परिचय……………………………………………………………………..3

1. विकिरण के प्रकार…………………………………………………….5

2. विकिरण सुरक्षा विनियमन………………………………10

3. मुख्य खुराक सीमाएँ................................................... ..................................................13

4. एक्सपोज़र के अनुमेय और नियंत्रण स्तर…………………………18

निष्कर्ष………………………………………………………………………….26

प्रयुक्त स्रोतों की सूची…………………………………………28

परिचय

वैज्ञानिक रुचि के मुद्दों में, कुछ ही मुद्दे जनता का उतना ध्यान आकर्षित करते हैं और इतना विवाद पैदा करते हैं जितना कि मनुष्यों और पर्यावरण पर विकिरण के प्रभाव का सवाल।

दुर्भाग्य से, इस मुद्दे पर विश्वसनीय वैज्ञानिक जानकारी अक्सर आबादी तक नहीं पहुंच पाती है, जिसके कारण सभी प्रकार की अफवाहें फैलती हैं। अक्सर, परमाणु ऊर्जा के विरोधियों के तर्क पूरी तरह से भावनाओं और संवेदनाओं पर आधारित होते हैं, जैसे अक्सर इसके विकास के समर्थकों के भाषण खराब पुष्टि वाले आश्वासनों पर आधारित होते हैं।

परमाणु विकिरण के प्रभावों पर संयुक्त राष्ट्र की वैज्ञानिक समिति विकिरण के स्रोतों और मनुष्यों और पर्यावरण पर इसके प्रभावों के बारे में सभी उपलब्ध जानकारी एकत्र और विश्लेषण करती है। वह विकिरण के प्राकृतिक और मानव निर्मित स्रोतों की एक विस्तृत श्रृंखला का अध्ययन करते हैं, और उनके निष्कर्ष उन लोगों को भी आश्चर्यचकित कर सकते हैं जो इस विषय पर सार्वजनिक चर्चा का बारीकी से अनुसरण करते हैं।

विकिरण वास्तव में घातक है. बड़ी मात्रा में, यह गंभीर ऊतक क्षति का कारण बनता है, और छोटी खुराक में यह कैंसर का कारण बन सकता है और आनुवंशिक दोष उत्पन्न कर सकता है जो विकिरण के संपर्क में आने वाले व्यक्ति के बच्चों और पोते-पोतियों, या उसके दूर के वंशजों में दिखाई दे सकता है।

लेकिन अधिकांश आबादी के लिए, विकिरण के सबसे खतरनाक स्रोत वे नहीं हैं जिनके बारे में सबसे अधिक बात की जाती है। एक व्यक्ति को विकिरण के प्राकृतिक स्रोतों से उच्चतम खुराक प्राप्त होती है। परमाणु ऊर्जा के विकास से जुड़ा विकिरण मानव गतिविधि से उत्पन्न विकिरण का केवल एक छोटा सा अंश है; हमें इस गतिविधि के अन्य रूपों से काफी बड़ी खुराक मिलती है जो बहुत कम आलोचना का कारण बनती है, उदाहरण के लिए, चिकित्सा में एक्स-रे के उपयोग से। इसके अलावा, दैनिक गतिविधि के प्रकार जैसे कोयला जलाना और वायु परिवहन का उपयोग, विशेष रूप से अच्छी तरह से सील किए गए कमरों में लगातार संपर्क, प्राकृतिक विकिरण के कारण जोखिम के स्तर में महत्वपूर्ण वृद्धि का कारण बन सकता है। जनसंख्या के विकिरण जोखिम को कम करने का सबसे बड़ा भंडार मानव गतिविधि के ऐसे "निर्विवाद" रूपों में निहित है।

यह कार्य प्राकृतिक और मानव निर्मित दोनों स्रोतों से मनुष्यों और पर्यावरण को प्रभावित करने वाले विभिन्न प्रकार के विकिरण को कवर करता है, विकिरण सुरक्षा, जोखिम की खुराक सीमा और उनके अनुमेय और नियंत्रण स्तरों पर जानकारी के नियामक स्रोत प्रदान करता है।

विकिरण के प्रकार

प्रवेश करने वाला विकिरण मानव स्वास्थ्य और जीवन के लिए एक बड़ा खतरा है। बड़ी खुराक में यह शरीर के ऊतकों को गंभीर नुकसान पहुंचाता है, तीव्र विकिरण बीमारी विकसित होती है, छोटी खुराक में यह कैंसर का कारण बनता है, और आनुवंशिक दोषों को भड़काता है। प्रकृति में ऐसे कई तत्व हैं जिनके परमाणु नाभिक अन्य तत्वों के नाभिक में बदल जाते हैं। ये परिवर्तन विकिरण - रेडियोधर्मिता के साथ होते हैं। आयनीकरण विकिरण प्राथमिक कणों और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के क्वांटा की एक धारा है जो उस माध्यम के परमाणुओं और अणुओं के आयनीकरण का कारण बन सकता है जिसमें वे फैलते हैं।

विभिन्न प्रकार के विकिरणों के साथ अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा निकलती है और उनकी भेदन क्षमताएं अलग-अलग होती हैं, इसलिए उनका जीवित जीव के ऊतकों पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है (चित्र 1)। अल्फा विकिरण, जो न्यूट्रॉन और प्रोटॉन से युक्त भारी कणों की एक धारा है, उदाहरण के लिए, कागज की एक शीट द्वारा अवरुद्ध होती है और व्यावहारिक रूप से मृत कोशिकाओं द्वारा बनाई गई त्वचा की बाहरी परत में प्रवेश करने में असमर्थ होती है। इसलिए, यह तब तक ख़तरा पैदा नहीं करता जब तक α-कण उत्सर्जित करने वाले रेडियोधर्मी पदार्थ खुले घाव के माध्यम से, भोजन के साथ या साँस की हवा के साथ शरीर में प्रवेश नहीं करते; तो ये बेहद खतरनाक हो जाते हैं. बीटा विकिरण में अधिक भेदन शक्ति होती है: यह शरीर के ऊतकों में एक से दो सेंटीमीटर की गहराई तक प्रवेश करती है। गामा विकिरण की भेदन शक्ति, जो प्रकाश की गति से चलती है, बहुत अधिक है: केवल एक मोटी सीसा या कंक्रीट स्लैब ही इसे रोक सकता है। अपनी अत्यधिक भेदन शक्ति के कारण, गामा विकिरण मनुष्यों के लिए एक बड़ा ख़तरा है। आयनीकृत विकिरण की ख़ासियत यह है कि किसी व्यक्ति को कुछ समय बीतने के बाद ही इसका प्रभाव महसूस होना शुरू हो जाएगा।

चावल। 1. तीन प्रकार के विकिरण और उनकी भेदन क्षमता

विकिरण के स्रोत प्राकृतिक, प्रकृति में मौजूद और मनुष्यों से स्वतंत्र हो सकते हैं।

विश्व की जनसंख्या विकिरण के प्राकृतिक स्रोतों से अधिकांश जोखिम प्राप्त करती है (चित्र 2)।

चावल। 2. विकिरण के प्राकृतिक और मानव निर्मित स्रोतों से विकिरण की औसत वार्षिक प्रभावी समतुल्य खुराक (संख्या मिलीसीवर्ट में खुराक दर्शाती है)

इनमें से अधिकांश तो ऐसे हैं कि उनसे निकलने वाले विकिरण के संपर्क से बचना बिल्कुल असंभव है। पृथ्वी के पूरे इतिहास में, विभिन्न प्रकार के विकिरण अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह पर गिरते हैं और पृथ्वी की पपड़ी में स्थित रेडियोधर्मी पदार्थों से आते हैं। एक व्यक्ति दो तरह से विकिरण के संपर्क में आता है। रेडियोधर्मी पदार्थ शरीर के बाहर हो सकते हैं और इसे बाहर से विकिरणित कर सकते हैं; इस मामले में हम बाहरी विकिरण के बारे में बात करते हैं। या फिर वे व्यक्ति द्वारा सांस ली जाने वाली हवा, भोजन या पानी में समाप्त हो सकते हैं और शरीर में प्रवेश कर सकते हैं। विकिरण की इस विधि को आंतरिक कहा जाता है।

