Η σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας μπορεί να περιλαμβάνει ... Σύνθεση και χαρακτηριστικά ραδιενεργών εκπομπών
Η ατομική ακτινοβολία είναι μία από τις πιο επικίνδυνες. Οι συνέπειές του είναι απρόβλεπτες για τον άνθρωπο. Τι σημαίνει η έννοια της ραδιενέργειας; Τι σημαίνουν οι λέξεις "μεγάλη" ή "μικρότερη" ραδιενέργεια; Ποια σωματίδια περιλαμβάνονται στη σύνθεση διαφορετικών τύπων ατομικής ακτινοβολίας;
Τι είναι η ραδιενεργή ακτινοβολία;
Η σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας μπορεί να περιλαμβάνειδιαφορετικά σωματίδια. Ωστόσο, και οι τρεις τύποι ακτινοβολίας ανήκουν σε μία κατηγορία - ονομάζονται ιονίζουσες. Τι σημαίνει αυτός ο όρος; Η ενέργεια της ακτινοβολίας είναι απίστευτα υψηλή - τόσο πολύ ώστε όταν η ακτινοβολία φτάσει σε ένα συγκεκριμένο άτομο, χτυπά ένα ηλεκτρόνιο από την τροχιά του. Στη συνέχεια το άτομο, το οποίο έγινε ο στόχος της ακτινοβολίας, γίνεται ιόν, ο οποίος είναι θετικά φορτισμένος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ατομική ακτινοβολία ονομάζεται ιονίζοντας, ανεξάρτητα από τον τύπο που ανήκει. Η υψηλή ισχύς διακρίνει την ιονίζουσα ακτινοβολία από άλλους τύπους, για παράδειγμα από μικροκυματική ή υπέρυθρη ακτινοβολία.
Πώς συμβαίνει ο ιονισμός;
Για να καταλάβετε τι μπορεί να συμπεριληφθεί στοραδιενεργής ακτινοβολίας, είναι απαραίτητο να εξεταστεί λεπτομερώς η διαδικασία ιονισμού. Εμφανίζεται ως εξής. Το άτομο μοιάζει με έναν μικρό σπόρο παπαρούνας (τον πυρήνα του ατόμου), που περιβάλλεται από τις τροχιές των ηλεκτρονίων του, σαν ένα κέλυφος σαπουνιού. Όταν συμβαίνει ραδιενεργός αποσύνθεση, ο μικρότερος κόκκος - ένα σωματίδιο άλφα ή βήτα - εκπέμπεται από αυτόν τον πυρήνα. Όταν το φορτισμένο σωματίδιο εκπέμπεται, το φορτίο του πυρήνα επίσης αλλάζει, πράγμα που σημαίνει ότι σχηματίζεται ένα νέο χημικό.
Τα σωματίδια που αποτελούν το ραδιενεργόακτινοβολία συμπεριφέρονται ως εξής. Ένα σιτάρι που πετάει μακριά από τον πυρήνα βυθίζεται με μεγάλη ταχύτητα μπροστά. Στο δρόμο του, μπορεί να καταρρεύσει στο κέλυφος ενός άλλου ατόμου και με τον ίδιο τρόπο να χτυπήσει ένα ηλεκτρόνιο από αυτό. Όπως ήδη αναφέρθηκε, ένα τέτοιο άτομο θα μετατραπεί σε φορτισμένο ιόν. Ωστόσο, στην περίπτωση αυτή η ουσία παραμένει η ίδια, καθώς ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα παραμένει αμετάβλητος.
