Среда , 28 июля 2021
Главная / Разное / Радиация и радиоактивность: Что такое радиация и ионизирующее излучение?

Радиация и радиоактивность: Что такое радиация и ионизирующее излучение?

Содержание

Радиация — Что такое Радиация?

Радиация — совокупность разновидностей ионизирующих излучений, т. е. микрочастиц и физических полей, способных ионизировать вещество.

По сочетанию таких свойств, как состав, энергия и проникающая способность, выделяют следующие виды ионизирующего излучения:

  • излучение альфа-частиц – обладает сильной ионизацией – это достаточно тяжелые ядра гелия с положительным зарядом;
  • излучение бета-частиц – это поток заряженных электронов, по проникающей способности значительно превосходит альфа-частицы;
  • гамма-излучение – похоже на видимый световой поток, а по своей природе – это короткие волны электромагнитного излучения, способные проникать в окружающие предметы;
  • рентгеновское излучение – электромагнитные волны с меньшей энергией, чем гамма-излучение. Солнце – естественный и не менее мощный источник рентгеновских лучей, но слои атмосферы обеспечивают защиту от солнечного излучения;
  • нейтроны – электрически нейтральные частицы, которые возникают около работающих атомных реакторов. Доступ на такую территорию всегда ограничен.
В качестве мощного источника излучения, опасного для здоровья и жизни человека, может выступать совершенно любой радиоактивный предмет или вещество.
И в сравнении со многими другими возможными опасностями радиацию невозможно почувствовать и увидеть.
Определить ее уровень можно только специальными приборами.

Влияние радиационного излучения на здоровье человека зависит от его конкретного вида, периода времени и частоты воздействия.
Гамма-излучение для человека считается самым опасным.
Альфа-излучение, хотя и обладает малой проникающей способностью, опасно в случае попадания альфа-частиц непосредственно в организм человека (в легкие или пищеварительную систему).
При излучении бета-частиц необходимо защитить кожные покровы человека и не допустить их попадания внутрь.
При работе с рентгеновским оборудованием необходимо соблюдать меры защиты, поскольку излучение от него является мутагенным фактором, что приводит к мутации генов – изменению генетического материала клетки.

Все перечисленные виды радиационного излучения могут вызывать у человека:

  • серьезные заболевания – лейкоз, рак (легких, щитовидной железы),
  • инфекционные осложнения, нарушение обмена веществ, катаракту,
  • генетические нарушения (мутации), врожденные пороки,
  • выкидыши и бесплодие.

Радиоактивность вокруг нас: естественная и искусственная радиоактивность

Когда мы слышим слово «радиация», то сразу представляем себе атомные электростанции, оружие массового поражение или радиоактивные отходы. Однако, это однобокое видение. Радиация, как правило, незаметна, и встречается она везде. Вопрос только в каких количествах? В целом, все источники радиации на планете можно разделить на естественные (космическое излучение, газы, радиоизотопы) и искусственные (причиной появления которых стал человек).

Естественная радиоактивность


Естественная радиация была всегда: до появления человека, и даже нашей планеты. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и животные. В зависимости от региона планеты уровень естественной радиоактивности может колебаться от 5 до 20 микрорентген в час. По сложившемуся мнению, такой уровень радиации не опасен для человека и животных, хотя эта точка зрения неоднозначна, так как многие ученые утверждают, что радиация даже в малых дозах приводит к раку и мутациям. Правда, в связи с тем, что повлиять на естественный уровень радиации мы практически не можем, нужно стараться максимально оградить себя от факторов, приводящих к значительному превышению допустимых значений.

Откуда же берется естественная радиоактивность? Существует три основных источника:

1. Космическое излучение и солнечная радиация — это источники колоссальной мощности, которые в мгновение ока могут уничтожить и Землю, и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный защитник — атмосфера. Впрочем, интенсивная человеческая деятельность приводит к появлению озоновых дыр и истончению естественной оболочки, поэтому в любом случае следует избегать воздействия прямых солнечных лучей. Интенсивность влияния космического излучения зависит от высоты над уровнем моря и широты. Чем выше Вы над Землей, тем интенсивнее космическое излучение, с каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.


Вспышки на солнце — один из источников «естественного» радиационного фона.

Ученые отмечают, что именно с проявлением космической радиации связаны частые случаи бесплодия у стюардесс, которые основное рабочее время проводят на высоте более десяти тысяч метров. Впрочем, обычным гражданам, не увлекающимися частыми перелетами, волноваться о космическом излучении не стоит.


Уровень радиации в салоне самолета на высоте 10 000 метров превышает естественный в 10 раз.

2. Излучение земной коры. Помимо космического излучения радиоактивна и сама наша планета. В её поверхности содержится много минералов, хранящих следы радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т.п. Сами по себе они представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания. Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности. Таким образом, хоть здание и может в значительной мере уберечь нас от космического излучения, но естественный фон легко превышается от использования опасных материалов. Уберечься от таких «сюрпризов» можно, только используя дозиметры. По мнению специалистов www.dozimetr.biz, это единственный способ померить уровень радиации в бытовых условиях и не приобретать опасные с радиационной точки зрения материалы.


Соотношение естественных источников радиации.

3. Радон

— это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха. Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче полезных ископаемых или через трещины в земной коре.


Источники попадания радона в дома и квартиры.

Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин), или же просто просачивается через микротрещины почвы, накапливаясь в подвалах и на нижних этажах. Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз.


Накопление радона в разных комнатах.

Искусственная радиоактивность

В отличие от естественных источников радиации, искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят ядерное оружие, промышленные отходы, АЭС,  медицинское оборудование, предметы старины, вывезенные из «запретных» зон после аварии Чернобыльской АЭС, некоторые драгоценные камни.


Источники попадания радиации в организм человека.

Радиация может попадать в наш организм как угодно, часто виной этому становятся предметы, не вызывающие у нас никаких подозрений. Единственный способ обезопасить себя — купить дозиметр радиации. Этот миниатюрный прибор окажет Вам неоценимую услугу: Вы всегда сможете самостоятельно контролировать безопасность членов своей семьи, не доверяя «уловкам» продавцов стройматериалов, антиквариата или торговцам на рынке, ручающимся за безопасное происхождение и экологическую чистоту своего товара. Мы сами ответственны за свою жизнь и здоровье. Защитите себя от радиации!


Источники радиоактивного облучения среднестатистического россиянина за год.

Радиация бывает разной. Откуда она берется и нужно ли пить алкоголь после флюорографии?

Радиация бывает разная

Радиацией ученые называют разные вещи, среди которых та самая, рукотворная и смертоносная, не столь уж заметна. В широком смысле радиация — это любое излучение, включая почти безобидный солнечный свет. Например, метеорологи употребляют термин «солнечная радиация» для оценки количества тепла, которое получает поверхность нашей планеты.

Часто радиацию отождествляют с ионизирующим излучением, то есть лучами или частицами, способными оторвать от атомов и молекул электроны. Именно ионизирующее излучение повреждает живые клетки, вызывает поломки ДНК. Это

та самая радиация, но она далеко не всегда рукотворна.

Если излучение не ионизирующее, оно все равно может быть вредным. Как гласит поговорка астрономов, посмотреть на Солнце в телескоп без фильтра можно всего два раза: правым и левым глазом. Тепловое излучение вызывает ожоги, а пагубный эффект СВЧ известен всем, кто неправильно рассчитывал время пребывания еды в микроволновке.

Ионизирующее излучение — тоже

Ионизирующее излучение бывает разных видов. Это гамма- и рентгеновские лучи (электромагнитные волны), бета-частицы (электроны и их античастицы, позитроны), альфа-частицы (ядра атомов гелия), нейтроны и просто осколки ядер, летящие с огромной скоростью, достаточной для ионизации вещества.

Некоторые виды радиации (далее в тексте она будет синонимом «ионизирующего излучения») — альфа-частицы, к примеру — задерживает фольга или даже бумага. Другие, нейтроны, поглощаются веществами, богатыми атомами водорода: водой или парафином. А для защиты от гамма-лучей и рентгена оптимален свинец. Поэтому ядерные реакторы защищают многослойной оболочкой, которая рассчитана на разные виды излучения.

Источников радиации много

Большая часть ионизирующего излучения возникает при распаде ядер нестабильных (радиоактивных) атомов. Второй источник — реакции уже не распада, а слияния атомов, термоядерные. Они идут в недрах звезд, включая Солнце. За пределами атмосферы Земли и ее магнитного поля солнечное излучение включает в себя не только свет и тепло, но также рентгеновские лучи, жесткий ультрафиолет и разогнанные до внушительной скорости протоны.

