Monoenergetické ionizujúce žiarenie- ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z fotónov rovnakej energie alebo častíc rovnakého druhu s rovnakou kinetickou energiou.

Zmiešané ionizujúce žiarenie- ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z častíc rôzneho druhu alebo z častíc a fotónov.

Smerované ionizujúce žiarenie ionizujúce žiarenie so zvoleným smerom šírenia.

Prírodné radiačné pozadie- ionizujúce žiarenie vznikajúce kozmickým žiarením a žiarením z prirodzene rozšírených prírodných rádioaktívnych látok (na povrchu Zeme, v povrchovej atmosfére, v potravinách, vode, v ľudskom tele a pod.).

Pozadie - ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z prirodzeného pozadia a ionizujúceho žiarenia z cudzích zdrojov.

Kozmické žiarenie- ionizujúce žiarenie, ktoré pozostáva z primárneho žiarenia prichádzajúceho z kozmického priestoru a sekundárneho žiarenia vznikajúceho pri interakcii primárneho žiarenia s atmosférou.

Úzky lúč žiarenia- radiačná geometria, pri ktorej detektor registruje len nerozptýlené žiarenie zo zdroja.

Široký lúč žiarenia- taká geometria žiarenia, pri ktorej detektor registruje nerozptýlené a rozptýlené žiarenie zo zdroja.

Pole ionizujúceho žiarenia- časopriestorové rozloženie ionizujúceho žiarenia v uvažovanom médiu.

Prúdenie ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer počtu ionizujúcich častíc (fotónov) dN prechádzajúcich daným povrchom za časový interval dt k tomuto intervalu: F = dN/dt.

Tok energie častíc- pomer energie padajúcich častíc k časovému intervalu Ψ=dE/dt.

Hustota toku ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer toku ionizujúcich častíc (fotónov) dF

prenikajúce do objemu elementárnej gule, do stredovej prierezovej plochy dS tejto gule: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS. (Hustota toku energie častíc sa určuje podobne).

Fluence (prenos) ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer počtu ionizujúcich častíc (fotónov) dN prenikajúcich do objemu elementárnej gule k strednej ploche prierezu dS tejto gule: Ф = dN/dS.

Energetické spektrum ionizujúcich častíc- rozdelenie ionizujúcich častíc podľa ich energie. Efektívna fotónová energia- energia fotónov takéhoto monoenergetického fotónu

žiarenie, ktorého relatívny útlm v absorbéri určitého zloženia a určitej hrúbky je rovnaký ako u uvažovaného nemonoenergetického fotónového žiarenia.

Energia okrajového spektraβ-žiarenie - najvyššia energia β-častíc v spojitom energetickom spektre β-žiarenia daného rádionuklidu.

Radiačné albedo- pomer počtu častíc (fotónov) odrazených od rozhrania medzi dvoma prostrediami k počtu častíc (fotónov) dopadajúcich na rozhranie.

Oneskorené žiarenie: častice emitované produktmi štiepenia, na rozdiel od častíc (neutrónov a gama lúčov), ktoré vznikajú priamo v momente štiepenia.

Ionizácia v plynoch: odstránenie jedného alebo viacerých elektrónov z atómu alebo molekuly plynu. Vplyvom ionizácie sa v plyne objavujú voľné nosiče náboja (elektróny a ióny) a získava schopnosť viesť elektrický prúd.

Pojem "žiarenie" zahŕňa celý rad elektromagnetických vĺn vrátane viditeľného spektra, infračervených a ultrafialových oblastí, ako aj rádiových vĺn, elektrického prúdu a ionizujúceho žiarenia. Všetka nepodobnosť týchto javov je spôsobená len frekvenciou (vlnovou dĺžkou) žiarenia. Ionizujúce žiarenie môže predstavovať riziko pre ľudské zdravie. A ionizujúce žiarenie(žiarenie) - druh žiarenia, ktorý mení fyzikálny stav atómov alebo atómových jadier a mení ich na elektricky nabité ióny alebo produkty jadrových reakcií. Za určitých okolností môže prítomnosť takýchto iónov alebo produktov jadrových reakcií v tkanivách tela zmeniť priebeh procesov v bunkách a molekulách a nahromadením týchto dejov môže narušiť priebeh biologických reakcií v organizme. , t.j. predstavujú nebezpečenstvo pre ľudské zdravie.

2. TYPY ŽIARENIA

Rozlišuje sa korpuskulárne žiarenie, pozostávajúce z častíc s hmotnosťou odlišnou od nuly, a elektromagnetické (fotónové) žiarenie.

2.1. Korpuskulárne žiarenie

Korpuskulárne ionizujúce žiarenie zahŕňa žiarenie alfa, elektrónové, protónové, neutrónové a mezónové žiarenie. Korpuskulárne žiarenie pozostávajúce z prúdu nabitých častíc (α-, β-častíc, protónov, elektrónov), ktorých kinetická energia je dostatočná na ionizáciu atómov pri

zrážka, patrí do triedy priamo ionizujúceho žiarenia. Neutróny a iné elementárne častice nevytvárajú priamo ionizáciu, ale v procese interakcie s prostredím uvoľňujú nabité častice (elektróny, protóny), ktoré sú schopné ionizovať atómy a molekuly prostredia, ktorým prechádzajú.

