Monoenergetikus ionizáló sugárzás- ionizáló sugárzás, amely azonos energiájú fotonokból vagy azonos típusú, azonos mozgási energiájú részecskékből áll.

Vegyes ionizáló sugárzás- ionizáló sugárzás, amely különböző típusú részecskékből vagy részecskékből és fotonokból áll.

Irányított ionizáló sugárzás ionizáló sugárzás egy kiválasztott terjedési iránnyal.

Természetes sugárzási háttér- a kozmikus sugárzás által létrehozott ionizáló sugárzás és a természetes eloszlású természetes radioaktív anyagok sugárzása (a Föld felszínén, a felszíni légkörben, élelmiszerekben, vízben, emberi szervezetben stb.).

Háttér - ionizáló sugárzás, amely természetes háttérből és idegen forrásokból származó ionizáló sugárzásból áll.

Kozmikus sugárzás- ionizáló sugárzás, amely a világűrből érkező primer sugárzásból és az elsődleges sugárzás és a légkör kölcsönhatásából származó másodlagos sugárzásból áll.

Keskeny sugárnyaláb- olyan sugárzási geometria, amelyben a detektor csak a forrásból származó szóratlan sugárzást regisztrálja.

Széles sugárnyaláb- olyan sugárzási geometria, amelyben a detektor a forrásból származó szóratlan és szórt sugárzást regisztrálja.

Ionizáló sugárzási mező- az ionizáló sugárzás térbeli és időbeli eloszlása ​​a vizsgált közegben.

Ionizáló részecskék (fotonok) fluxusa- az adott felületen dt időintervallum alatt áthaladó ionizáló részecskék (fotonok) dN számának aránya ehhez az intervallumhoz: F = dN/dt.

Részecske energiaáramlás- a leeső részecskék energiájának aránya a Ψ=dE/dt időintervallumhoz.

Ionizáló részecskék (fotonok) fluxussűrűsége- az ionizáló részecskék (fotonok) fluxusának aránya dF

egy elemi gömb térfogatába behatolva ennek a gömbnek a dS középső keresztmetszeti területére: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS. (A részecske energiaáram-sűrűségét hasonlóan határozzuk meg).

Ionizáló részecskék (fotonok) áramlása (transzfer)- az elemi gömb térfogatába behatoló ionizáló részecskék (fotonok) dN számának a gömb dS középső keresztmetszeti területéhez viszonyított aránya: Ф = dN/dS.

Ionizáló részecskék energiaspektruma- az ionizáló részecskék energia szerinti eloszlása. Hatékony fotonenergia- egy ilyen monoenergetikus foton fotonjainak energiája

sugárzás, amelynek relatív csillapítása egy bizonyos összetételű és vastagságú abszorberben megegyezik a vizsgált nem monoenergetikus fotonsugárzáséval.

Határspektrum energiaβ-sugárzás - a β-részecskék legnagyobb energiája egy adott radionuklid β-sugárzásának folyamatos energiaspektrumában.

Sugárzás albedó- a két közeg határfelületéről visszaverődő részecskék (fotonok) számának aránya a határfelületen beeső részecskék (fotonok) számához képest.

Késleltetett sugárzás: a hasadási termékek által kibocsátott részecskék, szemben a közvetlenül a hasadás pillanatában keletkező részecskékkel (neutronokkal és gamma-sugárzással).

Ionizáció gázokban: egy vagy több elektron eltávolítása atomról vagy gázmolekuláról. Az ionizáció hatására a gázban szabad töltéshordozók (elektronok és ionok) jelennek meg, és az elektromos áramot vezetõ képességet nyer.

A "sugárzás" kifejezés egy sor elektromágneses hullámot takar, beleértve a látható spektrumot, az infravörös és ultraibolya tartományokat, valamint a rádióhullámokat, az elektromos áramot és az ionizáló sugárzást. E jelenségek minden eltérése csak a sugárzás frekvenciájának (hullámhosszának) köszönhető. Az ionizáló sugárzás veszélyt jelenthet az emberi egészségre. ÉS ionizáló sugárzás(sugárzás) - egyfajta sugárzás, amely megváltoztatja az atomok vagy atommagok fizikai állapotát, elektromosan töltött ionokká vagy magreakciók termékeivé alakítva azokat. Bizonyos körülmények között az ilyen ionok vagy magreakciók termékeinek jelenléte a szervezet szöveteiben megváltoztathatja a sejtekben és molekulákban zajló folyamatok lefolyását, és ezen események felhalmozódásával megzavarhatja a szervezetben a biológiai reakciók lefolyását. , azaz veszélyt jelentenek az emberi egészségre.

2. A SUGÁRZÁS TÍPUSAI

Különbséget tesznek a nullától eltérő tömegű részecskékből álló korpuszkuláris sugárzás és az elektromágneses (foton) sugárzás között.

