Иондаушы элементтердің түрлері және олардың қасиеттері

Иондаушы сәуле деп аталады бөлу энергия тудыратын ионизацию ортаны (білім беру зарядталған атомдар немесе молекулалардың иондары).

Көзі электр болып табылады ғарыштық сәулелер; табиғи материалдар Жерінде, құрамында радиоактивті заттар; жасанды көздері: ядролық реакторлар, үдеткіші бөлшектер, рентген қондырғылары, бақылау-өлшеуіш техникасы (пайдаланатын диагностика принциптерін есебінен радиациялық ыдырау заттар — дефектоскопия металдар, геологиялық барлау және т. б.)

ХХІ ғасыр болды дайын шешімі шикізат және энергетикалық проблемаларын планета. Апат Чернобыль АЭС автокөлік қозғалысы деңгейін обнажила қауіп байланысты пайдалана отырып, «бейбіт мақсатта» атомды, қауіп мүмкіндігінің бұзылу ядролық реакторлар, ядролық қауіп кезінде әскери қақтығыстарға шақырған қажеттілігі, жаңа ойлау. Апат растады қауіп қаза тапқан адамзаттың радиациядан, высказанную ғалымдар Бертрам Расселом және Альберт Эйнштейном тұсында игеру және атом физикасы. Радиофобия бірқатар елдердің, соның ішінде, Украинадағы болды ұлттық апат. Бейбіт пайдалану атомның үлкен жауапкершілікті талап етеді, мемлекеттік қайраткерлер, ғалымдар, талап жоғары қауіпсіздік шараларын сақтау.

Радиоактивтілік — қабілеті кейбір табиғи элементтердің (уран, радий, және т. б.), жасанды радиоактивті изотоптар лифті өздігінен қозғалып кетуі распадаться, испуская бұл ретте көрінбейтін және неощущаемые адам сәулелену. Мұндай элементтер радиоактивті деп аталады (234U, 235U, 238U, 40K және т. б.).

Иондаушы сәуле шығаруды генерациялайтын кейде корпускулярным және электромагниттік (фотоновым). Корпускулярное излучение білдіреді ағыны бөлшектердің массасы ағынының ерекшеленетін нөлден (альфа және бета — бөлшектер, протондар, нейтрондар және т. б.). — Электромагнитному сәуле шығаруы жатады гамма-сәулелену және рентген сәуле.

Дене табиғаты, сәулелену бұл ағындар қарапайым, тез қозғалатын бөлшектердің атом ядроларының, олардың толқындық электромагниттік сәулелену, бұл үлкен күш-қуат ионизирует зат, сәрсенбі, қолданылады. Ионизация заттардың ыдырауымен қатар жүреді молекулалардың, атомдардың пайда болуымен, зақымдалған бөлшектер-иондар, өзгертеді және физикалық-химиялық қасиеттері заттар, биологиялық мата бұзады тіршілік процестеріне, поражая тірі организм. Білім иондар жұмсалады энергия сәулелену, сондықтан, көп құрылады, иондар соғұрлым аз жолы заттағы, кезінде өзге де тең жағдайларда өтеді сәуле толық энергиясын жоғалту.

Сондықтан, көп ионизирующая қабілетін сәуле шығару (саны түзілетін иондар ұзындығы в 1 см — меншікті ионизация), соғұрлым оның өткізбелі қабілеттілігі.

Негізгі түрлері (сур.2.6.1.) радиоактивті сәулелену жатады:

альфа(), бета (); нейтронды (топ корпускулярных сәуле), рентген және гамма () сәулелену.

Альфа — бөлшектер (гелий ядросының) движутся жылдамдығы 20 000 км/с, бар үлкен ионизационную қабілеті және кіші проникающую қабілеті. Жүгіріс ұзындығы ауада 3-11 см, сұйық және қатты орталарда дейін 0,099 мм. Киім адамның сенімді қорғайды, оны альфа-сәуле, алайда өте қауіпті бөлшектердің түсуін организм ішіне.