На эту тему

Протоны наиболее опасны для оказавшихся в дальнем космосе. В год повышенной солнечной активности попадание под пучок протонов даст смертельную дозу облучения за считаные минуты. Это примерно соответствует фону вблизи разрушенного реактора Чернобыльской АЭС.

Рентгеновские лучи возникают при движении электронов с ускорением, поэтому их, в отличие от всего остального, можно включить и выключить, направив пучок электронов на металлическую пластинку или заставив тот же пучок колебаться в электромагнитном поле.

Земля и даже бананы радиоактивны

Наша планета тоже радиоактивна. Горные породы, включая гранит и уголь, содержат уран, торий и испускают газ радон (если дом построен на скальных породах и плохо проветривается, то из-за радона у жителей повышается риск заболеть раком легких). Часть вреда от курения связана с полонием-210 в табачном дыме, крайне активным и потому опасным изотопом. Да что там табак — если съесть обычный банан, то каждую секунду в организме будет проходить 15 реакций распада калия-40.

Впрочем, есть бананы не опасно, а уран в граните, радон в воздухе, калий и радиоуглерод в еде, космические лучи — все это составляющие естественного радиационного фона. Природа нашла, как в нем существовать, и та же ДНК имеет мощнейшие механизмы починки.  

Народные средства не помогают от радиации

Известны народные средства, которые якобы помогают «вывести радиацию из организма»: йод и алкоголь. На самом деле йод применяют только в одном случае: когда произошел выброс йода-131, короткоживущего изотопа, который вырабатывается в ядерных реакторах. Препараты с обычным йодом замедляют усвоение радиоактивного. А людям с неправильно работающей щитовидной железой избыток йода может навредить.

Что же касается алкоголя, то достаточно сказать, что в найденных нами протоколах профилактики лучевых поражений он не упоминается вовсе. Да, если послушать армейские байки, спирт работает как лекарство вообще от всего, но в армейских байках иногда и крокодилы летают. Не стоит смешивать фольклористику с биохимией и радиобиологией. Препараты, которые способствуют выводу радионуклидов, существуют, но у них столько побочных эффектов и ограничений, что мы про них специально не будем говорить.

На источник излучения изредка можно наткнуться

Возможно, эти мифы живучи потому, что облучиться можно не только рядом со сломавшимся ядерным реактором или в кабинете врача. Источники излучения иногда забывали в списанных приборах для поиска скрытых дефектов, были зафиксированы случаи потери медицинских источников, а несколько лет назад школьник из Москвы купил на радиорынке рентгеновскую трубку, подключил ее дома и заработал лучевой ожог руки. В Южной Америке случилась еще более вопиющая история. В больнице был потерян светящийся радиоактивный порошок, который местные дети нашли и использовали в качестве грима. Вечеринка закончилась грустно.

Чтобы такого избежать, нужно просто не тащить в дом неизвестные предметы и не разбирать их на части. В конце концов, что такого необходимого для хозяйства можно найти в подвале больницы? А если вы считаете себя опытным исследователем заброшенных пространств, то наверняка слышали, что приличный сталкер оставляет после себя объект в том же виде, в котором застал.

Микроволновки и смартфоны не вредят

Микроволновые печи и смартфоны — источники не той радиации. Энергии микроволн недостаточно для того, чтобы оторвать электроны от ядер атомов. Медики и биологи спорят о том, как СВЧ-излучение в малых дозах может влиять на человеческий организм, но пока результаты скорее обнадеживающие: сопоставление целого ряда разных масштабных исследований указывает на то, что связи между телефонами и злокачественными опухолями нет.

На эту тему

Еще осталось поверье о старых мониторах с электронно-лучевыми трубками (не плоских, как сейчас, а выпуклых). Такие мониторы действительно испускали рентгеновские лучи, но стекло блокировало их достаточно, чтобы человек оставался в безопасности. Другое поверье гласило, что от радиации защищает кактус. Но даже если допустить, что экран и вправду испускает ионизирующее излучение, как кактус, который даже не закрывает дисплей целиком, способен помочь?

Гипотетически пострадать мог кот, улегшись сверху: излучение выходило преимущественно сзади, а не через экран. Если вы не кот и у вас не было привычки греться на мониторе, то лучами от компьютерного дисплея можно было пренебречь. Кстати, считается, что животные могут чувствовать радиацию. Это не совсем так. Ионизирующее излучение при достаточной мощности расщепляет молекулы кислорода в воздухе. В результате появляется специфический запах озона. Некоторые животные с очень чувствительным обонянием могут уловить этот запах, но не саму радиацию.

Радиация ломает технику

Радиация вредна не только для людей и животных. Микросхемы на аппаратах в межпланетном пространстве, где много космических лучей, приходится специально адаптировать для работы в условиях повышенного радиационного фона. Именно из-за этого производительность процессора, скажем, на марсоходе или юпитерианском зонде Juno весьма скромна по земным меркам: за устойчивость к облучению конструкторы расплачиваются габаритами и скоростью работы.

Алексей Тимошенко

Самостоятельная защита от радиации | Information for Individuals with Limited English Proficiency

Радиоактивное излучение является частью нашей жизни. Вокруг нас постоянно присутствует фоновая радиация, излучаемая в основном природными минералами. К счастью, ситуации, в которых среднестатистический индивид подвергается воздействию неконтролируемых источников радиации, превышающей фоновую, очень редки. Тем не менее, целесообразно подготовиться и знать, как действовать в случае подобной ситуации.

Лучший способ подготовиться — это понять принципы защиты от радиации с помощью времени, расстояния и экранирования. Во время радиологической аварийной ситуации (большого выброса радиоактивных веществ в окружающую среду) мы можем воспользоваться этими принципами для самозащиты и защиты своих семей.

Содержание страницы:


Время, расстояние и экранирование

Время, расстояние и экранирование снижают воздействие радиации примерно так же, как они защищают вас от чрезмерного солнечного воздействия:

  • Время: для тех, кто подвергается дополнительному воздействию радиоактивного излучения помимо естественной фоновой радиации, ограничение или сокращение времени воздействия снижает дозу радиации.
  • Расстояние: точно так же, как тепло от огня ослабевает по мере того, как вы отдаляетесь от него, доза радиации значительно снижается по мере увеличения расстояния от источника излучения.
  • Экранирование: барьеры из свинца, бетона или воды обеспечивают защиту от проникающих гамма-лучей и рентгеновского излучения. По этой причине некоторые радиоактивные вещества хранятся под водой или в облицованных бетоном или свинцом помещениях, а стоматологи кладут свинцовое одеяло на пациентов, делая рентгеновские снимки зубов. Следовательно, установка надежного экрана между вами и источником радиоактивного излучения значительно снизит или устранит получаемую дозу облучения.

Верх страницы

Радиационные аварийные ситуации

На практике было подтверждено, что при крупномасштабном выбросе радиации, например, вследствие аварии на атомной электростанции или в результате террористического акта, нижеследующие рекомендации обеспечивают максимальную защиту.

В случае радиационной аварии, вы можете принять следующие меры для защиты себя, своих близких и ваших домашних животных: Зайди в укрытие, Оставайся в укрытии и Будь на связи. Выполняйте рекомендации аварийной бригады и представителей спасательных служб.

Зайди в укрытие

В случае радиационной опасности вас могут попросить войти в помещение и укрыться там на некоторое время.

  • Данное действие называется «Обеспечение локального убежища». 
  • Находитесь в центре здания или подвала, подальше от дверей и окон.
  • Возьмите с собой в укрытие домашних животных.  

Оставайся в укрытии

Здания способны обеспечить ощутимую защиту от радиоактивного излучения. Чем больше стен между вами и внешним миром, тем больше барьеров между вами и радиоактивным веществом снаружи. Своевременное укрытие в помещениях и пребывание в них после радиологического инцидента способно ограничить воздействие радиации и, возможно, спасет вам жизнь.

  • Закройте окна и двери.
  • Примите душ или протрите открытые части тела влажной тканью.
  • Пейте бутилированную воду и принимайте пищу из герметично закрывающейся тары.

Будь на связи

Сотрудники экстренных служб обучены реагировать на аварийные ситуации и будут принимать конкретные меры для обеспечения безопасности людей. Оповещение может осуществляться через социальные сети, системы экстренного оповещения, телевидение или радио.

  • Получайте оперативную информацию с помощью радио, телевидения, интернета, мобильных устройств и т. д.
  • Сотрудники экстренных служб предоставят информацию о том, куда следует обратиться для проверки на радиоактивное заражение.

Если вы обнаружили источник радиоактивного излучения или соприкасались с ним, свяжитесь с ближайшим к вам государственным управлением радиационного контроля [вы покидаете сайт EPA].

