Jonizuojanti spinduliuotė (toliau – IR) – tai spinduliuotė, kurios sąveika su medžiaga lemia atomų ir molekulių jonizaciją, t.y. ši sąveika veda prie atomo sužadinimo ir atskirų elektronų (neigiamai įkrautų dalelių) atsiskyrimo nuo atomų apvalkalų. Dėl to, netekęs vieno ar daugiau elektronų, atomas virsta teigiamai įkrautu jonu – įvyksta pirminė jonizacija. AI apima elektromagnetinę spinduliuotę (gama spinduliuotę) ir įkrautų bei neutralių dalelių srautus – korpuskulinę spinduliuotę (alfa spinduliuotę, beta spinduliuotę ir neutroninę spinduliuotę).

alfa spinduliuotė reiškia korpuskulinę spinduliuotę. Tai sunkiųjų teigiamai įkrautų a-dalelių (helio atomų branduolių) srautas, atsirandantis dėl sunkiųjų elementų, tokių kaip uranas, radis ir toris, atomų skilimo. Kadangi dalelės yra sunkios, alfa dalelių diapazonas medžiagoje (tai yra kelias, kuriuo jos gamina jonizaciją) pasirodo labai trumpas: šimtosios milimetro dalys biologinėje terpėje, 2,5–8 cm ore. Taigi įprastas popieriaus lapas arba išorinis negyvas odos sluoksnis gali išlaikyti šias daleles.

Tačiau alfa daleles išskiriančios medžiagos yra ilgaamžės. Tokių medžiagų patekus į organizmą su maistu, oru ar per žaizdas, jos per kraują pernešamos po visą organizmą, nusėdusios organuose, atsakinguose už medžiagų apykaitą ir kūno apsaugą (pavyzdžiui, blužnyje ar limfmazgiuose), taip sukeldami vidinę kūno apšvitą . Tokio vidinio organizmo poveikio pavojus yra didelis, nes. šios alfa dalelės sukuria labai daug jonų (iki kelių tūkstančių porų jonų 1 mikrono kelyje audiniuose). Jonizacija savo ruožtu sukelia daugybę tų savybių cheminės reakcijos, kurios atsiranda medžiagoje, ypač gyvuose audiniuose (stiprių oksidantų, laisvo vandenilio ir deguonies susidarymas ir kt.).

beta spinduliuotė(beta spinduliai arba beta dalelių srautas) taip pat reiškia korpuskulinį spinduliuotės tipą. Tai elektronų (β-spinduliuotė, o dažniau tiesiog β-spinduliuotė) arba pozitronų (β+-spinduliuotė) srautas, išsiskiriantis kai kurių atomų branduolių radioaktyvaus beta skilimo metu. Elektronai arba pozitronai susidaro branduolyje atitinkamai transformuojant neutroną į protoną arba protoną į neutroną.

Elektronai yra daug mažesni už alfa daleles ir gali giliai prasiskverbti į medžiagą (kūną) 10–15 centimetrų (palyginkite su alfa dalelių šimtosiomis milimetro dalimis). Praeidama per medžiagą, beta spinduliuotė sąveikauja su jos atomų elektronais ir branduoliais, eikvodama tam savo energiją ir sulėtindama judėjimą, kol visiškai sustoja. Dėl šių savybių pakanka turėti atitinkamo storio organinio stiklo ekraną, kuris apsaugotų nuo beta spinduliuotės. Beta spinduliuotės panaudojimas medicinoje paviršinei, intersticinei ir intracavitarinei spindulinei terapijai pagrįstas tomis pačiomis savybėmis.

neutronų spinduliuotė- kito tipo korpuskulinė spinduliuotė. Neutronų spinduliuotė yra neutronų (elementariųjų dalelių, kurios neturi elektros krūvis). Neutronai neturi jonizuojančio poveikio, tačiau labai reikšmingas jonizuojantis poveikis atsiranda dėl tamprios ir neelastingos sklaidos medžiagos branduoliuose.

Neutronų apšvitintos medžiagos gali įgyti radioaktyviųjų savybių, tai yra gauti vadinamąjį indukuotą radioaktyvumą. Neutronų spinduliuotė susidaro veikiant elementariųjų dalelių greitintuvams, branduoliniuose reaktoriuose, pramoniniuose ir laboratoriniuose įrenginiuose, per branduolinius sprogimus ir kt. Neutronų spinduliuotė turi didžiausią prasiskverbimo galią. Geriausia apsauga nuo neutroninės spinduliuotės yra vandenilio turinčios medžiagos.

Gama spinduliuotė ir rentgeno spinduliai yra susiję su elektromagnetine spinduliuote.

Esminis skirtumas tarp šių dviejų spinduliuotės tipų yra jų atsiradimo mechanizmas. Rentgeno spinduliuotė yra ne branduolinės kilmės, gama spinduliuotė yra branduolių irimo produktas.

Rentgeno spinduliuotė, kurią 1895 m. atrado fizikas Rentgenas. Tai nematoma spinduliuotė, kuri gali prasiskverbti, nors ir skirtingu laipsniu, į visas medžiagas. Rodo elektromagnetinę spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra nuo - nuo 10 -12 iki 10 -7. Rentgeno spindulių šaltinis yra rentgeno vamzdis, kai kurie radionuklidai (pavyzdžiui, beta spinduliai), elektronų greitintuvai ir akumuliatoriai (sinchrotroninė spinduliuotė).

