Reaktör çekirdeğindeki hızlı fisyon spektrumlu nötronların, rezonant, ara ve termal nötronların akışlarının oranı, yakıtın türüne, moderatöre, sistem geometrisine ve diğer bazı faktörlere bağlıdır. Termal nötronlar reaktör kanallarının %90-95'ini oluşturduğundan diğer enerjilerdeki nötronlar genellikle ihmal edilir. Bununla birlikte, NAA uygulamasında, herhangi bir elementin (veya element grubunun) belirlenmesindeki seçiciliği arttırmak için, C1 veya B'den yapılmış filtreler kullanılarak nötron radyasyonunun dönüştürülmesi kullanılır. Bu filtreler, termal nötronların güçlü soğurucularıdır, bu da garanti eder. rezonans ve hızlı nötronların analizi.[ ..]

Radyoaktif radyasyonun enerjisi joule (J) cinsinden ölçülür. Radyoizotopların aktivitesi, birim zaman başına bozunma olaylarının sayısına göre belirlenir ve s-1 boyutuna sahip bekerel (Bq) cinsinden ölçülür. Sıvılarda ilacın spesifik radyoaktivitesi B c/kg olarak ifade edilir. X-ışını ve γ-radyasyonunun önemli bir birimi, 1 kg madde başına coulomb (C) cinsinden ölçülen maruz kalma dozudur. Maruz kalma dozu oranı A/kg cinsinden ifade edilir. Doz hızı - R/s = = 2,58-10 4 C/kg, R/dak = 4,30 10 6 C/kg. Radyasyon dozu biyolojik etkisine göre değerlendirilir - kalite faktörü K. X-ışını ve y-radyasyonu için K = 1, termal nötronlar için K = 3. [...]

İyonlaştırıcı (delici) radyasyon veya radyasyon, kısa dalga elektromanyetik radyasyondur: X ışınları ve γ ışınları, yüksek enerjili yüklü parçacıklar - elektronlar, protonlar, a parçacıkları vb. ve hızlı nötronlar - parçacıklar şarj yok.[ .. .]

Radyoaktif radyasyonun başka bir türü nötron akıdır. Nötronlar atom çekirdeğinin bileşenleridir. Nötronun kütlesi yaklaşık olarak protonun kütlesine eşittir. Nötronların elektrik yükü yoktur. Hızlı nötronlar yüksek enerjiye sahiptir (onlarca Meu'ya kadar). Pozitif yüklü atom çekirdeklerinden elektriksel olarak itilmezler ve bu nedenle bu parçacıkların elastik bir çarpışması meydana gelir, bunun sonucunda nötronun başlangıç ​​​​enerjisine yaklaşık olarak eşit bir enerjiyle hareket eden "geri tepme protonları" ortaya çıkar. Hızlı nötronların ve "geri tepmeli protonların" nüfuz etme yeteneği mükemmeldir.[...]

Fiziksel kirliliğin bir türü iyonlaştırıcı radyasyondur. Bir veya daha fazla elektronu atomlardan koparıp pozitif yüklü iyonlar oluşturmaya yetecek kadar enerjiye sahiptir; bu iyonlar da tepkimeye girerek canlı organizmaların dokularını yok eder. İyonlaştırıcı radyasyonun örnekleri, güneşten ve ultraviyole ışınlama makinelerinden gelen ultraviyole radyasyon, x-ışınları, nükleer fisyon ve füzyon reaksiyonları sırasında üretilen nötron radyasyonu ve radyoaktif izotoplar tarafından yayılan alfa, beta ve gama radyasyonudur. Bazı maddeler için tüm izotoplar radyoaktiftir (teknetyum, prometyum ve ayrıca polonyumdan başlayıp transuranik olanlarla biten periyodik tablonun tüm elementleri).[...]

Çoğu radyometrik cihazın temeli, radyasyonun nüfuz ettiği ortamı iyonize etme yeteneğidir. Alfa ve beta radyasyonu, ortamın atomlarını doğrudan iyonlaştırırken, nötr radyasyon, yani gama ışınları, X ışınları ve nötron akıları, ikincil işlemler sonucunda ortamın atomlarını iyonlaştırır.[...]

Y yapısı hakkında bilgi sağlayan yöntemler, sıvıyla yalnızca kısa bir süre etkileşime giren radyasyon veya parçacıkları kullanan ve enerjilerinin saptanabilir bir kısmını sıvıdaki moleküllerle değiştiren yöntemlerdir. Kızılötesi ve Raman spektroskopisinin yanı sıra elastik olmayan nötron saçılması da bu gereklilikleri karşılar ve bir sıvının Y yapısı hakkında ana bilgi kaynağıdır (Şekil 4.2). Nötron saçılımı 10 ve s'lik zaman aralıkları hakkında bilgi sağlar. Bu süre tn periyoduna denk geldiğinden, nötron saçılması, geçici denge konumlarının hareketinin doğasını incelemek için yararlı bir yöntemdir. Hareketler arasındaki ortalama süreyi belirlemek için dielektrik polarizasyon gevşemesi ve nükleer manyetik rezonans çalışmaları kullanılır. Suyun özelliklerinin aşağıda ele alındığı sıra, yöntemlerin bilgi sağladığı zaman ölçeğine dayanmaktadır.[...]

Mobil ekranlar oluşturmak için çeşitli malzemeler kullanılır. Alfa radyasyonuna karşı koruma, birkaç milimetre kalınlığında sıradan veya organik camdan yapılmış ekranlar kullanılarak sağlanır. Birkaç santimetrelik bir hava tabakası bu tür radyasyona karşı yeterli koruma sağlar. Beta radyasyonuna karşı koruma sağlamak için ekranlar alüminyum veya plastikten (pleksiglas) yapılır. Kurşun, çelik ve tungsten alaşımları gama ve X-ışını radyasyonuna karşı etkili bir şekilde koruma sağlar. Görüntüleme sistemleri kurşun cam gibi özel şeffaf malzemelerden yapılmıştır. Hidrojen (su, parafin) ve berilyum, grafit, bor bileşikleri vb. içeren malzemeler nötron radyasyonundan korur. Beton ayrıca nötronlara karşı koruma sağlamak için de kullanılabilir.[...]