Верх страницы

Куда обращаться в случае радиационной аварийной ситуации

Переместитесь в подвальное помещение или в центр прочного здания. Радиоактивное вещество оседает снаружи зданий, поэтому лучше всего держаться как можно дальше от стен и крыши. Оставайтесь внутри здания по крайней мере в течение суток, пока сотрудники аварийно-спасательной службы не оповестят вас о том, что выходить наружу безопасно.

Верх страницы

Подготовка к радиационной аварийной ситуации

На случай любой чрезвычайной ситуации важно иметь действующий план, для того, чтобы вы и ваша семья знали, как реагировать при возникновении реальной чрезвычайной ситуации. Чтобы подготовить себя и свою семью, уже сейчас выполните следующие этапы:

  • Защитите себя: в случае возникновения радиационной аварийной ситуации, зайдите в укрытие, оставайтесь в укрытии и будьте на связи. Повторяйте эту рекомендацию членам вашей семьи в период отсутствия чрезвычайных ситуаций, чтобы они знали, как действовать в случае радиационной аварии.
  • Составьте семейный план связи в экстренных случаях: поделитесь семейным планом связи с вашими близкими и отрабатывайте его, чтобы ваша семья знала, как реагировать в чрезвычайной ситуации. Для получения дополнительной информации о создании плана, включая шаблоны, посетите раздел «Make a Plan» на сайте Ready.gov/plan (на английском языке).
  • Соберите комплект на случай чрезвычайных ситуаций: Данный комплект может использоваться в любой чрезвычайной ситуации и включает в себя нескоропортящиеся продукты питания, радио с питанием от батареек или генератора с ручным приводом, воду, фонарик, батарейки, средства первой медицинской помощи и копии важных для вас документов, если вам предстоит эвакуация. Для получения дополнительной информации о том, что входит в комплект, см. раздел «Basic Disaster Supplies Kit» на сайте Ready.gov/kit (на английском языке).
  • Ознакомьтесь с планом действий при радиационных чрезвычайных ситуациях в вашей общине: проконсультируйтесь с местными должностными лицами, со школой вашего ребенка, по месту вашей работы и т.д., чтобы выяснить, насколько они готовы к радиологической чрезвычайной ситуации.
  • Ознакомьтесь с Системой сигнализации и оповещения населения о возникновении аварийных ситуаций: Эта система будет использоваться для оповещения населения в случае возникновения радиологического инцидента. Во многих общинах для экстренных уведомлений есть системы оповещения текстовыми сообщениями или электронной почтой. Чтобы узнать, какие оповещения доступны в вашем регионе, введите в Интернете в строке поиска название вашего поселка, города или округа и слово «оповещение» (“alerts”).
  • Определите достоверные источники информации: уже сейчас определите для себя надежные источники информации и вернитесь к этим источникам в случае возникновения чрезвычайной ситуации для получения сообщений и инструкций. К сожалению, из прошлых бедствий и чрезвычайных ситуаций, мы знаем, что немногочисленные группы лиц могут воспользоваться возможностью распространять ложную информацию.

Верх страницы

Йодид калия (KI)

Не принимайте йодид калия (KI) и не давайте его другим, за исключением случаев, когда это специально рекомендовано отделом здравоохранения, сотрудниками спасательных служб или вашим врачом.

КI предписывается только в случаях попадания в окружающую среду радиоактивного йода и защищает только щитовидную железу. КI работает путем заполнения щитовидной железы человека стабильным йодом, тогда как вредный радиоактивный йод из выброса не поглощается, тем самым снижая риск развития рака щитовидной железы в будущем.

Ниже приведены вопросы и ответы со страницы Йодистый калий (KI) на веб-сайте Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) (на английском).

Что такое йодид калия?

KI (йодид калия) не удерживает радиоактивный йод от попадания в организм и не способен устранить последствия для здоровья, вызванные радиоактивным йодом при повреждения щитовидной железы.

KI (йодид калия) защищает от радиоактивного йода только щитовидную железу, но не другие части тела.

KI (йодид калия) не способен защитить организм от других радиоактивных элементов, кроме радиоактивного йода— при отсутствии радиоактивного йода прием KI не обеспечивает защиту и может нанести вред.

Поваренная соль и продукты, богатые йодом, не содержат достаточного количества йода, необходимого для предотвращения попадания радиоактивного йода в щитовидную железу. Не используйте поваренную соль или продукты питания в качестве замены KI.

Как работает KI (йодид калия)?

Щитовидная железа не способна отличать стабильный йод от радиоактивного. Она абсорбирует оба вида йода.

KI (йодид калия) предотвращает попадание радиоактивного йода в щитовидную железу. Когда человек принимает KI, стабильный йод в препарате поглощается щитовидной железой. Поскольку KI содержит очень много стабильного йода, щитовидная железа «переполняется» и более не может абсорбировать йод—ни стабильный, ни радиоактивный— на ближайшие 24 часа.

KI (йодид калия) не может обеспечить 100% защиты от радиоактивного йода. Защищенность будет возрастать в зависимости от трех факторов.

  • Время после радиоактивного заражения: чем скорее человек примет KI, тем больше времени будет у щитовидной железы, чтобы «заправиться» стабильным йодом.
  • Абсорбция: количество стабильного йода, который попадает в щитовидную железу, зависит от того, как быстро KI всасывается в кровь.
  • Доза радиоактивного йода: сведение к минимуму общего количества радиоактивного йода, полученного человеком, снижает количество вредного радиоактивного йода, который поглощается щитовидной железой.

Как часто следует принимать KI (йодид калия)?

Прием более сильной дозы KI (йодида калия) или же прием KI чаще, чем рекомендуется, не обеспечивает большей защиты и может вызвать тяжелую болезнь или смерть.

Разовая доза KI (йодида калия) защищает щитовидную железу в течение 24 часов. Для защиты щитовидной железы, как правило, вполне достаточно одноразовой дозы в установленных размерах.

В некоторых случаях люди могут подвергаться воздействию радиоактивного йода более суток. Если это случится, сотрудники органов здравоохранения или спасательных служб могут порекомендовать вам принимать одну дозу KI (йодида калия) каждые 24 часа в течение нескольких дней.

Каковы побочные эффекты KI (йодида калия)?

Побочные эффекты KI (йодида калия) могут включать расстройство желудка или желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, сыпь и воспаление слюнных желез.

При приеме в соответствии с рекомендациями KI (йодид калия) изредка может оказать вредное воздействие на здоровье, связанное со щитовидной железой.

Эти редкие побочные эффекты более вероятны в тех случаях, если человек:

  • принимает дозу KI выше, чем рекомендуется
  • принимает препарат несколько дней подряд
  • уже имеет заболевание щитовидной железы

Новорожденные младенцы (в возрасте до 1 месяца), получающие более одной дозы KI (йодида калия), подвергаются риску развития состояния, известного как гипотиреоз (слишком низкий уровень гормонов щитовидной железы). при отсутствии лечения гипотиреоз может привести к повреждению головного мозга.

  • Младенцы, получающие более одной дозы KI, должны проходить проверку уровня гормонов щитовидной железы и находиться под наблюдением врача.
  • Избегайте повторного введения KI новорожденным.

Верх страницы

Виды радиоактивных излучений

Навигация по статье:

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.


Что такое радиация


Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют — ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация — это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация — это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Виды радиации

Альфа, бета и нейтронное излучение — это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение — это излучение энергии.




Альфа излучение

  • излучаются: два протона и два нейтрона
  • проникающая способность: низкая
  • облучение от источника: до 10 см
  • скорость излучения: 20 000 км/с
  • ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: высокое


Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение — это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.



Нейтронное излучение

  • излучаются: нейтроны
  • проникающая способность: высокая
  • облучение от источника: километры
  • скорость излучения: 40 000 км/с
  • ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение — это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.



Бета излучение

  • излучаются: электроны или позитроны
  • проникающая способность: средняя
  • облучение от источника: до 20 м
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: среднее


Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.



Гамма излучение

  • излучаются: энергия в виде фотонов
  • проникающая способность: высокая
  • облучение от источника: до сотен метров
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: низкое

Гамма (γ) излучение — это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения — это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.



Рентгеновское излучение

  • излучаются: энергия в виде фотонов
  • проникающая способность:высокая
  • облучение от источника: до сотен метров
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: низкое

Рентгеновское излучение — это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!




Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации


характеристика Вид радиации
Альфа излучение Нейтронное излучение Бета излучение Гамма излучение Рентгеновское излучение
излучаются два протона и два нейтрона нейтроны электроны или позитроны энергия в виде фотонов энергия в виде фотонов
проникающая способность низкая высокая средняя высокая высокая
облучение от источника до 10 см километры до 20 м сотни метров сотни метров
скорость излучения 20 000 км/с 40 000 км/с 300 000 км/с 300 000 км/с 300 000 км/с
ионизация, пар на 1 см пробега 30 000 от 3000 до 5000 от 40 до 150 от 3 до 5 от 3 до 5
биологическое действие радиации высокое высокое среднее низкое низкое

Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.


Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение) 1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) 1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ (нейтронное излучение) 5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ (нейтронное излучение) 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны > 20 МэВ (нейтронное излучение) 5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) 5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) 20

Чем выше «коэффициент k» тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.


Видео: Виды радиации


Как измеряют радиоактивность?

Радиоактивное излучение не воспринимается напрямую нашими органами чувств. Но его можно обнаружить и измерить по косвенным признакам.

Методы обнаружения основаны на том факте, что излучение оставляет след или задерживается в той материи, через которую проходит. Специальные приборы – детекторы, используемые сегодня, имеют разную физическую основу (газовые, сцинтилляционные, полупроводниковые счетчики), но они используют один и тот же принцип: переводят фотоны, электроны или альфа-частицы излучения, в электрический сигнал, чтобы рассчитать количество распадов или иными словами количество беккерелей.

Несмотря на то, что 1 беккерель – это чрезвычайно маленькая радиоактивность, измерительные приборы, которыми располагает человечество, в большинстве случаев достаточно чувствительны, чтобы обнаружить радиоактивность.

Радиоактивность можно измерить как в лаборатории, так и с помощью переносных аппаратов, предназначенных для регистрации конкретного типа излучения.

Единицы измерения радиоактивности
Беккерель, грей и зиверт – три единицы, в которых измеряют радиоактивность, ее энергию и ее воздействие соответственно.

Как уже упоминалось, активность в беккерелях (Бк) равна числу атомов, распадающихся за секунду (1 Бк соответствует распаду одного атома за секунду). Ранее для обозначения числа распадов использовалась единица кюри – соответствующая тридцати семи миллиардам распадов за секунду, названная в честь первооткрывателей радия — Пьера и Марии Кюри.

Грей (Гр) – единица измерения количества энергии, которое выделятся в веществе при воздействии излучения. 1 Гр соответствует тому, что вещество получило один джоуль энергии в расчете на один килограмм массы, и определяет поглощённую дозу. Ранее использовалась единица «рад».

Зиверт (Зв) – единица биологического воздействия на организм в зависимости от типа излучения. 1 зиверт – это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Эквивалентная доза, характеризующая биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением, измеряется в Зивертах. Прежде использовалась единица Бер, составляющая 1 сотую Зиверта.

Измеряемая величина Определение Единица измерения
Радиоактивность Количество распадов в секунду Беккерель (Бк)
Поглощенная доза Количество энергии, полученное материей от излучения Грей (Гр)
Эквивалентная доза Воздействие излучения на организм Зиверт (Зв)

Чем опасны утечки радиации для здоровья?

Автор фото, BBC World Service

Подпись к фото,

Пока специалисты полагают, что угроза здоровью японского населения невелика

Японские власти сообщили, что во вторник уровень радиации на атомной электростанции «Фукусима-1» на короткий промежуток времени поднялся до отметки, на которой он способен нанести вред здоровью людей.

Всем жителям населенных пунктов в радиусе 20 км от АЭС было предписано немедленно покинуть эту зону. Тем, кто живет на расстоянии от 20 до 30 км от станции, рекомендовали не выходить из дома и провести изоляцию жилищ, чтобы сократить риск попадания в них зараженного воздуха.

Специалисты говорят, что эти действия, если они предприняты незамедлительно, позволяют свести любое негативное воздействие на человеческий организм к минимуму.

Каковы первые последствия воздействия радиоактивного излучения на здоровье человека?

Дозы поглощенного облучения измеряется в греях (один грей равен одному джоулю энергии на один килограмм массы облученного вещества).

Доза облучения больше одного грея считается умеренной, однако уже при такой дозе проявляются симптомы лучевой болезни.

В первые часы после облучения часто начинаются тошнота и рвота, затем следует понос, головные боли и повышение температуры.

Эти явления через некоторое время исчезают, но в течение нескольких недель могут появиться новые и более серьезные симптомы.

При более высоких дозах облучения симптомы лучевой болезни могут проявиться сразу, наряду с множественными и потенциально смертельными поражениями внутренних органов.

Дозы радиации в 4 Гр смертельны для примерно половины здоровых взрослых людей.

Для сравнения, при лечении раковых опухолей радиотерапией пациенты получают несколько доз от 1 Гр до 7 Гр, однако при радиотерапии воздействие оказывается на строго ограниченные участки тела.

Различные ткани организма по-разному реагируют на радиоактивное излучение. Усредненное воздействие на биологические ткани измеряется в зивертах, один зиверт – это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию 1 Гр.

Как можно лечить лучевую болезнь?

В первую очередь необходимо ограничить возможность дальнейшего заражения, сняв одежду и обувь. После этого надо помыться с мылом.

Существуют препараты, которые повышают образование лейкоцитов; это помогает в борьбе с воздействием радиации на костный мозг и снижает риск возникновения инфекционных заболеваний в результате ослабления иммунной системы.

Кроме того, возможно применение лекарств для снижения воздействия радиации на внутренние органы человека.

Как радиация влияет на организм человека?

Автор фото, BBC World Service

Подпись к фото,

Важно не допустить к употреблению в пищу зараженные радиацией продукты

Радиоактивные материалы, подвергающиеся спонтанному распаду, испускают ионизирующее излучение, которое может нанести серьезный ущерб внутренним процессам в организме человека. В частности, нарушаются химические связи между молекулами, составляющими человеческую ткань.

Организм пытается восстановить эти связи, но зачастую масштаб ущерба не позволяет это сделать. Кроме того, в процессе естественного восстановления могут возникнуть ошибки.

Наиболее подвержены воздействию радиации клетки желудка и желудочно-кишечного тракта, а также клетки костного мозга, отвечающие за производство белых кровяных тел.

Ущерб организму зависит от уровня и продолжительности воздействия радиации.

Каков долговременный эффект воздействия радиации на организм?

Более всего возрастает риск заболевания раком. Обычно клетки организма просто отмирают, дойдя до своего предельного возраста. Однако когда клетки теряют это свойство и продолжают бесконтрольно размножаться, возникает раковое заболевание.

Здоровый организм обычно не дает клеткам дойти до такого состояния. Однако радиоактивное облучение нарушает эти процессы, резко повышая риск развития рака.

Воздействие радиации приводит также к необратимым изменениям – мутациям – генетического фонда, что, в свою очередь, может передаваться будущим поколениям, вызывая пороки и отклонения от нормального развития: уменьшение размеров мозга и головы, неправильное формирование глаз, задержки роста и трудности в обучении.

Подвержены ли дети большему риску?

Теоретически, да, так как в молодом организме активно продолжается процесс роста и размножения клеток. Соответственно, возрастает и возможность отклонений от нормы в случае нарушения нормальной работы клеток.

Автор фото, BBC World Service

Подпись к фото,

Для детей с их растущими организмами радиация представляет особую опасность

После чернобыльской катастрофы 1986 года, Всемирная организация здравоохранения зарегистрировала резкое увеличение случаев заболевания рака щитовидной железы у детей, которые проживали неподалеку от АЭС.

Причиной тому было выделение радиоактивного йода, который скапливается в щитовидной железе.

Насколько опасна ситуация, сложившаяся на АЭС Фукусима?

На самой АЭС было зарегистрировано ионизирующее излучение в 400 миллизиверт в час.

По мнению специалиста по облучению, профессора Манчестерского университета Ричарда Уэйкфорда, воздействие облучения такой мощности вряд ли может привести к развитию лучевой болезни. Для этого, по его словам, мощность облучения должна быть в два раза выше.

Однако даже такое облучение может стать причиной замедления образования лейкоцитов костным мозгом и на 2-4% повышает риск развития ракового заболевания. В среднем риск заболевания раком в Японии составляет 20-25%.

При этом профессор Уэйкфорд отмечает, что такому воздействию радиации подверглись лишь те, кто участвовал в аварийных работах на атомном реакторе. Кроме того, для снижения уровня облучения эти работники могли привлекаться к работам на АЭС лишь на краткий период времени.

Уровень облучения населения, включая и тех, кто живет недалеко от АЭС, был гораздо меньше.

Что могут сделать японские власти для снижения негативных последствий для здоровья людей?

Как полагает профессор Уэйкфорд, при быстрых и правильных действиях властей последствия облучения для населения могут быть минимальны.

Главной задачей, по мнению Уэйкфорда, должны стать эвакуация населения из близлежащих районов и недопущение употребления пищевых продуктов, подвергнувшихся воздействию радиации.

