Alfa beta gama delta žiarenie. Nebezpečenstvo alfa žiarenia

Slovo žiarenie, v preklade z angličtiny „radiation“ znamená žiarenie a používa sa nielen v súvislosti s rádioaktivitou, ale množstvom iných fyzikálnych javov, napr.: slnečné žiarenie, tepelné žiarenie a pod.. Preto sa vo vzťahu k rádioaktivite používa ICRP (Medzinárodná komisia pre ochranu pred žiarením) a normy radiačnej bezpečnosti definujú pojem „ionizujúce žiarenie“.

ionizujúce žiarenie ( IONIZUJÚCE ŽIARENIE)?

Ionizujúce žiarenie je žiarenie (elektromagnetické, korpuskulárne), ktoré pri interakcii s látkou priamo alebo nepriamo spôsobuje ionizáciu a excitáciu jej atómov a molekúl. Energia ionizujúceho žiarenia je dostatočne vysoká na to, aby pri interakcii s hmotou vytvorila pár iónov rôznych znakov, t.j. ionizovať médium, do ktorého tieto častice alebo gama lúče dopadli.

Ionizujúce žiarenie pozostáva z nabitých a nenabitých častíc, medzi ktoré patria aj fotóny.

Čo je rádioaktivita?

Rádioaktivita je spontánna premena atómových jadier na jadrá iných prvkov. Sprevádzané ionizujúcim žiarením. Existujú štyri známe typy rádioaktivity:

• alfa rozpad - rádioaktívna premena atómového jadra, počas ktorej je emitovaná alfa častica;
• beta rozpad je rádioaktívna premena atómového jadra, pri ktorej sú emitované beta častice, teda elektróny alebo pozitróny;
• samovoľné štiepenie atómových jadier - samovoľné štiepenie ťažkých atómových jadier (tórium, urán, neptúnium, plutónium a iné izotopy transuránových prvkov). Polčasy pre spontánne štiepne jadrá sa pohybujú od niekoľkých sekúnd do 1020 pre tórium-232;
• protónová rádioaktivita je rádioaktívna premena atómového jadra, pri ktorej sú emitované nukleóny (protóny a neutróny).

Čo sú izotopy?

Izotopy sú odrody atómov toho istého chemického prvku, ktoré majú rôzne hmotnostné čísla, ale majú rovnaký elektrický náboj atómových jadier, a preto zaberajú DI v periodickej tabuľke prvkov. Mendelejev má rovnaké miesto. Napríklad: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Existujú stabilné (stabilné) izotopy a nestabilné izotopy – tie, ktoré sa spontánne rozpadajú prostredníctvom rádioaktívneho rozpadu, takzvané rádioaktívne izotopy. Je známych asi 250 stabilných a asi 50 prírodných rádioaktívnych izotopov. Príkladom stabilného izotopu je Pb206, Pb208, ktorý je konečným produktom rozpadu rádioaktívnych prvkov U235, U238 a Th232.

ZARIADENIA NA meranie žiarenia a rádioaktivity.

Na meranie úrovne žiarenia a obsahu rádionuklidov na rôznych objektoch sa používajú špeciálne meracie prístroje:

• na meranie expozičného dávkového príkonu žiarenia gama, röntgenového žiarenia, hustoty toku žiarenia alfa a beta, neutrónov, dozimetrov na rôzne účely;
• Na určenie typu rádionuklidu a jeho obsahu v objektoch životného prostredia sa používajú spektrometrické dráhy pozostávajúce z detektora žiarenia, analyzátora a osobného počítača s príslušným programom na spracovanie spektra žiarenia.

V súčasnosti sa dajú v obchodoch kúpiť rôzne druhy. merače žiarenia rôznych typov, účelov a so širokými možnosťami. Ako príklad uvádzame niekoľko modelov zariadení, ktoré sú najobľúbenejšie v profesionálnych a domácich činnostiach:

Profesionálny dozimeter-rádiometer bol vyvinutý na radiačné monitorovanie bankoviek pokladníkmi v súlade s „Pokynom Ruskej banky zo dňa 4. decembra 2007 N 131-I „O postupe pri identifikácii, dočasnom uložení, zrušení a zničenie bankoviek rádioaktívnou kontamináciou“.

Najlepší dozimeter pre domácnosť od popredného výrobcu, tento prenosný merač žiarenia sa časom osvedčil. Vďaka jednoduchému použitiu, malým rozmerom a nízkej cene si ho užívatelia obľúbili a bez obáv z odporúčania ho odporúčajú priateľom a známym.

SRP-88N (scintilačný vyhľadávací rádiometer) - profesionálny rádiometer určený na vyhľadávanie a detekciu zdrojov fotónového žiarenia. Disponuje digitálnymi a číselníkovými ukazovateľmi, možnosťou nastavenia prahu alarmu, čo výrazne uľahčuje prácu pri kontrole území, kontrole kovového šrotu a pod. Detekčná jednotka je diaľková. Ako detektor sa používa scintilačný kryštál NaI. Autonómny napájací zdroj 4 prvky F-343.

DBG-06T - určený na meranie expozičného dávkového príkonu (EDR) fotónového žiarenia. Zdrojom energie je galvanický prvok typu „korund“.