Rentgeno vamzdelis turi du elektrodus – katodą ir anodą (atitinkamai neigiamus ir teigiamus elektrodus). Kai katodas kaitinamas, atsiranda elektronų emisija (elektronų emisijos paviršiumi reiškinys tvirtas kūnas arba skystis). Iš katodo skleidžiami elektronai yra pagreitinami elektrinio lauko ir atsitrenkia į anodo paviršių, kur staigiai sulėtėja, todėl atsiranda rentgeno spinduliuotė. Rentgeno spinduliai, kaip ir matoma šviesa, sukelia fotografijos juostos juodėjimą. Tai yra viena iš jo savybių, medicinai svarbiausia, kad tai būtų prasiskverbi spinduliuotė, todėl jos pagalba pacientas gali būti apšviestas, o nuo to laiko. skirtingo tankio audiniai skirtingai sugeria rentgeno spindulius – tuomet galime diagnozuoti pačiame Ankstyva stadija daugelio rūšių vidaus organų ligos.

Gama spinduliuotė yra intrabranduolinės kilmės. Atsiranda radioaktyviųjų branduolių irimo metu, branduoliams pereinant iš sužadintos būsenos į pagrindinę būseną, greitai įkraunamų dalelių sąveikos su medžiaga metu, anihiliuojant elektronų-pozitronų poras ir kt.

Didelę gama spinduliuotės prasiskverbimo galią lemia trumpas bangos ilgis. Gama spinduliuotės srautui susilpninti naudojamos medžiagos, turinčios didelį masės skaičių (švinas, volframas, uranas ir kt.) ir visokios didelio tankio kompozicijos (įvairūs betonai su metaliniais užpildais).

Straipsnio naršymas:

Spinduliuotė ir radioaktyviosios spinduliuotės rūšys, radioaktyviosios (jonizuojančiosios) spinduliuotės sudėtis ir pagrindinės charakteristikos. Spinduliuotės poveikis medžiagai.

Kas yra radiacija

Pirma, apibrėžkime, kas yra spinduliuotė:

Medžiagos skilimo ar jos sintezės procese atomo elementai (protonai, neutronai, elektronai, fotonai) išsiskiria, kitaip galima sakyti atsiranda spinduliuotėšie elementai. Toks spinduliavimas vadinamas jonizuojanti radiacija ar kas dažniau radiacija, ar dar lengviau radiacija . Jonizuojanti spinduliuotė taip pat apima rentgeno ir gama spindulius.

Radiacija - tai įkrautų elementariųjų dalelių, elektronų, protonų, neutronų, helio atomų arba fotonų ir miuonų, išskyrimo procesas. Spinduliuotės tipas priklauso nuo to, kuris elementas skleidžiamas.

Jonizacija- yra teigiamai arba neigiamai įkrautų jonų arba laisvųjų elektronų susidarymo procesas iš neutraliai įkrautų atomų ar molekulių.

Radioaktyvioji (jonizuojanti) spinduliuotė gali būti suskirstytas į keletą tipų, priklausomai nuo elementų, iš kurių jis susideda, tipo. Įvairių tipų spinduliuotę sukelia skirtingos mikrodalelės, todėl jos turi skirtingą energetinį poveikį medžiagai, skirtingą gebėjimą prasiskverbti pro ją ir dėl to skirtingą biologinį spinduliuotės poveikį.

Alfa, beta ir neutronų spinduliuotė– Tai spinduliuotė, susidedanti iš įvairių atomų dalelių.

Gama ir rentgeno spinduliai yra energijos išmetimas.

alfa spinduliuotė

• skleidžiama: du protonai ir du neutronai
• prasiskverbimo galia: žemas
• šaltinio ekspozicija: iki 10 cm
• radiacijos greitis: 20 000 km/s
• jonizacija: 30 000 porų jonų 1 cm bėgimo
• aukštas

Alfa (α) spinduliuotė atsiranda dėl nestabilios skilimo izotopų elementai.

alfa spinduliuotė- tai sunkiųjų, teigiamai įkrautų alfa dalelių, kurios yra helio atomų (dviejų neutronų ir dviejų protonų) branduoliai, spinduliavimas. Alfa dalelės išsiskiria irstant sudėtingesniems branduoliams, pavyzdžiui, irstant urano, radžio ir torio atomams.

Alfa dalelės turi didelę masę ir išspinduliuojamos gana mažu, vidutiniškai 20 000 km/s greičiu, o tai yra apie 15 kartų mažiau nei šviesos greitis. Kadangi alfa dalelės yra labai sunkios, kontakto su medžiaga dalelės susiduria su šios medžiagos molekulėmis, pradeda su jomis sąveikauti, prarasdamos savo energiją, todėl šių dalelių prasiskverbimo galia nėra didelė ir net paprastas lakštas. popierius gali juos laikyti.

Tačiau alfa dalelės neša daug energijos ir, sąveikaudamos su medžiaga, sukelia reikšmingą jos jonizaciją. O gyvo organizmo ląstelėse, be jonizacijos, alfa spinduliuotė ardo audinius, todėl gyvoms ląstelėms daroma įvairių pažeidimų.

Iš visų spinduliuotės rūšių alfa spinduliuotė turi mažiausią prasiskverbimo galią, tačiau gyvų audinių švitinimo šios rūšies spinduliuote pasekmės yra sunkiausios ir reikšmingiausios, palyginti su kitomis spinduliuotės rūšimis.

Alfa spinduliuotės pavidalo spinduliuotė gali atsirasti, kai radioaktyvieji elementai patenka į kūną, pavyzdžiui, su oru, vandeniu ar maistu, taip pat per įpjovimus ar žaizdas. Patekę į organizmą, šie radioaktyvieji elementai kraujotaka pernešami po visą kūną, kaupiasi audiniuose ir organuose, darydami jiems galingą energetinį poveikį. Kadangi kai kurių tipų radioaktyvieji izotopai, skleidžiantys alfa spinduliuotę, turi ilgą tarnavimo laiką, patekę į organizmą gali sukelti rimtus pokyčius ląstelėse ir sukelti audinių degeneraciją bei mutacijas.