पृथ्वी का प्रत्येक निवासी विकिरण के प्राकृतिक स्रोतों से विकिरण के संपर्क में है, लेकिन उनमें से कुछ को दूसरों की तुलना में अधिक खुराक प्राप्त होती है। यह, कुछ हद तक, इस बात पर निर्भर करता है कि वे कहाँ रहते हैं। विश्व के कुछ स्थानों पर, जहां विशेष रूप से रेडियोधर्मी चट्टानें पाई जाती हैं, विकिरण का स्तर औसत से काफी अधिक है, और अन्य स्थानों पर यह उसी के अनुरूप कम है। रेडिएशन की खुराक लोगों की जीवनशैली पर भी निर्भर करती है। कुछ निर्माण सामग्री का उपयोग, खाना पकाने के लिए गैस का उपयोग, खुले चारकोल ग्रिल, कमरों को सील करना और यहां तक ​​​​कि हवाई जहाज में उड़ान भरना, ये सभी विकिरण के प्राकृतिक स्रोतों के माध्यम से जोखिम को बढ़ाते हैं।

विकिरण के स्थलीय स्रोत अधिकांश जोखिम के लिए सामूहिक रूप से जिम्मेदार हैं, जिसके संपर्क में मनुष्य प्राकृतिक विकिरण के माध्यम से आते हैं। औसतन, वे आबादी को प्राप्त होने वाली वार्षिक प्रभावी समतुल्य खुराक का 5/6 से अधिक प्रदान करते हैं, मुख्यतः आंतरिक जोखिम के कारण। बाकी योगदान ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा किया जाता है, मुख्यतः बाहरी विकिरण के माध्यम से (चित्र 3)।

चावल। 3. प्राकृतिक विकिरण स्रोतों से विकिरण की औसत वार्षिक प्रभावी समतुल्य खुराक (संख्या मिलीसीवर्ट में खुराक दर्शाती है)

कुछ आंकड़ों के अनुसार, बाहरी विकिरण की औसत प्रभावी समतुल्य खुराक जो एक व्यक्ति को प्राकृतिक विकिरण के स्थलीय स्रोतों से प्रति वर्ष प्राप्त होती है, लगभग 350 माइक्रोसीवर्ट्स है, अर्थात। समुद्र तल पर कॉस्मिक किरणों द्वारा निर्मित पृष्ठभूमि विकिरण के कारण औसत व्यक्तिगत विकिरण खुराक से थोड़ा अधिक।

औसतन, किसी व्यक्ति को विकिरण के प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त विकिरण की प्रभावी समतुल्य खुराक का लगभग 2/3 हिस्सा रेडियोधर्मी पदार्थों से आता है जो भोजन, पानी और हवा के माध्यम से शरीर में प्रवेश करते हैं।

यह स्थापित किया गया है कि विकिरण के सभी प्राकृतिक स्रोतों में, सबसे बड़ा खतरा रेडॉन है, जो एक भारी, रंगहीन और गंधहीन गैस है। यह हर जगह पृथ्वी की पपड़ी से निकलता है, लेकिन बाहरी हवा में इसकी सांद्रता दुनिया के विभिन्न बिंदुओं के लिए काफी भिन्न होती है। एक व्यक्ति घर के अंदर रहते हुए मुख्य विकिरण रेडॉन से प्राप्त करता है। रेडॉन घर के अंदर हवा में तभी केंद्रित होता है जब वे बाहरी वातावरण से पर्याप्त रूप से अलग होते हैं। मिट्टी से नींव और फर्श के माध्यम से या, आमतौर पर निर्माण सामग्री से रिसकर, रेडॉन घर के अंदर जमा हो जाता है। सबसे आम निर्माण सामग्री - लकड़ी, ईंट और कंक्रीट - अपेक्षाकृत कम रेडॉन उत्सर्जित करती हैं। ग्रेनाइट, झांवा, एल्यूमिना कच्चे माल से बने उत्पाद और फॉस्फोजिप्सम में बहुत अधिक विशिष्ट रेडियोधर्मिता होती है।

आवासीय परिसर में प्रवेश करने वाले रेडॉन का एक अन्य स्रोत पानी और प्राकृतिक गैस है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पानी में रेडॉन की सांद्रता बेहद कम होती है, लेकिन गहरे कुओं या आर्टेशियन कुओं के पानी में रेडॉन का स्तर बहुत अधिक होता है। हालाँकि, मुख्य ख़तरा शराब पीने से नहीं होता, यहाँ तक कि उच्च रेडॉन स्तर पर भी। आमतौर पर लोग उबला हुआ पानी या गर्म पेय के रूप में पीते हैं और उबालने पर रेडॉन लगभग पूरी तरह से गायब हो जाता है। एक बड़ा खतरा साँस की हवा के साथ फेफड़ों में रेडॉन की उच्च सामग्री के साथ जल वाष्प का प्रवेश है, जो अक्सर बाथरूम या भाप कमरे में होता है। रेडॉन भूमिगत प्राकृतिक गैस में प्रवेश करता है। पूर्व-प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप और उपभोक्ता तक पहुंचने से पहले गैस के भंडारण के दौरान, अधिकांश रेडॉन वाष्पित हो जाता है, लेकिन अगर कुकस्टोव निकास हुड से सुसज्जित नहीं हैं तो रेडॉन की सांद्रता बढ़ सकती है। नतीजतन, रेडॉन विशेष रूप से कम ऊंचाई वाली इमारतों के लिए खतरनाक है, जहां सावधानी से सील किए गए कमरे (गर्मी बनाए रखने के लिए) और निर्माण सामग्री के लिए एल्यूमिना का उपयोग किया जाता है।

विकिरण के अन्य स्रोत जो खतरा पैदा करते हैं, दुर्भाग्य से, मनुष्य द्वारा स्वयं बनाए गए हैं। विकिरण वर्तमान में विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: चिकित्सा, उद्योग, कृषि, रसायन विज्ञान, विज्ञान, आदि। कृत्रिम विकिरण के स्रोत परमाणु रिएक्टरों और त्वरक, न्यूट्रॉन और आवेशित कणों की एक किरण की मदद से बनाए गए कृत्रिम रेडियोन्यूक्लाइड हैं। इन्हें आयनकारी विकिरण के मानव निर्मित स्रोत कहा जाता है। कृत्रिम विकिरण के उत्पादन और उपयोग से संबंधित सभी गतिविधियों को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। वायुमंडल में परमाणु हथियारों के परीक्षण, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और परमाणु रिएक्टरों में दुर्घटनाएं और उनके काम के परिणाम, रेडियोधर्मी गिरावट और रेडियोधर्मी कचरे में प्रकट, मानव शरीर पर उनके प्रभाव के संदर्भ में विशेष रूप से सामने आते हैं। जब पृथ्वी के कुछ क्षेत्रों में रेडियोधर्मी गिरावट होती है, तो विकिरण कृषि उत्पादों और भोजन के माध्यम से सीधे मानव शरीर में प्रवेश कर सकता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हमें हर जगह घेर लेते हैं। अपनी तरंग सीमा के आधार पर, वे जीवित जीवों को विभिन्न तरीकों से प्रभावित कर सकते हैं। गैर-आयनीकरण विकिरण को अधिक सौम्य माना जाता है, लेकिन कभी-कभी यह असुरक्षित होता है। ये घटनाएं क्या हैं और इनका हमारे शरीर पर क्या प्रभाव पड़ता है?

गैर-आयनीकरण विकिरण क्या है?