2.1. Corpuscularis sugárzás

A korpuszkuláris ionizáló sugárzás magában foglalja az alfa-, elektron-, proton-, neutron- és mezonsugárzást. Töltött részecskék (α-, β-részecskék, protonok, elektronok) áramából álló korpuszkuláris sugárzás, amelynek mozgási energiája elegendő az atomok ionizálásához

ütközés, a közvetlenül ionizáló sugárzás osztályába tartozik. A neutronok és más elemi részecskék közvetlenül nem ionizálnak, de a közeggel való kölcsönhatás során töltött részecskéket (elektronokat, protonokat) szabadítanak fel, amelyek képesek ionizálni a közeg atomjait és molekuláit, amelyeken áthaladnak.

Ennek megfelelően a töltetlen részecskék áramából álló korpuszkuláris sugárzást közvetett ionizáló sugárzásnak nevezzük.

1. ábra. A 212 Bi bomlásának sémája.

2.1.1 Alfa-sugárzás

Az alfa részecskék (α - részecskék) a hélium atom magjai, amelyeket egyes radioaktív atomok bocsátanak ki az α - bomlás során. Az α - részecske két protonból és két neutronból áll.

Az alfa-sugárzás hélium atommagokból álló áramlat (pozitív töltésű és

viszonylag nehéz részecskék).

Az atommag radioaktív bomlása következtében fellépő természetes alfa-sugárzás a nehéz elemek instabil magjaira jellemző, kezdve a 83-nál nagyobb rendszámmal, azaz. urán és tórium sorozatú természetes radionuklidokra, valamint mesterségesen előállított transzurán elemekre.

Egy természetes radionuklid α-bomlásának tipikus diagramja az 1. ábrán, a radionuklid bomlása során keletkező α-részecskék energiaspektruma pedig az 1. ábrán látható.

2. ábra.

2. ábra α részecskék energiaspektruma

Az α-bomlás lehetősége abból adódik, hogy az α-radioaktív mag tömege (és így az ion összenergiája) nagyobb, mint az α-részecske és az α után kialakuló leánymag tömegének összege. -hanyatlás. Az eredeti (anya) mag többletenergiája az α-részecske kinetikus energiája és a leánymag visszarúgása formájában szabadul fel. Az α-részecskék pozitív töltésű héliummagok - 2 He4, és 15-20 ezer km/sec sebességgel repülnek ki az atommagból. Útközben erős ionizációt váltanak ki a környezetben,

elektronokat kitépni az atomok pályájáról.

Az α-részecskék tartománya levegőben körülbelül 5-8 cm, vízben - 30-50 mikron, fémekben - 10-20 mikron. Ha az α-sugarak ionizálják, az anyag kémiai változásait figyelik meg, és a szilárd anyagok kristályszerkezete felborul. Mivel az α-részecske és az atommag között elektrosztatikus taszítás van, a természetes radionuklidok α-részecskéi (maximális energia 8,78 MeV y214 Po) hatására a magreakciók valószínűsége nagyon kicsi, és csak könnyű atommagokon (Li) figyelhető meg. , Be, B, C, N, Na, Al) radioaktív izotópok és szabad neutronok képződésével.

2.1.2 Protonsugárzás

Proton sugárzás– neutronhiányos atommagok spontán bomlása során keletkező sugárzás, vagy iongyorsító (például szinkrofazotoron) kimenő nyalábja.

2.1.3 Neutronsugárzás

Neutron sugárzás - neutronok áramlása, amelyek energiájukat az atommagokkal való rugalmas és rugalmatlan kölcsönhatások során alakítják át. A rugalmatlan kölcsönhatások másodlagos sugárzást eredményeznek, amely töltött részecskékből és gamma-kvantumokból (gamma-sugárzás) egyaránt állhat. Rugalmas kölcsönhatásokban lehetséges az anyag szokásos ionizációja.

A neutronsugárzás forrásai: spontán hasadó radionuklidok; speciálisan gyártott radionuklid neutronforrások; elektronok, protonok, ionok gyorsítói; atomreaktorok; kozmikus sugárzás.

Biológiai szempontból A neutronok nukleáris reakciók során keletkeznek (nukleáris reaktorokban és más ipari és laboratóriumi létesítményekben, valamint nukleáris robbanások során).

A neutronoknak nincs elektromos töltésük. Hagyományosan a neutronokat kinetikus energiájuktól függően gyorsra (10 MeV-ig), ultragyorsra, közepesre, lassúra és termikusra osztják. A neutronsugárzásnak nagy áthatoló ereje van. A lassú és termikus neutronok nukleáris reakciókba lépnek, amelyek stabil vagy radioaktív izotópok képződését eredményezhetik.

A szabad neutron egy instabil, elektromosan semleges részecske, amely a következőket tartalmazza

tulajdonságok:

A neutron ezen tulajdonságai lehetővé teszik, hogy egyrészt vizsgált tárgyként, másrészt kutatási eszközként használhassuk. Az első esetben a neutron egyedi tulajdonságait vizsgálják, ami releváns, és lehetővé teszi az elektrogyenge kölcsönhatás alapvető paramétereinek legmegbízhatóbb és legpontosabb meghatározását, és ezáltal a Standard Modell megerősítését vagy cáfolatát. A mágneses momentum jelenléte a neutronban már jelzi annak összetett szerkezetét, i.e. "nem elemi volta". A második esetben a polarizálatlan és polarizált, különböző energiájú neutronok atommagokkal való kölcsönhatása lehetővé teszi, hogy felhasználják őket az atommagok és az elemi részecskék fizikájában. A különböző folyamatokban – a neutronoptikától a neutronok maghasadásáig – a térbeli paritás és az invariancia megsértésének időbeli megfordítással kapcsolatos hatásainak vizsgálata nem a legfrissebb kutatási területek teljes listája.