V súlade s tým sa korpuskulárne žiarenie pozostávajúce z prúdu nenabitých častíc nazýva nepriamo ionizujúce žiarenie.

Obr.1. Schéma rozpadu 212 Bi.

2.1.1 Alfa žiarenie

Alfa častice (α - častice) sú jadrá atómu hélia, emitované pri α - rozpade niektorými rádioaktívnymi atómami. α - častica pozostáva z dvoch protónov a dvoch neutrónov.

Alfa žiarenie je prúd jadier atómov hélia (kladne nabitý a

relatívne ťažké častice).

Prirodzené žiarenie alfa v dôsledku rádioaktívneho rozpadu jadra je charakteristické pre nestabilné jadrá ťažkých prvkov, počnúc atómovým číslom vyšším ako 83, t.j. pre prírodné rádionuklidy radu uránu a tória, ako aj pre umelo získané transuránové prvky.

Typický diagram α -rozpadu prírodného rádionuklidu je uvedený na obr. 1 a energetické spektrum α -častíc vznikajúcich pri rozpade rádionuklidu je znázornené na obr.

Obr.2.

Obr.2 Energetické spektrum častíc α

Možnosť α-rozpadu je spôsobená skutočnosťou, že hmotnosť (a teda aj celková energia iónov) α-rádioaktívneho jadra je väčšia ako súčet hmotností α-častice a dcérskeho jadra vytvoreného po α. - rozpad. Prebytočná energia pôvodného (materského) jadra sa uvoľňuje vo forme kinetickej energie α-častice a spätného rázu dcérskeho jadra. α-častice sú kladne nabité jadrá hélia - 2 He4 a vyletujú z jadra rýchlosťou 15-20 tisíc km/sec. Na svojej ceste produkujú silnú ionizáciu prostredia,

vytrhávanie elektrónov z dráh atómov.

Rozsah α-častíc vo vzduchu je asi 5-8 cm, vo vode - 30-50 mikrónov, v kovoch - 10-20 mikrónov. Pri ionizácii α-lúčmi sa pozorujú chemické zmeny v látke a narúša sa kryštalická štruktúra pevných látok. Keďže medzi α-časticou a jadrom existuje elektrostatické odpudzovanie, pravdepodobnosť jadrových reakcií pod vplyvom α-častíc prírodných rádionuklidov (maximálna energia 8,78 MeV y214 Po) je veľmi malá a pozorujeme ju len na ľahkých jadrách (Li , Be, B, C, N, Na, Al) s tvorbou rádioaktívnych izotopov a voľných neutrónov.

2.1.2 Protónové žiarenie

Protónové žiarenie– žiarenie vznikajúce počas spontánneho rozpadu atómových jadier s deficitom neutrónov alebo ako výstupný lúč urýchľovača iónov (napríklad synchrofazotorónu).

2.1.3 Neutrónové žiarenie

Neutrónové žiarenie - tok neutrónov, ktoré premieňajú svoju energiu na elastické a neelastické interakcie s atómovými jadrami. Nepružné interakcie vytvárajú sekundárne žiarenie, ktoré môže pozostávať z nabitých častíc aj gama kvánt (gama žiarenia). Pri elastických interakciách je možná obyčajná ionizácia látky.

Zdrojmi neutrónového žiarenia sú: spontánne štiepiteľné rádionuklidy; špeciálne vyrobené rádionuklidové neutrónové zdroje; urýchľovače elektrónov, protónov, iónov; jadrové reaktory; kozmického žiarenia.

Z biologického hľadiska Neutróny vznikajú pri jadrových reakciách (v jadrových reaktoroch a iných priemyselných a laboratórnych zariadeniach, ako aj pri jadrových výbuchoch).

Neutróny nemajú elektrický náboj. Bežne sa neutróny v závislosti od ich kinetickej energie delia na rýchle (do 10 MeV), ultrarýchle, stredné, pomalé a tepelné. Neutrónové žiarenie má veľkú prenikavú silu. Pomalé a tepelné neutróny vstupujú do jadrových reakcií, ktorých výsledkom môže byť vznik stabilných alebo rádioaktívnych izotopov.

Voľný neutrón je nestabilná, elektricky neutrálna častica s nasledujúcimi vlastnosťami

vlastnosti:

Tieto vlastnosti neutrónu umožňujú využiť ho na jednej strane ako predmet, ktorý sa študuje a na druhej strane ako nástroj, pomocou ktorého sa výskum uskutočňuje. V prvom prípade sa študujú jedinečné vlastnosti neutrónu, čo je relevantné a umožňuje najspoľahlivejšie a najpresnejšie určiť základné parametre elektroslabej interakcie a tým buď potvrdiť alebo vyvrátiť Štandardný model. Prítomnosť magnetického momentu v neutróne už naznačuje jeho zložitú štruktúru, t.j. jeho „neelementárnosť“. V druhom prípade interakcia nepolarizovaných a polarizovaných neutrónov rôznych energií s jadrami umožňuje ich využitie vo fyzike jadier a elementárnych častíc. Štúdium vplyvov narušenia priestorovej parity a invariantnosti pri zvrátení času v rôznych procesoch – od neutrónovej optiky až po jadrové štiepenie neutrónmi – nie je úplným zoznamom najaktuálnejších oblastí výskumu.