ऊर्जा छोटे कणों और तरंगों के रूप में यात्रा करती है। इसके उत्सर्जन एवं प्रसार की प्रक्रिया को विकिरण कहते हैं। वस्तुओं और जीवित ऊतकों पर प्रभाव की प्रकृति के आधार पर, दो मुख्य प्रकार प्रतिष्ठित हैं। पहला - आयनीकरण, प्राथमिक कणों की धाराओं का प्रतिनिधित्व करता है जो परमाणुओं के विखंडन के परिणामस्वरूप बनते हैं। इसमें रेडियोधर्मी, एक्स-रे, गुरुत्वाकर्षण विकिरण और हॉकिंग किरणें शामिल हैं।

दूसरे में गैर-आयनीकरण विकिरण शामिल है। अनिवार्य रूप से, ये 1000 एनएम से अधिक की विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा हैं, और जारी ऊर्जा की मात्रा 10 केवी से कम है। यह माइक्रोवेव के रूप में कार्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश और गर्मी उत्पन्न होती है।

पहले प्रकार के विपरीत, यह विकिरण जिस पदार्थ को प्रभावित करता है उसके अणुओं और परमाणुओं को आयनित नहीं करता है, अर्थात यह अपने अणुओं के बीच के बंधन को नहीं तोड़ता है। बेशक, यहां भी अपवाद हैं। इस प्रकार, कुछ प्रकार, उदाहरण के लिए, यूवी किरणें, किसी पदार्थ को आयनित कर सकती हैं।

गैर-आयनीकरण विकिरण के प्रकार

विद्युत चुम्बकीय विकिरण गैर-आयनीकरण विकिरण की तुलना में बहुत व्यापक अवधारणा है। उच्च-आवृत्ति एक्स-रे और गामा किरणें भी विद्युत चुम्बकीय हैं, लेकिन वे कठोर और आयनीकृत पदार्थ हैं। अन्य सभी प्रकार के ईएमआर गैर-आयनीकरण हैं; उनकी ऊर्जा पदार्थ की संरचना में हस्तक्षेप करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

इनमें सबसे लंबी रेडियो तरंगें हैं, जिनकी सीमा अल्ट्रा-लॉन्ग (10 किमी से अधिक) से लेकर अल्ट्रा-शॉर्ट (10 मीटर - 1 मिमी) तक होती है। अन्य EM विकिरण की तरंगें 1 मिमी से कम होती हैं। रेडियो उत्सर्जन के बाद इन्फ्रारेड या थर्मल विकिरण आता है, इसकी तरंगों की लंबाई ताप तापमान पर निर्भर करती है।

दृश्यमान प्रकाश और पूर्व भी गैर-आयनीकरण होते हैं। पूर्व को अक्सर ऑप्टिकल कहा जाता है। इसका स्पेक्ट्रम अवरक्त किरणों के बहुत करीब है और पिंडों के गर्म होने पर बनता है। पराबैंगनी विकिरण एक्स-रे के करीब है, और इसलिए इसमें आयनीकरण करने की क्षमता हो सकती है। 400 से 315 एनएम तक तरंग दैर्ध्य पर, इसे मानव आंख द्वारा पहचाना जा सकता है।

सूत्रों का कहना है

गैर-आयनीकरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्राकृतिक या कृत्रिम मूल का हो सकता है। मुख्य प्राकृतिक स्रोतों में से एक सूर्य है। यह सभी प्रकार के विकिरण भेजता है। हमारे ग्रह पर उनका पूर्ण प्रवेश पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा रोका जाता है। ओजोन परत, आर्द्रता और कार्बन डाइऑक्साइड के कारण हानिकारक किरणों का प्रभाव काफी हद तक कम हो जाता है।

रेडियो तरंगों के लिए, एक प्राकृतिक स्रोत बिजली, साथ ही अंतरिक्ष वस्तुएं भी हो सकती हैं। आवश्यक तापमान तक गर्म किए गए किसी भी पिंड द्वारा थर्मल इंफ्रारेड किरणें उत्सर्जित की जा सकती हैं, हालांकि मुख्य विकिरण कृत्रिम वस्तुओं से आता है। तो, इसका मुख्य स्रोत हीटर, बर्नर और साधारण गरमागरम प्रकाश बल्ब हैं, जो हर घर में मौजूद होते हैं।

मनुष्यों पर प्रभाव

विद्युत चुम्बकीय विकिरण की विशेषता तरंग दैर्ध्य, आवृत्ति और ध्रुवीकरण है। इसके प्रभाव की ताकत इन सभी मानदंडों पर निर्भर करती है। तरंग जितनी लंबी होगी, वस्तु पर उतनी ही कम ऊर्जा स्थानांतरित होगी, जिसका अर्थ है कि यह कम हानिकारक है। डेसीमीटर-सेंटीमीटर रेंज में विकिरण सबसे अधिक विनाशकारी होता है।

गैर-आयनीकरण विकिरण के लंबे समय तक संपर्क में रहने से स्वास्थ्य को नुकसान हो सकता है, हालांकि मध्यम मात्रा में यह फायदेमंद हो सकता है। त्वचा और कॉर्निया में जलन हो सकती है और विभिन्न उत्परिवर्तन हो सकते हैं। और चिकित्सा में, उनका उपयोग त्वचा में विटामिन डी3 को संश्लेषित करने, उपकरणों को स्टरलाइज़ करने और पानी और हवा को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है।

चिकित्सा में, अवरक्त विकिरण का उपयोग चयापचय में सुधार और रक्त परिसंचरण को उत्तेजित करने और खाद्य उत्पादों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। अधिक गर्म होने पर, यह विकिरण आंख की श्लेष्मा झिल्ली को गंभीर रूप से शुष्क कर सकता है, और अधिकतम शक्ति पर, डीएनए अणु को भी नष्ट कर सकता है।

रेडियो तरंगों का उपयोग मोबाइल और रेडियो संचार, नेविगेशन सिस्टम, टेलीविजन और अन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता है। घरेलू उपकरणों से निकलने वाली रेडियो फ्रीक्वेंसी के लगातार संपर्क में रहने से तंत्रिका तंत्र की उत्तेजना बढ़ सकती है, मस्तिष्क की कार्यक्षमता ख़राब हो सकती है और हृदय प्रणाली और प्रजनन कार्य पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है।

मोनोएनर्जेटिक आयनीकरण विकिरण- आयनकारी विकिरण, जिसमें समान ऊर्जा के फोटॉन या समान गतिज ऊर्जा वाले समान प्रकार के कण होते हैं।

मिश्रित आयनीकृत विकिरण- आयनकारी विकिरण, जिसमें विभिन्न प्रकार के कण या कण और फोटॉन शामिल होते हैं।

निर्देशित आयनीकरण विकिरणप्रसार की एक चयनित दिशा के साथ आयनीकृत विकिरण।

प्राकृतिक विकिरण पृष्ठभूमि- ब्रह्मांडीय विकिरण और प्राकृतिक रूप से वितरित प्राकृतिक रेडियोधर्मी पदार्थों (पृथ्वी की सतह पर, सतह के वायुमंडल में, भोजन, पानी, मानव शरीर में, आदि) से विकिरण द्वारा निर्मित आयनीकरण विकिरण।

पृष्ठभूमि - आयनीकरण विकिरण, जिसमें प्राकृतिक पृष्ठभूमि और बाहरी स्रोतों से आयनीकरण विकिरण शामिल है।

ब्रह्मांडीय विकिरण- आयनीकृत विकिरण, जिसमें बाह्य अंतरिक्ष से आने वाला प्राथमिक विकिरण और वायुमंडल के साथ प्राथमिक विकिरण की अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाला द्वितीयक विकिरण शामिल होता है।

विकिरण की संकीर्ण किरण- एक विकिरण ज्यामिति जिसमें डिटेक्टर स्रोत से केवल अप्रकाशित विकिरण को पंजीकृत करता है।

विकिरण की विस्तृत किरण- ऐसी विकिरण ज्यामिति जिसमें संसूचक स्रोत से अप्रकाशित और प्रकीर्णित विकिरण को पंजीकृत करता है।

आयनीकृत विकिरण क्षेत्र- विचाराधीन माध्यम में आयनकारी विकिरण का स्पेटियोटेम्पोरल वितरण।