Radioaktyvieji izotopai iš tikrųjų savaime nepasišalina iš organizmo, todėl patekę į organizmą ilgus metus apšvitins audinius iš vidaus, kol sukels rimtus pokyčius. Žmogaus organizmas nesugeba neutralizuoti, apdoroti, pasisavinti ar panaudoti daugumos į organizmą patekusių radioaktyviųjų izotopų.

neutronų spinduliuotė

• skleidžiama: neutronų
• prasiskverbimo galia: aukštas
• šaltinio ekspozicija: kilometrų
• radiacijos greitis: 40 000 km/s
• jonizacija: nuo 3000 iki 5000 jonų porų 1 cm bėgime
• Biologinis radiacijos poveikis: aukštas

neutronų spinduliuotė– Tai žmogaus sukurta spinduliuotė, kuri atsiranda įvairiuose branduoliniuose reaktoriuose ir per atominius sprogimus. Taip pat neutroninę spinduliuotę skleidžia žvaigždės, kuriose vyksta aktyvios termobranduolinės reakcijos.

Neturėdama krūvio, neutronų spinduliuotė, susidūrusi su medžiaga, silpnai sąveikauja su atomų elementais atominiame lygmenyje, todėl turi didelę skverbimosi galią. Neutronų spinduliuotę galima sustabdyti naudojant medžiagas, kuriose yra daug vandenilio, pavyzdžiui, vandens indą. Be to, neutronų spinduliuotė prastai prasiskverbia per polietileną.

Neutronų spinduliuotė, praeinanti per biologinius audinius, daro didelę žalą ląstelėms, nes turi didelę masę ir didesnį greitį nei alfa spinduliuotė.

beta spinduliuotė

• skleidžiama: elektronai arba pozitronai
• prasiskverbimo galia: vidutinis
• šaltinio ekspozicija: iki 20 m
• radiacijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 40 iki 150 porų jonų 1 cm bėgimo
• Biologinis radiacijos poveikis: Vidutinis

Beta (β) spinduliuotė atsiranda, kai vienas elementas virsta kitu, o procesai vyksta pačiame medžiagos atomo branduolyje, pasikeitus protonų ir neutronų savybėms.

Naudojant beta spinduliuotę, neutronas paverčiamas protonu arba protonas neutronu, su šia transformacija, priklausomai nuo transformacijos tipo, išspinduliuojamas elektronas arba pozitronas (elektrono antidalelė). Skleidžiamų elementų greitis artėja prie šviesos greičio ir yra maždaug lygus 300 000 km/s. Išskiriami elementai vadinami beta dalelėmis.

Turėdama iš pradžių didelį spinduliavimo greitį ir mažus skleidžiamų elementų matmenis, beta spinduliuotė turi didesnę prasiskverbimo galią nei alfa spinduliuotė, tačiau turi šimtus kartų mažesnę galimybę jonizuoti medžiagą, palyginti su alfa spinduliuote.

Beta spinduliuotė lengvai prasiskverbia per drabužius ir iš dalies per gyvus audinius, tačiau prasiskverbdama per tankesnes materijos struktūras, pavyzdžiui, per metalą, ji pradeda intensyviau su ja sąveikauti ir praranda didžiąją dalį energijos, perduodama ją materijos elementams. Kelių milimetrų metalinis lakštas gali visiškai sustabdyti beta spinduliuotę.

Jeigu alfa spinduliuotė pavojinga tik tiesiogiai kontaktuojant su radioaktyviuoju izotopu, tai beta spinduliuotė, priklausomai nuo jos intensyvumo, jau kelių dešimčių metrų atstumu nuo spinduliuotės šaltinio gali padaryti didelę žalą gyvam organizmui.

Jei beta spinduliuotę skleidžiantis radioaktyvusis izotopas patenka į gyvo organizmo vidų, jis kaupiasi audiniuose ir organuose, darydamas jiems energetinį poveikį, dėl kurio keičiasi audinių struktūra ir ilgainiui padaroma didelė žala.

Kai kurie beta spinduliuotę turintys radioaktyvieji izotopai turi ilgą skilimo periodą, tai yra, patekę į organizmą, jie jį apšvitins metų metus, kol sukels audinių degeneraciją ir dėl to vėžį.

Gama spinduliuotė

• skleidžiama: energija fotonų pavidalu
• prasiskverbimo galia: aukštas
• šaltinio ekspozicija: iki šimtų metrų
• radiacijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija:
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

Gama (γ) spinduliuotė- tai energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu.

Gama spinduliuotė lydi medžiagos atomų irimo procesą ir pasireiškia spinduliuojamos elektromagnetinės energijos pavidalu fotonų pavidalu, išsiskiriančių pasikeitus atomo branduolio energetinei būklei. Gama spinduliai sklinda iš branduolio šviesos greičiu.

Kai įvyksta radioaktyvus atomo skilimas, tada iš kai kurių medžiagų susidaro kiti. Naujai susidarančių medžiagų atomas yra energetiškai nestabilios (sužadintos) būsenos. Veikdami vieni kitus, neutronai ir protonai branduolyje patenka į būseną, kai sąveikos jėgos yra subalansuotos, o energijos perteklių atomas išskiria gama spinduliuotės pavidalu.