Skutočnosť, že neutróny tepelného reaktora majú vlnové dĺžky porovnateľné s medziatómovými vzdialenosťami v hmote, z nich robí nepostrádateľný nástroj na štúdium kondenzovanej hmoty. Interakcia neutrónov s atómami je pomerne slabá, čo umožňuje neutrónom preniknúť pomerne hlboko do hmoty – to je ich významná výhoda oproti röntgenovému a γ – lúčom, ako aj zväzkom nabitých častíc. v dôsledku prítomnosti hmoty majú neutróny pri rovnakej hybnosti (teda pri rovnakej vlnovej dĺžke) výrazne nižšiu energiu ako röntgenové a γ - lúče a táto energia sa ukazuje byť porovnateľná s energiou tepelných vibrácií atómov a molekuly v hmote, čo umožňuje študovať nielen spriemerovanú statickú atómovú štruktúru látky, ale aj dynamické procesy v nej prebiehajúce. Prítomnosť magnetického momentu v neutrónoch umožňuje ich využitie na štúdium magnetickej štruktúry a magnetických excitácií hmoty, čo je veľmi dôležité pre pochopenie vlastností a povahy magnetizmu materiálov.

Rozptyl neutrónov atómami je spôsobený najmä jadrovými silami, preto prierezy ich koherentného rozptylu nijako nesúvisia s atómovým číslom (na rozdiel od röntgenových a γ-lúčov). Ožarovanie materiálov neutrónmi preto umožňuje rozlíšiť polohy atómov ľahkých (vodík, kyslík atď.) prvkov, ktorých identifikácia je pomocou röntgenových lúčov a γ - lúčov takmer nemožná. Z tohto dôvodu sa neutróny úspešne používajú pri štúdiu biologických objektov, v materiálovej vede, v medicíne a iných oblastiach. Okrem toho rozdiel v prierezoch rozptylu neutrónov pre rôzne izotopy umožňuje nielen rozlíšiť prvky v materiáli s podobnými atómovými číslami, ale aj študovať ich izotopové zloženie. Prítomnosť izotopov s negatívnou koherentnou amplitúdou rozptylu poskytuje jedinečnú možnosť kontrastu študovaných médií, čo sa tiež veľmi často používa v biológii a medicíne.

Koherentný rozptyl- rozptyl žiarenia so zachovaním frekvencie a s fázou odlišnou o π od fázy primárneho žiarenia. Rozptýlená vlna môže interferovať s dopadajúcou vlnou alebo inými koherentne rozptýlenými vlnami.

Beta, gama.

Ako sa tvoria?

Všetky vyššie uvedené typy žiarenia vznikajú procesom rozpadu izotopov jednoduchých látok. Atómy všetkých prvkov pozostávajú z jadra a elektrónov, ktoré sa okolo neho otáčajú. Jadro je stotisíckrát menšie ako celý atóm, no vďaka extrémne vysokej hustote sa jeho hmotnosť takmer rovná celkovej hmotnosti celého atómu. Jadro obsahuje kladne nabité častice – protóny a neutróny, ktoré nemajú elektrický náboj. Obe sú navzájom veľmi úzko prepojené. Počet protónov v jadre určuje, ku ktorému konkrétnemu atómu patrí, napríklad 1 protón v jadre je vodík, 8 protónov je kyslík, 92 protónov je urán. v atóme zodpovedá počtu protónov v jeho jadre. Každý elektrón má záporný elektrický náboj rovný náboju protónu, a preto je atóm ako celok neutrálny.

Tie atómy, ktoré majú jadrá, ktoré sú rovnaké v počte protónov, ale rozdielne v počte neutrónov, sú variantmi tej istej chemickej látky a nazývajú sa jej izotopy. Aby sme ich nejako rozlíšili, je k symbolu označujúcemu prvok priradené číslo, ktoré je súčtom všetkých častíc nachádzajúcich sa v jadre tohto izotopu. Napríklad jadro prvku urán-238 obsahuje 92 protónov a tiež 146 neutrónov a urán-235 má tiež 92 protónov, ale už existuje 143 neutrónov. Väčšina izotopov je nestabilná. Napríklad urán-238, ktorého väzby medzi protónmi a neutrónmi v jadre sú veľmi slabé a skôr či neskôr sa z neho oddelí kompaktná skupina pozostávajúca z páru neutrónov a páru protónov, čím sa urán-238 zmení na inú. prvok - tórium-234, tiež nestabilný prvok, ktorého jadro obsahuje 144 neutrónov a 90 protónov. Jeho rozpad bude pokračovať v reťazci premien, ktoré sa skončia vytvorením atómu olova. Počas každého z týchto rozpadov sa uvoľňuje energia, ktorá vedie k rôznym druhom