Az a tény, hogy a termikus reaktor neutronjainak hullámhossza összemérhető az atomok közötti távolsággal, nélkülözhetetlen eszközzé teszi őket a kondenzált anyag tanulmányozásában. A neutronok kölcsönhatása az atomokkal viszonylag gyenge, ami lehetővé teszi, hogy a neutronok meglehetősen mélyen behatoljanak az anyagba - ez jelentős előnyük a röntgen- és γ-sugarakkal, valamint a töltött részecskék nyalábjaival szemben. a tömeg jelenléte miatt az azonos impulzusú (tehát azonos hullámhosszúságú) neutronok energiája lényegesen kisebb, mint a röntgen- és a γ-sugarak, és ez az energia összemérhető az atomok hőrezgésének energiájával és molekulák az anyagban, ami lehetővé teszi nemcsak az anyag átlagolt statikus atomi szerkezetének, hanem a benne lejátszódó dinamikus folyamatok tanulmányozását is. A mágneses momentum jelenléte a neutronokban lehetővé teszi, hogy felhasználják őket az anyag mágneses szerkezetének és mágneses gerjesztésének tanulmányozására, ami nagyon fontos az anyagok mágnesességének tulajdonságainak és természetének megértéséhez.

A neutronok atomok általi szórása elsősorban a nukleáris erőknek köszönhető, ezért koherens szóródásuk keresztmetszete semmiképpen nem függ össze az atomszámmal (ellentétben a röntgen- és γ-sugárzással). Ezért az anyagok neutronokkal történő besugárzása lehetővé teszi a könnyű (hidrogén, oxigén stb.) elemek atomjainak helyzetének megkülönböztetését, amelyek azonosítása röntgen- és γ-sugarak segítségével szinte lehetetlen. Emiatt a neutronokat sikeresen alkalmazzák a biológiai objektumok tanulmányozásában, az anyagtudományban, az orvostudományban és más területeken. Ráadásul a különböző izotópok neutronszórási keresztmetszete különbsége nemcsak a hasonló rendszámú anyagok megkülönböztetését teszi lehetővé, hanem azok izotópösszetételének tanulmányozását is. A negatív koherens szórási amplitúdójú izotópok jelenléte egyedülálló lehetőséget biztosít a vizsgált közegek szembeállítására, amelyet a biológiában és az orvostudományban is igen gyakran használnak.

Koherens szóródás- sugárzás szórása a frekvencia megőrzésével és a primer sugárzás fázisától π-vel eltérő fázisban. A szórt hullám zavarhatja a beeső hullámot vagy más koherensen szórt hullámokat.

Béta, gamma.

Hogyan alakulnak ki?

A fenti sugárzások mindegyike egyszerű anyagok izotópjainak bomlási folyamata során keletkezik. Minden elem atomja egy magból és a körülötte keringő elektronokból áll. Az atommag százezerszer kisebb, mint az egész atom, de rendkívül nagy sűrűsége miatt tömege majdnem megegyezik az egész atom teljes tömegével. Az atommag pozitív töltésű részecskéket tartalmaz - protonokat és neutronokat, amelyeknek nincs elektromos töltése. Mindkettő nagyon szorosan kapcsolódik egymáshoz. Az atommagban lévő protonok száma határozza meg, hogy melyik atomhoz tartozik, például az atommagban 1 proton hidrogén, 8 proton oxigén, 92 proton urán. egy atomban az atommagjában lévő protonok számának felel meg. Minden elektron negatív elektromos töltése megegyezik a protonéval, ezért az atom egésze semleges.

Azok az atomok, amelyek atommagjai azonos protonszámú, de eltérő neutronszámmal rendelkeznek, ugyanazon kémiai anyag változatai, és izotópjainak nevezik. Annak érdekében, hogy valahogy meg lehessen különböztetni őket, egy számot rendelünk az elemet jelölő szimbólumhoz, amely az izotóp magjában található összes részecske összege. Például az urán-238 elem magja 92 protont, valamint 146 neutront tartalmaz, és az urán-235 is 92 protont tartalmaz, de már 143 neutron van. Például az urán-238, amelynek magjában a protonok és a neutronok közötti kötések nagyon gyengék, és előbb-utóbb egy neutronpárból és egy protonpárból álló kompakt csoport válik ki belőle, amely az urán-238-at egy másikká alakítja. elem - tórium-234, szintén instabil elem, amelynek magja 144 neutront és 90 protont tartalmaz. Bomlása az átalakulások láncolatát fogja folytatni, amely egy ólomatom kialakulásával végződik. Ezen bomlások mindegyike során energia szabadul fel, ami különféle típusú bomlásokhoz vezet