Для снижения риска накопления радиоактивного йода в щитовидной железе населению могут выдать таблетки с йодом.

Кроме того, диета японцев богата йодом, поэтому это также может способствовать борьбе с последствиями облучения.

Можно ли сравнить аварию на АЭС Фукусима с Чернобыльской катастрофой?

Как заявил профессор Джерри Томас, изучавший последствия чернобыльской аварии, вряд ли произошедшее в Японии сможет сравниться с Чернобылем.

«На Чернобыльской АЭС произошел взрыв, в результате которого был полностью разрушен реактор, и в окружающую среду попало огромное количество радиоактивных веществ», – говорит Джерри Томас.

Профессор Томас подчеркивает, что в основном последствия Чернобыльской аварии наблюдались у тех, кто проживал недалеко от АЭС и, главным образом, у детей.

разница между радиацией и радиоактивностью

В минувшие выходные произошла утечка цистерны с радиоактивным материалом из закрытого уранового рудника «Рейнджер» на Северной территории. Хотя это вызвало опасения по поводу здоровья окружающего национального парка Какаду, это также хороший шанс прояснить различия между «радиоактивностью» и «радиацией».

Радиоактивность и радиация часто используются как синонимы, но они описывают разные (но все же связанные) процессы.

Но прежде чем вдаваться в это различие, полезно понять, что такое атомы, и несколько понятий о том, как они себя ведут.

Атом — это самая маленькая частица, которую можно описать как химическое вещество. Более мелкие частицы не являются химическими веществами в том смысле, в каком колеса, ветровое стекло и сиденья не являются автомобилями — они являются их частями, но вам нужно несколько, чтобы создать единое целое.

В центре каждого атома находится ядро, содержащее некоторое количество протонов (положительно заряженных частиц).Число протонов определяет химический состав атома. Все ядра углерода содержат шесть протонов — это то, что определяет их как ядра углерода. Пять протонов будут атомом бора, семь протонов — атомом азота.

Ядро также содержит некоторое количество нейтронов (частица без заряда). Атомы одного и того же химического вещества могут иметь разное количество нейтронов. Около 99% атомов углерода имеют шесть нейтронов, при добавлении к шести протонам получается атомная масса 12.

Упрощенная схема атома, показывающая ядро ​​(содержащее протоны и нейтроны), окруженное вращающимися электронами.Wikimedia Commons

У некоторых атомов углерода больше или меньше нейтронов: семь нейтронов составляют углерод-13, а восемь — углерод-14. Ядра углерода-12 и углерода-13 стабильны, но углерод-14 радиоактивен и является основой радиоуглеродного датирования.

Атомы одного и того же химического вещества с разным числом нейтронов известны как изотопы.

Ядро окружают очень маленькие отрицательно заряженные частицы, называемые электронами. Они удерживаются на месте (называемые орбиталями) благодаря их притяжению к положительно заряженному ядру.Атом содержит столько же электронов, сколько протонов.

Добавление или удаление электрона из атома приводит к получению заряженной частицы, называемой ионом. Ионы могут по-разному реагировать на атомы. Атом хлора очень реактивен и опасен; хлорид-ион входит в состав поваренной соли. Это становится важным, когда мы будем говорить об ионизирующем излучении позже.

Итак, что такое радиоактивность?

Радиоактивность — это распад или перестройка ядра атома. Майкл Каппель

Радиоактивность — это термин, обозначающий распад (распад) или перестройку ядра атома.Распад происходит естественным образом и спонтанно на нестабильные ядра. Эта нестабильность обычно вызвана несоответствием количества протонов и нейтронов.

Радиоактивный распад может происходить несколькими способами, наиболее распространенными из которых являются:

  • спонтанное деление: также известное как «расщепление атома», когда ядро ​​распадается на две части
  • выброс нейтрона: нейтрон выбрасывается из ядра атома
  • альфа-распад: ядро ​​выпускает альфа-частицу (ядро гелия-4), состоящую из двух нейтронов и двух протонов
  • бета-распад: ядро ​​выбрасывает электрон (или позитрон).Примечание: это не то же самое, что электрон удаляется с орбиталей вокруг ядра
  • .
  • гамма-распад: протоны и нейтроны внутри ядра перестраиваются в более стабильную форму, и энергия излучается в виде гамма-лучей.

Высвобождение нейтрона, альфа- и бета-распад сопровождаются высвобождением частицы. Это частица (или гамма-луч в гамма-распаде), которая является «излучением», связанным с радиоактивностью.

Что такое «период полураспада»?

Допустим, у нас есть 4000 монет, и мы хотим их все подбросить, что займет (ради аргумента) одну минуту.Всех, кто приземлился, выбрасывают. По закону средних чисел у нас должно остаться 2000 монет (половина).

Если мы затем потратим еще минуту, чтобы перевернуть все эти монеты и сбросить орла, у нас останется 1000 монет. И снова, потратив еще минуту на то, чтобы подбросить 1000 монет, у нас останется 500 монет.

Вы заметите, что нам нужно одинаковое время, чтобы подбросить все монеты, независимо от их количества.

Налоговые льготы

В случае радиоактивности это время — не искусственное ограничение, а фундаментальное свойство каждого ядра — вероятность спонтанного распада в заданное время составляет 50/50.Время, необходимое для распада половины атомов в образце, называется «период полураспада».

Период полураспада изотопа одинаков для всех ядер этого типа (все ядра углерода-14 имеют период полураспада около 5750 лет, а все ядра углерода-15 имеют период полураспада около 2,5 секунд).

Если мы выполним подбрасывание монеты десять раз, у нас останется четыре монеты — одна тысячная от начального числа. Это важно, поскольку считается, что после десяти периодов полураспада остается незначительное количество материала.

Если материал имеет длительный период полураспада (например, период полураспада урана-238 — 4,5 миллиарда лет — примерно возраста Земли), он не очень радиоактивен. Материал с коротким периодом полураспада (полоний-210 составляет 138 дней) очень радиоактивен.

В чем разница между радиоактивностью и излучением?

Как мы видели, радиоактивный распад — это свойство конкретного ядра. Для сравнения, радиация является возможным следствием многих процессов, а не только радиоактивности.

Радиация — это термин, которым обозначают бегущую частицу или волну, и его можно разделить на три основных типа:

  1. неионизирующее излучение: в основном низкоэнергетические части электромагнитного спектра.Это включает в себя весь видимый вами свет, радиоволны (также известные как микроволны — как в духовке) и инфракрасное («тепловое» излучение). Ультрафиолет относится к этой категории с высокой энергией.
  2. ионизирующее излучение: излучение, которое может удалить электрон с его орбиты.
  3. нейтронов: свободные нейтронные частицы, которые могут сталкиваться с другими атомами.

Неионизирующее излучение в основном разрушительно по очевидным причинам. Воздействие микроволн или инфракрасных волн вызывает нагрев чувствительных материалов.В качестве альтернативы ионизирующее излучение может быть менее очевидным, но, превращая атом в более реактивный ион, может вызвать более длительные повреждения.

Рентген — это форма электромагнитного излучения высокой энергии. Эрих Фердинанд

Ионизирующее излучение подразделяется на две основные формы:

  1. электромагнитное излучение высокой энергии: в том числе рентгеновское и гамма-излучение
  2. излучение частиц: альфа- и бета-частицы.

Эти разные формы ионизирующего излучения различаются по своей способности наносить ущерб и по своей способности проникать в материалы.

Ионизирующее электромагнитное излучение

Рентгеновские лучи и гамма-лучи являются проникающим ионизирующим излучением и по сути являются одним и тем же. (Разница в терминологии обычно заключается в том, что гамма-лучи возникают в результате ядерного распада, а рентгеновские лучи исходят от электронных орбиталей.)

Эти длины волн электромагнитного излучения содержат достаточно энергии, чтобы вытолкнуть электрон со своей орбиты вокруг атома, снова образуя ион. Их останавливают очень плотные материалы, такие как свинец, большое количество земли или бетона.

Излучение частиц

Излучение частиц потенциально очень вредно, но его относительно легко заблокировать.

Альфа-частицы с двумя нейтронами и двумя протонами, по сути, являются ионами гелия. Они могут оторвать электроны от другого атома, чтобы стать атомами гелия. Бета-частицы — это просто свободные электроны, которые могут захватываться атомами, как любой другой электрон.

К счастью, защититься от них довольно просто. Альфа-частицы блокируются листом бумаги, а бета-частицы — несколькими миллиметрами металла или эквивалентным количеством пластика.

Нейтроны обладают большей проникающей способностью и поэтому потенциально более опасны. Они наносят ущерб, будучи захваченными ядром атома. Это может привести к тому, что атом разделится на две части (деление) или подвергнется другому процессу распада (известному как трансмутация).