आयनकारी कणों का प्रवाह (फोटॉन)- एक समय अंतराल dt के दौरान किसी दी गई सतह से गुजरने वाले आयनकारी कणों (फोटॉन) dN की संख्या का इस अंतराल से अनुपात: F = dN/dt।

कण ऊर्जा प्रवाह- समय अंतराल में गिरते कणों की ऊर्जा का अनुपात Ψ=dE/dt।

आयनकारी कणों (फोटॉन) का फ्लक्स घनत्व- आयनकारी कणों (फोटॉन) डीएफ के प्रवाह का अनुपात

प्राथमिक गोले के आयतन में प्रवेश करते हुए, इस गोले के केंद्रीय क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र dS तक: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS। (कण ऊर्जा प्रवाह घनत्व इसी तरह निर्धारित किया जाता है)।

आयनकारी कणों (फोटॉनों) का प्रवाह (स्थानांतरण)- प्राथमिक गोले के आयतन में प्रवेश करने वाले आयनकारी कणों (फोटॉन) डीएन की संख्या और इस गोले के केंद्रीय क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र डीएस का अनुपात: Ф = डीएन/डीएस।

आयनकारी कणों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम- उनकी ऊर्जा द्वारा आयनकारी कणों का वितरण। प्रभावी फोटॉन ऊर्जा- ऐसे मोनोएनर्जेटिक फोटॉन के फोटॉन की ऊर्जा

विकिरण, जिसका एक निश्चित संरचना और एक निश्चित मोटाई के अवशोषक में सापेक्ष क्षीणन विचाराधीन गैर-मोनोएनर्जेटिक फोटॉन विकिरण के समान है।

सीमा स्पेक्ट्रम ऊर्जाβ-विकिरण - किसी दिए गए रेडियोन्यूक्लाइड के β-विकिरण के निरंतर ऊर्जा स्पेक्ट्रम में β-कणों की उच्चतम ऊर्जा।

विकिरण एल्बिडो- दो मीडिया के बीच इंटरफ़ेस से प्रतिबिंबित कणों (फोटॉन) की संख्या और इंटरफ़ेस पर घटना कणों (फोटॉन) की संख्या का अनुपात।

विलंबित विकिरण: विखंडन उत्पादों द्वारा उत्सर्जित कण, विखंडन के समय सीधे उत्पन्न कणों (न्यूट्रॉन और गामा किरणों) के विपरीत।

गैसों में आयनीकरण:किसी परमाणु या गैस अणु से एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों को हटाना। आयनीकरण के परिणामस्वरूप, गैस में मुक्त आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और आयन) प्रकट होते हैं और यह विद्युत प्रवाह का संचालन करने की क्षमता प्राप्त कर लेता है।

शब्द "विकिरण" विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक श्रृंखला को शामिल करता है, जिसमें दृश्य स्पेक्ट्रम, अवरक्त और पराबैंगनी क्षेत्र, साथ ही रेडियो तरंगें, विद्युत प्रवाह और आयनीकरण विकिरण शामिल हैं। इन घटनाओं की सारी असमानताएं केवल विकिरण की आवृत्ति (तरंग दैर्ध्य) के कारण होती हैं। आयनकारी विकिरण मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा कर सकता है। और आयनित विकिरण(विकिरण) - एक प्रकार का विकिरण जो परमाणुओं या परमाणु नाभिकों की भौतिक स्थिति को बदल देता है, उन्हें विद्युत आवेशित आयनों या परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पादों में बदल देता है। कुछ परिस्थितियों में, शरीर के ऊतकों में ऐसे आयनों या परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पादों की उपस्थिति कोशिकाओं और अणुओं में प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को बदल सकती है, और इन घटनाओं के संचय के साथ, यह शरीर में जैविक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को बाधित कर सकती है। , अर्थात। मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करें।

2. विकिरण के प्रकार

कणिका विकिरण, जिसमें शून्य से भिन्न द्रव्यमान वाले कण होते हैं, और विद्युत चुम्बकीय (फोटॉन) विकिरण के बीच अंतर किया जाता है।

2.1. कणिका विकिरण

कणिका आयनीकरण विकिरण में अल्फा विकिरण, इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और मेसन विकिरण शामिल हैं। कणिका विकिरण आवेशित कणों (α-, β-कण, प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन) की एक धारा से युक्त होता है, जिसकी गतिज ऊर्जा परमाणुओं को आयनित करने के लिए पर्याप्त होती है

टकराव, सीधे आयनीकृत विकिरण के वर्ग से संबंधित है। न्यूट्रॉन और अन्य प्राथमिक कण सीधे आयनीकरण उत्पन्न नहीं करते हैं, लेकिन माध्यम के साथ बातचीत की प्रक्रिया में वे आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन) छोड़ते हैं जो उस माध्यम के परमाणुओं और अणुओं को आयनित करने में सक्षम होते हैं जिससे वे गुजरते हैं।

तदनुसार, अनावेशित कणों की एक धारा से युक्त कणिका विकिरण को अप्रत्यक्ष रूप से आयनीकरण विकिरण कहा जाता है।

चित्र .1। 212 Bi के क्षय की योजना।

2.1.1 अल्फा विकिरण

अल्फा कण (α - कण) हीलियम परमाणु के नाभिक होते हैं, जो कुछ रेडियोधर्मी परमाणुओं द्वारा α - क्षय के दौरान उत्सर्जित होते हैं। α - कण में दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं।

अल्फा विकिरण हीलियम परमाणुओं (सकारात्मक रूप से चार्ज और) के नाभिक की एक धारा है

अपेक्षाकृत भारी कण)।

नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप प्राकृतिक अल्फा विकिरण भारी तत्वों के अस्थिर नाभिक की विशेषता है, जो 83 से अधिक परमाणु संख्या से शुरू होता है, अर्थात। यूरेनियम और थोरियम श्रृंखला के प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड के लिए, साथ ही कृत्रिम रूप से प्राप्त ट्रांसयूरेनियम तत्वों के लिए।

प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड के α-क्षय का एक विशिष्ट आरेख चित्र 1 में प्रस्तुत किया गया है, और रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय के दौरान बनने वाले α-कणों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम दिखाया गया है।

अंक 2।

चित्र.2 α कणों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम

α-क्षय की संभावना इस तथ्य के कारण है कि α-रेडियोधर्मी नाभिक का द्रव्यमान (और, इसलिए, कुल आयन ऊर्जा) α-कण और α के बाद बने पुत्री नाभिक के द्रव्यमान के योग से अधिक है। -क्षय। मूल (माँ) नाभिक की अतिरिक्त ऊर्जा α-कण की गतिज ऊर्जा और बेटी नाभिक की पुनरावृत्ति के रूप में जारी होती है। α-कण धनात्मक रूप से हीलियम नाभिक - 2 He4 से आवेशित होते हैं और 15-20 हजार किमी/सेकंड की गति से नाभिक से बाहर निकलते हैं। अपने रास्ते में वे पर्यावरण का प्रबल आयनीकरण उत्पन्न करते हैं,

परमाणुओं की कक्षाओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालना।

हवा में α-कणों की सीमा लगभग 5-8 सेमी, पानी में - 30-50 माइक्रोन, धातुओं में - 10-20 माइक्रोन होती है। जब α-किरणों द्वारा आयनित किया जाता है, तो पदार्थ में रासायनिक परिवर्तन देखे जाते हैं, और ठोस पदार्थों की क्रिस्टलीय संरचना बाधित हो जाती है। चूँकि α-कण और नाभिक के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण होता है, प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड (अधिकतम ऊर्जा 8.78 MeV y214 Po) के α-कणों के प्रभाव में परमाणु प्रतिक्रियाओं की संभावना बहुत कम होती है, और केवल हल्के नाभिक (Li) पर देखी जाती है , Be, B, C, N, Na, Al) रेडियोधर्मी आइसोटोप और मुक्त न्यूट्रॉन के निर्माण के साथ।

2.1.2 प्रोटोन विकिरण

प्रोटोन विकिरण- न्यूट्रॉन की कमी वाले परमाणु नाभिक के सहज क्षय के दौरान या आयन त्वरक के आउटपुट बीम के रूप में उत्पन्न विकिरण (उदाहरण के लिए, एक सिंक्रोफैसोथोरॉन)।

2.1.3 न्यूट्रॉन विकिरण

न्यूट्रॉन विकिरण -न्यूट्रॉन का एक प्रवाह जो अपनी ऊर्जा को परमाणु नाभिक के साथ लोचदार और अकुशल अंतःक्रिया में परिवर्तित करता है। इनलेस्टिक इंटरैक्शन से द्वितीयक विकिरण उत्पन्न होता है, जिसमें आवेशित कण और गामा क्वांटा (गामा विकिरण) दोनों शामिल हो सकते हैं। लोचदार अंतःक्रियाओं में, किसी पदार्थ का सामान्य आयनीकरण संभव है।

न्यूट्रॉन विकिरण के स्रोत हैं: अनायास विखंडनीय रेडियोन्यूक्लाइड; विशेष रूप से निर्मित रेडियोन्यूक्लाइड न्यूट्रॉन स्रोत; इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन, आयनों के त्वरक; परमाणु रिएक्टर; ब्रह्मांडीय विकिरण.