A helyzet leegyszerűsítésére a következőképpen írhatjuk le a különböző típusok megjelenését: egy atommag egy atommagot bocsát ki, amely egy neutronpárból és egy elektronból származó béta-sugarakból áll. És vannak olyan helyzetek, amikor az izotóp annyira fel van izgatva, hogy a részecske kimenete nem stabilizálja teljesen, majd egy részletben kidobja a felesleges tiszta energiát, ezt a folyamatot gamma-sugárzásnak nevezik. Az olyan típusú sugárzások, mint a gamma-sugárzás és hasonló röntgensugárzás anyagrészecskék kibocsátása nélkül jönnek létre. Azt az időt, amely alatt bármely radioaktív forrásban bármely adott izotóp atomjainak fele lebomlik, felezési időnek nevezzük. Az atomi átalakulások folyamata folyamatos, aktivitását az egy másodperc alatt végbemenő bomlások számával becsüljük meg becquerelben (1 atom másodpercenként).

A különböző típusú sugárzásokra eltérő mennyiségű energia felszabadulása jellemző, és az áthatolási képességük is eltérő, ezért az élő szervezetek szöveteire is eltérő hatást fejtenek ki.

Az alfa-sugárzás, amely nehéz részecskék áramlása, még egy papírdarabot sem képes behatolni az elhalt hámsejtek rétegébe. Addig nem veszélyes, amíg az alfa-részecskéket kibocsátó anyagok sebeken vagy táplálékkal és/vagy belélegzett levegővel nem jutnak a szervezetbe. Ekkor válnak rendkívül veszélyessé.

A béta-sugárzás 1-2 centiméterre képes behatolni az élő szervezet szöveteibe.

A fénysebességgel terjedő gamma-sugarak a legveszélyesebbek, és csak vastag ólom- vagy betonlappal tudják megállítani.

Minden típusú sugárzás károsíthatja az élő szervezetet, és minél nagyobb a károsodás, annál több energia kerül a szövetekbe.

A nukleáris létesítményekben bekövetkezett különböző balesetek, illetve az atomfegyver alkalmazásával végzett katonai műveletek során fontos a szervezetet érő károsító tényezők átfogó mérlegelése. A nyilvánvaló fizikai hatások mellett a különböző típusú elektromágneses sugárzások az emberre is káros hatással vannak.

Az ember folyamatosan különféle külső tényezők hatása alatt áll. Némelyikük látható, például az időjárási viszonyok, és hatásuk mértéke szabályozható. Mások nem láthatók az emberi szem számára, és sugárzásnak nevezik. Mindenkinek ismernie kell a sugárzás fajtáit, szerepüket és alkalmazásukat.

Az emberek mindenhol találkozhatnak bizonyos típusú sugárzásokkal. Jó példa erre a rádióhullámok. Ezek elektromágneses jellegű rezgések, amelyek fénysebességgel oszlanak el a térben. Az ilyen hullámok energiát hordoznak a generátoroktól.

A rádióhullám-források két csoportra oszthatók.

1. Természetes, ezek közé tartoznak a villám- és csillagászati ​​egységek.
2. Mesterséges, vagyis ember alkotta. Ezek közé tartoznak a váltakozó áramú emitterek. Ezek lehetnek rádiókommunikációs eszközök, műsorszóró eszközök, számítógépek és navigációs rendszerek.

Az emberi bőr képes ilyen típusú hullámokat lerakni a felületére, így ezeknek az emberre gyakorolt ​​hatásának számos negatív következménye van. A rádióhullám-sugárzás lelassíthatja az agyi struktúrák aktivitását, és génszintű mutációkat is okozhat.

Pacemakerrel rendelkező személyek számára az ilyen expozíció végzetes. Ezeknek az eszközöknek a megengedett maximális sugárzási szintje a fölé emelkedik, és ez kiegyensúlyozatlanságot okoz a stimulátorrendszer működésében és meghibásodásához vezet.

A rádióhullámok testre gyakorolt ​​összes hatását csak állatokon tanulmányozták, nincs közvetlen bizonyíték az emberekre gyakorolt ​​negatív hatásukra, de a tudósok még mindig keresik a módját, hogy megvédjék magukat. Még nincsenek hatékony módszerek, mint olyanok. Az egyetlen dolog, amit tanácsolhatunk, hogy tartózkodjon a veszélyes eszközöktől. Mivel a hálózatra csatlakoztatott háztartási gépek is rádióhullámmezőt hoznak létre maguk körül, egyszerűen le kell kapcsolni azokat a készülékeket, amelyeket éppen nem használ az ember.

Infravörös spektrumú sugárzás

Minden típusú sugárzás valamilyen módon összefügg egymással. Némelyikük emberi szemmel is látható. Az infravörös sugárzás a spektrum azon részével szomszédos, amelyet az emberi szem képes érzékelni. Nemcsak megvilágítja a felületet, hanem fel is melegíti.

Az infravörös sugarak fő természetes forrása a nap. Az ember mesterséges sugárzókat hozott létre, amelyeken keresztül eléri a szükséges hőhatást.