В любом случае исходный атом (скажем, атом азота) изменяется, чтобы стать атомом другого типа (в данном случае углерод-14). Новый атом будет иметь другие химические свойства и, следовательно, может действовать как яд или потому, что строительные материалы меняют свои физические свойства.

Нейтроны либо замедляются, либо безопасно захватываются такими материалами, как графит, или соединениями, содержащими много водорода (например, водопроводной водой!).

Все эти формы радиоактивности и радиации встречаются в природе. Они составляют так называемый фоновый радиационный фон. Веб-комикс xkcd дает хорошее визуальное представление о том, как выглядят эти числа.

В чем разница? Labmate Online

Еще в 2011 году цунами магнитудой девять обрушилось на северо-восточное побережье Японии, причинив серьезный ущерб атомной электростанции Фукусима-Дайити и выбросив большое количество радиации в атмосферу.Спустя более двух лет опасения по поводу того, как лучше всего определить уровни радиации, все еще присутствующие в воздухе, все еще бушевали — см. Статью Mapping Radiation Data in Japan, чтобы подтвердить эти опасения. И хотя термины «радиация» и «радиоактивность» — это две разные сущности, они часто используются как синонимы для описания ситуации в Японии в новостных источниках и, в меньшей степени, в научных статьях. Так в чем же разница?

Что такое радиация?

Радиация обычно наводит на мысль о вредных лучах, исходящих от атомных электростанций или токсичных отходах.Хотя эти лучи действительно являются излучением, они не дают полного определения этого термина. Этот вид излучения, который может влиять на количество электронов, нейтронов и протонов в атоме, называется ионизирующим излучением. Они обладают способностью «заряжать» атомы, превращая их в ионы, и используются, например, на электростанциях, в технологии ядерного оружия и даже в медицине для лечения различных форм рака.

Однако существует множество других видов излучения. Волны, излучаемые вашим мобильным телефоном, являются излучением, как и то, что происходит внутри микроволновой печи, какие сигналы радаров обнаруживают и даже то, что солнце посылает в виде солнечного света.Итак, хотя существуют вредные виды излучения, не все из них.

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность — это природа материала, который является композиционно нестабильным из-за наличия нестабильного ядра. Обычно это происходит, когда количество протонов и нейтронов в ядре не соответствует друг другу. Когда это происходит, вещество становится заряженным, поскольку оно пытается естественным образом устранить дисбаланс, высвобождая протоны или нейтроны, тем самым создавая ионизированное излучение.Это излучение, продукт радиоактивного вещества, обладает способностью проникать, изменять и причинять вред всем видам сред, включая растения, животных и даже людей.

Вот краткий список наиболее вредных вариантов излучения:

  • цезий
  • йод
  • стронций-90
  • плутоний
  • транурановые элементы

Эти элементы имеют разные уровни опасности и вреда.Все они потенциально могут быть невероятно опасными, но у некоторых период полураспада короче, чем у других.

Что такое период полураспада радиоактивного вещества?

Период полураспада — это время, за которое радиоактивное вещество теряет половину своей радиоактивности. У йода, например, этот период полураспада относительно короткий, всего 8 дней. После 10 периодов полураспада радиоактивное вещество обычно считается безвредным. Это означает, что через 80 дней йод перестанет быть радиоактивной угрозой.

Напротив, период полураспада цезия-137 составляет около 30 лет, что означает, что он будет присутствовать в атмосфере гораздо дольше и может вызвать гораздо более серьезные и продолжительные последствия.

Итак, радиоактивное вещество всегда будет излучать радиацию… но не вся радиация является радиоактивной.

Источник изображения

Что такое радиоактивность?

Ник Туран, 01.02.2009. Обновлено 22.02.2020

Радиоактивные атомы содержат энергию, которая спонтанно изливается в виде энергетических субатомных атомов. частицы или электромагнитные волны.Выбросы называются радиацией . Радиоактивный материал существует естественным образом на Земле (отчасти поэтому внутренняя часть Земли теплый) и непрерывно производится в атмосфере космическими лучами. Люди делают радиоактивный материал, вызывая ядерные реакции в ядерных реакторах и ускорителях частиц.

Некоторые радиоактивные материалы выделяют свою энергию быстро, а другие выливают медленно. Скорость высвобождения энергии количественно определяется с помощью период полураспада материала , то есть время, по истечении которого половина исходных атомов высвободили свою энергию.Например, если вы начнете со 100 радиоактивных атомов с периодом полураспада 1 минуту, 50 из них излучают свою энергию через 1 минуту. Через 2 минуты там останется 25 и так далее.

Иллюстрация распада в зависимости от различных периодов полураспада

Что касается ядерной энергетики, многие материалы создаваемые в процессе работы реактора радиоактивный. Распадаясь, они испускают излучение. Энергия, переносимая этим излучением, равна часто достаточно, чтобы вызвать повреждение биологических клеток и, следовательно, представляет опасность для здоровья.Таким образом, радиация является основной причиной как отходов, так и проблем безопасности связанных с ядерной энергетикой.

Радиация очень похожа на тепло, за исключением того, что вы не можете почувствовать его или увидеть, есть ли огонь. Поскольку все вокруг нас от природы немного теплое, мир тоже немного теплый. радиоактивный. Космические лучи падают из космоса 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Газ радон вырвался из скалы на миллиарды лет. Тепло внутри Земли составляет около 50% из-за радиоактивных распад первичного урана и торий.

Никто не пострадает от вещей, которые немного теплые (до 75 ° F / 24 ° C), и никто не получит пострадавшие от естественной радиации (около 3 мЗв / год в США).

Есть части мира, где жарче, чем обычно (например, Флорида), и люди живут там просто отлично. Точно так же в мире есть места с более высоким естественным радиоактивность из-за местной геологии, например, Рамсарский Иран с более 100 мЗв / год или Денвер Колорадо, где космические лучи дают вдвое большую дозу, чем жизнь на уровне моря.Люди живут там тоже хорошо.

Очень горячие вещи опасны. Кипяток может нас обжечь. В контролируемых сценарии, горячие штучки по-прежнему полезны. Мы используем контролируемый высокий нагрев для производства стали и бетон, готовить, делать гончарные изделия. Врачи могут использовать высокую температуру в очень локализованной части нашу кожу, чтобы прижечь бородавку.

Точно так же мы можем использовать радиацию в высоких дозах для многих полезных вещей. Рентген обеспечивает медицинское диагностика, спасающая жизни. Радиоактивные изотопы вдохновили глубоководную науку эксперименты, марсоходы, космические зонды и кардиостимуляторы в сердцах.Ионизирующее излучение было используется для открытия двойной спирали нашей собственной ДНК. Атомные электростанции производят больше более половины безуглеродного электричества в США, которым питаются миллионы домов. Врачи регулярно использовать радиацию в определенных частях нашего тела, чтобы убить раковые опухоли и спасти жизни.

Быть охваченным пламенем огня может искалечить и убить нас. Мы используем пожарный код, пламя антипирены, пожарная сигнализация, пожарные и больницы для защиты от этой опасности. Точно так же дозы облучения всего тела свыше 4000 мЗв могут нанести вред и убить.Мы использовать правила, системы безопасности, детекторы излучения, физиков и больницы для защищайтесь от этих аналогичных опасностей.

Аналогичным образом мощность дозы, которая будет вызвана предлагаемым выбросом воды Фукусимы, составляет 0,0006 мЗв / год. Это более чем в 1000 раз меньше естественного фона. Это безопасно.

График DOE многих порядков радиации.

Это информационный лист содержит прекрасное описание единиц доз облучения и относительных значений.Наша доза страница содержит больше обсуждения.

Если вы ищете математику, посмотрите страницу «Математика, лежащая в основе радиоактивного распада».

Есть несколько типов частиц или волн, которые могут вылетать из радиоактивного ядра. Альфа частицы, бета-частицы, гамма-лучи и нейтроны являются наиболее распространенными формами ионизации (т.е. опасными) радиация.

Альфа-частицы

Названные альфа , потому что они были открыты первыми, эти частицы состоят из 2 протонов. и 2 нейтрона: ядро ​​гелия.Часто большие атомы распадаются с испусканием энергичной альфа-частицы. Эти частицы относительно большие и положительно заряжены, поэтому не проникают через очень хорошо. Тонкий лист бумаги может остановить практически любую альфа-частицу. Однако частицы вызывают крайнее повреждение материалов, в которых они останавливаются, смещая атомы при их замедлении. Бумага под длительное альфа-облучение ухудшится.