Gama spinduliuotė turi didelę prasiskverbimo galią ir lengvai prasiskverbia per drabužius, gyvus audinius ir šiek tiek sunkiau per tankias medžiagos, pavyzdžiui, metalo, struktūras. Norint sustabdyti gama spinduliuotę, reikės didelio plieno arba betono storio. Tačiau tuo pačiu metu gama spinduliuotė turi šimtą kartų silpnesnį poveikį materijai nei beta spinduliuotė ir dešimtis tūkstančių kartų silpnesnė nei alfa spinduliuotė.

Pagrindinis gama spinduliuotės pavojus yra jos gebėjimas įveikti didelius atstumus ir paveikti gyvus organizmus kelių šimtų metrų atstumu nuo gama spinduliuotės šaltinio.

rentgeno spinduliuotė

• skleidžiama: energija fotonų pavidalu
• prasiskverbimo galia: aukštas
• šaltinio ekspozicija: iki šimtų metrų
• radiacijos greitis: 300 000 km/s
• jonizacija: nuo 3 iki 5 porų jonų 1 cm bėgimo
• Biologinis radiacijos poveikis: žemas

rentgeno spinduliuotė- tai energinga elektromagnetinė spinduliuotė fotonų pavidalu, atsirandanti dėl elektrono perėjimo atomo viduje iš vienos orbitos į kitą.

Rentgeno spinduliuotė savo veikimu yra panaši į gama spinduliuotę, tačiau turi mažesnę prasiskverbimo galią, nes jos bangos ilgis yra ilgesnis.

Įvertinus įvairias radioaktyviosios spinduliuotės rūšis, aišku, kad radiacijos sąvoka apima visiškai skirtingus spinduliuotės tipus, kurie turi skirtingą poveikį medžiagai ir gyviems audiniams, nei tiesioginis bombardavimas. elementariosios dalelės(alfa, beta ir neutronų spinduliuotė) į energijos poveikį gama ir rentgeno spinduliuotės pavidalu.

Kiekviena svarstoma spinduliuotė yra pavojinga!

Palyginamoji lentelė su įvairių tipų spinduliuotės charakteristikomis

charakteristika	Radiacijos tipas
	alfa spinduliuotė	neutronų spinduliuotė	beta spinduliuotė	Gama spinduliuotė	rentgeno spinduliuotė
spinduliavo	du protonai ir du neutronai	neutronų	elektronai arba pozitronai	energija fotonų pavidalu	energija fotonų pavidalu
skvarbi galia	žemas	aukštas	vidutinis	aukštas	aukštas
šaltinio ekspozicija	iki 10 cm	kilometrų	iki 20 m	šimtus metrų	šimtus metrų
radiacijos greitis	20 000 km/s	40 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s
jonizacija, garai 1 cm bėgimo	30 000	nuo 3000 iki 5000	nuo 40 iki 150	nuo 3 iki 5	nuo 3 iki 5
biologinis radiacijos poveikis	aukštas	aukštas	Vidutinis	žemas	žemas

Kaip matyti iš lentelės, priklausomai nuo spinduliuotės tipo, tokio paties intensyvumo spinduliuotė, pavyzdžiui, 0,1 Rentgeno, turės skirtingą naikinamąjį poveikį gyvo organizmo ląstelėms. Siekiant atsižvelgti į šį skirtumą, buvo įvestas koeficientas k, kuris atspindi gyvų objektų radioaktyviosios spinduliuotės poveikio laipsnį.

koeficientas k
Spinduliuotės tipas ir energijos diapazonas	Svorio daugiklis
Fotonai visos energijos (gama spinduliuotė)	1
Elektronai ir miuonai visos energijos (beta spinduliuotė)	1
neutronai su energija < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutronai nuo 10 iki 100 keV (neutroninė spinduliuotė)	10
Neutronai nuo 100 keV iki 2 MeV (neutroninė spinduliuotė)	20
Neutronai nuo 2 MeV iki 20 MeV (neutroninė spinduliuotė)	10
Neutronai> 20 MeV (neutroninė spinduliuotė)	5
Protonai kurių energija > 2 MeV (išskyrus atatrankos protonus)	5
alfa dalelių, dalijimosi fragmentai ir kiti sunkieji branduoliai (alfa spinduliuotė)	20

Kuo didesnis „koeficientas k“, tuo pavojingesnis tam tikros rūšies spinduliuotės poveikis gyvo organizmo audiniams.

Vaizdo įrašas:

Praleisdamos materiją, spinduliuotės mikrodalelės eikvoja savo energiją susidūrusios su orbitoje skriejančiais elektronais, taip pat sąveikaudamos su galingais elektriniais ir magnetiniais laukais, kai dalelės praeina šalia branduolio. Dauguma susidūrimų ir sąveikų vis dar vyksta ne su branduoliais, o su elektronais ant atomo apvalkalo. Elektrono išmušimas iš atomo veda prie jono susidarymo, t.y., jonizacijos.
Radioaktyvaus skilimo metu išsiskiriančių dalelių energija yra mega arba kiloelektronvoltų dydžio, o vieno susidūrimo metu sugeriama (perduodama į terpės atomus) apie 33-35 eV energijos, iš ko seka, kad atliekos visos reikalingos energijos didelis skaičius jonizacijos veiksmai. Pavyzdžiui, esant vidutinei 90Y β spinduliuotės energijai, lygiai 930 keV, jos visiškas sugertis įvyks ~1064 susidūrimų metu.
Bendras dalelės kelio ilgis priklauso nuo terpės tankio. Lentelėje. 2.5 rodo apytiksles prasiskverbimo galios vertes Įvairios rūšysįvairių medžiagų spinduliuotė. Apskritai prasiskverbimo koeficientas skirtingi tipai spinduliuotė gali būti pavaizduota kaip γ > β > α.