Χαρακτηριστικά της διαδικασίας ραδιενεργού αποσύνθεσης
Η γνώση των αναφερόμενων διαδικασιών μας επιτρέπει να εκτιμήσουμετότε πόση ραδιενεργή αποσύνθεση συμβαίνει. Η τιμή αυτή μετράται σε μπεκερέλες. Για παράδειγμα, αν μια αποσύνθεση λαμβάνει χώρα σε ένα δευτερόλεπτο, τότε λένε: "Η δραστηριότητα ισοτόπων είναι 1 becquerel". Μόλις, αντί αυτής της μονάδας, χρησιμοποιήθηκε μια μονάδα που ονομάζεται curie. Ήταν ίσο με 37 δισεκατομμύρια becquerels. Είναι απαραίτητο να συγκριθεί η δραστηριότητα της ίδιας ποσότητας ουσίας. Η δραστηριότητα μιας συγκεκριμένης μονάδας μάζας ισοτόπων ονομάζεται ειδική δραστηριότητα. Η ποσότητα αυτή είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τον χρόνο ημίσειας ζωής ενός ή του άλλου ισότοπου.
Χαρακτηριστικά των ραδιενεργών εκπομπών. Οι πηγές τους
Η ιονίζουσα ακτινοβολία δεν μπορεί να συμβείΜόνο στην περίπτωση της ραδιενεργού διάσπασης. Χρησιμεύσει ως πηγή για το ραδιενεργό ακτινοβολία μπορεί: αντίδραση σχάσης (πηγαίνοντας στο έκρηξη ή το εσωτερικό του πυρηνικού αντιδραστήρα), η σύνθεση των λεγόμενων φως πυρήνων (παρουσιάζεται στην ηλιακή επιφάνεια, το άλλο αστέρι, και σε μια βόμβα υδρογόνου), και διάφορες επιταχυντές σωματιδίων. Όλες αυτές οι πηγές ακτινοβολίας ένα πράγμα από κοινού - ένα ισχυρό ενεργειακό επίπεδο.
Ποια σωματίδια είναι μέρος του τύπου άλφα α ραδιενεργού ακτινοβολίας;
Διαφορές μεταξύ των τριών τύπων ιοντίζουσας ακτινοβολίας- άλφα, βήτα και γάμμα - είναι στη φύση τους. Όταν ανακαλύφθηκαν οι εν λόγω ακτινοβολίες, κανείς δεν είχε την παραμικρή ιδέα ότι μπορούν να εκπροσωπούν. Ως εκ τούτου, είναι απλά ονομάζεται το ελληνικό αλφάβητο.
Όπως υποδηλώνει και το όνομά τους, οι άλφα ακτίνες ήτανανοίξτε πρώτα. Ήταν μέρος της ραδιενεργού ακτινοβολίας στην αποσύνθεση βαρέων ισοτόπων, όπως το ουράνιο ή το θόριο. Η φύση τους καθορίστηκε μετά από μια πάροδο του χρόνου. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η άλφα ακτινοβολία είναι αρκετά βαριά. Στην ατμόσφαιρα, δεν μπορεί να ξεπεράσει ούτε μερικά εκατοστά. Αποδείχθηκε ότι οι πυρήνες ατόμων ηλίου μπορούν να συμπεριληφθούν στη σύνθεση της ραδιενεργού ακτινοβολίας. Αυτό ισχύει για την ακτινοβολία άλφα.
Η κύρια πηγή του είναι ραδιενεργόςισότοπα. Με άλλα λόγια, αντιπροσωπεύει θετικά φορτισμένα "σύνολα" δύο πρωτονίων και τον ίδιο αριθμό νετρονίων. Σε αυτή την περίπτωση, λέγεται ότι περιλαμβάνει και τη σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας ασωματίδια ή σωματίδια άλφα. Δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια σχηματίζουν τον πυρήνα του ηλίου, το οποίο είναι χαρακτηριστικό της άλφα ακτινοβολίας. Για πρώτη φορά στην ανθρωπότητα μια τέτοια αντίδραση ήταν σε θέση να πάρει τον Ε. Rutherford, ο οποίος ασχολήθηκε με τον μετασχηματισμό πυρήνων αζώτου σε πυρήνες οξυγόνου.