Бета-частицы

Бета-частицы — это энергичные электроны, испускаемые ядром.Они рождаются, когда нейтрон распадается на протон. Поскольку нейтроны — нейтральные частицы, а протоны — положительные, для сохранения заряда необходимо испустить отрицательно заряженный электрон. Некоторые изотопы распадаются, превращая протон в нейтрон, испуская позитрон (антиэлектрон). Эти частицы могут проникать в материю больше, чем альфа-частицы, и для этого требуется небольшая алюминиевая пластина чтобы остановить большинство бета-частиц.

Гамма-лучи

Гамма-лучи — это фотоны, испускаемые ядром.Часто атом в возбужденном состояние будет выводить из возбуждения, испуская гамма-лучи. Гамма-лучи похожи на световые волны и рентгеновские лучи, за исключением того, что они обычно намного более частые и, следовательно, более энергичные. Это излучение не имеет заряда и может легко проникать в большинство веществ, для чего требуются свинцовые кирпичи. для экранирования.

Техногенное излучение

Детекторы дыма

Детекторы дыма используют изотоп Америций-241. Этот изотоп испускает альфа-частицы с энергиями выше до 5.4 МэВ. Энергичные альфа-частицы используются для ионизации воздуха. Как только воздух ионизируется, небольшой ток проходит через это. Когда дым попадает в камеру, ток испытывает увеличение сопротивления и цепь подает сигнал тревоги.

Угольные электростанции

Уголь является загрязненным топливом и обычно содержит 1,3 частей на миллион урана и 3,4 частей на миллион тория (не для упомяните мышьяк, ртуть и серу). Когда уголь горит, эти изотопы выбрасываются в атмосферу, где они попадают в нашу экосистему.Это приводит к поразительному факту, что эффективная доза для населения Эквивалент от угольных станций в 100 раз больше, чем от атомных станций.

Взрывы ядерного оружия

Сотни испытаний ядерного оружия в атмосфере, которые произошли до того, как они были запрещены Договор 1963 года об ограниченном запрещении ядерных испытаний оставил в атмосфере долгоживущие радиоизотопы. Некоторые из них все еще в атмосфере и составляет часть нашей дневной дозы.

Естественная радиация

газ радон Этот природный газ поступает из почвы и встречается по всему миру.Он испускает альфа частицы и, следовательно, могут повредить ДНК и привести к раку при вдыхании. EPA рекомендует вы проверяете свой дом на радон.

Космические лучи

Космические лучи — это энергетические частицы, которые возникают вне Земли, на Солнце, в далеких звездах, галактики и сверхновые. Большинство из них протоны. Атмосфера защищает нас от большинства космические лучи, но во время авиаперелетов накапливается гораздо более высокая доза. Не поверь в это? Посетите нашу страницу «Излучение на рейсах».

Посмотрите видео, в котором некоторые из нас обнаруживают излучение от предметов домашнего обихода.

Для класса в 2005 г., в пределах досягаемости которого не было радиоактивных источников, мы измерили длительное (30 минут +) считывание с помощью детектора гамма-излучения из высокочистого германия (HPGe). Затем мы определили источник каждой вершины. Спектр показан на рисунке. Щелкните его для идентификации. Детекторы HPGe известны отличным разрешением, и, как вы можете видеть, хорошо видны многие пики.Каждый представляет собой специфическую ядерную реакцию. На рисунке выделены некоторые основные гамма-лучи. Таллий-208 является продуктом распада тория-232, который естественно присутствует в почве. Протактиний-234 является результатом естественного альфа-распада урана-238. Калий-40 содержится повсюду, в том числе в бананах и заменителях соли в продуктовых магазинах.

Что такое радиоактивность?

Отчет ACHRE

Введение


Атомный век

До атомной эры: «теневые картинки», радиоизотопы и начало Радиационные эксперименты человека

Манхэттенский проект: новый и секретный мир человеческих экспериментов

Комиссия по атомной энергии и послевоенные биомедицинские радиационные исследования

Трансформация в правительстве — спонсируемые исследования

Последствия Хиросимы и Нагасаки: появление радиации времен холодной войны Исследовательская бюрократия

Новые этические вопросы для медицинских исследователей

Заключение

Основы радиационной науки

Что такое ионизирующее излучение?

Что такое радиоактивность?

Что такое атомный номер и атомный вес?

Радиоизотопы: что это такое и как они производятся?

Как радиация влияет на людей?

Как мы измеряем биологическое действие внешнего излучения?

Как мы измеряем биологическое воздействие внутренних излучателей?

Как ученые определяют долгосрочные риски радиации?

Что такое радиоактивность?

Что вызывает

радиоактивность ? Как следует из названия, радиоактивность — это излучение излучения. спонтанно.Это делает атомное ядро, которое по какой-то причине нестабильный; он «хочет» отдать немного энергии, чтобы перейти к более стабильной конфигурация. В первой половине двадцатого века большая часть современных физика была посвящена исследованию того, почему это происходит, в результате чего ядерная к 1960 году распад был достаточно хорошо изучен. Слишком много нейтронов в ядре приводит к он испускает отрицательную частицу бета , которая изменяет один из нейтронов в протон.Слишком много протонов в ядре приводит к испусканию позитрона. (положительно заряженный электрон), превращающий протон в нейтрон. Слишком энергия заставляет ядро ​​испускать гамма-луч , который отбрасывает большую энергию без изменения каких-либо частиц в ядре. Слишком большая масса приводит к ядро, чтобы испустить альфа частицу, отбрасывая четыре тяжелых частицы (две протоны и два нейтрона).

Как измеряется радиоактивность?

Радиоактивность — это физическое, а не биологическое явление.Проще говоря, радиоактивность образца можно измерить, посчитав, как многие атомы самопроизвольно распадаются каждую секунду. Это можно сделать с помощью приборы, предназначенные для обнаружения определенного типа излучения , испускаемого с каждым «распадом» или распадом. Фактическое количество распадов на второй может быть довольно большим. Ученые договорились об общих единицах до использовать как форму стенографии. Таким образом, кюри (сокращенно Ci и названная в честь Пьер и Мария Кюри, первооткрыватели радия [87]) — это просто сокращенный способ записи «37000000000 распадов в секунду», скорость распада встречающийся в 1 грамме радия.Более современная Международная система Единица измерения (СИ) для того же типа измерения — беккерель (сокращенно «Bq» и назван в честь Анри Беккереля, первооткрывателя радиоактивность), что является просто сокращением от «1 распада на второй. »

Что такое

период полураспада радиоактивного вещества ? Нестабильность не приводит к немедленному излучению атомного ядра. Вместо этого вероятность распада атома постоянна, как если бы она была нестабильной. ядра постоянно участвуют в своего рода лотерее со случайными розыгрышами на решить, какой атом в следующий раз испустит излучение и распадется на более стабильный государственный.Время, необходимое половине атомов данной массы, чтобы «выиграть лотерея »- то есть испускать излучение и переходить в более стабильное состояние — называется период полураспада . Период полураспада сильно различается для разных типов атомов, от менее чем секунды до миллиардов лет. Например, потребуется около 4,5 миллиардов лет для половины атомов в массе урана 238, чтобы спонтанно распадаются, но только 24000 лет для половины атомов в массе плутоний 239 самопроизвольно распадется.Йод 131, обычно используемый в лекарство имеет период полураспада всего восемь дней.

Что такое цепочка радиоактивного распада

? Стабильность может быть достигнута за один распад, или ядро ​​может распасться через ряд состояний, прежде чем он достигнет действительно стабильной конфигурации, немного похожей на Обтягивающая игрушка спускается по лестнице. У каждого состояния или шага будет свое уникальные характеристики периода полураспада и типа излучения, которое будет испускаться как выполняется переход в следующее состояние.Много научных усилий было посвящено распутывая эти цепочки распада, не только для достижения базового понимания природы, но и для проектирования ядерного оружия и ядерных реакторов. Необычно сложный распад урана-238, например, — первоисточника природного радиоактивность на Земле — происходит следующим образом: [88]
U-238 излучает альфа

Торий 234 излучает бета

Protactinium 234 излучает бета

Уран-234 излучает альфа

Торий 230 излучает альфа

Радий 226 излучает альфа

Радон 222 излучает альфа

Полоний 218 излучает альфа

Свинец 214 излучает бета-версию

Висмут 214 излучает бета

Полоний 214 излучает альфа

Свинец 210 излучает бета

Висмут 210 излучает бета

Полоний 210 ​​излучает альфа

Свинец 206 стабильный

Как можно искусственно вызвать радиоактивность?