Kurşun ve parafinden yapılmış ekranlar, kozmik radyasyonun dünya atmosferinin üst katmanlarındaki madde ile etkileşimi sırasında oluşan yüksek enerjili parçacıkların (elektronlar, protonlar, nötronlar vb.) suya girmesini önler. Kalkanın manyetik alanların nüfuzunu önleyebilmesi için ferromanyetik malzemeden yapılmış olması gerekir. Bu tür cihazlar mevcuttur, bunlara hipomanyetik odalar denir. Hipomanyetik bir odada (yani demir bir kapağın altında), Dünya'nın manyetik alanı 10-100.000 kat zayıflatılabilir.[...]

Arsenik miktarının belirlenmesi, yavaş nötronların etkisiyle üretilen bir arsenik izotopundan gelen radyoaktif radyasyonun ölçümüne dayalı olarak çok hassastır. Bu yöntem İngiltere'de deniz suyundaki arsenik tayini için kullanıldı.[...]

Karşılaştırma için: Benzer güce sahip geleneksel bir nükleer yük, yaklaşık 50 hektarlık ormanı etkiler; nötron bombasından yaklaşık 6 kat daha az. Bu durumda, etki bölgesindeki tüm nesneler ve öğeler radyoaktif radyasyon kaynağı haline gelecektir. İnsanlarla ilgili olarak, nötron silahlarından kaynaklanan nükleer radyasyonun olası sonuçları, gama radyasyonundan yaklaşık 7 kat daha tehlikelidir.[...]

Bu ifade, iyonlaştırıcı radyasyonun yüksek kanserojenliğini ikna edici bir şekilde gösteren, iyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkilerinin incelenmesinden elde edilen sonuçların bir analizinden kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, bu radyasyonların kanserojenliğinin esas olarak x-ışınları, gama radyasyonu, nötron akıları ile harici ışınlamadan ve daha az ölçüde de dahil edilmiş radyonüklidlerden gelen radyasyonla dahili ışınlamadan elde edilen verilerle doğrulandığı belirtilmelidir. ..]

Vücudun dış ve iç ışınlaması vardır. Dış radyasyon, dış kaynaklardan gelen iyonlaştırıcı radyasyonun vücut üzerindeki etkisini ifade eder. Dahili ışınlama, vücuda solunum organları, gastrointestinal sistem veya deri yoluyla giren radyoaktif maddeler tarafından gerçekleştirilir. Dış radyasyon kaynakları - kozmik ışınlar, atmosferde, suda, toprakta, yiyeceklerde vb. bulunan doğal radyoaktif kaynaklar, teknoloji ve tıpta kullanılan alfa, beta, gama, X-ışını ve nötron radyasyonu kaynakları, yüklü parçacık hızlandırıcıları, nükleer reaktörler (nükleer reaktörlerdeki kazalar dahil) ve daha birçokları.[...]

Kullanılan fotonükleer reaksiyonların türüne ve analitik görevlere bağlı olarak, çeşitli türde aktive edici y-radyasyonu kaynakları kullanılır (Ey > > 1 MeV'ye sahip yüksek aktiviteli, yüksek enerjili y-radyasyonunun izotop kaynakları, monoenerjetik y-radyasyonunun kaynakları, proton, nötron ve diğer nükleer reaksiyonların kullanımı, bremsstrahlung radyasyon kaynakları: doğrusal elektron hızlandırıcıları, betatronlar, sinkrotronlar, vb.).[...]

Neoplazmaların (kanser tümörleri) en çok ışınlanmış dokularda ortaya çıktığı oldukça açıktır. Gama veya nötron radyasyonu alanında meydana gelen tekdüze ışınlama veya eşit şekilde dağılmış radyonüklitlerin dahil edilmesiyle, bir tümör olasılığı organın radyosensitivitesine göre belirlenir. Radyoaktif maddelerin vücuda giriş yolu da rol oynar.[...]

Çevremizdeki dünyada, ilk bakışta düzensizlik ve kaos hüküm sürüyor, ancak içindeki her şey birbiriyle bağlantılı ve birbirine bağımlı, geri bildirimlerle yakalanıyor ve işbirliği içinde koordine ediliyor. Temel bir parçacıktan canlı bir hücreye, bir nötron yıldızından Galaksiye kadar Evrenin tüm nesneleri arasında sürekli olarak enerji alışverişi yapılır. Dünyadaki birçok süreç Güneş'te ve uzayda meydana gelen süreçlerle yakından ilişkilidir. Güneş'ten gelen elektromanyetik ve parçacık radyasyonundaki küçük dalgalanmalar, güneş rüzgarının etkisi altında Dünya'nın manyetosferinin süreçlerinde önemli değişikliklere ve dolayısıyla atmosferinin, litosferinin ve hidrosferinin durumunda değişikliklere neden olur.[...]

Galaksiden doğan kozmik ışınlar Dünya'ya ulaşır ve Güneş'in hareketinin neden olduğu modülasyon süreçleri nedeniyle yoğunlukları zamanla değişir. Bu parçacıkların enerjisi 10 MeV - 100 GeV'dir ve bu onların dünya atmosferine nüfuz etmesine ve nötron ve proton akışı şeklinde ikincil radyasyona neden olmasına izin verir. Bu radyasyonun yoğunluğu döngüsel olarak değişir, ancak yerkürenin belirli bir noktasındaki spesifik değeri, o yerin yüksekliğine ve manyetik enlemine bağlıdır.[...]