DRG-01T1 - určený na meranie expozičného dávkového príkonu (EDR) fotónového žiarenia.

DBG-01N - určený na detekciu rádioaktívnej kontaminácie a vyhodnotenie úrovne výkonu ekvivalentnej dávky fotónového žiarenia pomocou zvukového alarmu. Zdrojom energie je galvanický prvok typu „korund“. Rozsah merania od 0,1 mSv*h-1 do 999,9 mSv*h-1

RKS-20.03 „Pripyat“ - určený na monitorovanie radiačnej situácie v miestach bydliska, pobytu a práce.

Dozimetre umožňujú merať:

• veľkosť vonkajšieho gama pozadia;
• úrovne rádioaktívnej kontaminácie obytných a verejných priestorov, území a rôznych povrchov
• celkový obsah rádioaktívnych látok (bez určenia izotopového zloženia) v potravinách a iných predmetoch životného prostredia (kvapalné a voľne ložené)
• úrovne rádioaktívnej kontaminácie obytných a verejných priestorov, územia a rôznych povrchov;
• celkový obsah rádioaktívnych látok (bez určenia izotopového zloženia) v potravinách a iných predmetoch životného prostredia (kvapalných a voľne ložených).

Ako si vybrať merač žiarenia a ďalšie prístroje na meranie žiarenia si môžete prečítať v článku " Dozimeter pre domácnosť a indikátor rádioaktivity. ako si vybrať?"

Aké druhy ionizujúceho žiarenia existujú?

Druhy ionizujúceho žiarenia. Hlavné typy ionizujúceho žiarenia, s ktorými sa najčastejšie stretávame, sú:

Samozrejme, existujú aj iné druhy žiarenia (neutrónové), no v bežnom živote sa s nimi stretávame oveľa menej často. Rozdiel medzi týmito typmi žiarenia spočíva v ich fyzikálnych charakteristikách, pôvode, vlastnostiach, rádiotoxicite a škodlivých účinkoch na biologické tkanivá.

Zdroje rádioaktivity môžu byť prirodzené alebo umelé. Prírodné zdroje ionizujúceho žiarenia sú prírodné rádioaktívne prvky nachádzajúce sa v zemskej kôre a vytvárajúce prirodzené pozadie žiarenia, ide o ionizujúce žiarenie prichádzajúce k nám z vesmíru. Čím je zdroj aktívnejší (t. j. čím viac atómov sa v ňom rozpadne za jednotku času), tým viac častíc alebo fotónov vyžaruje za jednotku času.

Umelé zdroje rádioaktivity môžu obsahovať rádioaktívne látky vyrobené špecificky v jadrových reaktoroch alebo ktoré sú vedľajšími produktmi jadrových reakcií. Umelými zdrojmi ionizujúceho žiarenia môžu byť rôzne elektrovákuové fyzikálne zariadenia, urýchľovače nabitých častíc, napr.: televízna obrazovka, röntgenová trubica, kenotrón atď.

Hlavnými dodávateľmi rádia-226 do životného prostredia sú podniky zaoberajúce sa ťažbou a spracovaním rôznych fosílnych materiálov:

• ťažba a spracovanie uránových rúd;
• Olej a benzín; uhoľný priemysel;
• priemysel stavebných materiálov;
• podniky energetického priemyslu atď.

Rádium-226 sa dobre hodí na vylúhovanie z minerálov obsahujúcich urán, táto vlastnosť vysvetľuje prítomnosť značného množstva rádia v niektorých typoch podzemných vôd (radónová voda používaná v lekárskej praxi) a v banských vodách. Rozsah obsahu rádia v podzemnej vode sa pohybuje od niekoľkých do desiatok tisíc Bq/l. Obsah rádia v povrchových prírodných vodách je oveľa nižší a môže sa pohybovať od 0,001 do 1-2 Bq/l. Podstatnou zložkou prirodzenej rádioaktivity je produkt rozpadu rádia-226 – rádia-222 (Radon). Radón- inertný, rádioaktívny plyn, izotop emanácie s najdlhšou životnosťou (polčas rozpadu 3,82 dňa) *, žiarič alfa. Je 7,5-krát ťažší ako vzduch, preto sa hromadí najmä v pivniciach, pivniciach, prízemiach budov, v banských dielach a pod. * - emanácia - vlastnosť látok obsahujúcich izotopy rádia (Ra226, Ra224, Ra223), uvoľňovať emanácie (rádioaktívne inertné plyny) vznikajúce pri rádioaktívnom rozpade.

Predpokladá sa, že až 70 % škodlivého ožiarenia obyvateľstva je spôsobených radónom v obytných budovách (pozri tabuľku). Hlavnými zdrojmi radónu vstupujúceho do obytných budov sú (s rastúcim významom):

• vodovodná voda a domáci plyn;
• stavebné materiály (drvený kameň, hlina, troska, popol atď.);
• pôda pod budovami.

Radón sa šíri v hlbinách Zeme mimoriadne nerovnomerne. Vyznačuje sa hromadením v tektonických poruchách, kam sa dostáva systémami puklín z pórov a mikrotrhlín v horninách. Procesom emanácie sa dostáva do pórov a prasklín, pričom vzniká v hmote hornín počas rozpadu rádia-226.