Pre zjednodušenie môžeme vznik rôznych typov opísať nasledovne: jadro emituje jadro, ktoré pozostáva z páru neutrónov a páru protónov vychádza z elektrónu; A sú situácie, v ktorých je izotop tak vzrušený, že výstup častice ho úplne nestabilizuje a potom vyhodí prebytočnú čistú energiu do jednej časti, tento proces sa nazýva gama žiarenie. Typy žiarenia, ako sú gama lúče a podobné röntgenové lúče, sa vytvárajú bez emisie častíc materiálu. Čas potrebný na rozpad polovice všetkých atómov akéhokoľvek konkrétneho izotopu v akomkoľvek rádioaktívnom zdroji sa nazýva polčas rozpadu. Proces atómových premien je nepretržitý a jeho aktivita sa odhaduje podľa počtu rozpadov, ktoré nastanú za jednu sekundu a meria sa v becquereloch (1 atóm za sekundu).

Rôzne druhy žiarenia sa vyznačujú uvoľňovaním rôzneho množstva energie, odlišná je aj ich schopnosť prenikania, preto majú rôzne účinky aj na tkanivá živých organizmov.

Alfa žiarenie, čo je prúd ťažkých častíc, dokáže zachytiť aj kúsok papiera, ktorý nie je schopný preniknúť cez vrstvu odumretých epidermálnych buniek. Nie je to nebezpečné, kým sa látky, ktoré emitujú alfa častice, nedostanú do tela cez rany alebo cez jedlo a/alebo vdychovaný vzduch. Vtedy sa stanú mimoriadne nebezpečnými.

Beta žiarenie je schopné preniknúť 1-2 centimetre do tkanív živého organizmu.

Gama lúče, ktoré sa šíria rýchlosťou svetla, sú najnebezpečnejšie a môžu byť zastavené iba hrubou doskou z olova alebo betónu.

Všetky druhy žiarenia môžu spôsobiť poškodenie živého organizmu a čím väčšie poškodenie, tým viac energie sa prenieslo do tkanív.

V prípade rôznych havárií v jadrových zariadeniach a pri vojenských operáciách s použitím jadrových zbraní je dôležité komplexne zvážiť škodlivé faktory pôsobiace na organizmus. Okrem zjavných fyzikálnych účinkov majú na človeka škodlivý vplyv aj rôzne druhy elektromagnetického žiarenia.

Človek je neustále pod vplyvom rôznych vonkajších faktorov. Niektoré z nich sú viditeľné, napríklad poveternostné podmienky, a rozsah ich vplyvu je možné kontrolovať. Iné nie sú ľudským okom viditeľné a nazývajú sa žiarenia. Každý by mal poznať druhy žiarenia, ich úlohu a aplikácie.

Ľudia sa môžu s niektorými druhmi žiarenia stretnúť všade. Typickým príkladom sú rádiové vlny. Sú to vibrácie elektromagnetického charakteru, ktoré sa môžu šíriť v priestore rýchlosťou svetla. Takéto vlny nesú energiu z generátorov.

Zdroje rádiových vĺn možno rozdeliť do dvoch skupín.

1. Prirodzené, medzi ne patria blesky a astronomické jednotky.
2. Umelé, teda vytvorené človekom. Zahŕňajú žiariče striedavého prúdu. Môžu to byť rádiové komunikačné zariadenia, vysielacie zariadenia, počítače a navigačné systémy.

Ľudská koža je schopná ukladať tento typ vĺn na svojom povrchu, takže ich vplyv na človeka má množstvo negatívnych dôsledkov. Rádiové vlnové žiarenie môže spomaliť činnosť mozgových štruktúr a spôsobiť aj mutácie na úrovni génov.

Pre osoby, ktoré majú kardiostimulátor, je takáto expozícia smrteľná. Tieto zariadenia majú jasnú maximálnu prípustnú úroveň žiarenia, ktorá stúpa nad ňou, spôsobuje nerovnováhu v prevádzke stimulačného systému a vedie k jeho poruche.

Všetky účinky rádiových vĺn na organizmus boli skúmané iba na zvieratách, neexistujú priame dôkazy o ich negatívnom vplyve na človeka, no vedci stále hľadajú spôsoby, ako sa chrániť. Zatiaľ neexistujú žiadne účinné metódy ako také. Jediné, čo môžeme poradiť, je držať sa ďalej od nebezpečných zariadení. Keďže domáce spotrebiče pripojené k sieti tiež vytvárajú okolo seba pole rádiových vĺn, je jednoducho potrebné vypnúť napájanie zariadení, ktoré človek práve nepoužíva.

Infračervené spektrum žiarenia

Všetky druhy žiarenia sú tak či onak vzájomne prepojené. Niektoré z nich sú viditeľné ľudským okom. Infračervené žiarenie susedí s časťou spektra, ktorú ľudské oko dokáže zachytiť. Povrch nielen osvetlí, ale dokáže ho aj zahriať.

Hlavným prírodným zdrojom infračervených lúčov je slnko.Človek vytvoril umelé žiariče, prostredníctvom ktorých sa dosahuje potrebný tepelný efekt.