Radyoizotop kaynakları. Şu anda, (a, n) reaksiyonuna dayanan radyoizotop kaynakları en yaygın olanıdır. Berilyum, Be9(a, n)C12, genellikle hedef olarak kullanılır. Bu, Po210-Be kaynağından gelen nötronların spektrumunun sürekli olduğu ve bir elektron voltun fraksiyonlarından 11,3 MeV'ye kadar olan enerji aralığında yer aldığı ve maksimum 3 ve 5 MeV bölgesinde olduğu gerçeğine yol açmaktadır. Endüstri, n-(10®-10b) nötron/s harici radyasyon kaynakları üretir. Bu kaynakların dezavantajı Po210'un 138 güne eşit olan nispeten kısa yarılanma ömrüdür.[...]

Dış ortamın uzun vadeli radyoaktif kirlenmesinin ana bileşenlerinden biri olarak trityumun rolü çok önemli olabilir ve bu durum, çevresel nesnelerde trityumun belirlenmesine yönelik yöntemlerin geliştirilmesini teşvik eder. Aynı zamanda, bir hidrojen izotopu olan trityum, fizikokimyasal özellikleri ve radyasyon enerjisi bakımından dış ortamın radyoaktif kirlenmesinin diğer bileşenlerinden (fisyon parçaları, nötron aktivasyon ürünleri) önemli ölçüde farklıdır, bu nedenle belirlenmesi için yöntemler spesifiktir. .[...]

Reaktörler amaçlarına göre güç, deney ve araştırma olmak üzere ikiye ayrılır. Deneysel reaktörler, reaktörlerin fiziksel parametrelerini ve mühendislik sistemlerini açıklığa kavuşturmak için tasarlanmış reaktörlerdir. Araştırma reaktörleri, araştırma çalışmaları ve yakıt çubuğu testleri için güçlü nötron ve radyasyon kaynakları olarak kullanılan reaktörler olarak anlaşılmaktadır. Hem deneysel hem de araştırma reaktörleri çeşitli araştırma türlerine yönelik olduğundan ve bunları tek bir grup olarak sınıflandırmak daha doğru olduğundan bu ayrım net değildir.[...]

Radyoaktif bozunma olasılıksal bir süreç olduğundan, bir dozimetrik cihazın okumaları, özellikle küçük değerleri ölçerken, ölçümden ölçüme önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bu nedenle daha güvenilir bir sonuç elde etmek için ölçümlerin birkaç kez yapılması tavsiye edilir. Ölçümlerin ortalama değeri t, ölçüm sonucu olarak alınır (t - 3...10 kat). Ek olarak, popülasyona yönelik dozimetrik cihazların, harici gama radyasyonunun doz oranının ölçümlerini veya değerlendirmesini sağladığı ve pratik olarak alfa, beta ve nötron radyasyonunun yanı sıra "yumuşak" X-ışınına karşı duyarsız olduğu da dikkate alınmalıdır. Bremsstrahlung radyasyonu (renkli TV, renkli bilgisayar ekranları, tüp üzerinde hızlanma gerilimi 60...80 kV'dan düşük olan X-ışını üniteleri, vb.).

Nötron radyasyonu, nötron akışlarından oluşan nükleer radyasyondur. Çeşitli enerjilerdeki nötronların ana kaynağı nükleer reaktördür (bkz. Nükleer reaktörler). Nötron radyasyonu dokularla etkileşime girdiğinde çevrenin iyonlaşmasına neden olur. Nötronlar elektrik yükü taşımadığından (bkz. Atom), nükleer reaksiyonlar sonucu oluşan ikincil nükleer parçacıklar (protonlar vb.) nedeniyle iyonizasyon gerçekleştirilir. Enerjiye bağlı olarak nötronlar, enerjisi 100 MeV'a kadar olan yavaş olanlar ve 10 MeV'a kadar olan hızlılar olarak ikiye ayrılır. Yavaş nötronlar ortamdaki atomların çekirdekleri tarafından kolaylıkla yakalanır ve yüksek derecede iyonlaştırıcı ikincil parçacıklar oluşur. Yavaş nötronların bu özelliği, nötron yakalama terapisinde kullanılır (bkz. Nötron terapisi). Elektrik yükünün olmaması nedeniyle nötronlar madde içinde önemli mesafeler kat ederler. Bu bağlamda, büyük hacimli nesneler nötronlarla ışınlandığında, doz alanında yüksek derecede bir tekdüzelik elde edilir. Yavaş ve hızlı nötronlar, plütonyum (bkz.), Toryum (bkz.), Uranyum (bkz.) gibi ağır elementlerin çekirdeklerinin bölünmesine neden olabilir. Bu tür fisyon reaksiyonları çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