Emisia radónu z pôdy je určená rádioaktivitou hornín, ich emanáciou a vlastnosťami nádrže. Relatívne slabo rádioaktívne horniny, základy budov a stavieb teda môžu predstavovať väčšie nebezpečenstvo ako rádioaktívnejšie, ak sa vyznačujú vysokou emanáciou alebo sú rozrezané tektonickými poruchami, ktoré akumulujú radón. S akýmsi „dýchaním“ Zeme sa radón dostáva z hornín do atmosféry. Navyše v najväčšom množstve - z oblastí, kde sa nachádzajú radónové rezervoáre (posuny, trhliny, poruchy a pod.), t.j. geologické poruchy. Naše vlastné pozorovania radiačnej situácie v uhoľných baniach Donbass ukázali, že v baniach charakterizovaných zložitými banskými a geologickými podmienkami (prítomnosť mnohopočetných zlomov a puklín v uhoľných hostiteľských horninách, vysoký obsah vody a pod.) je spravidla koncentrácia radónu v ovzduší banských diel výrazne prevyšuje stanovené normy.

Výstavba obytných a verejných budov priamo nad zlommi a puklinami v horninách bez predbežného stanovenia emisie radónu z pôdy vedie k tomu, že sa do nich z útrob Zeme dostáva prízemný vzduch s vysokými koncentráciami radónu, ktorý sa hromadí v vnútorný vzduch a vytvára nebezpečenstvo radiácie.

Ľudská rádioaktivita vzniká v dôsledku ľudskej činnosti, pri ktorej dochádza k redistribúcii a koncentrácii rádionuklidov. Rádioaktivita spôsobená človekom zahŕňa ťažbu a spracovanie nerastov, spaľovanie uhlia a uhľovodíkov, hromadenie priemyselného odpadu a mnohé ďalšie. Úrovne vystavenia ľudí rôznym technogénnym faktorom sú znázornené v diagrame 2 (A.G. Zelenkov „Porovnávacie vystavenie ľudí rôznym zdrojom žiarenia“, 1990)

Čo sú to „čierne piesky“ a aké nebezpečenstvo predstavujú?

Čierne piesky sú minerál monazit - bezvodý fosfát prvkov skupiny tória, hlavne céru a lantánu (Ce, La)PO4, ktoré sú nahradené tóriom. Monazit obsahuje až 50-60% oxidov prvkov vzácnych zemín: oxid ytritý Y2O3 až 5%, oxid tória ThO2 až 5-10%, niekedy až 28%. Špecifická hmotnosť monazitu je 4,9-5,5. So zvýšeným obsahom tória, hmotnosť sa zvyšuje. Nachádza sa v pegmatitoch, niekedy v granitoch a rulách. Keď sú horniny vrátane monazitu zničené, hromadí sa v sypačoch, čo sú veľké ložiská.

Takéto ložiská sú pozorované aj na juhu Doneckej oblasti.

Umiestňovače monazitových pieskov nachádzajúcich sa na súši spravidla výrazne nemenia súčasnú radiačnú situáciu. Ložiská monazitov, ktoré sa nachádzajú v blízkosti pobrežného pásu Azovského mora (v Doneckej oblasti), však spôsobujú množstvo problémov, najmä so začiatkom kúpacej sezóny.

Faktom je, že v dôsledku morského príboja počas jesenného a jarného obdobia sa na pobreží hromadí značné množstvo „čierneho piesku“ v dôsledku prirodzenej flotácie, ktorá sa vyznačuje vysokým obsahom tória-232 (až 15 -20 tisíc Bq*kg-1 a viac ), čo v miestnych oblastiach vytvára úrovne gama žiarenia okolo 300 alebo viac mikroR*h-1. Odpočinok v takýchto oblastiach je, samozrejme, riskantný, preto sa tento piesok každoročne zbiera, umiestňujú sa varovné značky a niektoré časti pobrežia sú uzavreté. To všetko však nebráni novej akumulácii „čierneho piesku“.

Dovoľte mi vyjadriť svoj osobný názor na túto vec. Dôvodom, ktorý prispieva k odstráneniu „čierneho piesku“ na pobrežie, môže byť skutočnosť, že bagre neustále pracujú na plavebnej dráhe námorného prístavu Mariupol, aby vyčistili lodný kanál. Pôda nadvihnutá z dna kanála sa vysype na západ od lodného kanála, 1 – 3 km od pobrežia (pozri mapu miest skládky pôdy) a so silnými morskými vlnami s nábehom na v pobrežnom páse sa pôda obsahujúca monazitový piesok prenáša na pobrežie, kde sa obohacuje a hromadí. To všetko si však vyžaduje starostlivé overovanie a štúdium. A ak je to tak, potom by bolo možné znížiť hromadenie „čierneho piesku“ na pobreží jednoduchým presunutím skládky pôdy na iné miesto.

Základné pravidlá vykonávania dozimetrických meraní.

Pri vykonávaní dozimetrických meraní je v prvom rade potrebné prísne dodržiavať odporúčania uvedené v technickej dokumentácii k zariadeniu.