Teraz musíme zistiť, aký užitočný alebo škodlivý je tento typ žiarenia pre ľudí. Takmer všetko dlhovlnné žiarenie infračerveného spektra je absorbované hornými vrstvami pokožky, takže je nielen bezpečné, ale môže tiež zlepšiť imunitu a posilniť regeneračné procesy v tkanivách.

Pokiaľ ide o krátke vlny, môžu ísť hlboko do tkanív a spôsobiť prehriatie orgánov. Takzvaný úpal je dôsledkom vystavenia krátkym infračerveným vlnám. Príznaky tejto patológie sú známe takmer každému:

• výskyt závratov v hlave;
• pocit nevoľnosti;
• zvýšenie srdcovej frekvencie;
• zhoršenie zraku charakterizované stmavnutím očí.

Ako sa chrániť pred nebezpečnými vplyvmi? Je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, používať tepelne ochranné oblečenie a clony. Použitie krátkovlnných ohrievačov musí byť prísne dávkované, vykurovacie teleso musí byť pokryté tepelne izolačným materiálom, pomocou ktorého sa dosiahne vyžarovanie mäkkých dlhých vĺn.

Ak o tom premýšľate, všetky druhy žiarenia môžu preniknúť do tkaniva. Ale bolo to röntgenové žiarenie, ktoré umožnilo využiť túto vlastnosť v praxi v medicíne.

Príbehy od našich čitateľov

Vladimír
61 rokov

Ak porovnáme röntgenové lúče so svetelnými lúčmi, prvé z nich sú veľmi dlhé, čo im umožňuje preniknúť aj do nepriehľadných materiálov. Takéto lúče sa nedokážu odrážať ani lámať. Tento typ spektra má mäkkú a tvrdú zložku. Mäkký pozostáva z dlhých vĺn, ktoré môže ľudské tkanivo úplne absorbovať. Neustále vystavenie dlhým vlnám teda vedie k poškodeniu buniek a mutácii DNA.

Existuje množstvo štruktúr, ktoré nie sú schopné prenášať röntgenové lúče. Patria sem napríklad kostné tkanivo a kovy. Na základe toho sa robia fotografie ľudských kostí na diagnostiku ich celistvosti.

V súčasnosti sú vytvorené zariadenia, ktoré umožňujú nielen odfotografovať napríklad končatinu pevne, ale aj „online“ sledovať zmeny, ktoré sa v nej vyskytujú. Tieto zariadenia pomáhajú lekárovi vykonávať operácie na kostiach pod vizuálnou kontrolou bez toho, aby robili široké traumatické rezy. Pomocou takýchto zariadení je možné študovať biomechaniku kĺbov.

Pokiaľ ide o negatívne účinky röntgenových lúčov, dlhodobý kontakt s nimi môže viesť k rozvoju choroby z ožiarenia, ktorá sa prejavuje mnohými príznakmi:

• neurologické poruchy;
• dermatitída;
• znížená imunita;
• inhibícia normálnej hematopoézy;
• vývoj onkologickej patológie;
• neplodnosť.

Aby ste sa ochránili pred strašnými následkami, pri kontakte s týmto typom žiarenia musíte použiť štíty a obklady vyrobené z materiálov, ktoré neprepúšťajú lúče.

Ľudia sú zvyknutí jednoducho nazývať tento typ lúčov svetlom. Tento typ žiarenia môže objekt vplyvu absorbovať, čiastočne ním prechádzať a čiastočne odrážať. Takéto vlastnosti sú široko používané vo vede a technike, najmä pri výrobe optických prístrojov.

Všetky zdroje optického žiarenia sú rozdelené do niekoľkých skupín.

1. Tepelné, majúce spojité spektrum. Teplo sa v nich uvoľňuje prúdom alebo spaľovacím procesom. Môžu to byť elektrické a halogénové žiarovky, ako aj pyrotechnické výrobky a elektrické osvetľovacie zariadenia.
2. Luminiscenčné, obsahujúce plyny excitované prúdmi fotónov. Takýmito zdrojmi sú energeticky úsporné zariadenia a katodoluminiscenčné zariadenia. Pokiaľ ide o rádio- a chemiluminiscenčné zdroje, toky v nich sú excitované v dôsledku produktov rádioaktívneho rozpadu a chemických reakcií.
3. Plazma, ktorej charakteristiky závisia od teploty a tlaku plazmy v nich vytvorenej. Môžu to byť plynové výbojky, ortuťové výbojky a xenónové výbojky. Výnimkou nie sú ani spektrálne zdroje, ale aj pulzné zariadenia.

Optické žiarenie pôsobí na ľudský organizmus v kombinácii s ultrafialovým žiarením, ktoré vyvoláva tvorbu melanínu v koži. Pozitívny účinok teda trvá až do dosiahnutia prahovej expozičnej hodnoty, pri prekročení ktorej hrozia popáleniny a rakovina kože.

Najznámejším a najpoužívanejším žiarením, ktorého účinky možno nájsť všade, je ultrafialové žiarenie. Toto žiarenie má dve spektrá, z ktorých jedno dopadá na Zem a zúčastňuje sa všetkých procesov na Zemi. Druhý je zadržaný ozónovou vrstvou a neprechádza cez ňu. Ozónová vrstva toto spektrum neutralizuje, čím plní ochrannú úlohu. Deštrukcia ozónovej vrstvy je nebezpečná prenikaním škodlivých lúčov na zemský povrch.