38. Gama radyasyonu.

Gama radyasyonu (gama ışınları), dalga boyu 1A'dan az olan, ışık hızında yayılan elektromanyetik radyasyondur; Gama radyasyonu, bazı doğal ve yapay radyoaktif izotopların çekirdeklerinin bozunması (bkz.), yüklü parçacıkların inhibisyonu ve diğer nükleer reaksiyonlar sırasında meydana gelir. Şu anda tıpta, yapay olarak radyoaktif izotoplar (radyoaktif kobalt Co 60, sezyum Cs 137 ve Cs 134, gümüş Ag 111, tantal Ta 182, iridyum Ir 192, sodyum Na 24, vb.) esas olarak gama radyasyonu kaynakları olarak kullanılmaktadır (gama). yayıcılar). Doğal olarak radyoaktif gama radyasyon kaynakları (balneolojide) radon Rn 222, radyum Ra 226 ve radyum mezotoryum MsTh 228 (onkoloji pratiğinde) kullanılır. Radyoaktif izotopların gama kuantumunun enerjisi 0,1 ile 2,6 MeV arasında değişmektedir. Bazı izotopların (Co 60, Cs 137, Tu 170) gama kuantumunun enerjisi homojen iken diğerlerinin (radyum, tantal vb.) geniş bir spektrumu vardır. Terapötik amaçlar için homojen radyasyon (aynı enerjide) gereklidir; Bu nedenle beta parçacıklarını (bkz. Beta radyasyonu) ve yumuşak gama radyasyonunu absorbe etmek için metal filtreler kullanılır. Yumuşak beta radyasyonunu filtrelemek için 0,1 mm kalınlığında nikel ve alüminyumdan yapılmış filtreler yeterlidir. Daha yüksek enerjili beta parçacıklarını ve yumuşak gama radyasyonunu absorbe etmek için 0,5-1 mm kalınlığında platin ve altından yapılmış filtreler gereklidir. Gama radyasyonu, diğer iyonlaştırıcı radyasyon türleri gibi, vücut dokularıyla etkileşime girdiğinde atomların ve moleküllerin iyonlaşmasına ve uyarılmasına neden olarak radyasyon-kimyasal reaksiyonlara neden olur. Radyasyon tedavisi sırasında radyasyon her zaman tümör bölgesinde yoğunlaştığından, başta tümör hücreleri olmak üzere hücrelerin morfolojik ve fonksiyonel özelliklerinde değişikliklere neden olurlar. Yeterince yüksek radyasyon dozlarında tümör hücreleri ölür ve yerini yara dokusu alır. Ayrıca bkz. Gama terapisi, İyonlaştırıcı radyasyon.

Sintilasyon sayaçları.Özel sintilatörlere sahip sintilasyon sayaçları hızlı nötronları kaydetmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Hızlı nötronlar, hidrojen çekirdekleri üzerine elastik olarak dağıldığında, hidrojen içeren ortamın iyonlaşmasına harcanan enerjilerinin çoğunu onlara aktarırlar. Bu nedenle, çok sayıda hidrojen atomu içeren organik sintilatörler (örneğin stilben), hızlı nötronları tespit etmede yüksek verimliliğe sahiptir.

Pirinç. 7. Küresel moderatörlü sintilasyon nötron sayacı.

10-2 ila 107 eV enerji aralığındaki nötron akısını ölçmek için, bir ekranlı (5), bir ön yükselticiden (6) oluşan bir fotomultiplikatörden (4) oluşan bir sintilasyon dedektörü (Şekil 7) kullanabilirsiniz. bir ışık kılavuzu (3), değiştirilebilir polietilen bilyalı geciktiricilere (1) sahip bir 6LiI sintilatör (Eu) (2).

Dozimetrik dedektörleri takip edin. Nötron radyasyon dozimetrisinde, yüklü parçacıkların iz sayısının kaydedildiği hassas bir hacimde katı hal iz dedektörleri kullanılır. Bu dedektörlerin dozimetrik uygulaması, iz sayısı ile radyasyon dozu arasındaki ilişkiye dayanmaktadır.

Nötron dozimetrisinin aktivasyon yöntemi Nötronların etkisi altında meydana gelen nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak, radyoaktif çekirdekler oluşur. Aktivasyon yöntemini kullanırken, dedektör A'nın indüklenen aktivitesi ölçülür.

(5)

burada λ, ortaya çıkan radyoaktif çekirdeklerin bozunum sabitidir;

Nt, t süresi boyunca ışınlandığında dedektörün birim hacmi başına düşen radyoaktif çekirdek sayısıdır;

n, birim hacim başına hedef nüklid çekirdeklerinin sayısıdır;

φ(E) . dE, E ila E+dE aralığında enerjiye sahip nötronların akı yoğunluğudur;

σ(Ε), dedektör malzemesinde E enerjisine sahip nötronların aktivasyon kesitidir. E1 ve E2 entegrasyon sınırları, nötron spektrumundaki enerjinin alt ve üst sınırlarına karşılık gelir.

Doğrudan şarjlı nötron dedektörleri. Reaktör çekirdeğindeki nötron akı yoğunluğunu ölçmek için doğrudan yüklü nötron dedektörleri (DCN'ler) kullanılır. Bu dedektörler birincil etkilere dayanmaktadır: nötron yakalama ve β-bozunması (nötron yakalamaya, anında γ-radyasyonu emisyonu ve uyarılmış çekirdeklerden yüksek enerjili elektronların emisyonu eşlik eder); harici γ radyasyonunun emilmesi üzerine elektron transferi ve fotoelektronların verimi.

Bireysel nötron dozimetreleri.

Örnek olarak, bireysel bir acil durum dozimetresini ele alalım. Nükleer reaktörlere, kritik düzeneklere ve kritik kütlenin beklenmedik şekilde aşılma olasılığının bulunduğu diğer sistemlere hizmet veren personelin acil durum ışınlaması sırasında dozları belirlemek için, termolüminesans nötron izleme dedektörleri geliştirilmiştir. bireysel acil durum dozimetreleri GNEIS setinde, Şekil 8.

Şekil 8 β-, γ- ve nötron radyasyonu GNEIS için acil durum dozimetresinin tasarımı

1 - beta dozimetre, 2 - GNEIS kişisel dozimetrenin kaset kapağı, 3 - pin, 4 - selüloit, 5 - baş harfleri ve soyadını içeren fotoğraf, 6 - orta ve hızlı nötron dozimetresi, 7 - γ~ radyasyon dozimetreleri, 8 - termal nötron dozimetreler, 9 - GNEIS kişisel dozimetrenin kaset gövdesi.