Be prasiskverbimo galios, kitas svarbus spinduliuotės rodiklis yra jonizacijos tankis, kuris apibrėžiamas kaip vidutinis jonų porų skaičius, susidaręs dalelių kelio ilgio vienetui. Natūralu, kad abu šie rodikliai yra tarpusavyje susiję atvirkštiniu ryšiu. Jonizacijos tankis, be kita ko, priklauso ir nuo spinduliuotės dalelių dydžio: kuo didesnės dalelės, tuo didesnė susidūrimų tikimybė pereinant per terpės atomus ir tuo didesnis jonizacijos tankis. Aukščiausia vertėšis indikatorius α- ir n-spinduliavimui, yra daug mažesnis β-spinduliavimui (elektronų ir pozitronų srautams), o γ-fotonams yra gana mažas, juolab kad pastarieji vis dar neturi elektros krūvio, todėl negali nukrypti. magnetinėje ir elektriniai laukai atome. Tačiau α-, β- ir γ spinduliuotės jonizacijos tankio dydis to paties tipo terpėse skiriasi santykiu maždaug 10v4:10v2:1.
Pėdsakas, atsirandantis dėl dalelių judėjimo terpėje, vadinamas takeliu. Nuo susidūrimo su orbitiniais elektronais tokios didelės dalelės kaip α (jos masė apie 7400 kartų didesnė už elektrono masę) judėjimo kryptis praktiškai nesikeičia, tačiau šviesos dalelių (laisvųjų elektronų arba pozitronų) trajektorijos pasirodo stipriai sulaužytas, zigzaginis. Panagrinėkime įvairių tipų spinduliuotės prasiskverbimo per medžiagą ypatybes.
α spinduliuotė. Atsižvelgiant į didžiausią α dalelių jonizacijos tankį, jų diapazonas visose terpėse yra labai mažas: net ore α spinduliuotė sklinda ne didesniu kaip 3-7 cm atstumu, o tankioje terpėje kelio ilgis dar trumpesnis. . Biologiniuose audiniuose α dalelės diapazonas retai viršija 40–60 μm, t.y. jos poveikis dažniausiai apsiriboja vienos ląstelės dydžiu. Dėl mažos α spinduliuotės prasiskverbimo galios praktiškai nereikalinga bet kokia apsauga nuo neužsandarintų α spinduliuotės šaltinių.
β spinduliuotė. β-dalelių diapazonai labai skiriasi priklausomai nuo jų energijos. Egzistuoja minkštoji spinduliuotė, kurios energija mažesnė nei 0,5 MeV, ir kietoji spinduliuotė, kurios energija viršija 1 MeV. Kietųjų spindulių (pavyzdžiui, 32P arba 90Y) β-dalelių diapazonas ore siekia 10 m ir daugiau, o tankioje terpėje – vos keli mm. Tikrasis diapazonas (per medžiagos storį, visiškai sugeriančią spinduliuotę) yra dar mažesnis dėl zigzago β dalelių trajektorijų. Todėl esant paviršiaus dirvožemio užterštumui, išorinis β spinduliuojančių izotopų (pvz., radiostroncio) poveikis nekelia rimto pavojaus, nes radiacija nepasiekia dirvožemio paviršiaus, kai radionuklidas jau yra daugiau nei 1 cm gylyje. .
Apsaugai nuo β spinduliuotės laboratorijoje naudojami iki 10 mm storio organinio stiklo ekranai. Norint dirbti su minkštaisiais β-spinduliais, net tokia apsauga nereikalinga, nes maksimalus β spinduliuotės diapazonas ore nuo 14C (maksimali energija 0,156 MeV) yra tik 15 cm, iš tričio (2H, maksimali energija 0,019 MeV) - mažiau nei 5 mm.
γ spinduliuotė. Lyginant, γ spinduliuotės prasiskverbimo galia yra didžiausia, tačiau atsižvelgiant į geometrinį sklaidos koeficientą, kuris yra proporcingas atstumo kvadratui, tikrasis γ šaltinių diapazonas atvirose vietose yra 200-300 m. Lėktuvų ar sraigtasparnių, turinčių jautrią įrangą, pagalba pagal γ spinduliuotę galima nustatyti ir kartografuoti teritorijos radioaktyviosios taršos lygius, kartografijoje tai liejama gama šaudymo iš oro metodu. Tačiau reikia atminti, kad patikimiausi ir tiksliausi rezultatai gaunami skrendant nuo 25-50 iki 200-254) m aukštyje, bet ne aukščiau.
Tankioje terpėje γ spinduliuotė gali prasiskverbti per dešimtis ir net šimtus centimetrų storio. γ spinduliuotės ekranavimui parenkamos didelio tankio medžiagos, pavyzdžiui, švinas. Ekranavimo apsaugos storį lemia bendras šaltinio aktyvumas, patikimai apsaugai gali prireikti iki 5-30 cm (ir net daugiau) švino storio.
neutronų spinduliuotė. Neutronų absorbcija tankioje terpėje vyksta esant santykinai dideliam jonizacijos tankiui, todėl jų prasiskverbimo galia yra maža. Greitieji neutronai sulėtėja iki mažų energijų maždaug 8 cm atstumu, dirvožemyje ar pastatų konstrukcijose - iki 20-40 cm Neutronų sugerties mechanizmai yra labai specifiniai, todėl reikia parinkti specialias medžiagas apsaugoti prieš greitus arba lėtus neutronus.

