Види механізму дії іонізуючого випромінювання

Розпад

Розпад

Розпад

Радіоактивність, види іонізуючих випромінювань їх характеристики.

Радіаційна та ядерна безпека

СРС. Характер змін надзвичайних ситуацій в Україні. Розвиток природних та техногенних надзвичайних ситуацій

Явище радіоактивності було відкрито в 1896 році французьким фізиком Антуаном Анрі Беккерелем, який помітив, що солі урану виділяють випромінювання, здатне про ходити крізь метали і діяти на фотографічну пластинку.
Ще більш сильним властивістю радіоактивності має радій.
Радіоактивні речовини мають наступні властивості: вони світяться в темряві і викликають світіння різних речовин (на домішки радіоактивних речовин раніше було засновано виготовлення світних фарб), виділяють тепло, радіоактивні промені діють на фотографічну пластинку, проходять крізь непрозорі предмети і діють на заряджений електроскоп, розряджаючи його. Останнє може служити чутливим способом знаходження надзвичайно малих слідів радіоактивних речовин (наприклад при дослідженні радіоактивності атмосфери, води, джерел і тому подібне).

Отже, радіоактивність - явище спонтанного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елементу в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад) шляхом випромінювання гамма-квантів, елементарних частинок або ядерних фрагментів.

Іонізуюче випромінювання — потік часток або квантів електромагнітного випромінювання, проходження яких крізь речовину призводить до його іонізації (перетворення нейтральних атомів в іони) з утворенням електричних зарядів різних знаків.

Одиниця вимірювання радіоактивності — Беккерель (Бк, Вq). Встановлено, що всі хімічні елементи з порядковим номером, більшим за 83 — радіоактивні. Природна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, що зустрічаються в природі. Штучна радіоактивність — спонтанний розпад ядер елементів, отриманих штучним шляхом, через відповідні ядерні реакції.

Ернест Резерфорд експериментально встановив (1899), що солі урану випромінюють 3 типи променів, які по-різному відхиляються в магнітному полі:

- промені першого типу відхиляються так само, як потік додатно заряджених частинок. Їх назвали альфа-променями;

- промені другого типу відхиляються в магнітному полі так само, як потік негативно заряджених частинок (в протилежну сторону), їх назвали бета-променями;

- і промені третього типу, які не відхиляються магнітним полем, назвали гамма-променями.

Спектри α- і γ-випромінювань переривисті («дискретні»), а спектр β-випромінювання — неперервний.

Беккерель довів, що β-промені є потоком електронів. β-розпад — прояв слабкої взаємодії. β-розпад — внутрішньонуклонний процес, тобто відбувається перетворення нейтрона в протон із вильотом електрона й антинейтрино з ядра.

α-розпадом називають мимовільний розпад атомного ядра на ядро-продукт і α-частинку (ядро атома ). α-розпад є властивістю важких ядер з масовим числом А≥200. Всередині таких ядер за рахунок властивості насичення ядерних сил утворюються відособлення α-частинки, що складаються з двох протонів і двох нейтронів. Утворена таким чином α-частинка сильніше відчуває кулонівське відштовхування від інших протонів ядра, ніж окремі протони. Одночасно на α-частинку менше впливає ядерне міжнуклонне притягання за рахунок сильної взаємодії, ніж на решту нуклонів.

Гамма промені - це електромагнітні хвилі із довжиною хвилі, меншою за розміри атома. Вони утворюються зазвичай при переході ядра атома із збудженого стану в основний стан. При цьому кількість нейтронів чи протонів у ядрі не змінюється, а отже ядро залишається тим самим елементом. Однак випромінювання гамма-променів може супроводжувати й інші ядерні реакції.

Якісні характеристики іонізуючого випромінювання

— енергія випромінювання (Дж, еВ);

— проникаюча здатність (м, см, мм);

— іонізуюча здатність.

Кількісні характеристики іонізуючого випромінювання.

— поглинута доза

— еквівалентна доза

— експозиційна доза (характеризує іонізуючий ефект, рентген — та g— випромінювання)

— густина потоку частинок (для корпускулярних випромінювань).

Кількість енергії, яке передається тканинам при дії іонізуючого опромінення називається дозою. Дози можуть бути наступні.

Поглинута доза — енергія іонізуючого опромінення, поглинута опроміненим тілом (тканинами організму), в перерахунку на одиницю маси. Одиниця поглинутої дози — грей (Гр,Gу). 1 гр = 100 рад.

Еквівалентна доза — поглинута доза помножена на коєфіцієнт якості випромінювання, що враховує здатність даного вида випромінювання пошкоджувати тканини організму. Коефіцієнт якості опромінення найбільший у l — випромінення = 20, для b та g — випромінювання — 1. Одиниця еквівалентної дози — Зиверт (Зв). 1 зиверт = 100 бер (біологічний еквівалент рада).

Ефективна доза — еквівалентна доза, помножена на коефіцієнт, що враховує різку чутливість різних тканин до опромінення.

Пряма дія – це випадок, коли іонізуючий промінь безпосередньо викликає зміни: іонізацію, збудження, радіоліз і утворення радикалів.
Непряма дія – це випадок, коли фрагменти цих молекул, радикали, іони вступають у взаємодію з неушкодженими молекулами, приєднуючись до них і змінюючи їх структуру і властивості, що приводить до їх розпаду не в місті приєднання, а в іншому і утворюються нові активні радикали. Ця реакція протікає по ланцюговому, самоприскорюючому типу. Ось розпалася одна молекула, утворилося два радикали, вони взаємодіють з двома інтактними молекулами, які в свою чергу розпались на чотири радикали і так далі. Тому незначна кількість первинної енергії спричиняє настільки великі наслідки в організмі, які можуть призвести до загибелі організму або утворення вад розвитку і різних захворювань. Це фізичний, хімічний і біохімічний рівні. Ці процеси протікають в клітинах організму, в тканинах та органах. Промінь не вибирає, що пошкодить – водень чи сірку. Але більше всього в організмі таких хімічних елементів як водень, кисень і вуглець, тому і більше іонізується та збуджується атомів саме цих елементів. Ми не можемо вплинути на пряму дію – це фізичний процес, але на опосередковану дію ми можемо вплинути. Можемо зменшити біологічні реакції, тобто захистити організм від шкідливої дії іонізуючого випромінювання. А якщо використовуються іонізуючі промені для лікування, то підсилити цю дію.

Дата добавления: 2014-01-04