Nötron radyasyonunun insan vücudu üzerindeki etkisi

Bireysel ve kolektif dozlara katkısı dikkate alınarak tüm vücudun dışarıdan ışınlanması nükleer santrallerde esastır. Kaynakları nükleer reaktörden gelen γ-radyasyonu, teknolojik devreler, radyoaktif ortamlı ekipmanlar ve radyoaktif maddelerle kirlenmiş yüzeylerdir. Nötron ve β-radyasyonu, NPP personelinin dış maruziyetine önemli ölçüde daha küçük bir katkı sağlar. Bir kişi yaşamı boyunca hem doğal (doğal) hem de yapay (insanın faaliyetleri sonucunda yarattığı) iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarından radyasyona maruz kalır. Yapay radyasyon kaynaklarından tıbbi prosedürler (röntgen teşhisi, röntgen ve radyoterapi) sırasında maruz kalma en büyük öneme sahiptir. Bu kaynaktan gelen ortalama bireysel doz yılda yaklaşık 1,4 mSv'dir. 1963'te atmosferde nükleer denemelerin durdurulmasından sonra küresel radyoaktif serpinti nedeniyle halkın maruz kaldığı maruziyet azalmaya başladı ve yıllık dozlar, 1966'da doğal kaynaklardan alınan dozun %7'sine, 1969'da %2'sine, ilk 1969'da %1'ine ulaştı. 80'li yıllar. Renkli TV izleyen bir TV izleyicisinin yıllık ortalama 0,25 mSv doz aldığı, bunun da doğal arka planın %25'i olduğu unutulmamalıdır.

Nükleer enerji santrallerinin normal koşullar altında işletilmesi, endüstriyel reaktör personeli için 7,5 - 10 mSv/yıl'a eşit ortalama etkin eşdeğer doza ve nükleer enerji santralinin yakınında yaşayan nüfus için ortalama 0,002-0,01 mSv/yıl doza yol açar. .

Bu rakamlar nükleer santralin normal işletimi sırasındaki durumu yansıtmaktadır. Bununla birlikte, sonuçları nüfusa önemli ölçüde daha fazla zarar verebilecek kaza tehlikesi her zaman vardır. Bu lezyonların olası büyüklüğü Çernobil nükleer santralindeki kazanın sonuçlarını göstermektedir.

İlk gözlem, bir hücre iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında, çok küçük bir miktardaki enerjinin emilmesinin önemli bir biyolojik etki yaratabileceğini ortaya koydu. Örneğin iyonlaştırıcı radyasyonun memeliler için öldürücü dozu 10 Gy'dir. Bu doza karşılık gelen emilen enerji, insan vücudunun sıcaklığını 0,00010C'den fazla artırmaz. Bir organizmanın ölüm nedeni genellikle belirli bir durumda kritik olan herhangi bir organın hasar görmesidir. 3 – 9 Gy doz aralığında dolaşım sistemi kritiktir. Işınlanan organizmanın ölümü, radyasyona maruz kaldıktan 7-15 gün sonra gözlenir. Ölümcül olmayan radyasyon yaralanmalarında da hematopoez hasarı meydana gelir. Aynı zamanda kanama nedenlerinden biri olan trombosit sayısı da azalır.

Radyasyon dozu 10-100 Gy'e çıkarıldığında organizmalar 3-5 gün içinde, yani “kemik iliği sendromu” henüz gelişmemişken ölürler. Bunun nedeni başka bir kritik organ olan bağırsakların arızalanmasıdır. Ayrıca hematopoezin inhibisyonu nedeniyle ölümün meydana geldiği aralıktaki daha düşük dozlarda da etkilenir, ancak "bağırsak sendromu", şiddetini ağırlaştırmasına rağmen radyasyon hastalığının sonucunu belirlemez.

Daha da yüksek dozlarda radyasyon (200-1000 Gy) uygulandığında, ışınlanan organizmanın doğrudan ölüm nedeni, merkezi sinir sistemi hücrelerinin büyük miktarda tahrip olmasıdır. Ve ışınlanmış organizmaların ölüm zamanlamasının radyasyon dozuna bağımlılığına ilişkin bir eğri oluşturursak, üzerinde "kemik iliği", "bağırsak" ve "sinir" form aralıklarına karşılık gelen üç karakteristik bölüm açıkça gözlemlenecektir. ölüm.

Üreme sistemi radyasyona daha dayanıklıdır. Ancak Bergonier ve Tribond kanununa göre erkeklerde sperm (genç sperm hücreleri) üretimi düşük dozlarda azaltılır veya durdurulur. Gonadlara (genital organlara) 250 rem'lik bir doz, bir yıla kadar geçici kısırlığa neden olur. Tam kısırlık için 500 ila 600 rem'lik bir doz gereklidir.

Makalede gezinme:

Radyasyon ve radyoaktif radyasyon türleri, radyoaktif (iyonlaştırıcı) radyasyonun bileşimi ve temel özellikleri. Radyasyonun madde üzerindeki etkisi.

Radyasyon nedir

Öncelikle radyasyonun ne olduğunu tanımlayalım:

Bir maddenin bozunması veya sentezi sürecinde, atomun elementleri (protonlar, nötronlar, elektronlar, fotonlar) salınır, aksi halde şunu söyleyebiliriz: radyasyon meydana gelir bu unsurlar. Bu tür radyasyona denir - iyonlaştırıcı radyasyon veya daha yaygın olanı radyoaktif radyasyon veya daha da basit radyasyon . İyonlaştırıcı radyasyon ayrıca x-ışınlarını ve gama radyasyonunu da içerir.

Radyasyon elektronlar, protonlar, nötronlar, helyum atomları veya fotonlar ve müonlar formundaki yüklü temel parçacıkların madde tarafından emisyonu sürecidir. Radyasyonun türü hangi elementin yayıldığına bağlıdır.

İyonlaşma nötr yüklü atom veya moleküllerden pozitif veya negatif yüklü iyonların veya serbest elektronların oluşma sürecidir.