Labai radioaktyvus fonas (smogas) yra atomų irimo produktas, vėliau pasikeitus jų branduoliams. Tokią savybę turintys elementai laikomi labai radioaktyviais. Kiekvienas junginys turi tam tikrą gebėjimą prasiskverbti į kūną ir jam pakenkti. Yra natūralių ir dirbtinių. Gama spinduliuotė turi stipriausią prasiskverbimo savybę – jos dalelės geba prasiskverbti pro žmogaus organizmą ir yra laikomos labai pavojingomis žmogaus sveikatai.

Su jais dirbantys žmonės privalo dėvėti apsauginius drabužius, nes jų poveikis sveikatai gali būti labai stiprus – tai priklauso nuo spinduliuotės rūšies.

Radiacijos atmainos ir ypatumai

Yra keletas radiacijos tipų. Žmonėms pagal užsiėmimą tenka su tuo susidurti – kai kuriems kasdien, kitiems karts nuo karto.

alfa spinduliuotė

Helio dalelės, turinčios neigiamą krūvį, susidaro irstant sunkiems natūralios kilmės junginiams – toriui, radžiui ir kitoms šios grupės medžiagoms. Srautai su alfa dalelėmis negali prasiskverbti pro kietus paviršius ir skysčius. Norint apsaugoti žmogų nuo jų, pakanka tik apsirengti.

Šio tipo spinduliuotė turi didesnę galią, palyginti su pirmuoju tipu. Apsaugai žmogui reikės tankaus ekrano. Kelių radioaktyvių elementų skilimo produktas yra pozitronų srautas. Nuo elektronų juos skiria tik krūvis – jie neša teigiamas krūvis. Jei juos veikia magnetinis laukas, jie nukrypsta ir juda priešinga kryptimi.

Gama spinduliuotė

Jis susidaro irstant daugelio radioaktyvių junginių branduoliams. Spinduliuotė turi didelę prasiskverbimo galią. Jam būdingos kietos elektromagnetinės bangos. Norint apsisaugoti nuo jų poveikio, reikės metalinių ekranų, kurie gali gerai apsaugoti žmogų nuo prasiskverbimo. Pavyzdžiui, iš švino, betono ar vandens.

rentgeno spinduliuotė

Šie spinduliai turi didelę prasiskverbimo galią. Jis gali būti formuojamas rentgeno vamzdeliuose, elektroninėse instaliacijose, tokiose kaip betatronas ir panašiai. Šių radioaktyviųjų srautų veikimo pobūdis yra labai stiprus, o tai leidžia teigti, kad rentgeno spindulys turi galimybę stipriai prasiskverbti, todėl yra pavojingas.

Daugeliu atžvilgių panašus į aukščiau, skiriasi tik spindulių ilgis ir kilmė. Rentgeno spindulių srautas turi ilgesnį bangos ilgį ir mažesnį spinduliavimo dažnį.

Jonizacija čia daugiausia atliekama išmušant elektronus. O dėl savo energijos suvartojimo jos pagaminama nežymiai.

Neabejotinai šios spinduliuotės spinduliai, ypač kieti, turi didžiausią prasiskverbimo galią.

Kokios rūšies spinduliuotė yra pavojingiausia žmonėms

Sunkiausi kvantai yra rentgeno ir gama spinduliai. Jie turi trumpiausias bangas, todėl atneša daugiau apgaulės ir pavojaus žmogaus organizmui. Jų klastingumas paaiškinamas tuo, kad žmogus nejaučia jų poveikio, bet gerai jaučia pasekmes. Net ir esant mažoms apšvitos dozėms organizme vyksta negrįžtami procesai ir mutacijos.

Informacijos perdavimas žmogaus viduje yra elektromagnetinis. Jei į kūną prasiskverbia galingas spinduliuotės spindulys, šis procesas sutrinka. Žmogus pirmiausia pajunta nedidelį negalavimą, o vėliau ir patologinius sutrikimus – hipertenziją, aritmiją, hormoninius sutrikimus ir kt.

Alfa dalelės turi mažiausią prasiskverbimo gebą, todėl jos laikomos saugiausiomis žmonėms, jei taip galima sakyti. Beta spinduliuotė yra daug galingesnė, o jos prasiskverbimas į organizmą yra pavojingesnis. Didžiausią prasiskverbimo galią turi gama dalelių ir rentgeno spindulių spinduliuotė. Jie sugeba pereiti per žmogų, nuo jų apsiginti daug sunkiau, sustabdyti gali tik betoninė konstrukcija ar švininis ekranas.

Kaip nustatomas elektromagnetinis smogas gyvenamajame bute

Kiekviename gerai įrengtame bute yra tam tikras radioaktyviųjų bangų lygis. Jie gaunami iš plataus vartojimo elektroninių prietaisų ir prietaisų. Elektromagnetinis smogas nustatomas specialiu prietaisu – dozimetru. Na, o kai jis yra, jei jo nėra, tada juos galima identifikuoti kitu būdu. Norėdami tai padaryti, turite įjungti visus elektros prietaisus ir įprastu radijo imtuvu patikrinti kiekvieno iš jų radiacijos lygį.

Jei jame atsiranda trukdžių, girdimas girgždėjimas, pašaliniai trukdžiai ir traškėjimas, vadinasi, netoliese yra smogo šaltinis. Ir kuo jie labiau apčiuopiami, tuo galingesnė ir stipresnė elektromagnetinė spinduliuotė iš jos sklinda. Buto sienos gali tarnauti kaip smogo šaltinis. Bet kokie gyventojų veiksmai, siekiant apsaugoti savo kūną nuo jų poveikio, yra sveikatos garantija.