Prirodzeným zdrojom tohto typu žiarenia je Slnko. Bolo vynájdených veľké množstvo umelých zdrojov:

• Erytémové lampy, ktoré aktivujú tvorbu vitamínu D vo vrstvách kože a pomáhajú pri liečbe rachitídy.
• Soláriá umožňujú nielen opaľovať sa, ale majú aj liečivý účinok pre ľudí s patológiami spôsobenými nedostatkom slnečného žiarenia.
• Laserové žiariče používané v biotechnológii, medicíne a elektronike.

Čo sa týka účinku na ľudský organizmus, ten je dvojaký. Na jednej strane môže nedostatok ultrafialového žiarenia spôsobiť rôzne ochorenia. Dávkovaná dávka takéhoto žiarenia pomáha imunitnému systému, funkcii svalov a pľúc a tiež zabraňuje hypoxii.

Všetky typy vplyvov sú rozdelené do štyroch skupín:

• schopnosť zabíjať baktérie;
• zmiernenie zápalu;
• obnovenie poškodených tkanív;
• zníženie bolesti.

Negatívne účinky ultrafialového žiarenia zahŕňajú schopnosť vyvolať rakovinu kože pri dlhšej expozícii. Melanóm kože je extrémne malígny typ nádoru. Takáto diagnóza takmer na 100 percent znamená blížiacu sa smrť.

Pokiaľ ide o orgán zraku, nadmerné vystavenie ultrafialovým lúčom poškodzuje sietnicu, rohovku a membrány oka. Preto by sa tento typ žiarenia mal používať s mierou. Ak za určitých okolností musíte byť dlhodobo v kontakte so zdrojom ultrafialových lúčov, potom je potrebné chrániť si oči okuliarmi a pokožku špeciálnymi krémami alebo oblečením.

Ide o takzvané kozmické žiarenie, ktoré nesú jadrá atómov rádioaktívnych látok a prvkov. Tok gama žiarenia má veľmi vysokú energiu a je schopný rýchlo preniknúť do buniek tela a ionizovať ich obsah. Zničené bunkové elementy pôsobia ako jedy, rozkladajú a otravujú celé telo. Bunkové jadro je nevyhnutne zapojené do procesu, čo vedie k mutáciám v genóme. Zdravé bunky sú zničené a na ich mieste vznikajú mutantné bunky, ktoré nie sú schopné plnohodnotne poskytnúť telu všetko, čo potrebuje.

Toto žiarenie je nebezpečné, pretože ho človek vôbec necíti. Následky expozície sa neprejavia okamžite, ale pôsobia dlhodobo. Postihnuté sú predovšetkým bunky krvotvorného systému, vlasy, pohlavné orgány a lymfatický systém.

Žiarenie je veľmi nebezpečné pre rozvoj choroby z ožiarenia, ale aj toto spektrum našlo užitočné aplikácie:

• používa sa na sterilizáciu výrobkov, zariadení a nástrojov na lekárske účely;
• meranie hĺbky podzemných studní;
• meranie dĺžky dráhy kozmickej lode;
• vplyv na rastliny s cieľom identifikovať produktívne odrody;
• V medicíne sa takéto žiarenie používa na radiačnú terapiu pri liečbe onkológie.

Na záver treba povedať, že všetky druhy lúčov ľudia úspešne využívajú a sú nevyhnutné. Vďaka nim existujú rastliny, zvieratá a ľudia. Pri práci by mala byť prioritou ochrana proti preexponovaniu.

Pre tých, ktorí s fyzikou začínajú alebo ju len začínajú študovať, je otázka, čo je žiarenie, ťažká. S týmto fyzikálnym javom sa ale stretávame takmer každý deň. Jednoducho povedané, žiarenie je proces šírenia energie vo forme elektromagnetických vĺn a častíc, alebo inými slovami, sú to energetické vlny šíriace sa okolo.

Zdroj žiarenia a jeho druhy

Zdroj elektromagnetických vĺn môže byť umelý alebo prirodzený. Napríklad umelé žiarenie zahŕňa röntgenové lúče.

Žiarenie môžete cítiť aj bez toho, aby ste opustili svoj domov: stačí držať ruku nad horiacou sviečkou a okamžite pocítite vyžarovanie tepla. Možno ho nazvať tepelným, ale okrem neho existuje vo fyzike niekoľko ďalších typov žiarenia. Tu sú niektoré z nich:

• Ultrafialové žiarenie je žiarenie, ktoré človek cíti pri opaľovaní.
• Röntgenové lúče majú najkratšie vlnové dĺžky, nazývané röntgenové lúče.
• Dokonca aj ľudia môžu vidieť infračervené lúče, príkladom je obyčajný detský laser. Tento typ žiarenia vzniká, keď sa mikrovlnné rádiové emisie a viditeľné svetlo zhodujú. Infračervené žiarenie sa často používa vo fyzioterapii.
• Rádioaktívne žiarenie vzniká pri rozpade chemických rádioaktívnych prvkov. Viac o žiarení sa dozviete z článku.
• Optické žiarenie nie je nič iné ako svetelné žiarenie, svetlo v širšom zmysle slova.
• Gama žiarenie je druh elektromagnetického žiarenia s krátkou vlnovou dĺžkou. Používa sa napríklad pri radiačnej terapii.