Бета-бөлшектер байланысты сәуле энергиясының мүмкін қозғалу жылдамдығы, жақын жарық жылдамдығының (300 000 км/с). Заряд бета-бөлшектер аз, ал жылдамдығы, альфа-бөлшектер, сондықтан олар аз ионизирующую, бірақ үлкен проникающую қабілеті. Жүгіріс ұзындығы бета-бөлшектер (жоғары энергиясы) ауада дейін 20 м, судағы және тірі тіндерінде — 3 см дейін, металда — 1 см Киім жұтып 50% бета-бөлшектер. Тікелей қауіпті түсуін бета-бөлшектер теріге, көздің ішке немесе организм.

Нейтронное сәулелену — бұл нейтрондардың ағыны тарайтын жылдамдығы 20 000 км/с. Нейтрондар жоқ электр зарядын, оңай енеді тірі мата және захватываются ядросы бар атомдардың көрсете отырып, қатты зақымдайтын әрекеті кезінде сәулелену. Жақсы қорғаушы қасиеттерге ие жеңіл водосодержащие материалдар: полиэтилен, парафин, су және т. б.

Гамма-сәуле — электромагниттік сәулелену, толқын ұзындығы 10-8 — 10-11 см, испускаемое атомдар ядроларымен қатар жүреді альфа — бета — ыдырауы. Сәуле испускается жекелеген аз мөлшерде (квантами) және таратылады жарық жылдамдығымен. Ионизирующая қабілеті оның айтарлықтай аз, альфа, бета — бөлшектер, бірақ бар ең көп проникающей қабілеті. Өткізбелі қабілеттілігі гамма-сәуленің ауада жүздеген метр жетеді, суда 23 см — 3 см, бетонда — 10 см, ағаш — 30 см (жартылай әлсіреу қабаты). Жақсы қорғау гамма-сәуле болып табылады экрандар бірі-ауыр металдар (қорғасын).

Рентгендік сәуле — электромагниттік сәулелену, бірақ айырмашылығы гамма-сәулеленудің бар внеядерное пайда болуы. Радиоактивті заттар металеместер белгілі бір жылдамдықпен өлшенетін жартылай ыдырау кезеңі, яғни уақыт ішінде ыдырайды жартысы барлық атомдар. Радиоактивті ыдырауы жоқ қалдырылуы мүмкін немесе ускорен қандай да бір тәсілмен. Бұл табиғи қасиет радиоактивті заттардың неподвластно адамға. Мысалы, жартылай ыдырау кезеңі, йод — 131 құрайды 8.04 тәуліктен, ал уран-235 -703, 8 млн. жыл.

Сур.2.6.1. Негізгі түрлері радиоактивті сәулелену.

Негізгі көрсеткіштерімен радиоактивті сәулелер, радиоактивтілік және экспозициялық, сіңірілген, эквивалентті доза. Өзі радиоактивтілік тікелей байланысты түрі мен энергиясы сәулелену, физикалық қасиеттерін облучаемой ортаны және басқа да факторлар. Иондану дәрежесі сипатталады дозамен сәулелену: ол көп, көп ионизация заттар.

Егер құрамында радиоактивті заттар құлап, қоршаған ортаға, онда бұл сәрсенбі сипатталады ластану дәрежесі (салыстырмалы тығыздық) өлшенеді саны радиоактивті ыдырауларының атомдар бірлігіне уақыт бірлігіне бетінің, немесе бірлігіндегі массасын немесе көлемін (Ки/кг, Бк/кг, Ки/л, Бк/л-Ки/км2, Бк/км2). Негіздерін білу радиация бағалауға мүмкіндік береді радиоактивную жағдайды өндірісте, тұрмыста, өмір, дер кезінде қолдануға тиімді шаралар және тіршілік әрекетінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету.

Сандық бағалау үшін иондаушы қолданылу рентгендік және гамма-сәулелену құрғақ атмосфералық ауадағы ұғымы қолданылады экспозициялық доза. Экспозициялық доза — қатынасы толық зарядты иондар бір белгісі массасы ауаның бұл көлемі:

,

мұндағы Q — толық зарядты иондар бір белгісі, m — масса, ауа.

Экспозициялық доза сипаттайды көзі және радиоактивті өріс, ол бұл көзі жасайды. Адам кіруі керек бұл өріс және облучиться. Бірлік арақатынасының дәстүрлі(внесистемных) бірлік бірліктерінің халықаралық жүйесі (СИ) — кестеде келтірілген 6.1.