Pri meraní expozičného dávkového príkonu gama žiarenia alebo ekvivalentnej dávky gama žiarenia je potrebné dodržiavať nasledujúce pravidlá:

• pri vykonávaní akýchkoľvek dozimetrických meraní, ak sa predpokladá ich nepretržité vykonávanie na účely monitorovania radiačnej situácie, je potrebné dôsledne dodržiavať geometriu merania;
• na zvýšenie spoľahlivosti výsledkov radiačného monitorovania sa vykoná niekoľko meraní (ale nie menej ako 3) a vypočíta sa aritmetický priemer;
• pri vykonávaní meraní na území vyberte oblasti vzdialené od budov a stavieb (2-3 výšky); - merania na území sa vykonávajú v dvoch úrovniach, vo výške 0,1 a 1,0 m od povrchu terénu;
• pri meraní v obytných a verejných priestoroch sa merania vykonávajú v strede miestnosti vo výške 1,0 m od podlahy.

Pri meraní úrovní rádionuklidovej kontaminácie rôznych povrchov je potrebné umiestniť diaľkový snímač alebo zariadenie ako celok, ak diaľkový snímač nie je, do plastového vrecka (aby sa zabránilo prípadnej kontaminácii) a meranie vykonať pri najbližšia možná vzdialenosť od meraného povrchu.

Alfa žiarenie (alfa lúče) je druh ionizujúceho žiarenia; je prúd rýchlo sa pohybujúcich, vysoko energetických, kladne nabitých častíc (alfa častíc).

Hlavným zdrojom alfa žiarenia sú alfa žiariče, ktoré počas procesu rozpadu emitujú alfa častice. Charakteristickým znakom alfa žiarenia je jeho nízka penetračná schopnosť. Dráha alfa častíc v látke (teda dráha, po ktorej produkujú ionizáciu) sa ukazuje ako veľmi krátka (v biologickom prostredí stotiny milimetra, vo vzduchu 2,5-8 cm).

Na krátkej dráhe však častice alfa vytvárajú veľké množstvo iónov, to znamená, že spôsobujú veľkú lineárnu hustotu ionizácie. To poskytuje výraznú relatívnu biologickú účinnosť, 10-krát vyššiu ako pri vystavení röntgenovému žiareniu a. Pri vonkajšom ožiarení tela môžu alfa častice (pri dostatočne veľkej absorbovanej dávke žiarenia) spôsobiť ťažké, aj keď povrchové (krátkodosahové) popáleniny; pri požití cez alfa žiariče s dlhou životnosťou sa krvným obehom roznesú po tele a uložia sa v orgánoch atď., čo spôsobuje vnútorné ožiarenie tela. Alfa žiarenie sa používa na liečbu niektorých chorôb. Pozri tiež Ionizujúce žiarenie.

Alfa žiarenie je prúd kladne nabitých častíc α (jadier atómov hélia).

Hlavným zdrojom alfa žiarenia sú prírodné rádioaktívne izotopy, z ktorých mnohé emitujú alfa častice s energiami v rozmedzí od 3,98 do 8,78 MeV pri rozpade. Vďaka svojej vysokej energii, dvojitému náboju (v porovnaní s elektrónom) a relatívne nízkej (v porovnaní s inými typmi ionizujúceho žiarenia) rýchlosti pohybu (od 1,4 10 9 do 2,0 10 9 cm/s) vytvárajú častice alfa veľmi veľké množstvo iónov husto umiestnených pozdĺž ich dráhy (až 254 tisíc párov iónov). Zároveň rýchlo spotrebúvajú svoju energiu a menia sa na obyčajné atómy hélia. Rozsah alfa častíc vo vzduchu za normálnych podmienok je od 2,50 do 8,17 cm; v biologických médiách - stotiny milimetra.

Lineárna hustota ionizácie vytvorená alfa časticami dosahuje niekoľko tisíc párov iónov na dráhu 1 mikrónu v tkanivách.

Ionizácia produkovaná alfa žiarením určuje množstvo vlastností tých chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú v hmote, najmä v živom tkanive (tvorba silných oxidačných činidiel, voľného vodíka a kyslíka atď.). Tieto rádiochemické reakcie prebiehajúce v biologických tkanivách pod vplyvom alfa žiarenia zase spôsobujú zvláštnu biologickú účinnosť alfa žiarenia, väčšiu ako u iných typov ionizujúceho žiarenia. V porovnaní s röntgenovým, beta a gama žiarením sa predpokladá, že relatívna biologická účinnosť žiarenia alfa (RBE) je 10, hoci v rôznych prípadoch sa môže značne líšiť. Podobne ako iné typy ionizujúceho žiarenia, aj alfa žiarenie sa používa na liečbu pacientov s rôznymi chorobami. Táto časť radiačnej terapie sa nazýva alfaterapia (pozri).

Pozri tiež Ionizujúce žiarenie, Rádioaktivita.

Mimoriadny objav rádioaktivity vyvolal pomerne veľký zoznam otázok. Najväčší prelom v tejto oblasti urobil vedec E. Rutherford, ktorý do magnetického poľa umiestnil špeciálny žiarič, a to rádioaktívny. V dôsledku toho sa lúč rozdelil na tri zložky.