जैविक दृष्टिकोण सेन्यूट्रॉन परमाणु प्रतिक्रियाओं (परमाणु रिएक्टरों और अन्य औद्योगिक और प्रयोगशाला प्रतिष्ठानों में, साथ ही परमाणु विस्फोटों के दौरान) में उत्पन्न होते हैं।

न्यूट्रॉन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता। परंपरागत रूप से, न्यूट्रॉन, उनकी गतिज ऊर्जा के आधार पर, तेज (10 MeV तक), अल्ट्राफास्ट, मध्यवर्ती, धीमी और थर्मल में विभाजित होते हैं। न्यूट्रॉन विकिरण में अत्यधिक भेदन शक्ति होती है। धीमे और थर्मल न्यूट्रॉन परमाणु प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थिर या रेडियोधर्मी आइसोटोप का निर्माण हो सकता है।

एक मुक्त न्यूट्रॉन निम्नलिखित के साथ एक अस्थिर, विद्युत रूप से तटस्थ कण है

गुण:

न्यूट्रॉन के ये गुण इसे एक ओर, अध्ययन की जाने वाली वस्तु के रूप में और दूसरी ओर, एक उपकरण के रूप में, जिसके साथ अनुसंधान किया जाता है, उपयोग करना संभव बनाते हैं। पहले मामले में, न्यूट्रॉन के अद्वितीय गुणों का अध्ययन किया जाता है, जो प्रासंगिक है और इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन के मूलभूत मापदंडों को सबसे विश्वसनीय और सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बनाता है और, इस प्रकार, मानक मॉडल की पुष्टि या खंडन करता है। न्यूट्रॉन में चुंबकीय क्षण की उपस्थिति पहले से ही इसकी जटिल संरचना को इंगित करती है, अर्थात। इसकी "गैर-प्राथमिकता"। दूसरे मामले में, नाभिक के साथ विभिन्न ऊर्जाओं के अध्रुवीकृत और ध्रुवीकृत न्यूट्रॉन की परस्पर क्रिया उन्हें नाभिक और प्राथमिक कणों के भौतिकी में उपयोग करने की अनुमति देती है। विभिन्न प्रक्रियाओं में समय के उलट होने के तहत स्थानिक समता और अपरिवर्तनीयता के उल्लंघन के प्रभावों का अध्ययन - न्यूट्रॉन ऑप्टिक्स से लेकर न्यूट्रॉन द्वारा परमाणु विखंडन तक - अनुसंधान के सबसे वर्तमान क्षेत्रों की पूरी सूची नहीं है।

तथ्य यह है कि थर्मल रिएक्टर न्यूट्रॉन की तरंग दैर्ध्य पदार्थ में अंतर-परमाणु दूरियों के बराबर होती है, जो उन्हें संघनित पदार्थ के अध्ययन के लिए एक अनिवार्य उपकरण बनाती है। परमाणुओं के साथ न्यूट्रॉन की परस्पर क्रिया अपेक्षाकृत कमजोर होती है, जो न्यूट्रॉन को पदार्थ में काफी गहराई तक प्रवेश करने की अनुमति देती है - यह एक्स-रे और γ - किरणों के साथ-साथ आवेशित कणों की किरणों की तुलना में उनका महत्वपूर्ण लाभ है। द्रव्यमान की उपस्थिति के कारण, एक ही गति पर (इसलिए, एक ही तरंग दैर्ध्य पर) न्यूट्रॉन में एक्स-रे और γ - किरणों की तुलना में काफी कम ऊर्जा होती है, और यह ऊर्जा परमाणुओं के थर्मल कंपन की ऊर्जा के बराबर होती है और पदार्थ में अणु, जो न केवल किसी पदार्थ की औसत स्थैतिक परमाणु संरचना का अध्ययन करना संभव बनाता है, बल्कि इसमें होने वाली गतिशील प्रक्रियाओं का भी अध्ययन करना संभव बनाता है। न्यूट्रॉन में चुंबकीय क्षण की उपस्थिति उन्हें पदार्थ की चुंबकीय संरचना और चुंबकीय उत्तेजना का अध्ययन करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है, जो सामग्री के चुंबकत्व के गुणों और प्रकृति को समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

परमाणुओं द्वारा न्यूट्रॉन का प्रकीर्णन मुख्य रूप से परमाणु बलों के कारण होता है, इसलिए, उनके सुसंगत प्रकीर्णन के क्रॉस सेक्शन किसी भी तरह से परमाणु क्रमांक (एक्स-रे और γ-किरणों के विपरीत) से संबंधित नहीं होते हैं। इसलिए, न्यूट्रॉन के साथ सामग्रियों का विकिरण प्रकाश (हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, आदि) तत्वों के परमाणुओं की स्थिति को अलग करना संभव बनाता है, जिनकी पहचान एक्स-रे और γ - किरणों का उपयोग करके लगभग असंभव है। इस कारण से, न्यूट्रॉन का उपयोग जैविक वस्तुओं के अध्ययन, सामग्री विज्ञान, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में सफलतापूर्वक किया जाता है। इसके अलावा, विभिन्न आइसोटोप के लिए न्यूट्रॉन बिखरने वाले क्रॉस सेक्शन में अंतर न केवल समान परमाणु संख्या वाले सामग्री में तत्वों को अलग करना संभव बनाता है, बल्कि उनकी आइसोटोपिक संरचना का अध्ययन भी करता है। नकारात्मक सुसंगत प्रकीर्णन आयाम के साथ आइसोटोप की उपस्थिति अध्ययन किए गए मीडिया के विपरीत होने का एक अनूठा अवसर प्रदान करती है, जिसका उपयोग अक्सर जीव विज्ञान और चिकित्सा में भी किया जाता है।

सुसंगत बिखराव- आवृत्ति के संरक्षण के साथ और प्राथमिक विकिरण के चरण से π भिन्न चरण के साथ विकिरण का प्रकीर्णन। बिखरी हुई लहर घटना तरंग या अन्य सुसंगत रूप से बिखरी हुई तरंगों में हस्तक्षेप कर सकती है।

आयनकारी विकिरण विभिन्न प्रकार के सूक्ष्म कणों और भौतिक क्षेत्रों का एक संयोजन है जो किसी पदार्थ को आयनित करने की क्षमता रखता है, अर्थात उसमें विद्युत आवेशित कण - आयन बनाने की क्षमता रखता है।

खंड III. जीवन सुरक्षा प्रबंधन और इसकी सुनिश्चितता के लिए आर्थिक तंत्र

आयनीकृत विकिरण कई प्रकार के होते हैं: अल्फा, बीटा, गामा विकिरण और न्यूट्रॉन विकिरण।