Most ki kell derítenünk, hogy ez a fajta sugárzás mennyire hasznos vagy káros az emberek számára. Az infravörös spektrum szinte minden hosszúhullámú sugárzását a bőr felső rétegei elnyelik, így nem csak biztonságos, de javíthatja az immunitást és fokozhatja a szövetek regenerációs folyamatait.

Ami a rövid hullámokat illeti, mélyen behatolhatnak a szövetekbe, és a szervek túlmelegedését okozhatják. Az úgynevezett hőguta a rövid infravörös hullámoknak való kitettség következménye. Ennek a patológiának a tünetei szinte mindenki számára ismertek:

• szédülés megjelenése a fejben;
• hányinger érzése;
• a szívfrekvencia növekedése;
• látásromlás, amelyet a szemek sötétedése jellemez.

Hogyan védheti meg magát a veszélyes hatásoktól? A biztonsági óvintézkedéseket be kell tartani, hővédő ruházatot és képernyőt kell használni. A rövidhullámú fűtőtestek használatát szigorúan adagolni kell a fűtőelemet hőszigetelő anyaggal, amivel lágy, hosszú hullámú sugárzás érhető el.

Ha belegondolunk, minden típusú sugárzás áthatolhat a szöveteken. De a röntgensugárzás tette lehetővé ennek a tulajdonságnak a gyakorlati alkalmazását az orvostudományban.

Olvasóink történetei

Vlagyimir
61 éves

Ha összehasonlítjuk a röntgensugarakat a fénysugarakkal, akkor az előbbiek nagyon hosszúak, ami lehetővé teszi, hogy még átlátszatlan anyagokon is áthatoljanak. Az ilyen sugarak nem képesek visszaverődni vagy megtörni. Ez a fajta spektrum lágy és kemény komponenssel rendelkezik. A Soft hosszú hullámokból áll, amelyeket az emberi szövet teljesen elnyel.Így a hosszú hullámoknak való állandó kitettség sejtkárosodáshoz és DNS-mutációhoz vezet.

Számos olyan szerkezet létezik, amely nem képes röntgensugárzás továbbítására. Ilyenek például a csontszövetek és a fémek. Ennek alapján az emberi csontokról fényképeket készítenek, hogy diagnosztizálják azok épségét.

Jelenleg olyan eszközöket hoztak létre, amelyek lehetővé teszik, hogy ne csak fix fényképet készítsünk például egy végtagról, hanem az abban bekövetkező változásokat is „online” megfigyeljük. Ezek az eszközök segítenek az orvosnak abban, hogy vizuális ellenőrzés mellett végezzen műtétet a csontokon anélkül, hogy széles traumás bemetszéseket végezne. Az ilyen eszközök használatával lehetőség nyílik az ízületek biomechanikájának tanulmányozására.

Ami a röntgensugárzás negatív hatásait illeti, a velük való hosszan tartó érintkezés sugárbetegség kialakulásához vezethet, amely számos jelben nyilvánul meg:

• Neurológiai rendellenességek;
• bőrgyulladás;
• csökkent immunitás;
• a normál hematopoiesis gátlása;
• onkológiai patológia kialakulása;
• meddőség.

Az ilyen típusú sugárzással való érintkezés során a súlyos következmények elleni védekezés érdekében olyan anyagokból készült pajzsokat és béléseket kell használnia, amelyek nem továbbítják a sugarakat.

Az emberek megszokták, hogy az ilyen típusú sugarakat egyszerűen fénynek hívják. Az ilyen típusú sugárzást a behatás tárgya elnyeli, részben áthalad rajta, részben pedig visszaverődik. Az ilyen tulajdonságokat széles körben alkalmazzák a tudományban és a technológiában, különösen az optikai műszerek gyártásában.

Az összes optikai sugárzás forrása több csoportra osztható.

1. Termikus, folyamatos spektrummal. Hő szabadul fel bennük áram vagy égési folyamat következtében. Ezek lehetnek elektromos és halogén izzólámpák, valamint pirotechnikai termékek és elektromos világítóeszközök.
2. Lumineszcens, fotonáramok által gerjesztett gázokat tartalmaz. Ilyen források az energiatakarékos eszközök és a katódlumineszcens eszközök. Ami a radio- és kemilumineszcens forrásokat illeti, az ezekben lévő áramlások radioaktív bomlástermékek, illetve kémiai reakciók hatására gerjesztődnek.
3. Plazma, amelynek jellemzői a bennük képződött plazma hőmérsékletétől és nyomásától függenek. Ezek lehetnek gázkisüléses, higanycsöves és xenon lámpák. A spektrális források, valamint az impulzusos eszközök sem kivételek.

Az optikai sugárzás az ultraibolya sugárzással kombinálva hat az emberi testre, ami melanin termelését váltja ki a bőrben. Így a pozitív hatás egy olyan expozíciós küszöbérték eléréséig tart, amelyen túl fennáll az égési sérülések és a bőrrák kockázata.