Vlastnosti žiarenia

Na základe série experimentov sa zistilo, že alfa žiarenie je prúd pozitívnych častíc a ich parametre sú úplne identické s parametrami jadier hélia. Pokiaľ ide o atóm hélia, má iba 2 elektróny.

Okrem alfa lúčov boli objavené aj gama a beta lúče, pričom každé z nich má zvláštnu silu a rádioaktivitu. Môžeme teda s istotou povedať, že alfa žiarenie je dvojnásobne ionizovaný atóm hélia. Alfa je kladne nabitá, gama je neutrálna a beta je záporný lúč. Alfa, gama a beta majú veľké rozdiely, pokiaľ ide o penetračnú schopnosť. Jednoducho povedané, gama, alfa, beta sú odlišné v tom, že sú absorbované rôznymi zložkami s rôznou intenzitou.

Gama lúče sú podobné röntgenovému, ale ich prenikavá sila je oveľa vyššia. To viedlo k myšlienke, že gama lúče sú elektromagnetické vlny. Pochybnosti však boli odložené bokom, keď bola objavená difrakcia gama lúčov na špeciálnych kryštáloch a bola určená ich dĺžka. Napodiv, dĺžka gama lúčov je veľmi malá, konkrétne do 10-11 centimetrov.

Pokiaľ ide o beta lúče, považovali sa za nabitú časticu. Beta značne zjednodušila experimentovanie. Účelom výskumu je určiť hmotnosť a náboj beta lúčov. Zistilo sa, že beta častice sú elektróny, ktorých rýchlosť je blízka rýchlosti svetla.

Alfa žiarenie má zdroje:

• reaktory;
• zariadenia na uránový priemysel;
• rozpad veľmi ťažkých chemických prvkov, čo vedie k vzniku jadier hélia;
• experimenty, ktoré sa vykonávajú na urýchľovačoch častíc, rádioizotopových laboratóriách;
• zrýchlenie hélia.

Každý z týchto lúčov má svoje vlastné emisné spektrum. Zjednodušene povedané, spektrum je rozloženie častíc podľa meraných veličín, ktoré sa redukuje na určité podmienky. Spektrum sa rozlišuje podľa typu častíc. Pokiaľ ide o alfa spektrum, vo všeobecnosti sa považuje za diskrétne.

Metódy ochrany

Alfa žiarenie má svoje spektrum, ako aj určitú rádioaktivitu, ktorá môže mať na človeka škodlivý vplyv. Škodlivá rádioaktivita prúdu alfa častíc nie je príliš veľká.

Všeobecne sa uznáva, že spektrum takéhoto žiarenia je neškodné, no nezabúdajte na rádioaktivitu. Preniknutím masívnych častíc do ľudského tela spolu s vodou, potravou alebo cez kožu hrozí vážna otrava. Komplikácia vzniká v dôsledku silného ionizačného účinku, tvorby kyslíka, oxidačného činidla a voľného vodíka. Vzhľadom na to, že rádioaktivita ovplyvňuje mozog a hromadí sa v ňom, objavuje sa veľa patológií, ktoré aktívne znižujú adaptačné a ochranné funkcie tela.

Napriek ich rádioaktivite sú častice alfa považované za najbezpečnejšie, pretože po vonkajšom ožiarení nie sú potrebné žiadne ochranné prostriedky. Nebezpečenstvo čaká z vnútorného ožiarenia, kedy rádioaktivita častíc pôsobí prefíkanejšie. Aby sa predišlo problémom, stačí zabrániť vstupu rádionuklidov do tela pomocou osobnej ochrany:

• oblečenie vyrobené zo špeciálneho materiálu;
• ak je vaša pokožka citlivá, môžete použiť krém alebo dermatologickú pastu;
• Na oči sú vhodné štíty zo špeciálneho plexiskla.

Zoznam odporúčaní obsahuje informácie o vplyve potravinárskych výrobkov na elimináciu a neutralizáciu rádionuklidov v organizme. Túto schopnosť majú produkty, ktoré sú bohaté na vitamín C a B. Skvelou pomocou sú prepeličie vajcia, ak však dávka žiarenia nie je príliš vysoká. Sú považované za bohatý zdroj aminokyselín, vitamínov a mikroelementov. Jednou z rastlín, ktorá môže pomôcť, je topinambur.

Rozsah aplikácie žiarenia

Okrem ochrany proti časticiam alfa bola vyvinutá špeciálna terapia, ktorá ich využíva. Liečebné sedenie umožňuje využiť izotopy získané žiarením, a to thoron, radón, ktoré majú krátku životnosť a rýchlo sa z tela vylučujú.

Príklady využitia alfa žiarenia v medicíne:

• orálne použitie radónovej vody;
• radónový kúpeľ;
• dýchacia procedúra so vzduchom obsahujúcim radóny.

Lekári sú absolútne a pevne presvedčení, že vplyv alfa častíc môže byť zameraný a ničiť rakovinové bunky. Takáto liečebná terapia môže mať na človeka sedatívny, analgetický a protizápalový účinok. Odporúča sa na liečbu pohybového aparátu, kardiovaskulárnych a gynekologických ochorení. Postup sa vykonáva prísne pod dohľadom ošetrujúceho lekára a špeciálne vyškolenej osoby.

Pri rozpade atómov ťažkých chemických prvkov sa emitujú kladne nabité častice α.