Teisingas atsakymas:

A) Didėja didėjant dozės galiai.

D) Sumažėja vartojant dozes mažomis porcijomis.

E) Skirtingos galūnėms ir vidaus organams.

(IES-023-ORB, 4 punktas; NRB-99, 9 punktas)

Biologinis AI veikimas

4.1 Pagal radiacijos pavojaus laipsnį pirmiausia yra a-spinduliuotė dėl didelio jonizuojančiojo gebėjimo. Tačiau jo išorinio švitinimo galima nepaisyti, nes. a - dalelės nepasiekia spinduliuotei jautrių ląstelių; ypač pavojingas a-spindulių patekimas į organizmą.

Antroje vietoje pagal radiacijos pavojaus laipsnį yra greitieji neutronai. Jie patiria elastiniai susidūrimai su lengvųjų audinių branduoliais (vandeniliu), formuoja atatrankos protonus, sukeldami didelį jonizacijos tankį.

b ir g spinduliuotės spinduliuotės svertinis koeficientas yra toks pat (žr. B priedą). Šiek tiek didesnį jonizacijos tankį beta spinduliuotės metu kompensuoja mažesnis apšvitinto audinio tūris dėl mažesnės prasiskverbimo galios. B spinduliuotės srautai daugiausia veikia vidinius audinius, akis, gali sukelti odos sausumą ir nudegimus, nagų trapumą ir trapumą, lęšio drumstumą.

Ypač pavojinga RAV patekti į organizmą dėl:

• ekspozicijos laiko padidėjimas (išlaikymas visą parą);
• sumažinant spinduliuotės srauto susilpnėjimą (atsiranda glaudžiai);
• nesugebėjimas taikyti apsaugos;
• selektyvus nusėdimas kūno audiniuose (pavyzdžiui: stroncis (Sr), plutonis (Pu) - skelete; ceris, lantanas - kepenyse; rutenis, cezis - raumenyse; jodas - skydliaukėje).

Pavojingiausi izotopai yra Sr ir Pu, kurių pusinės eliminacijos laikas yra ilgas ir nusėda šalia kaulų čiulpų (kauluose).

Radionuklidų pusinės eliminacijos iš organizmo trukmę lemia RAS fizikinės ir cheminės savybės, organizmo būklė; kasdieninė rutina, teisingas pritaikymas terapinė ir profilaktinė mityba.

4.2 IR sąveika su biologiniais audiniais sukelia atomų jonizaciją ir sužadinimą, cheminių jungčių nutrūkimą, labai aktyvių chemiškai junginių, vadinamųjų "laisvųjų radikalų" susidarymą. Radikalai gali sukelti normaliam ląstelės funkcionavimui būtinų molekulių modifikaciją.

Kadangi 75% kūno sudaro vanduo, reakcijos mechanizmas veikia jonizuodamas jo molekules, susidarant vandenilio peroksidui H 2 O 2 – hidratuotiems oksidams, kurie sąveikauja su ląstelių molekulėmis ir nutrūksta cheminiai ryšiai.

Dėl ląstelių struktūrų pažeidimo sutrinka nervų sistemos veikla, audinių ir organų veiklos reguliavimo procesai, regeneracija, ląstelių atsinaujinimas. Nuolat atsinaujinančių audinių ir organų (kaulų čiulpų, blužnies, lytinių organų) ląstelės yra jautriausios radiacijai.

Hematopoetinių organų sistemos (pirmiausia raudonųjų kaulų čiulpų) sistemos pažeidimai sumažina:

• baltieji kraujo kūneliai (leukocitai), ribojantys organizmo apsaugą kovojant su infekcijomis;
• kraujo plokštelės (trombocitai), pablogėjęs kraujo krešėjimas;
• raudonieji kraujo kūneliai (eritrocitai), sutrikdantis ląstelių aprūpinimą deguonimi.

Jei pažeidžiamos kraujagyslių sienelės, galimi kraujavimai, kraujo netekimas, organų ir sistemų veiklos sutrikimai.

4.3. Esant mažoms radiacijos dozėms ir sveikam kūnui, paveiktas audinys atkuria savo funkcinę veiklą. Žalingas IR poveikis didėja didėjant dozės galiai, vienu metu gaunamos dozės dydžiui ir šiek tiek sumažėja, kai dozės gaunamos mažomis porcijomis.

Vieną kartą apšvitinus visą kūną iki 0,25 Gy (25 rad) doze, sveikatos sudėties pokyčių nenustatoma. Esant 0,25¸ 0,5 Gy (25¸ 50 rad) sugertai dozei, taip pat nėra jokių išorinių radiacijos sužalojimo požymių, galima stebėti kraujo pokyčius, kurie greitai normalizuojasi.

Raudonieji kaulų čiulpai ir kiti kraujodaros sistemos elementai yra labiausiai pažeidžiami spinduliuotės ir praranda gebėjimą normaliai funkcionuoti vartojant 0,5¸ 1 Gy (50¸ 100 rad) dozes. Tačiau jeigu nepažeidžiamos visos ląstelės, tai kraujodaros sistema dėl gebėjimo atsinaujinti atstato savo funkcijas. Po švitinimo pastebimas nuovargio jausmas be rimtos negalios; mažiau nei 10% paveiktų asmenų gali vemti, pakisti kraujo sudėtis.

4.4 Vienkartinio apšvitos atveju, didesne nei 1 Gy (100 rad) doze, pasireiškia įvairios spindulinės ligos formos:

4.4.1 Veikiant 1,5¸ 2 Gy (150¸ 200 rad) – trumpalaikė lengva ūminės spindulinės ligos forma, pasireiškianti sunkia limfopenija (limfocitų skaičiaus sumažėjimu). 30-50% atvejų vėmimas gali būti stebimas pirmą dieną po poveikio, mirčių nėra.