अल्फ़ा विकिरण

धनावेशित अल्फा कणों के निर्माण में 2 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन शामिल होते हैं जो हीलियम नाभिक का हिस्सा होते हैं। अल्फा कण परमाणु नाभिक के क्षय के दौरान बनते हैं और इनकी प्रारंभिक गतिज ऊर्जा 1.8 से 15 MeV हो सकती है। अल्फा विकिरण की विशिष्ट विशेषताएं उच्च आयनीकरण और कम मर्मज्ञ क्षमताएं हैं। चलते समय, अल्फा कण बहुत तेज़ी से अपनी ऊर्जा खो देते हैं, और यह इस तथ्य का कारण बनता है कि यह पतली प्लास्टिक सतहों पर काबू पाने के लिए भी पर्याप्त नहीं है। सामान्य तौर पर, अल्फा कणों का बाहरी संपर्क, यदि आप त्वरक का उपयोग करके प्राप्त उच्च-ऊर्जा अल्फा कणों को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो मनुष्यों को कोई नुकसान नहीं होता है, लेकिन शरीर में कणों का प्रवेश स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हो सकता है, क्योंकि अल्फा रेडियोन्यूक्लाइड्स इनका आधा जीवन लंबा होता है और इनमें मजबूत आयनीकरण होता है। यदि निगल लिया जाए, तो अल्फा कण अक्सर बीटा और गामा विकिरण से भी अधिक खतरनाक हो सकते हैं।

बीटा विकिरण

आवेशित बीटा कण, जिनकी गति प्रकाश की गति के करीब होती है, बीटा क्षय के परिणामस्वरूप बनते हैं। बीटा किरणों में अल्फा किरणों की तुलना में अधिक भेदन शक्ति होती है - वे रासायनिक प्रतिक्रिया, चमक, गैसों को आयनित कर सकती हैं और फोटोग्राफिक प्लेटों पर प्रभाव डाल सकती हैं। आवेशित बीटा कणों (1 MeV से अधिक नहीं की ऊर्जा के साथ) के प्रवाह से सुरक्षा के रूप में, 3-5 मिमी मोटी एक साधारण एल्यूमीनियम प्लेट का उपयोग करना पर्याप्त होगा।

फोटॉन विकिरण: गामा किरणें और एक्स-रे

फोटॉन विकिरण में दो प्रकार के विकिरण शामिल हैं: एक्स-रे (ब्रेम्सस्ट्रालंग और विशेषता हो सकता है) और गामा विकिरण।

फोटॉन विकिरण का सबसे आम प्रकार बहुत उच्च-ऊर्जा, अल्ट्रा-शॉर्ट तरंग दैर्ध्य गामा कण हैं, जो उच्च-ऊर्जा, चार्जलेस फोटॉन की एक धारा हैं। अल्फा और बीटा किरणों के विपरीत, गामा कण चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों से विक्षेपित नहीं होते हैं और उनकी भेदन शक्ति काफी अधिक होती है। निश्चित मात्रा में और एक्सपोज़र की एक निश्चित अवधि के लिए, गामा विकिरण विकिरण बीमारी का कारण बन सकता है और विभिन्न कैंसर का कारण बन सकता है। केवल सीसा, घटे हुए यूरेनियम और टंगस्टन जैसे भारी रासायनिक तत्व ही गामा कणों के प्रवाह को फैलने से रोक सकते हैं।

न्यूट्रॉन विकिरण

न्यूट्रॉन विकिरण का स्रोत परमाणु विस्फोट, परमाणु रिएक्टर, प्रयोगशाला और औद्योगिक प्रतिष्ठान हो सकते हैं।

न्यूट्रॉन स्वयं विद्युत रूप से तटस्थ, अस्थिर होते हैं (एक मुक्त न्यूट्रॉन का आधा जीवन लगभग 10 मिनट होता है) कण, जो इस तथ्य के कारण होते हैं कि उनके पास कोई चार्ज नहीं है, पदार्थ के साथ बातचीत की कमजोर डिग्री के साथ उच्च मर्मज्ञ क्षमता की विशेषता है। न्यूट्रॉन विकिरण बहुत खतरनाक है, इसलिए इससे बचाव के लिए कई विशेष, मुख्य रूप से हाइड्रोजन युक्त सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। न्यूट्रॉन विकिरण सामान्य पानी, पॉलीथीन, पैराफिन और भारी धातु हाइड्रॉक्साइड के समाधान द्वारा सबसे अच्छा अवशोषित होता है।

आयनकारी विकिरण पदार्थों को कैसे प्रभावित करता है?

सभी प्रकार के आयनीकरण विकिरण का विभिन्न पदार्थों पर एक या दूसरे स्तर तक प्रभाव पड़ता है, लेकिन यह गामा कणों और न्यूट्रॉन में सबसे अधिक स्पष्ट होता है। इस प्रकार, लंबे समय तक संपर्क में रहने से, वे विभिन्न सामग्रियों के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकते हैं, पदार्थों की रासायनिक संरचना को बदल सकते हैं, ढांकता हुआ आयनित कर सकते हैं और जैविक ऊतकों पर विनाशकारी प्रभाव डाल सकते हैं। प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण से किसी व्यक्ति को अधिक नुकसान नहीं होगा, हालांकि, आयनीकरण विकिरण के कृत्रिम स्रोतों को संभालते समय, आपको बहुत सावधान रहना चाहिए और शरीर पर विकिरण के जोखिम के स्तर को कम करने के लिए सभी आवश्यक उपाय करना चाहिए।

आयनकारी विकिरण के प्रकार और उनके गुण

आयनकारी विकिरण कणों और विद्युत चुम्बकीय क्वांटा के प्रवाह को दिया गया नाम है, जिसके परिणामस्वरूप माध्यम पर अलग-अलग आवेशित आयन बनते हैं।

विभिन्न प्रकार के विकिरणों के साथ एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा निकलती है और उनकी भेदन क्षमताएं अलग-अलग होती हैं, इसलिए उनका शरीर पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। इंसानों को सबसे ज्यादा खतरा रेडियोधर्मी विकिरण, जैसे वाई-, एक्स-रे, न्यूट्रॉन, ए- और बी-विकिरण से होता है।

एक्स-रे और वाई-रे क्वांटम ऊर्जा की धाराएँ हैं। गामा विकिरण की तरंगदैर्घ्य एक्स-रे की तुलना में कम होती है। अपनी प्रकृति और गुणों के कारण, ये विकिरण एक-दूसरे से बहुत कम भिन्न होते हैं, इनमें उच्च भेदन क्षमता, प्रसार की सीधीता और जिस मीडिया से वे गुजरते हैं, उसमें द्वितीयक और बिखरे हुए विकिरण बनाने की क्षमता होती है। हालाँकि, जबकि एक्स-रे आमतौर पर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं, वाई-किरणें अस्थिर या रेडियोधर्मी आइसोटोप द्वारा उत्सर्जित होती हैं।

शेष प्रकार के आयनकारी विकिरण पदार्थ (परमाणु) के तेजी से बढ़ने वाले कण हैं, जिनमें से कुछ विद्युत आवेश रखते हैं, अन्य नहीं।

न्यूट्रॉन किसी भी रेडियोधर्मी परिवर्तन द्वारा उत्पन्न एकमात्र अनावेशित कण हैं, जिनका द्रव्यमान प्रोटॉन के बराबर होता है। चूँकि ये कण विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, वे जीवित ऊतक सहित किसी भी पदार्थ में गहराई से प्रवेश करते हैं। न्यूट्रॉन मूल कण हैं जो परमाणुओं के नाभिक बनाते हैं।

पदार्थ से गुजरते समय, वे केवल परमाणुओं के नाभिक के साथ बातचीत करते हैं, अपनी ऊर्जा का कुछ हिस्सा उनमें स्थानांतरित करते हैं, और स्वयं अपनी गति की दिशा बदलते हैं। परमाणुओं के नाभिक इलेक्ट्रॉन खोल से "बाहर कूदते हैं" और, पदार्थ से गुजरते हुए, आयनीकरण उत्पन्न करते हैं।