Vedci už dlho vedia, že niektoré žiarenie má na ľudský organizmus škodlivý vplyv. Aký silný bude tento vplyv, závisí od trvania a sily žiarenia. Ak sa dlhodobo vystavujete žiareniu, môže to viesť k zmenám na bunkovej úrovni. Všetky elektronické zariadenia, ktoré nás obklopujú, či už je to mobilný telefón, počítač alebo mikrovlnná rúra, to všetko má vplyv na zdravie. Preto si treba dávať pozor, aby ste sa nevystavovali zbytočnému žiareniu.

Druhy ionizujúceho žiarenia

Ionizujúce žiarenie (IR) - tokov elementárnych častíc (elektrónov, pozitrónov, protónov, neutrónov) a kvánt elektromagnetickej energie, ktorých prechod cez látku vedie k ionizácii (tvorbe opačne polárnych iónov) a excitácii jej atómov a molekúl. Ionizácia - premena neutrálnych atómov alebo molekúl na elektricky nabité častice - ióny bII dopadajú na Zem vo forme kozmického žiarenia, vznikajú v dôsledku rádioaktívneho rozpadu atómových jadier (απ β-častice, γ- a röntgenové žiarenie). vznikajú umelo na urýchľovačoch nabitých častíc. Z praktického hľadiska sú zaujímavé najbežnejšie typy IR - toky a- a β-častíc, γ-žiarenie, röntgenové žiarenie a toky neutrónov.

Alfa žiarenie(a) – prúdenie kladne nabitých častíc – jadier hélia. V súčasnosti je známych viac ako 120 umelých a prirodzených alfa rádioaktívnych jadier, ktoré pri vyžarovaní alfa častice strácajú 2 protóny a 2 neutróny. Rýchlosť častíc počas rozpadu je 20 tisíc km/s. Zároveň majú α-častice najnižšiu penetračnú schopnosť (vzdialenosť od zdroja k absorpcii) v tele je 0,05 mm, vo vzduchu - 8–10 cm , ale hustota ionizácie na jednotku Dosah je veľmi veľký (o 1 cm až desiatky tisíc párov), preto tieto častice majú najväčšiu ionizačnú schopnosť a sú nebezpečné vo vnútri tela.

Beta žiarenie(β) – tok záporne nabitých častíc. V súčasnosti je známych asi 900 beta rádioaktívnych izotopov. Hmotnosť β-častíc je niekoľko desiatok tisíc krát menšia ako α-častíc, ale majú väčšiu penetračnú silu. Ich rýchlosť je 200–300 tisíc km/s. Dĺžka dráhy toku zo zdroja vo vzduchu je 1800 cm, v ľudskom tkanive – 2,5 cm β-častice sú úplne zadržané pevnými materiálmi (3,5 mm hliníková doska, organické sklo); ich ionizačná schopnosť je 1000-krát menšia ako u častíc α.

Gama žiarenie(γ) – elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou od 1 · 10 -7 m do 1 · 10 -14 m; emitované, keď sa rýchle elektróny v látke spomaľujú. Vyskytuje sa pri rozpade väčšiny rádioaktívnych látok a má veľkú penetračnú silu; sa šíri rýchlosťou svetla. V elektrických a magnetických poliach nie sú γ-lúče vychyľované. Toto žiarenie má nižšiu ionizačnú schopnosť ako a- a beta-žiarenie, keďže hustota ionizácie na jednotku dĺžky je veľmi nízka.

Röntgenové žiarenie možno získať v špeciálnych röntgenových trubiciach, v urýchľovačoch elektrónov, pri spomaľovaní rýchlych elektrónov v hmote a pri prechode elektrónov z vonkajších elektrónových obalov atómu do vnútorných, kedy vznikajú ióny. Röntgenové lúče, podobne ako γ-žiarenie, majú nízku ionizačnú schopnosť, ale veľkú hĺbku prieniku.

neutróny - elementárnych častíc atómového jadra, ich hmotnosť je 4-krát menšia ako hmotnosť α-častíc. Ich životnosť je asi 16 minút. Neutróny nemajú elektrický náboj. Dĺžka dráhy pomalých neutrónov vo vzduchu je asi 15 m, v biologickom prostredí - 3 cm; pre rýchle neutróny - 120 m a 10 cm, v tomto poradí majú vysokú penetračnú schopnosť a predstavujú najväčšie nebezpečenstvo.

Existujú dva typy ionizujúceho žiarenia:

Korpuskulárne, pozostávajúce z častíc s pokojovou hmotnosťou odlišnou od nuly (α-, β– a neutrónové žiarenie);

Elektromagnetické (γ- a röntgenové žiarenie) – s veľmi krátkou vlnovou dĺžkou.