Кулон килограммға (Кл/кг) — экспозициялық доза рентгендік немесе гамма-сәулеленудің, сопряженная корпускулярная эмиссиясы 1 кг құрғақ атмосфералық ауаның жүргізеді ауада иондар әкелетін заряд-1 Кл электр әрбір белгінің (негізгі бірлік экспозициялық доза СИ жүйесінде). — Внесистемным бірліктер жатады рентген (Р) Ампер (А). Рентген (Р) — доза (энергия) гамма сәуле жұтқан кезде онда 1 см3 құрғақ ауаны (t возд.=00С, Ро=760 мм. сын.бағ.ст.) құрылады 2,083 млрд жұп иондар, олардың әрқайсысының заряды тең заряду электрона. 1Р=2,58 х 10-4 Кл/кг. Ампер килограмм (А/кг) — экспозициялық доза, уақыт, тең бір секундта, құрғақ атмосфералық ауаға беріледі экспозициялық доза Кл/кг.

Сіңірілген доза сәулелену Д) — бұл физикалық шама қатынасына тең орташа энергия, берілген сәуле зат кейбір тұйық көлемде салмағына осы көлемдегі заттың:

, (2.6.1.)

мұндағы Е — энергия, m — заттың массасы.

Бірлігі сіңірілген доза болып табылады Грей (Гр): 1 Гр=1Дж/кг.

Қолданысқа иондаушы сәулелердің ағзаға ғана байланысты емес сіңірілген дозаның және әсер ету уақытын, сондай-ақ желілік тарату энергия зарядталған бөлшектердің ортада (түріне сәулелену).

Әсерін есептеу үшін әртүрлі көздерден ионизация адам ұғымы коэффициенті сапасын Қ.

Коэффициенті (К) — коэффициенті, есепке алу үшін биологиялық тиімділігі әр түрлі иондаушы сәулелену анықтау эквивалентті доза (см).

Коэффициентінің орташа мәні сапа үшін әр түрлі сәулелердің:

рентгендік-сәулелену 1

электрондар және позитроны, -сәуле 1

протоны қуатымен аз 10 МэВ 10

нейтрондар энергиясын бар аз 20 КэВ-3

нейтрондар отырып энергиясы 0,1-10 МэВ 10

-сәуле энергиясымен аз 10 МэВ 20

ауыр ядролар қайтарым 20

Бағалау үшін радиациялық қауіп-әрекеттер сәулелену ұғымы эквивалентті сәулелену дозасы Н туындысы ретінде айқындалатын сіңірілген дозаның орташа коэффициенті сапасын сәулелену осы нүктедегі мата.

(2.6.2.)

Ретінде өлшеу бірлігі эквиваленттік доза қабылданды Зиверт (Зв): 1 Зв=1Дж/кг, Зиверт тең эквивалентті доза сәулелену кезінде сіңірілген доза тең 1Гр коэффициенті сапасын сәулелену тең бірлікте. Қолданылады сондай-ақ, бірлік-Бэр (биологиялық эквивалент рентген): 1 Бэр=1Р=0,01 Зв.

Радиация деңгейі — жылдамдығы жинақталу мөлшерін сипаттайтын шама (қуат) доза құратын уақыт бірлігіне (Т/сағ; Р/с).

Тиімді дозасы (Е) шамасы ретінде пайдаланылатын шара тәуекелдің туындау салдары сәулелену бүкіл денесінің және оның жекелеген ағзалары ескере отырып, әртүрлі сезімталдық.

Ол тең көбейтіндісіне эквивалентті доза органда (Нt,т) тиісті өлшенетін коэффициенті үшін осы органның немесе мата (Wт):

, (2.6.3.)

мұндағы Нt,т — эквивалентті доза мата Т үшін t,

Wт — өлшенетін коэффициенті мата Т, ол үшін қабылданады:

гонад — 0,20;

қызыл сүйек кемігі, өкпе, асқазан — 0,12;

бауыр, кеуде және қалқанша безі, қуық — 0,05;

тері жасушаларын және сүйек беті — 0,05;

басқа органдар мен тіндерді — 0,05

Тиімді доза өлшенеді Зв.

КӨЗДЕРІ ТАБИҒИ ЖӘНЕ ЖАСАНДЫ(АНТРОПОГЕНДІК) РАДИАЦИЯ