A leghíresebb és legszélesebb körben használt sugárzás, amelynek hatásai mindenhol fellelhetők, az ultraibolya sugárzás. Ennek a sugárzásnak két spektruma van, amelyek közül az egyik eléri a Földet, és részt vesz a földi folyamatokban. A másodikat az ózonréteg megtartja, és nem megy át rajta. Az ózonréteg semlegesíti ezt a spektrumot, ezáltal védő szerepet tölt be. Az ózonréteg pusztulása veszélyes a káros sugarak földfelszínre való behatolása miatt.

Az ilyen típusú sugárzás természetes forrása a Nap. Rengeteg mesterséges forrást találtak fel:

• Erythemal lámpák, amelyek aktiválják a D-vitamin termelődését a bőr rétegeiben, és segítik az angolkór kezelését.
• A szoláriumok nemcsak napozást tesznek lehetővé, hanem gyógyító hatást is fejtenek ki a napfény hiánya által okozott patológiákban szenvedők számára.
• Biotechnológiában, gyógyászatban és elektronikában használt lézersugárzók.

Ami az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatást illeti, az kettős. Egyrészt az ultraibolya sugárzás hiánya különféle betegségeket okozhat. Az ilyen sugárzás adagolt dózisa segíti az immunrendszert, az izom- és tüdőműködést, és megelőzi a hipoxiát is.

Minden típusú hatás négy csoportra osztható:

• baktériumok elpusztításának képessége;
• gyulladás enyhítése;
• a sérült szövetek helyreállítása;
• fájdalom csökkentése.

Az ultraibolya sugárzás negatív hatásai közé tartozik az a képesség, hogy hosszan tartó expozíció esetén bőrrákot váltson ki. A bőr melanoma egy rendkívül rosszindulatú daganattípus. Egy ilyen diagnózis csaknem 100 százalékban közelgő halált jelent.

Ami a látószervet illeti, a túlzott ultraibolya sugárzás károsítja a retinát, a szaruhártya és a szem membránjait. Ezért az ilyen típusú sugárzást mértékkel kell alkalmazni. Ha bizonyos körülmények között hosszú ideig kell érintkeznie ultraibolya sugárzás forrásával, szemüveggel kell védenie a szemét, és speciális krémekkel vagy ruházattal kell védenie a bőrt.

Ezek az úgynevezett kozmikus sugarak, amelyek radioaktív anyagok és elemek atommagjait hordozzák. A gamma-sugárzás nagyon nagy energiájú, és gyorsan behatol a test sejtjeibe, ionizálva azok tartalmát. Az elpusztult sejtelemek méregként működnek, lebontják és megmérgezik az egész szervezetet. A sejtmag szükségszerűen részt vesz a folyamatban, ami mutációkhoz vezet a genomban. Az egészséges sejtek elpusztulnak, helyettük mutáns sejtek képződnek, amelyek nem képesek teljes mértékben ellátni a szervezetet mindennel, amire szüksége van.

Ez a sugárzás veszélyes, mert az ember egyáltalán nem érzi. Az expozíció következményei nem azonnal jelentkeznek, hanem hosszú távú hatást fejtenek ki. Elsősorban a vérképző rendszer sejtjei, a haj, a nemi szervek és a nyirokrendszer érintettek.

A sugárzás nagyon veszélyes a sugárbetegség kialakulására, de még ez a spektrum is hasznos alkalmazásra talált:

• gyógyászati ​​célú termékek, berendezések és műszerek sterilizálására használják;
• földalatti kutak mélységének mérése;
• az űrhajók úthosszának mérése;
• a növényekre gyakorolt ​​hatás a termő fajták azonosítása érdekében;
• Az orvostudományban az ilyen sugárzást sugárterápiára használják az onkológia kezelésében.

Összegzésképpen azt kell mondani, hogy az emberek minden típusú sugarat sikeresen használnak, és szükségük van rá. Nekik köszönhetően léteznek növények, állatok és emberek. Munka közben a túlzott expozíció elleni védelemnek elsőbbséget kell élveznie.

Azok számára, akik most ismerkednek a fizikával, vagy csak most kezdik tanulmányozni azt, nehéz kérdés, hogy mi a sugárzás. De ezzel a fizikai jelenséggel szinte minden nap találkozunk. Egyszerűen fogalmazva, a sugárzás az energia elterjedésének folyamata elektromágneses hullámok és részecskék formájában, vagy más szóval: energiahullámok terjednek körül.

Sugárforrás és típusai

Az elektromágneses hullámok forrása lehet mesterséges vagy természetes. Például a mesterséges sugárzás magában foglalja a röntgensugárzást.

Érezheti a sugárzást anélkül, hogy elhagyná otthonát: csak egy égő gyertya fölé kell tartania a kezét, és azonnal érezni fogja a hősugárzást. Nevezhetjük termikusnak, de ezen kívül számos más sugárzási típus is létezik a fizikában. Itt van néhány közülük:

• Az ultraibolya sugárzás olyan sugárzás, amelyet az ember napozás közben érezhet.
• A röntgensugárzásnak van a legrövidebb hullámhossza, ezeket röntgensugárzásnak nevezik.
• Még az emberek is látják az infravörös sugarakat, például egy közönséges gyermeklézer. Ez a fajta sugárzás akkor jön létre, amikor a mikrohullámú rádiósugárzás és a látható fény egybeesik. Az infravörös sugárzást gyakran használják a fizioterápiában.
• A kémiai radioaktív elemek bomlása során radioaktív sugárzás keletkezik. A cikkből többet megtudhat a sugárzásról.
• Az optikai sugárzás nem más, mint fénysugárzás, a szó tágabb értelmében vett fény.
• A gammasugárzás egy rövid hullámhosszú elektromágneses sugárzás. Használják például sugárterápiában.