इलेक्ट्रॉन हल्के, नकारात्मक आवेशित कण होते हैं जो सभी स्थिर परमाणुओं में मौजूद होते हैं। इलेक्ट्रॉनों का उपयोग अक्सर पदार्थ के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान किया जाता है, और तब उन्हें बीटा कण कहा जाता है। इन्हें प्रयोगशाला स्थितियों में भी प्राप्त किया जा सकता है। पदार्थ से गुजरते समय इलेक्ट्रॉनों द्वारा खोई गई ऊर्जा उत्तेजना और आयनीकरण के साथ-साथ ब्रेम्सस्ट्रालंग के निर्माण पर खर्च होती है।

अल्फा कण हीलियम परमाणुओं के नाभिक होते हैं, जो कक्षीय इलेक्ट्रॉनों से रहित होते हैं और इसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक साथ जुड़े होते हैं। उनमें धनात्मक आवेश होता है, वे अपेक्षाकृत भारी होते हैं, और जब वे किसी पदार्थ से गुजरते हैं तो वे उच्च घनत्व वाले पदार्थ का आयनीकरण उत्पन्न करते हैं।

आमतौर पर अल्फा कण प्राकृतिक भारी तत्वों (रेडियम, थोरियम, यूरेनियम, पोलोनियम, आदि) के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान उत्सर्जित होते हैं।

आवेशित कण (हीलियम परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन और नाभिक), पदार्थ से गुजरते हुए, परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे क्रमशः 35 और 34 ईवी का नुकसान होता है। इस मामले में, ऊर्जा का एक आधा हिस्सा आयनीकरण (एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करना) पर खर्च किया जाता है, और दूसरा आधा माध्यम के परमाणुओं और अणुओं के उत्तेजना पर (एक इलेक्ट्रॉन को नाभिक से अधिक दूर के शेल में स्थानांतरित करना) पर खर्च किया जाता है। .

किसी माध्यम में प्रति इकाई पथ लंबाई पर एक अल्फा कण द्वारा निर्मित आयनित और उत्तेजित परमाणुओं की संख्या एपी कण की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक है (सारणी 5.1)।

तालिका 5.1. मांसपेशियों के ऊतकों में विभिन्न ऊर्जाओं के ए- और बी-कणों की सीमा

यह इस तथ्य के कारण है कि ए-कण का द्रव्यमान बी-कण के द्रव्यमान से लगभग 7000 गुना अधिक है, इसलिए, समान ऊर्जा पर, इसकी गति बी-कण की तुलना में काफी कम है।

रेडियोधर्मी क्षय के दौरान उत्सर्जित अल्फा कणों की गति लगभग 20 हजार किमी/सेकेंड होती है, जबकि बीटा कणों की गति प्रकाश की गति के करीब होती है और 200...270 हजार किमी/सेकेंड होती है। जाहिर है, किसी कण की गति जितनी कम होगी, माध्यम के परमाणुओं के साथ इसकी बातचीत की संभावना उतनी ही अधिक होगी, और इसलिए, माध्यम में प्रति यूनिट पथ पर ऊर्जा हानि जितनी अधिक होगी - जिसका अर्थ है कम माइलेज। मेज से 5.1 से यह पता चलता है कि मांसपेशियों के ऊतकों में ए-कणों की सीमा समान ऊर्जा के बीटा-कणों की सीमा से 1000 गुना कम है।

जब आयनीकृत विकिरण जीवित जीवों से होकर गुजरता है, तो यह अपनी ऊर्जा को जैविक ऊतकों और कोशिकाओं में असमान रूप से स्थानांतरित करता है। परिणामस्वरूप, ऊतकों द्वारा अवशोषित ऊर्जा की थोड़ी मात्रा के बावजूद, जीवित पदार्थ की कुछ कोशिकाएं काफी क्षतिग्रस्त हो जाएंगी। कोशिकाओं और ऊतकों में स्थानीयकृत आयनकारी विकिरण का कुल प्रभाव तालिका में प्रस्तुत किया गया है। 5.2.

तालिका 5.2. आयनीकृत विकिरण के जैविक प्रभाव

अणुओं में प्राथमिक विकिरण-रासायनिक परिवर्तन दो तंत्रों पर आधारित हो सकते हैं: 1) प्रत्यक्ष क्रिया, जब किसी दिए गए अणु में विकिरण के साथ बातचीत करते समय सीधे परिवर्तन (आयनीकरण, उत्तेजना) का अनुभव होता है; 2) अप्रत्यक्ष क्रिया, जब एक अणु सीधे आयनकारी विकिरण की ऊर्जा को अवशोषित नहीं करता है, बल्कि इसे दूसरे अणु से स्थानांतरित करके प्राप्त करता है।

यह ज्ञात है कि जैविक ऊतक में 60...70% द्रव्यमान पानी होता है। इसलिए, आइए जल विकिरण के उदाहरण का उपयोग करके विकिरण के प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रभावों के बीच अंतर पर विचार करें।

आइए मान लें कि एक पानी का अणु एक आवेशित कण द्वारा आयनित होता है, जिससे वह एक इलेक्ट्रॉन खो देता है:

H2O -> H20+e - .

एक आयनित पानी का अणु दूसरे तटस्थ पानी के अणु के साथ प्रतिक्रिया करके अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हाइड्रॉक्सिल रेडिकल OH बनाता है":

H2O+H2O -> H3O+ + OH*।

उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन बहुत तेजी से आसपास के पानी के अणुओं में ऊर्जा स्थानांतरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक उत्तेजित पानी का अणु H2O* बनता है, जो दो रेडिकल्स, H* और OH* बनाने के लिए अलग हो जाता है:

H2O+e- -> H2O*H' + OH'।

मुक्त कणों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं और ये अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं। पानी में इनका जीवन काल 10-5 सेकेंड से अधिक नहीं होता है। इस समय के दौरान, वे या तो एक दूसरे के साथ पुनः संयोजित हो जाते हैं या विघटित सब्सट्रेट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

पानी में घुली ऑक्सीजन की उपस्थिति में, अन्य रेडियोलिसिस उत्पाद भी बनते हैं: मुक्त रेडिकल हाइड्रोपरॉक्साइड HO2, हाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 और परमाणु ऑक्सीजन:

एच*+ ओ2 ->एचओ2;
HO*2 + HO2 -> H2O2 +20.

किसी जीवित जीव की कोशिका में, पानी के विकिरण की तुलना में स्थिति कहीं अधिक जटिल होती है, खासकर यदि अवशोषित करने वाला पदार्थ बड़ा और बहुघटक जैविक अणु हो। इस मामले में, कार्बनिक रेडिकल डी* बनते हैं, जो अत्यधिक उच्च प्रतिक्रियाशीलता की विशेषता भी रखते हैं। बड़ी मात्रा में ऊर्जा होने के कारण, वे आसानी से रासायनिक बंधनों को तोड़ने का कारण बन सकते हैं। यह वह प्रक्रिया है जो अक्सर आयन जोड़े के निर्माण और अंतिम रासायनिक उत्पादों के निर्माण के बीच के अंतराल में होती है।

इसके अलावा, ऑक्सीजन के प्रभाव से जैविक प्रभाव बढ़ता है। ऑक्सीजन के साथ एक मुक्त कण की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाला अत्यधिक प्रतिक्रियाशील उत्पाद DO2* (D* + O2 -> DO2*) विकिरणित प्रणाली में नए अणुओं के निर्माण की ओर ले जाता है।

पानी के रेडियोलिसिस की प्रक्रिया से उत्पन्न मुक्त कण और ऑक्सीकरण अणु, उच्च रासायनिक गतिविधि वाले, प्रोटीन, एंजाइम और जैविक ऊतक के अन्य संरचनात्मक तत्वों के अणुओं के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, जिससे शरीर में जैविक प्रक्रियाओं में परिवर्तन होता है। नतीजतन, चयापचय प्रक्रियाएं बाधित हो जाती हैं, एंजाइम प्रणालियों की गतिविधि दब जाती है, ऊतक विकास धीमा हो जाता है और रुक जाता है, और नए रासायनिक यौगिक दिखाई देते हैं जो शरीर की विशेषता नहीं हैं - विषाक्त पदार्थ। इससे व्यक्तिगत प्रणालियों या समग्र रूप से जीव के महत्वपूर्ण कार्यों में व्यवधान होता है।