Radyoaktif (iyonlaştırıcı) radyasyon oluştuğu elemanların türüne bağlı olarak çeşitli türlere ayrılabilir. Farklı radyasyon türleri, farklı mikropartiküllerden kaynaklanır ve bu nedenle madde üzerinde farklı enerjisel etkilere, maddeye nüfuz etme konusunda farklı yeteneklere ve sonuç olarak radyasyonun farklı biyolojik etkilerine sahiptir.

Alfa, beta ve nötron radyasyonu- Bunlar çeşitli atom parçacıklarından oluşan radyasyonlardır.

Gama ve X ışınları enerji emisyonudur.

Alfa radyasyonu

• yayılan: iki proton ve iki nötron
• nüfuz etme yeteneği: Düşük
• kaynaktan ışınlama: 10 cm'ye kadar
• emisyon hızı: 20.000 km/s
• iyonlaşma: 1 cm hareket başına 30.000 iyon çifti
• yüksek

Kararsız maddenin bozunması sırasında alfa (α) radyasyonu meydana gelir. izotoplar elementler.

Alfa radyasyonu- bu, helyum atomlarının (iki nötron ve iki proton) çekirdeği olan ağır, pozitif yüklü alfa parçacıklarının radyasyonudur. Alfa parçacıkları, daha karmaşık çekirdeklerin bozunması sırasında, örneğin uranyum, radyum ve toryum atomlarının bozunması sırasında yayılır.

Alfa parçacıkları büyük bir kütleye sahiptir ve ışık hızının yaklaşık 15 katı olan ortalama 20 bin km/s gibi nispeten düşük bir hızla yayılırlar. Alfa parçacıkları çok ağır olduğundan, bir maddeyle temas ettiğinde parçacıklar bu maddenin molekülleriyle çarpışır, onlarla etkileşime girmeye başlar, enerjilerini kaybederler ve bu nedenle bu parçacıkların nüfuz etme yeteneği çok büyük değildir ve hatta basit bir tabaka bile değildir. kağıt onları geride tutabilir.

Ancak alfa parçacıkları çok fazla enerji taşır ve maddeyle etkileşime girdiğinde önemli iyonizasyona neden olur. Ve canlı bir organizmanın hücrelerinde, iyonlaşmanın yanı sıra, alfa radyasyonu dokuyu tahrip ederek canlı hücrelere çeşitli zararlar verir.

Tüm radyasyon türleri arasında alfa radyasyonu en az nüfuz etme gücüne sahiptir, ancak canlı dokuların bu tür radyasyonla ışınlanmasının sonuçları, diğer radyasyon türlerine kıyasla en şiddetli ve anlamlıdır.

Alfa radyasyonuna maruz kalma, radyoaktif elementlerin hava, su veya yiyecek yoluyla ya da kesik veya yara yoluyla vücuda girmesiyle meydana gelebilir. Bu radyoaktif elementler vücuda girdikten sonra kan dolaşımı yoluyla tüm vücuda taşınır, dokularda ve organlarda birikerek üzerlerinde güçlü bir enerji etkisi yaratır. Alfa radyasyonu yayan bazı radyoaktif izotop türleri uzun ömürlü olduğundan vücuda girdiklerinde hücrelerde ciddi değişikliklere neden olabilir, doku dejenerasyonuna ve mutasyonlara yol açabilirler.

Radyoaktif izotoplar aslında kendi başlarına vücuttan atılmazlar, bu nedenle vücuda girdiklerinde ciddi değişikliklere yol açana kadar dokuları uzun yıllar içeriden ışınlayacaklardır. İnsan vücudu, vücuda giren radyoaktif izotopların çoğunu nötralize edemez, işleyemez, asimile edemez veya kullanamaz.

Nötron radyasyonu

• yayılan: nötronlar
• nüfuz etme yeteneği: yüksek
• kaynaktan ışınlama: kilometre
• emisyon hızı: 40.000 km/s
• iyonlaşma: 1 cm çalışma başına 3000 ila 5000 iyon çifti
• Radyasyonun biyolojik etkileri: yüksek

Nötron radyasyonu- bu, çeşitli nükleer reaktörlerde ve atomik patlamalar sırasında ortaya çıkan insan yapımı radyasyondur. Ayrıca aktif termonükleer reaksiyonların meydana geldiği yıldızlar tarafından nötron radyasyonu yayılır.

Hiçbir yükü olmayan, maddeyle çarpışan nötron radyasyonu, atom seviyesindeki atom elementleriyle zayıf bir şekilde etkileşime girer ve bu nedenle yüksek nüfuz gücüne sahiptir. Nötron radyasyonunu, örneğin bir su kabı gibi yüksek hidrojen içeriğine sahip malzemeleri kullanarak durdurabilirsiniz. Ayrıca nötron radyasyonu polietilene iyi nüfuz etmez.

Nötron radyasyonu biyolojik dokulardan geçerken önemli bir kütleye ve alfa radyasyonuna göre daha yüksek bir hıza sahip olduğundan hücrelerde ciddi hasara neden olur.

Beta radyasyonu

• yayılan: elektronlar veya pozitronlar
• nüfuz etme yeteneği: ortalama
• kaynaktan ışınlama: 20 m'ye kadar
• emisyon hızı: 300.000 km/s
• iyonlaşma: 1 cm hareket başına 40 ila 150 iyon çifti
• Radyasyonun biyolojik etkileri: ortalama

Beta (β) radyasyonu bir element diğerine dönüştüğünde meydana gelirken, maddenin atomunun çekirdeğinde proton ve nötronların özelliklerinde bir değişiklik ile süreçler meydana gelir.

Beta radyasyonu ile bir nötron protona veya proton nötrona dönüşür; bu dönüşüm sırasında dönüşümün türüne bağlı olarak bir elektron veya pozitron (elektron antiparçacığı) yayılır. Yayılan elementlerin hızı ışık hızına yaklaşmakta olup yaklaşık 300.000 km/s'ye eşittir. Bu işlem sırasında yayılan elementlere beta parçacıkları denir.