A tudósok régóta tudják, hogy bizonyos sugárzás káros hatással van az emberi szervezetre. Az, hogy ez a hatás milyen erős lesz, a sugárzás időtartamától és teljesítményétől függ. Ha hosszú időn át sugárzásnak teszi ki magát, az sejtszintű változásokhoz vezethet. Minden elektronikai berendezés, ami körülvesz bennünket, legyen az mobiltelefon, számítógép vagy mikrohullámú sütő, mindez hatással van az egészségre. Ezért ügyelnie kell arra, hogy ne tegye ki magát felesleges sugárzásnak.

Az ionizáló sugárzás fajtái

Ionizáló sugárzás (IR) - elemi részecskék (elektronok, pozitronok, protonok, neutronok) és elektromágneses energiakvantumok áramlásai, amelyeknek az anyagon való áthaladása ionizációhoz (ellentétes poláris ionok képződéséhez) és atomjainak, molekuláinak gerjesztéséhez vezet. Ionizáció - a semleges atomok vagy molekulák átalakulása elektromosan töltött részecskévé - az ionok kozmikus sugarak formájában érik el a Földet, az atommagok (απ β-részecskék, γ- és röntgensugárzás) radioaktív bomlása következtében. mesterségesen, a töltött részecskék gyorsítóinál jönnek létre. Gyakorlatilag érdekesek a besugárzás leggyakoribb típusai – α- és β-részecskék fluxusai, γ-sugárzás, röntgen- és neutronfluxusok.

Alfa sugárzás(a) – pozitív töltésű részecskék áramlása – héliummagok. Jelenleg több mint 120 mesterséges és természetes alfa radioaktív atommag ismeretes, amelyek egy alfa-részecske kibocsátásakor 2 protont és 2 neutront veszítenek. A részecskék sebessége a bomlás során 20 ezer km/s. Ugyanakkor az α-részecskék a legalacsonyabb behatolási képességgel rendelkeznek (a forrástól az abszorpcióig terjedő távolság) 0,05 mm, levegőben - 8–10 cm, még egy papírlapon sem tudnak áthaladni , de az egységenkénti ionizációs sűrűség A hatótávolság igen nagy (1 cm-rel akár több tízezer párig), így ezek a részecskék rendelkeznek a legnagyobb ionizáló képességgel és veszélyesek a szervezeten belül.

Béta sugárzás(β) – negatív töltésű részecskék áramlása. Jelenleg körülbelül 900 béta-radioaktív izotóp ismeretes. A β-részecskék tömege több tízezerszer kisebb, mint az α-részecskéké, de áthatoló erejük nagyobb. Sebességük 200-300 ezer km/s. Az áramlás úthossza a forrásból levegőben 1800 cm, emberi szövetben – 2,5 cm a β-részecskéket szilárd anyagok (3,5 mm-es alumíniumlemez, szerves üveg) teljesen visszatartják. ionizáló képességük 1000-szer kisebb, mint az α részecskéké.

Gamma sugárzás(γ) – 1 · 10 -7 m és 1 · 10 -14 m közötti hullámhosszú elektromágneses sugárzás; akkor bocsát ki, amikor az anyagban lévő gyors elektronok lelassulnak. A legtöbb radioaktív anyag bomlása során fordul elő, és nagy áthatoló ereje van; fénysebességgel halad. Elektromos és mágneses térben a γ-sugarak nem térnek el. Ennek a sugárzásnak kisebb az ionizáló képessége, mint az a- és béta-sugárzásnak, mivel az egységnyi hosszúságra eső ionizációs sűrűség nagyon alacsony.

Röntgensugárzás speciális röntgencsövekben, elektrongyorsítókban, az anyagban lévő gyors elektronok lassulása során és az elektronok átmenete során az atom külső elektronhéjairól a belső elektronhéjakra, amikor ionok keletkeznek. A röntgensugárzásnak a γ-sugárzáshoz hasonlóan alacsony az ionizáló képessége, de nagy a behatolási mélysége.

Neutronok - az atommag elemi részecskéi, tömegük 4-szer kisebb, mint az α-részecskék tömege. Élettartamuk körülbelül 16 perc. A neutronoknak nincs elektromos töltésük. A lassú neutronok úthossza levegőben körülbelül 15 m, biológiai környezetben - 3 cm; a gyors neutronok esetében - 120 m, illetve 10 cm Az utóbbiak nagy áthatoló képességgel rendelkeznek, és a legnagyobb veszélyt jelentik.

Az ionizáló sugárzásnak két típusa van:

Korpuszkuláris, nullától eltérő nyugalmi tömegű részecskékből áll (α-, β- és neutronsugárzás);

Elektromágneses (γ- és röntgensugárzás) - nagyon rövid hullámhosszú.