मुक्त कणों से प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रियाओं में विकिरण से अप्रभावित कई सैकड़ों और हजारों अणु शामिल होते हैं। यह जैविक वस्तुओं पर आयनकारी विकिरण की क्रिया की विशिष्टता है। किसी भी अन्य प्रकार की ऊर्जा (थर्मल, इलेक्ट्रिकल, आदि), जो किसी जैविक वस्तु द्वारा समान मात्रा में अवशोषित होती है, ऐसे परिवर्तनों की ओर ले जाती है जैसे कि आयनीकरण विकिरण का कारण बनता है।

मानव शरीर पर विकिरण के अवांछनीय विकिरण प्रभावों को पारंपरिक रूप से दैहिक (सोमा - ग्रीक में "शरीर") और आनुवंशिक (वंशानुगत) में विभाजित किया गया है।

दैहिक प्रभाव सीधे विकिरणित व्यक्ति में प्रकट होते हैं, और आनुवंशिक प्रभाव उसकी संतानों में प्रकट होते हैं।

पिछले दशकों में, मनुष्य ने बड़ी संख्या में कृत्रिम रेडियोन्यूक्लाइड बनाए हैं, जिनके उपयोग से पृथ्वी की प्राकृतिक विकिरण पृष्ठभूमि पर अतिरिक्त भार पड़ता है और लोगों के लिए विकिरण की खुराक बढ़ जाती है। लेकिन, विशेष रूप से शांतिपूर्ण उपयोग के उद्देश्य से, आयनीकरण विकिरण मनुष्यों के लिए उपयोगी है, और आज ज्ञान या राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के ऐसे क्षेत्र की पहचान करना मुश्किल है जो रेडियोन्यूक्लाइड या आयनीकरण विकिरण के अन्य स्रोतों का उपयोग नहीं करता है। 21वीं सदी की शुरुआत तक, "शांतिपूर्ण परमाणु" ने चिकित्सा, उद्योग, कृषि, सूक्ष्म जीव विज्ञान, ऊर्जा, अंतरिक्ष अन्वेषण और अन्य क्षेत्रों में अपना आवेदन पाया था।

विकिरण के प्रकार और पदार्थ के साथ आयनीकृत विकिरण की अंतःक्रिया

परमाणु ऊर्जा का उपयोग आधुनिक सभ्यता के अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता बन गया है और साथ ही, एक बड़ी ज़िम्मेदारी भी है, क्योंकि इस ऊर्जा स्रोत का उपयोग यथासंभव तर्कसंगत और सावधानी से किया जाना चाहिए।

रेडियोन्यूक्लाइड की उपयोगी विशेषता

रेडियोधर्मी क्षय के लिए धन्यवाद, एक रेडियोन्यूक्लाइड "एक संकेत देता है," जिससे उसका स्थान निर्धारित होता है। एकल परमाणुओं के क्षय से संकेत का पता लगाने वाले विशेष उपकरणों का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने ऊतकों और कोशिकाओं में होने वाली विभिन्न प्रकार की रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने में मदद करने के लिए इन पदार्थों को संकेतक के रूप में उपयोग करना सीख लिया है।

आयनकारी विकिरण के मानव निर्मित स्रोतों के प्रकार

आयनकारी विकिरण के सभी मानव निर्मित स्रोतों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

• चिकित्सा - रोगों का निदान करने के लिए (उदाहरण के लिए, एक्स-रे और फ्लोरोग्राफिक उपकरण) और रेडियोथेरेप्यूटिक प्रक्रियाओं (उदाहरण के लिए, कैंसर के उपचार के लिए रेडियोथेरेपी इकाइयाँ) दोनों के लिए उपयोग किया जाता है। एआई के चिकित्सा स्रोतों में रेडियोफार्मास्यूटिकल्स (रेडियोधर्मी आइसोटोप या विभिन्न अकार्बनिक या कार्बनिक पदार्थों के साथ उनके यौगिक) भी शामिल हैं, जिनका उपयोग बीमारियों के निदान और उनके उपचार दोनों के लिए किया जा सकता है।
• औद्योगिक - मानव-निर्मित रेडियोन्यूक्लाइड और जनरेटर:
  • ऊर्जा में (परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर);
  • कृषि में (उर्वरकों की प्रभावशीलता में प्रजनन और अनुसंधान के लिए)
  • रक्षा क्षेत्र में (परमाणु-संचालित जहाजों के लिए ईंधन);
  • निर्माण में (धातु संरचनाओं का गैर-विनाशकारी परीक्षण)।

स्थैतिक आंकड़ों के अनुसार, 2011 में विश्व बाजार में रेडियोन्यूक्लाइड उत्पादों के उत्पादन की मात्रा 12 बिलियन डॉलर थी, और 2030 तक यह आंकड़ा छह गुना बढ़ने की उम्मीद है।

जो लोग भौतिकी में नए हैं या अभी-अभी इसका अध्ययन शुरू कर रहे हैं, उनके लिए यह प्रश्न कठिन है कि विकिरण क्या है। लेकिन हम लगभग हर दिन इस भौतिक घटना का सामना करते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो विकिरण ऊर्जा को विद्युत चुम्बकीय तरंगों और कणों के रूप में फैलाने की प्रक्रिया है, या दूसरे शब्दों में कहें तो यह चारों ओर फैलने वाली ऊर्जा तरंगें हैं।

विकिरण स्रोत और उसके प्रकार

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का स्रोत कृत्रिम या प्राकृतिक हो सकता है। उदाहरण के लिए, कृत्रिम विकिरण में एक्स-रे शामिल हैं।

आप अपना घर छोड़े बिना भी विकिरण को महसूस कर सकते हैं: आपको बस एक जलती हुई मोमबत्ती पर अपना हाथ रखने की जरूरत है, और आप तुरंत गर्मी के विकिरण को महसूस करेंगे। इसे थर्मल कहा जा सकता है, लेकिन इसके अलावा भौतिकी में कई अन्य प्रकार के विकिरण भी हैं। उनमें से कुछ यहां हैं:

• पराबैंगनी विकिरण वह विकिरण है जिसे कोई व्यक्ति धूप सेंकते समय महसूस कर सकता है।
• एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य सबसे कम होती है, जिसे एक्स-रे कहा जाता है।
• यहां तक ​​कि मनुष्य भी इन्फ्रारेड किरणें देख सकते हैं इसका एक उदाहरण सामान्य बच्चों का लेजर है। इस प्रकार का विकिरण तब बनता है जब माइक्रोवेव रेडियो उत्सर्जन और दृश्य प्रकाश का संयोग होता है। इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग अक्सर फिजियोथेरेपी में किया जाता है।
• रेडियोधर्मी विकिरण रासायनिक रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के दौरान उत्पन्न होता है। आप लेख से विकिरण के बारे में अधिक जान सकते हैं।
• ऑप्टिकल विकिरण शब्द के व्यापक अर्थ में प्रकाश विकिरण, प्रकाश से अधिक कुछ नहीं है।
• गामा विकिरण कम तरंग दैर्ध्य वाला एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। उदाहरण के लिए, विकिरण चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।

वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि कुछ विकिरणों का मानव शरीर पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। यह प्रभाव कितना प्रबल होगा यह विकिरण की अवधि और शक्ति पर निर्भर करता है। यदि आप अपने आप को लंबे समय तक विकिरण के संपर्क में रखते हैं, तो इससे सेलुलर स्तर पर परिवर्तन हो सकते हैं। हमारे आस-पास जितने भी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं, चाहे वह मोबाइल फोन हो, कंप्यूटर हो या माइक्रोवेव ओवन, इन सबका स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ता है। इसलिए, आपको सावधान रहने की ज़रूरत है कि आप अपने आप को अनावश्यक विकिरण के संपर्क में न लाएँ।