Başlangıçta yüksek radyasyon hızına ve küçük boyutlarda yayılan elementlere sahip olan beta radyasyonu, alfa radyasyonuna göre daha yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir, ancak alfa radyasyonuna kıyasla maddeyi iyonize etme kabiliyeti yüzlerce kat daha azdır.

Beta radyasyonu giysilere ve kısmen canlı dokuya kolayca nüfuz eder, ancak maddenin daha yoğun yapılarından, örneğin metalden geçerken, onunla daha yoğun etkileşime girmeye başlar ve enerjisinin çoğunu kaybederek onu maddenin elementlerine aktarır. . Birkaç milimetrelik bir metal levha beta radyasyonunu tamamen durdurabilir.

Alfa radyasyonu yalnızca radyoaktif izotopla doğrudan temas halinde tehlike oluşturuyorsa, o zaman beta radyasyonu, yoğunluğuna bağlı olarak, radyasyon kaynağından birkaç on metre uzakta yaşayan bir organizmaya zaten önemli zararlar verebilir.

Beta radyasyonu yayan radyoaktif izotop canlı bir organizmaya girerse, dokularda ve organlarda birikir, üzerlerinde enerjik bir etki yapar, dokunun yapısında değişikliklere yol açar ve zamanla önemli hasara neden olur.

Beta radyasyonlu bazı radyoaktif izotopların bozunma süresi uzundur, yani vücuda girdiklerinde doku dejenerasyonuna ve bunun sonucunda kansere yol açana kadar onu yıllarca ışınlayacaklardır.

Gama radyasyonu

• yayılan: foton formundaki enerji
• nüfuz etme yeteneği: yüksek
• kaynaktan ışınlama: yüzlerce metreye kadar
• emisyon hızı: 300.000 km/s
• iyonlaşma:
• Radyasyonun biyolojik etkileri: Düşük

Gama (γ) radyasyonu foton formundaki enerjik elektromanyetik radyasyondur.

Gama radyasyonu, maddenin atomlarının bozunma sürecine eşlik eder ve atom çekirdeğinin enerji durumu değiştiğinde salınan fotonlar şeklinde yayılan elektromanyetik enerji şeklinde kendini gösterir. Gama ışınları çekirdekten ışık hızında yayılır.

Bir atomun radyoaktif bozunması meydana geldiğinde, bir maddeden başka maddeler oluşur. Yeni oluşan maddelerin atomu enerji açısından kararsız (uyarılmış) durumdadır. Çekirdekteki nötron ve protonlar birbirlerini etkileyerek etkileşim kuvvetlerinin dengelendiği duruma gelir ve fazla enerji, gama radyasyonu şeklinde atom tarafından yayılır.

Gama radyasyonunun nüfuz etme yeteneği yüksektir ve giysilere, canlı dokulara kolayca nüfuz eder ve metal gibi maddelerin yoğun yapılarından biraz daha zordur. Gama radyasyonunu durdurmak için önemli miktarda çelik veya beton gerekli olacaktır. Ancak aynı zamanda gama radyasyonunun madde üzerinde beta radyasyonundan yüz kat, alfa radyasyonundan ise on binlerce kat daha zayıf etkisi vardır.

Gama radyasyonunun ana tehlikesi, önemli mesafelere gitme ve gama radyasyonu kaynağından birkaç yüz metre uzaktaki canlı organizmaları etkileme yeteneğidir.

X-ışını radyasyonu

• yayılan: foton formundaki enerji
• nüfuz etme yeteneği: yüksek
• kaynaktan ışınlama: yüzlerce metreye kadar
• emisyon hızı: 300.000 km/s
• iyonlaşma: 1 cm hareket başına 3 ila 5 çift iyon
• Radyasyonun biyolojik etkileri: Düşük

X-ışını radyasyonu- bu, bir atomun içindeki bir elektronun bir yörüngeden diğerine hareket etmesiyle ortaya çıkan fotonlar biçimindeki enerjik elektromanyetik radyasyondur.

X-ışını radyasyonu etki açısından gama radyasyonuna benzer, ancak daha uzun dalga boyuna sahip olduğundan daha az nüfuz etme gücüne sahiptir.

Çeşitli radyoaktif radyasyon türlerini inceledikten sonra, radyasyon kavramının, temel parçacıklarla (alfa, beta ve nötron radyasyonu) doğrudan bombardımandan enerji etkilerine kadar, madde ve canlı dokular üzerinde farklı etkileri olan tamamen farklı radyasyon türlerini içerdiği açıktır. gama ve x-ışınları şeklinde kürlenir.

Tartışılan radyasyonların her biri tehlikelidir!

Farklı radyasyon türlerinin özelliklerini içeren karşılaştırmalı tablo

Tablodan da görülebileceği gibi radyasyonun türüne bağlı olarak aynı yoğunluktaki, örneğin 0,1 Röntgendeki radyasyon, canlı bir organizmanın hücreleri üzerinde farklı yıkıcı etkiye sahip olacaktır. Bu farkı hesaba katmak için, canlı nesneler üzerindeki radyoaktif radyasyona maruz kalma derecesini yansıtan bir k katsayısı getirildi.

“K katsayısı” ne kadar yüksek olursa, belirli bir radyasyon türünün canlı bir organizmanın dokuları üzerindeki etkisi o kadar tehlikeli olur.

Video:

Esnek olmayan etkileşimler, hem yüklü parçacıklardan hem de gama kuantumundan oluşabilen ikincil radyasyon üretir.