Η βήτα-ακτινοβολία, που ανακαλύφθηκε αργότερα, αλλά όχι λιγότερο επικίνδυνη
Τότε αποδείχθηκε ότι το ραδιενεργόη ακτινοβολία μπορεί να περιλαμβάνει όχι μόνο τους πυρήνες του ηλίου, αλλά και τα συνηθισμένα ηλεκτρόνια. Αυτό ισχύει για τη βήτα ακτινοβολία - αποτελείται από ηλεκτρόνια. Αλλά η ταχύτητά τους είναι πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα της άλφα ακτινοβολίας. Αυτός ο τύπος ακτινοβολίας έχει επίσης μικρότερο φορτίο από την ακτινοβολία άλφα. Από το γονικό άτομο, τα σωματίδια βήτα "κληρονομούν" ένα διαφορετικό φορτίο και μια διαφορετική ταχύτητα.
Μπορεί να φθάσει από 100 χιλιάδες. km / sec μέχρι την ταχύτητα του φωτός. Αλλά στην ύπαιθρο, η βήτα ακτινοβολία μπορεί να εξαπλωθεί λίγα μέτρα. Η ικανότητα διείσδυσης είναι πολύ μικρή. Οι ακτίνες βήτα δεν μπορούν να ξεπεράσουν το χαρτί, το πανί, το λεπτό μεταλλικό φύλλο. Διαπερνούν μόνο αυτό το θέμα. Ωστόσο, η ακτινοβόληση χωρίς προστασία μπορεί να οδηγήσει σε κάψιμο του δέρματος ή του ματιού, όπως συμβαίνει με τις υπεριώδεις ακτίνες.
Αρνητικά φορτισμένα βήτα σωματίδια είναιτο όνομα των ηλεκτρονίων και τα θετικά φορτισμένα ονομάζονται ποζιτρόνια. Ένας μεγάλος αριθμός βήτα ακτινοβολίας είναι πολύ επικίνδυνο για τον άνθρωπο και μπορεί να οδηγήσει σε ασθένεια ακτινοβολίας. Πολύ πιο επικίνδυνο μπορεί να είναι η κατάποση ραδιονουκλεϊδίων.
Ακτινοβολία γάμμα: σύνθεση και ιδιότητες
Στη συνέχεια, ανακαλύφθηκε η ακτινοβολία γάμμα. Σε αυτή την περίπτωση, αποδείχθηκε ότι η σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας μπορεί να περιλαμβάνει φωτόνια με ένα ορισμένο μήκος κύματος. Η ακτινοβολία γάμμα είναι παρόμοια με τις υπεριώδεις ακτίνες του ραδιοκυμάτων. Με άλλα λόγια, αντιπροσωπεύει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά η ενέργεια των φωτονίων που εισέρχονται σε αυτήν είναι πολύ υψηλή.
Αυτός ο τύπος ακτινοβολίας είναι εξαιρετικά υψηλόςτην ικανότητα να διεισδύσει σε οποιαδήποτε εμπόδια. Όσο πιο πυκνό είναι το υλικό στην πορεία αυτής της ιονίζουσας ακτινοβολίας, τόσο καλύτερα μπορεί να συγκρατήσει επικίνδυνες ακτίνες γάμμα. Για το ρόλο αυτό, συχνά επιλέγεται μόλυβδος ή σκυρόδεμα. Στην ύπαιθρο, η ακτινοβολία γάμμα μπορεί εύκολα να ξεπεράσει εκατοντάδες και χιλιάδες χιλιόμετρα. Εάν επηρεάζει ένα άτομο, οδηγεί σε βλάβη του δέρματος και των εσωτερικών οργάνων. Με τις ιδιότητές του, η ακτινοβολία γάμμα μπορεί να συγκριθεί με την ακτινογραφία. Αλλά διαφέρουν ως προς την προέλευσή τους. Μετά από όλα, οι ακτίνες Χ λαμβάνονται μόνο υπό τεχνητές συνθήκες.