4.4.2 2,5¸ 4 Gy (250¸ 400 rad) poveikis sukelia vidutinio sunkumo spindulinę ligą, kurią lydi vėmimas pirmąją dieną. Leukocitų skaičius smarkiai sumažėja, atsiranda poodinių kraujavimų. 20% atvejų mirtis yra įmanoma per 2¸ 6 savaites po švitinimo.

4.4.3 Vartojant 4¸ 6 Gy (400¸ 600 rad) dozę, išsivysto sunkus spindulinės ligos laipsnis, o 50 % mirčių per mėnesį po poveikio.

4.4.4 Ypač sunkus spindulinės ligos laipsnis išsivysto vartojant didesnes nei 6¸ 7 Gy (600¸ 700 rad) dozes, kartu su vėmimu praėjus 2¸ 4 valandoms po apšvitos. Kraujyje beveik visiškai išnyksta leukocitai, atsiranda poodinių ir vidinių (daugiausia virškinamojo trakto) kraujavimų. Dėl infekcinių ligų ir kraujavimo mirtingumas šiuo atveju siekia arti 100 proc.

4.4.5. Visi aukščiau pateikti duomenys yra susiję su švitimu be vėlesnės terapinės intervencijos, o tai gali žymiai sumažinti AI poveikį naudojant antiradiacinius vaistus. Gydymo sėkmė labai priklauso nuo laiku suteiktos pirmosios pagalbos.

4.4.6 Vartojant mažesnes nei sukeliančias ūminę spindulinę ligą dozes, bet sistemingai žymiai didinant dozių ribas, gali išsivystyti lėtinė spindulinė liga, sumažėti leukocitų skaičius, išsivystyti anemija.

4.5. Be spindulinės ligos, veikiant AI, galimas vietinis organų pažeidimas, taip pat turintis ryškią dozės slenkstį:

4.5.1 Švitinimas 2 Gy (200 rad) doze gali sukelti ilgalaikį (metus) sėklidžių veiklos pablogėjimą, kiaušidžių funkcijos sutrikimas pastebimas vartojant didesnes nei 3 Gy (300 rad) dozes.

4.5.2 Ilgalaikis (15–20 metų) akies lęšiuko švitinimas 0,5–2 Gy (50–200 rad) doze gali padidinti jo tankį, drumsti, palaipsniui žūti ląstelės, t.y. katarakta.

4.5.3 Dauguma vidaus organų gali atlaikyti dideles dozes – dešimtis pilkų (audinių svorio koeficientas nurodomas į „kitą“). Kosmetiniai odos defektai pastebimi vartojant ~ 20 Gy (2000 rad) dozes.

4.6 Mažos spinduliuotės dozės (mažesnės nei 0,5 Gy) gali sukelti ilgalaikius padarinius – vėžį ar genetinę žalą.

Kūno reakcija į AI poveikį gali pasireikšti atokiu (10-15 metų) laikotarpiu po poveikio – leukemija, odos pažeidimais, katarakta, navikais, mirtinais ir nemirtinais vėžiniais susirgimais.

Kūno ląstelių branduoliuose yra 23 poros chromosomų, kurios padvigubėja dalijimosi metu ir išsidėsčiusios tam tikra tvarka dukterinėse ląstelėse, užtikrinančios paveldimų savybių perkėlimą iš ląstelės į ląstelę. Chromosomos yra sudarytos iš didelių dezoksiribonukleino rūgščių molekulių, kurias pasikeitus gali susidaryti dukterinės ląstelės, kurios nėra identiškos pirminėms. Tokių lytinių ląstelių pokyčių atsiradimas gali sukelti neigiamų pasekmių palikuonims. Šiuo atveju labiausiai tikėtina, kad nukrypimai atsiranda, kai genas yra prijungtas prie kito, turinčio tą patį sutrikimą. Iš to kyla Baltarusijos Respublikos normų dėl pažeidžiamų asmenų skaičiaus ribojimo nuostata.

4.7 Piktybinių navikų išeiga ir genetinė žala yra sąlygota daugelio aplinkos veiksnių, yra tikimybinio pobūdžio, kurią galima kiekybiškai įvertinti tik daugeliui žmonių, t.y. statistiniais metodais

Turimi radiobiologiniai duomenys leidžia patikimai įvertinti neigiamo poveikio išeigą tik esant santykinai didelėms dozėms, didesnėms nei 0,7 Gy (70 rad). Nesant ūmių radiacinių sužalojimų, praktiškai neįmanoma nustatyti priežastinio ryšio tarp poveikio ir ilgalaikio poveikio atsiradimo, nes juos gali sukelti ir kiti ne spinduliuotieji veiksniai. Dėl radiacijos dozės padidėja tikimybė, padidėja neigiamų pasekmių organizmui rizika, kuo didesnė, tuo didesnė dozė. Kiekybiniai rizikos vertinimai esant mažoms dozėms buvo gauti prailginant, ekstrapoliuojant poveikio priklausomybę nuo dozės nuo didelių dozių (0,7¸ 1 Gy) srities, taip pat atliekant eksperimentus su gyvūnais. Tuo pačiu metu organizmo reakcijos, kurią galima įvertinti tik statistiniais metodais, padariniai, kurių tikimybė egzistuoja esant bet kokioms mažoms dozėms (tačiau dozė ne visais atvejais sukelia šias pasekmes) ir didėja. didėjant dozėms, vadinamos stochastinėmis.