Tieto častice majú hmotnosť 4 a náboj +2. Štruktúra α-častíc je podobná štruktúre jadier hélia 4 (4 He). Skladá sa z 2 neurónov a 2 protónov.

Ťažké častice majú intenzívny ionizačný účinok na životné prostredie, ktorý produkuje asi 40 000 iónových párov na každý 1 cm dráhy.

V tomto prípade sa stráca významná časť energie a znižuje sa schopnosť prieniku.

Zdrojom α-žiarenia sú prvky s veľkým atómovým číslom (viac ako 82) a nízkou väzbovou energiou v rámci molekuly.

Dĺžka dráhy α-častice (vzdialenosť od zdroja rádioaktívneho žiarenia po absorbujúce médium) vo vzduchu sa pohybuje od 2 do 10 cm, v biologických tkanivách je to niekoľko mikrónov.

Preto ožarovanie vonkajšieho povrchu tela a-časticami nespôsobuje významné poškodenie, pretože aj vrstva keratinizovaných buniek epidermis je schopná oddialiť prenikanie častíc do živých buniek tela.

Nebezpečenstvo pre živé organizmy predstavujú častice rádioaktívnych látok vyžarujúcich α-žiarenie, ktoré sa dostávajú do tela so vzduchom, tekutinou alebo kontaminovanou potravou. V biologických tkanivách tvoria častice asi 40 tisíc párov iónov na 1-2 mikróny dĺžky pohybu. Takýto významný stupeň ionizácie predstavuje vážne zdravotné riziko.

Nízka penetračná schopnosť je charakteristická pre α-častice s energiami menšími ako 15 MeV. α-častice produkované na urýchľovači majú oveľa vyššiu energiu a sú schopné spôsobiť značné poškodenie pokožky aj pri minimálnej dávke žiarenia.

Hlavnou metódou ochrany proti časticiam alfa je vytvorenie dostatočnej bariéry na ich zachytenie:

• vrstva vzduchu medzi telom a zdrojom žiarenia - stačí sa vzdialiť 15-20 cm;
• umelá prekážka v podobe ochranného obleku, gumených rukavíc a izolačných skiel.

Ale keďže hlavným nebezpečenstvom je vnútorné ožiarenie, malo by sa zabrániť vstupu α-častíc do dýchacieho systému a gastrointestinálneho traktu. Na izoláciu dýchacieho systému stačí použiť respirátor.

Izotopy plutónia a amerícia predstavujú veľké nebezpečenstvo pre vnútorné α-žiarenie, pretože majú vysokú α-aktivitu. Aby ste predišli vystaveniu α-časticiam, nemali by ste konzumovať vodu a potraviny kontaminované izotopmi ťažkých prvkov.

Aby sa zabránilo vniknutiu rádioaktívneho prachu do dýchacieho systému, priestory sa denne čistia za mokra a všetky povrchy - dvere, okná, podlahy, steny - sa raz za mesiac umyjú mydlovou vodou. Na čistenie vody od rádioaktívnych látok s α-aktivitou sa používajú tieto metódy:

• nanofiltrácia;
• iónová výmena;
• reverzná osmóza.

Zdrojom α-častíc je plynný radón, uvoľňovaný geologickými poruchami do ovzdušia, vody a zo stavebných materiálov obsahujúcich skupinu rádioaktívny urán-rádium. Radón je škodlivý pri vdýchnutí plynu. Produkty rozkladu spôsobujú mikropopáleniny pľúcneho tkaniva a vedú k rakovine.

Na ochranu pred účinkami radónu je potrebné monitorovanie jeho obsahu v priestoroch. Na tento účel sa používajú špeciálne meracie prístroje. Ak sa prekročí povolená úroveň, použijú sa tieto spôsoby ochrany:

• vetranie obytných priestorov;
• izolácia suterénu pomocou plastových fólií;
• vetracie zariadenie, ktoré odvádza radón smerom von.

Najúčinnejšou metódou ochrany obytných oblastí pred prenikaním radónu je izolácia pivníc a odvod plynu z nich pomocou pretlakového ventilačného systému. Na čistenie vody od radónu rozpusteného v nej stačí prevariť.

Chemické metódy ochrany

Ľudské telo tvorí ¾ voda. V dôsledku vplyvu α-častíc na biologické tekutiny dochádza k procesu rozkladu (rádiolýzy) vody s tvorbou voľných radikálov.

Negatívne radikály aktívne vstupujú do biochemických reakcií, narúšajú procesy biosyntézy a výmeny energie, ničia bunkové organely, z ktorých sa do cytoplazmy uvoľňujú proteolytické enzýmy. Tieto procesy sú spôsobené deaktiváciou enzýmov obsahujúcich SH (sulfhydryl) skupinu.

V stredeXXstoročí vedci začali vyvíjať lieky, ktoré chránia telo pred žiarením. Niektoré aminotioly, napríklad Cystamin a Cysteamine, sa ukázali ako najúčinnejšie. Majú výraznú antihemolytickú aktivitu a v skutočnosti sú zdrojomSH-skupiny a zohrávajú úlohu redukčných činidiel v oxidačných procesoch, viažu voľné radikály, neutralizujú excitované molekuly vznikajúce v telesných tkanivách pod vplyvom α-žiarenia a dodávajú stabilitu niektorým enzýmom.