Ποια ακτινοβολία είναι η πιο επικίνδυνη;
Πολλοί από αυτούς που έχουν ήδη μελετήσει ποιες ακτίνες περιλαμβάνονταιστη σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας, είναι πεπεισμένοι για τους κινδύνους των ακτίνων γάμμα. Μετά από όλα, μπορούν εύκολα να ξεπεράσουν πολλά χιλιόμετρα, καταστρέφοντας τη ζωή των ανθρώπων και οδηγώντας σε μια φοβερή ασθένεια ακτινοβολίας. Προκειμένου να προστατευθούν από τις ακτίνες γάμμα, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες περιβάλλονται από τεράστιους τοίχους από σκυρόδεμα. Μικρά τεμάχια ισοτόπων τοποθετούνται πάντοτε σε δοχεία από μόλυβδο. Ωστόσο, ο κύριος κίνδυνος για ένα άτομο είναι η δόση ακτινοβολίας.
Η δόση είναι το ποσό που είναι συνήθωςυπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη το σωματικό βάρος ενός ατόμου. Για παράδειγμα, για έναν μόνο ασθενή, θα είναι κατάλληλη μια δόση των 2 mg. Για μια άλλη, η ίδια δόση μπορεί να έχει δυσμενή επίδραση. Η δόση της ραδιενεργής ακτινοβολίας αξιολογείται επίσης. Ο κίνδυνος καθορίζεται από την απορροφούμενη δόση. Για να το προσδιορίσετε, μετρήστε πρώτα την ποσότητα της ακτινοβολίας που απορροφήθηκε από το σώμα. Και τότε η ποσότητα αυτή συγκρίνεται με το σωματικό βάρος.
Η δόση της ακτινοβολίας είναι το κριτήριο του κινδύνου
Διαφορετικοί τύποι ακτινοβολίας μπορούν να διαφέρουνβλάβη στους ζώντες οργανισμούς. Ως εκ τούτου, είναι αδύνατο να συγχέεται η διεισδυτική ισχύς διαφόρων τύπων ραδιενεργών ακτινοβολιών και η βλαπτική τους επίδραση. Για παράδειγμα, όταν ένα άτομο δεν μπορεί να προστατευθεί από την ακτινοβολία, η ακτινοβολία άλφα είναι πολύ πιο επικίνδυνη από τις ακτίνες γάμμα. Εξάλλου, η σύνθεσή του περιλαμβάνει βαριούς πυρήνες υδρογόνου. Και ένας τύπος όπως η ακτινοβολία άλφα δείχνει τον κίνδυνο του μόνο όταν εισέρχεται στο σώμα. Στη συνέχεια λαμβάνει χώρα εσωτερική ακτινοβολία.
Έτσι, στη σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας μπορείυπάρχουν τρεις τύποι σωματιδίων: είναι πυρήνες ηλίου, συνηθισμένα ηλεκτρόνια και επίσης φωτόνια με ορισμένο μήκος κύματος. Ο κίνδυνος αυτού ή του τύπου ακτινοβολίας καθορίζεται από τη δόση του. Η προέλευση αυτών των ακτίνων δεν έχει σημασία. Για έναν ζωντανό οργανισμό, δεν υπάρχει καμία απολύτως διαφορά, από την οποία έχει συσσωρευτεί η ακτινοβολία: είτε πρόκειται για μια μηχανή ακτίνων Χ, για τον Ήλιο, για έναν ατομικό σταθμό, για ένα λουτρό ραδονίου ή για μια έκρηξη. Το πιο σημαντικό, πόσα επικίνδυνα σωματίδια απορροφήθηκαν.
Από πού προέρχεται η ατομική ακτινοβολία;
Μαζί με το φυσικό φόντο ακτινοβολίαςανθρώπινος πολιτισμός είναι αναγκασμένος να υφίσταται μεταξύ πολλών τεχνητά γίνει επικίνδυνη πηγές ιονίζουσας ακτινοβολίας. Τις περισσότερες φορές είναι το αποτέλεσμα μιας τρομερό ατύχημα. Για παράδειγμα, μια καταστροφή στο πυρηνικό εργοστάσιο «Φουκουσίμα-1» στο Σεπτέμβρη του 2013 οδήγησε σε διαρροή ραδιενεργού νερού. Ως αποτέλεσμα, η περιεκτικότητα του στροντίου και του καισίου ισότοπα στο περιβάλλον έχει αυξηθεί σημαντικά.