Na posúdenie vplyvu ionizujúceho žiarenia na akékoľvek látky a živé organizmy sa používajú špeciálne množstvá - dávky žiarenia. Hlavnou charakteristikou interakcie ionizujúceho žiarenia a prostredia je ionizačný efekt. V počiatočnom období rozvoja dozimetrie žiarenia bolo najčastejšie potrebné zaoberať sa röntgenovým žiarením šíriacim sa vzduchom. Preto sa ako kvantitatívna miera radiačného poľa použila miera ionizácie vzduchu v röntgenových trubiciach alebo prístrojoch. Kvantitatívne meranie založené na množstve ionizácie suchého vzduchu pri normálnom atmosférickom tlaku, ktoré je celkom jednoduché zmerať, sa nazýva expozičná dávka.

Expozičná dávka určuje ionizačnú schopnosť röntgenového a γ žiarenia a vyjadruje energiu žiarenia premenenú na kinetickú energiu nabitých častíc na jednotku hmotnosti atmosférického vzduchu. Expozičná dávka je pomer celkového náboja všetkých iónov rovnakého znamienka v elementárnom objeme vzduchu k hmotnosti vzduchu v tomto objeme. Jednotkou SI expozičnej dávky je coulomb vydelený kilogramom (C/kg). Nesystémovou jednotkou je röntgen (R). 1 C/kg = 3880 R. Pri rozšírení škály známych druhov ionizujúceho žiarenia a oblastí jeho použitia sa ukázalo, že mieru vplyvu ionizujúceho žiarenia na látku nie je možné jednoducho určiť pre zložitosť a rôznorodosť procesov vyskytujúcich sa v tomto prípade. Najdôležitejšou z nich, ktorá vyvoláva fyzikálno-chemické zmeny v ožarovanej látke a vedie k určitému radiačnému účinku, je absorpcia energie ionizujúceho žiarenia látkou. V dôsledku toho vznikol koncept absorbovanej dávky.

Absorbovaná dávka ukazuje, koľko energie žiarenia sa absorbuje na jednotku hmotnosti akejkoľvek ožiarenej látky a je určené pomerom absorbovanej energie ionizujúceho žiarenia k hmotnosti látky. Jednotkou merania absorbovanej dávky v systéme SI je šedá (Gy). 1 Gy je dávka, pri ktorej sa 1 J energie ionizujúceho žiarenia prenesie na hmotnosť 1 kg. Mimosystémová jednotka absorbovanej dávky je rad. 1 Gy = 100 rad. Štúdium jednotlivých dôsledkov ožiarenia živých tkanív ukázalo, že pri rovnakých absorbovaných dávkach vyvolávajú rôzne druhy žiarenia rôzne biologické účinky na organizmus. Je to spôsobené tým, že ťažšia častica (napríklad protón) produkuje viac iónov na jednotku dráhy v tkanive ako ľahšia častica (napríklad elektrón). Pri rovnakej absorbovanej dávke platí, že čím vyšší je rádiobiologický deštruktívny účinok, tým hustejšia je ionizácia vytvorená žiarením. Na zohľadnenie tohto účinku bol zavedený koncept ekvivalentnej dávky.

Ekvivalentná dávka sa vypočíta vynásobením hodnoty absorbovanej dávky špeciálnym koeficientom - koeficientom relatívnej biologickej účinnosti (RBE) alebo koeficientom kvality. Hodnoty koeficientov pre rôzne typy žiarenia sú uvedené v tabuľke. 7.

Tabuľka 7

Koeficient relatívnej biologickej účinnosti pre rôzne druhy žiarenia

Jednotkou SI dávkového ekvivalentu je sievert (Sv). Hodnota 1 Sv sa rovná ekvivalentnej dávke akéhokoľvek druhu žiarenia absorbovaného v 1 kg biologického tkaniva a vytvárajúceho rovnaký biologický efekt ako absorbovaná dávka 1 Gy fotónového žiarenia. Nesystémovou jednotkou merania ekvivalentnej dávky je rem (biologický ekvivalent rad). 1 Sv = 100 rem. Niektoré ľudské orgány a tkanivá sú citlivejšie na účinky žiarenia ako iné: napríklad pri rovnakej ekvivalentnej dávke sa rakovina pravdepodobnejšie vyskytne v pľúcach ako v štítnej žľaze a ožarovanie pohlavných žliaz je obzvlášť nebezpečné v dôsledku riziko genetického poškodenia. Preto by sa dávky žiarenia na rôzne orgány a tkanivá mali brať do úvahy rôznymi koeficientmi, čo sa nazýva koeficient radiačného rizika. Vynásobením hodnoty ekvivalentnej dávky zodpovedajúcim koeficientom radiačného rizika a sčítaním za všetky tkanivá a orgány dostaneme účinná dávka, odráža celkový účinok na organizmus. Vážené koeficienty sú stanovené empiricky a vypočítané tak, že ich súčet pre celý organizmus je jednotný. Jednotky účinnej dávky sú rovnaké ako jednotky ekvivalentnej dávky. Tiež sa meria v sievertoch alebo rem.