Predtým antiradiačná lekárnička obsahovala rádioprotektorový liek Cystamin. Teraz bol nahradený efektívnejším B-190 (Indralin). Liečivo má menšiu toxicitu a má rádioprotektívny účinok počas 1 hodiny.

Opakované podanie lieku je možné 1 hodinu po prvom použití. Naftyzín, ktorý sa vyrába vo forme 0,1% roztoku na intramuskulárnu injekciu, má tiež rádioprotektívne vlastnosti.

Výrobky s rádioprotektívnymi vlastnosťami

Niektoré produkty majú rádioprotektívny účinok. Konzumácia potravín s obsahom vitamínov C a skupiny B, selénu zníži prenikanie rádioaktívnych iónov do systémového krvného obehu a ich hromadenie v orgánoch.

Tieto látky obsahujú:

• orechy;
• pšenica a výrobky z pšeničnej múky;
• reďkovka;
• morská kapusta.

Niektoré liečivé rastliny tiež zabraňujú α-žiareniu:

• Ženšeň;
• návnada;
• leuzea;
• Eleutherococcus;
• pľúcnik.

Na čiastočné odstránenie rádioaktívnych izotopov z gastrointestinálneho traktu sa používajú enterosorbenty - aktívne uhlie, Smecta, Enterosgel, Polysorb MP, Polyphepan a Liferan.

Na detekciu α-žiarenia sa používa Geigerov počítač. Polčas rozpadu α-rádioaktívnych prvkov sa pohybuje od niekoľkých milisekúnd až po niekoľko miliárd rokov, takže ochrana časom je v tomto prípade nepravdepodobná.

V súčasnosti neexistujú účinné metódy ochrany pred vnútorným α-žiarením, okrem bariérovej ochrany a eliminácie rizika infekcie potravou alebo vodou. Vedci však naďalej pracujú na vytváraní účinných prostriedkov ochrany.

>> Alfa, beta a gama žiarenie

§ 99 ALFA, BETA A GAMA ŽIARENIE

Po objavení rádioaktívnych prvkov sa začal výskum fyzikálnej podstaty ich žiarenia. Okrem Becquerela a Curiesovcov sa tejto úlohy zhostil aj Rutherford.

Klasický experiment, ktorý umožnil odhaliť zložité zloženie rádioaktívneho žiarenia, bol nasledovný. Prípravok rádia bol umiestnený na dne úzkeho kanála v kuse olova. Oproti kanálu bola fotografická doska. Žiarenie vychádzajúce z kanála bolo ovplyvnené silným magnetickým poľom, ktorého indukčné čiary boli kolmé na zväzok (obr. 13.6). Celá inštalácia bola umiestnená vo vákuu.

V neprítomnosti magnetického poľa bola na fotografickej platni po vyvolaní detegovaná jedna tmavá škvrna presne oproti kanálu. V magnetickom poli sa lúč rozdelí na tri lúče. Dve zložky primárneho toku boli vychýlené v opačných smeroch. To naznačuje, že tieto žiarenia mali elektrické náboje opačných znamienok. V tomto prípade bola negatívna zložka žiarenia odklonená magnetickým poľom oveľa silnejšie ako pozitívna. Tretia zložka nebola magnetickým poľom vôbec vychýlená. Kladne nabitá zložka sa nazýva alfa lúče, záporne nabitá zložka sa nazýva beta lúče a neutrálna zložka sa nazýva gama lúče (-lúče, -lúče, -lúče).

Tieto tri druhy žiarenia sa veľmi líšia v penetračnej schopnosti, teda v tom, ako intenzívne sú absorbované rôznymi látkami. -lúče majú najmenšiu prenikavú schopnosť. Vrstva papiera s hrúbkou cca 0,1 mm je už pre ne nepriehľadná. Ak zakryjete dieru v olovenej platni kusom papiera, potom sa na fotografickej platni nenájde žiadny bod zodpovedajúci -žiareniu.

Oveľa menej sa absorbuje pri prechode hmotou - lúčmi. Hliníkový plech ich úplne zastaví len hrúbkou niekoľkých milimetrov. Najväčšiu prenikavosť majú .-lúče.

Intenzita absorpcie -lúčov sa zvyšuje so zvyšujúcim sa atómovým číslom absorbujúcej látky. Ale vrstva olova v hrúbke 1 cm pre nich nie je neprekonateľnou prekážkou. Pri prechode β-lúčov cez takúto vrstvu olova ich intenzita zoslabne len na polovicu. Fyzikálna povaha -, - a - lúčov je samozrejme odlišná.

Gama lúče. Vo svojich vlastnostiach sú -lúče veľmi podobné röntgenovým lúčom, ale ich prenikavosť je oveľa väčšia ako u röntgenových lúčov. To naznačuje, že -lúče boli elektromagnetické vlny. Všetky pochybnosti o tom zmizli po objavení difrakcie β-lúčov na kryštáloch a zmeraní ich vlnovej dĺžky. Ukázalo sa, že je veľmi malý - od 10 -8 do 10 -11 cm.