Az ionizáló sugárzás bármely anyagra és élő szervezetre gyakorolt ​​hatásának felmérésére speciális mennyiségeket használnak - sugárdózisok. Az ionizáló sugárzás és a környezet kölcsönhatásának fő jellemzője az ionizáló hatás. A sugárdozimetria fejlődésének kezdeti időszakában leggyakrabban a levegőben terjedő röntgensugárzással kellett foglalkozni. Ezért a röntgencsövekben vagy eszközökben lévő levegő ionizációs fokát használták a sugárzási tér mennyiségi mérésére. A száraz levegő normál légköri nyomáson történő ionizációs mértékén alapuló mennyiségi mérést, amelyet meglehetősen könnyű mérni, expozíciós dózisnak nevezünk.

Besugárzási dózis meghatározza a röntgen- és γ-sugarak ionizáló képességét, és kifejezi a töltött részecskék kinetikai energiájává alakított sugárzási energiát egységnyi légköri levegő tömegére vetítve. Az expozíciós dózis az elemi légtérfogatban lévő összes azonos előjelű ion teljes töltésének és az ebben a térfogatban lévő levegő tömegének az aránya. Az expozíciós dózis SI egysége a coulomb osztva kilogrammal (C/kg). A nem szisztémás egység a röntgen (R). 1 C/kg = 3880 R. Az ismert ionizáló sugárzás típusok körének és alkalmazási területeinek bővítésekor kiderült, hogy az ionizáló sugárzás anyagra gyakorolt ​​hatásának mértéke a komplexitás és a sokféleség miatt nem könnyen meghatározható. az ebben az esetben lezajló folyamatokról. Ezek közül a legfontosabb, amely a besugárzott anyagban fizikai-kémiai változásokat idéz elő, és bizonyos sugárzási hatáshoz vezet, az ionizáló sugárzás energiájának az anyag általi elnyelése. Ennek eredményeként felmerült az elnyelt dózis fogalma.

Elnyelt dózis megmutatja, hogy mennyi sugárzási energia nyelődik el egy egységnyi besugárzott anyag tömegére, és az ionizáló sugárzás elnyelt energiájának az anyag tömegéhez viszonyított aránya határozza meg. Az elnyelt dózis mértékegysége az SI rendszerben a szürke (Gy). 1 Gy az a dózis, amelynél 1 J ionizáló sugárzás energiája jut át ​​1 kg tömegre. Az elnyelt dózis rendszeren kívüli egysége a rad. 1 Gy = 100 rad. Az élő szövetek besugárzásának egyéni következményeinek vizsgálata kimutatta, hogy azonos elnyelt dózisok mellett a különböző típusú sugárzások egyenlőtlen biológiai hatásokat fejtenek ki a szervezetben. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egy nehezebb részecske (például egy proton) több iont termel egységnyi úton a szövetben, mint egy könnyebb részecske (például egy elektron). Azonos elnyelt dózis esetén minél nagyobb a radiobiológiai romboló hatás, annál sűrűbb a sugárzás által keltett ionizáció. Ennek a hatásnak a figyelembevétele érdekében bevezették az egyenértékű dózis fogalmát.

Egyenértékű adagúgy számítják ki, hogy az elnyelt dózis értékét megszorozzák egy speciális együtthatóval - a relatív biológiai hatékonyság együtthatójával (RBE) vagy minőségi együtthatóval. A különböző típusú sugárzások együtthatóit a táblázat tartalmazza. 7.

7. táblázat

Relatív biológiai hatékonysági együttható különféle típusú sugárzásokra

A dózisegyenérték SI egysége a sievert (Sv). Az 1 Sv értéke megegyezik az 1 kg biológiai szövetben elnyelt bármely típusú sugárzás ekvivalens dózisával, amely ugyanazt a biológiai hatást hozza létre, mint az 1 Gy fotonsugárzás elnyelt dózisa. Az egyenértékdózis nem szisztémás mértékegysége a rem (a rad biológiai egyenértéke). 1 Sv = 100 rem. Egyes emberi szervek és szövetek érzékenyebbek a sugárzás hatásaira, mint mások: például azonos ekvivalens dózis mellett nagyobb valószínűséggel fordul elő rák a tüdőben, mint a pajzsmirigyben, az ivarmirigyek besugárzása pedig különösen veszélyes a genetikai károsodás kockázata. Ezért a különböző szerveket és szöveteket érő sugárdózisokat különböző együtthatókkal kell figyelembe venni, amit sugárkockázati együtthatónak neveznek. Az ekvivalens dózisértéket megszorozva a megfelelő sugárkockázati együtthatóval és az összes szövetre és szervre összegezve azt kapjuk, hogy hatásos dózis, tükrözi a testre gyakorolt ​​teljes hatást. A súlyozott együtthatókat empirikusan állapítják meg, és úgy számítják ki, hogy az egész szervezetre vonatkozó összegük egység legyen. Az effektív dózisegységek megegyeznek az ekvivalens dózisegységekkel. Sivertben vagy remben is mérik.