Elastik etkileşimlerde bir maddenin sıradan iyonlaşması mümkündür. Nötronların nüfuz etme yeteneği, yük eksikliği ve bunun sonucunda madde ile zayıf etkileşim nedeniyle çok yüksektir. Nötronların nüfuz etme yeteneği, enerjilerine ve etkileşime girdikleri maddenin atomlarının bileşimine bağlıdır. Hafif malzemeler için nötron radyasyonunun yarı zayıflatma katmanı, ağır malzemelere göre birkaç kat daha küçüktür. Metaller gibi ağır malzemeler nötron radyasyonunu gama radyasyonuna göre daha az zayıflatır. Geleneksel olarak nötronlar kinetik enerjilerine bağlı olarak hızlı (10 MeV'ye kadar), ultra hızlı, orta, yavaş ve termal olarak ayrılır. Yavaş ve termal nötronlar nükleer reaksiyonlara girerek kararlı veya radyoaktif izotopların oluşmasına neden olabilir.

Ansiklopedik YouTube

1 / 3

✪ Ders 463. Doğal radyoaktivitenin keşfi. Alfa, beta ve gama radyasyonu

✪ Ders 470. Nükleer reaksiyonlar. Nükleer reaksiyonun enerji çıkışı

✪ ✅Mikrodalgadan ve şok tabancasından ev yapımı MAGNETRON TABANCASI

Altyazılar

Koruma

Hızlı nötronlar herhangi bir çekirdek tarafından zayıf bir şekilde emilir, bu nedenle nötron radyasyonuna karşı koruma sağlamak için bir moderatör-soğurucu kombinasyonu kullanılır. En iyi moderatörler hidrojen içeren malzemelerdir. Genellikle su, parafin ve polietilen kullanılır. Berilyum ve grafit de moderatör olarak kullanılır. Gecikmiş nötronlar bor ve kadmiyum çekirdekleri tarafından iyi bir şekilde emilir.

Nötron radyasyonunun emilmesine gama radyasyonu eşlik ettiğinden, çeşitli malzemelerden yapılmış çok katmanlı ekranların kullanılması gerekir: kurşun-polietilen, çelik-su vb. Bazı durumlarda, ağır metallerin hidroksitlerinin sulu çözeltileri, örneğin demir Fe , nötron ve gama radyasyonunu (OH)3 aynı anda absorbe etmek için kullanılır.

Işınlanmış çevre ile etkileşime giren radyoaktif radyasyon, farklı işaretlerin iyonlarını oluşturur. Bu işleme iyonizasyon denir ve helyum atomlarının (α-partikülleri), elektronların ve pozitronların (β-partikülleri) çekirdeklerinin ışınlanmış ortamının yanı sıra yüksüz partiküller (korpüsküler ve nötron radyasyonu), elektromanyetik (γ) üzerindeki etkiden kaynaklanır. -radyasyon), foton (karakteristik, Bremsstrahlung ve X-ışını) ve diğer radyasyonlar. Bu tür radyoaktif radyasyonların hiçbiri insan duyuları tarafından algılanmaz.

Nötron radyasyonu, çekirdekten elektriksel olarak nötr parçacıkların akışıdır. Bir nötronun herhangi bir çekirdek veya elektronla çarpıştığında ikincil radyasyon olarak adlandırılan radyasyonu güçlü bir iyonlaştırıcı etkiye sahiptir. Nötron radyasyonunun zayıflatılması, hafif elementlerin çekirdekleri, özellikle hidrojen üzerinde ve ayrıca bu çekirdekleri içeren malzemeler - su, parafin, polietilen vb. üzerinde etkili bir şekilde gerçekleştirilir.

Parafin sıklıkla koruyucu bir malzeme olarak kullanılır; Po-Be ve Po-B nötron kaynakları için kalınlığı su koruma kalınlığından yaklaşık 1,2 kat daha az olacaktır. Radyoizotop kaynaklarından gelen nötron radyasyonuna sıklıkla γ radyasyonunun eşlik ettiği dikkate alınmalıdır, dolayısıyla nötron korumasının aynı zamanda γ radyasyonuna karşı koruma sağlayıp sağlamadığının kontrol edilmesi gerekir. Sağlamıyorsa, yüksek atom numarasına (demir, kurşun) sahip bileşenlerin korumaya dahil edilmesi gerekir.

Dış ışınlamada ana rol gama ve nötron radyasyonu tarafından oynanır. Alfa ve beta parçacıkları, nükleer patlamadan kaynaklanan fisyon ürünleri, fisyon kalıntıları ve ikincil aktif maddelerin oluşturduğu radyoaktif bulutlardaki ana zarar verici faktördür, ancak bu parçacıklar giysiler ve cildin yüzey katmanları tarafından kolayca emilir. Yavaş nötronların etkisi altında, Japonya'da radyasyon hastalığından ölen birçok insanın kemiklerinde ve diğer dokularında bulunan vücutta indüklenmiş radyoaktivite yaratılır.

Nötron bombası

Nötron bombası, öncelikle güç açısından “klasik” nükleer silah türlerinden (atom ve hidrojen bombaları) farklıdır. Hiroşima bombasının gücünden 20 kat, büyük (megaton) hidrojen bombalarından ise yaklaşık 1000 kat daha az olan yaklaşık 1 kt TNT verimine sahiptir. Nötron bombasının patlaması sonucu oluşan şok dalgası ve termal radyasyon, Hiroşima tipi atom bombasının havada patlamasından 10 kat daha zayıftır. Böylece, yerden 100 m yükseklikte bir nötron bombasının patlaması, yalnızca 200-300 m yarıçapında yıkıma neden olacaktır. Bir nötron bombasının patlaması sırasında akı yoğunluğu 14 olan hızlı nötronların radyasyonu. “klasik” olanların patlamasından kat kat daha yüksek olan nükleer bombalar tüm canlılar üzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptir. Nötronlar 2,5 km yarıçapındaki tüm canlıları öldürür. Nötron radyasyonu kısa ömürlü olduğundan Panov G.E. Petrol ve gaz sahalarının geliştirilmesi sırasında işgücünün korunması, 1982, 248 s.