Na škále elektromagnetických vĺn - lúče priamo nasledujú röntgenové lúče. Rýchlosť šírenia y-lúčov je rovnaká ako u všetkých elektromagnetických vĺn – asi 300 000 km/s.

Beta lúče. Od samého začiatku boli lúče - a - považované za prúdy nabitých častíc. Najjednoduchšie bolo experimentovať s -lúčmi, pretože sú silnejšie vychyľované v magnetických aj elektrických poliach.

Hlavnou úlohou experimentátorov bolo určiť náboj a hmotnosť častíc. Pri štúdiu vychýlenia -častíc v elektrických a magnetických poliach sa zistilo, že nejde o nič iné ako o elektróny pohybujúce sa rýchlosťou veľmi blízkou rýchlosti svetla. Je dôležité, aby rýchlosti -častíc emitovaných akýmkoľvek rádioaktívnym prvkom neboli rovnaké. Existujú častice s veľmi rozdielnou rýchlosťou. To vedie k expanzii zväzku častíc v magnetickom poli (pozri obr. 13.6).

Alfa častice. Bolo ťažšie zistiť povahu -častíc, pretože sú menej silne vychyľované magnetickými a elektrickými poľami. Rutherfordovi sa tento problém napokon podarilo vyriešiť. Zmeral pomer náboja častice q k jej hmotnosti m jej výchylkou v magnetickom poli. Ukázalo sa, že je približne 2-krát menej ako protón - jadro atómu vodíka. Náboj protónu sa rovná elementárnemu a jeho hmotnosť je veľmi blízka jednotke atómovej hmotnosti 1. V dôsledku toho má y-častica hmotnosť rovnajúcu sa dvom jednotkám atómovej hmotnosti na elementárny náboj.

Ale náboj častice a jej hmotnosť zostali neznáme. Bolo potrebné zmerať buď náboj alebo hmotnosť častice. S príchodom Geigerovho počítača bolo možné merať náboj jednoduchšie a presnejšie. Cez veľmi tenké okienko môžu častice prenikať do pultu a byť ním zaregistrované.

Rutherford umiestnil do dráhy častíc Geigerov počítač, ktorý meral počet častíc emitovaných rádioaktívnym liekom za určitý čas. Potom počítadlo nahradilo kovovým valcom napojeným na citlivý elektrometer (obr. 13.7). Rutherford pomocou elektrometra zmeral náboj - častice emitované zdrojom vo vnútri valca za rovnaký čas (rádioaktivita mnohých látok sa časom takmer nemení). Gezerfod, ktorý poznal celkový náboj -častíc a ich počet, určil pomer týchto veličín, t.j. náboj jednej častice. Ukázalo sa, že tento náboj sa rovná dvom elementárnym.

Tak zistil, že y-častica má dve atómové hmotnostné jednotky pre každý z dvoch elementárnych nábojov. Na dva elementárne náboje teda pripadajú štyri jednotky atómovej hmotnosti. Jadro hélia má rovnaký náboj a rovnakú relatívnu atómovú hmotnosť. Z toho vyplýva, že častica je jadrom atómu hélia.

Rutherford, ktorý nebol spokojný s dosiahnutým výsledkom, potom priamymi experimentmi dokázal, že je to hélium, ktoré vzniká pri rádioaktívnom rozpade. Keď niekoľko dní zbieral častice do špeciálnej nádoby, pomocou spektrálnej analýzy sa presvedčil, že hélium sa hromadí v nádobe (každá častica zachytila ​​dva elektróny a zmenila sa na atóm hélia).

1 Jednotka atómovej hmotnosti (as.m.) rapia 1/12 hmotnosti atómu uhlíka; 1a. e.m. 1,66057 10 -27 kg.

Pri rádioaktívnom rozpade vznikajú -lúče (jadrá atómu hélia), -lúče (elektróny) a -lúče (krátkovlnné elektromagnetické žiarenie).

Prečo sa ukázalo, že je oveľa ťažšie zistiť povahu -lúčov ako v prípade -lúčov?

Myakishev G. Ya., Fyzika. 11. ročník: vzdelávací. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie: základné a profilové. úrovne / G. Ya., B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; upravil V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Vzdelávanie, 2008. - 399 s.: chor.

Plánovanie hodín fyziky online, úlohy a odpovede podľa ročníkov, domáca úloha z fyziky pre ročník 11 na stiahnutie

Obsah lekcie poznámky k lekcii podporná rámcová lekcia prezentácia akceleračné metódy interaktívne technológie Prax úlohy a cvičenia autotest workshopy, školenia, prípady, questy domáce úlohy diskusia otázky rečnícke otázky študentov Ilustrácie audio, videoklipy a multimédiá fotografie, obrázky, grafika, tabuľky, diagramy, humor, anekdoty, vtipy, komiksy, podobenstvá, výroky, krížovky, citáty Doplnky abstraktyčlánky triky pre zvedavcov jasličky učebnice základný a doplnkový slovník pojmov iné Zdokonaľovanie učebníc a vyučovacích hodínoprava chýb v učebnici aktualizácia fragmentu v učebnici, prvky inovácie v lekcii, nahradenie zastaraných vedomostí novými Len pre učiteľov perfektné lekcie kalendárny plán na rok; Integrované lekcie