Радиоактивность может возникать как естественным путем, так и в результате вмешательства человека.An Примером искусственно наведенной радиоактивности является нейтронная активация . А нейтрон, выпущенный в ядро, может вызвать ядерное деление (расщепление атомов). Это основная концепция атомной бомбы. Нейтронная активация также является основным принципом борно-нейтронной терапии для определенных рак мозга. Раствор, содержащий бор, вводится пациенту и поглощается раком больше, чем другими клетками.Нейтроны обстреляли район рак мозга легко поглощается (захватывается) ядрами бора. Эти ядра затем становятся нестабильными и излучают радиацию, которая атакует раковые клетки. Простая в своей основе физика, лечение было сложным и противоречивым. на практике и спустя полвека все еще считается высоко оцененным экспериментальный.

Министерство энергетики объясняет … Радиоактивность | Министерство энергетики

Радиоактивность — это выделение энергии в результате распада ядер определенных типов атомов и изотопов.Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, связанных вместе в крошечные пучки в центре атомов. Радиоактивные ядра — это ядра, которые нестабильны и распадаются, испуская энергичные частицы, такие как фотоны, электроны, нейтрино, протоны, нейтроны или альфа (два протона и два нейтрона, связанных вместе). Некоторые из этих частиц известны как ионизирующие частицы. Это частицы с достаточной энергией, чтобы сбивать электроны с атомов или молекул. Степень радиоактивности зависит от доли нестабильных ядер и от того, как часто эти ядра распадаются.

Эффект радиоактивности также зависит от типа и энергии частиц, образующихся во время ядерного распада. Например, нейтрино постоянно проходят через Землю, а альфа-частицы блокируются листом бумаги. Радиоактивность может вызвать повреждение материалов и тканей растений, животных и человека. Ученые и инженеры используют радиоактивность в качестве источника тепла для спутников, для получения медицинских изображений, для целенаправленного лечения рака, для радиометрического датирования и для исследования законов природы и происхождения материи.

Министерство энергетики США: вклад радиоактивности

С момента открытия в 1896 году физиками Анри Беккерелем, Пьером Кюри и Мари Кюри радиоактивность дала ключ к разгадке законов, управляющих природой. Сегодня Управление науки Министерства энергетики США поддерживает эксперименты по ядерному распаду, чтобы ответить на такие фундаментальные вопросы, как: почему материи больше, чем антивещества? Что такое темная материя? И почему нейтрино имеют такую ​​крошечную массу?

Радиоактивные изотопы также имеют решающее значение для современного общества, поскольку они используются в медицине, химии, энергетике, науках об окружающей среде, материаловедении, производстве и национальной безопасности.Целью программы DOE Isotope является поддержка исследований и разработок методов и технологий для производства изотопов, дефицитных в Соединенных Штатах, и снижение нашей зависимости от иностранных поставок. Например, программа Министерства энергетики США по изотопам производит актиний-225, который исследуется для использования в лечении рака, а также берклий-249, который был использован в недавнем открытии созданного в лаборатории синтетического элемента 117.

Radioactivity Facts

  • Радиоактивность всегда присутствовала на Земле, но она не изучалась научно до 1896 года.
  • Самый большой источник ионизирующего излучения для среднего американца — это естественный радон в воздухе.
  • Без тепла от естественной радиоактивности ядро ​​Земли замерзло бы миллиарды лет назад.

Ресурсы и связанные с ними термины

Научные термины могут сбивать с толку. DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки. В нем также описывается, как эти концепции применимы к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях во всем научном спектре.

радиоактивность | Определение, типы, применения и факты

радиоактивность , свойство, проявляемое некоторыми типами материи спонтанно испускать энергию и субатомные частицы. По сути, это атрибут отдельных атомных ядер.

Нестабильное ядро ​​будет спонтанно распадаться или распадаться до более стабильной конфигурации, но будет делать это только несколькими способами, испуская определенные частицы или определенные формы электромагнитной энергии.Радиоактивный распад — это свойство нескольких природных элементов, а также искусственно произведенных изотопов этих элементов. Скорость распада радиоактивного элемента выражается периодом его полураспада; то есть время, необходимое для распада половины любого заданного количества изотопа. Период полураспада колеблется от более 10 24 лет для некоторых ядер до менее 10 −23 секунд ( см. Ниже Скорость радиоактивных переходов). Продукт процесса радиоактивного распада, называемый дочерним изотопом родительского изотопа, сам может быть нестабильным, и в этом случае он тоже распадется.Процесс продолжается до тех пор, пока не образуется стабильный нуклид.

Природа радиоактивных выбросов

Наиболее распространенными формами спонтанного радиоактивного распада являются альфа (α) частица, бета (β) частица, гамма (γ) лучи и нейтрино. Альфа-частица на самом деле является ядром атома гелия-4 с двумя положительными зарядами 4 / 2 He. Такие заряженные атомы называются ионами. У нейтрального атома гелия есть два электрона вне ядра, уравновешивающих эти два заряда.Бета-частицы могут быть заряжены отрицательно (бета-минус, символ e ) или положительно заряжены (бета-плюс, символ e + ). Бета-минус [β ] частица на самом деле представляет собой электрон, созданный в ядре во время бета-распада, независимо от орбитального электронного облака атома. Бета-плюс частица, также называемая позитроном, является античастицей электрона; при сближении две такие частицы взаимно аннигилируют.Гамма-лучи — это электромагнитные излучения, такие как радиоволны, свет и рентгеновские лучи. Бета-радиоактивность также производит нейтрино и антинейтрино, частицы, которые не имеют заряда и имеют очень небольшую массу, обозначенные ν и ν соответственно.

В менее распространенных формах радиоактивности могут испускаться осколки деления, нейтроны или протоны. Осколки деления сами по себе являются сложными ядрами с обычно от одной трети до двух третей заряда Z и массы A родительского ядра.Нейтроны и протоны, конечно, являются основными строительными блоками сложных ядер, имеющих примерно единицу массы в атомном масштабе и нулевой заряд или единичный положительный заряд, соответственно. Нейтрон не может долго существовать в свободном состоянии. Он быстро захватывается ядрами вещества; в противном случае в свободном космосе он подвергнется бета-отрицательному распаду на протон, электрон и антинейтрино с периодом полураспада 12,8 минут. Протон является ядром обычного водорода и стабилен.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Типы радиоактивности

Ранние работы по естественной радиоактивности, связанной с урановыми и ториевыми рудами, выявили два различных типа радиоактивности: альфа- и бета-распад.

При альфа-распаде извергается энергичный ион гелия (альфа-частица), оставляя дочернее ядро ​​с атомным номером два меньше, чем у родителя, и с атомным номером четыре меньше, чем у родительского. Примером является распад (обозначенный стрелкой) распространенного изотопа урана, 238 U, до дочернего тория плюс альфа-частица:

Для этой и последующих реакций дана энергия, выделяемая ( Q ) в миллионы электрон-вольт (МэВ) и период полураспада ( т 1⁄2 ).Следует отметить, что при альфа-распаде заряды или количество протонов, показанные в нижнем индексе, сбалансированы по обе стороны от стрелки, как и атомные массы, указанные в верхнем индексе.

При бета-отрицательном распаде испускается энергичный отрицательный электрон, образуя дочернее ядро ​​с одним большим атомным номером и тем же массовым числом. Примером является распад дочернего продукта урана торий-234 до протактиний-234:

В приведенной выше реакции бета-распада ν представляет собой антинейтрино.Здесь количество протонов увеличивается на один в реакции, но общий заряд остается прежним, потому что также создается электрон с отрицательным зарядом.

Радиация: хорошее, плохое и его место в нашем современном мире

Радиация в современном мире

Хотя история показала нам разрушительную природу радиоактивности, те же свойства, которые делают радиоактивные материалы опасными, также делают их полезными при соблюдении надлежащих мер предосторожности.Без них не существовало бы жизненно важных медицинских практик и устройств в нашем обществе. Радиация позволяет врачам обнаруживать и уничтожать опухоли или замедлять их рост. Когда радиация направлена ​​на раковые клетки, она повреждает ДНК, поэтому клетки перестают делиться. Поскольку радиация оказывает такое же воздействие на здоровые ткани, врачи стратегически подходят к доставке радиации. Например, рак щитовидной железы лечится с помощью 131 I, потому что щитовидная железа избирательно поглощает почти весь йод из кровотока.

Точно так же радиоактивные атомы могут быть присоединены к определенным антителам, которые атакуют определенные мишени на раковых клетках.Опухоли также могут иметь радиоактивные «семена», физически помещенные в них или рядом с ними или нацеленные на них с помощью внешнего луча излучения.

Радиация в малых дозах может использоваться в диагностических целях. Рентгеновские лучи и компьютерная томография являются обычными примерами, хотя радиоактивные материалы уже редко используются для их получения. Пациентам также могут вводить радиоактивные индикаторы, чтобы определить, где течет кровь или где расположены опухоли. Инженеры используют аналогичный процесс для поиска утечек в металлических отливках и сварных швах или для проверки потока масла через двигатель.

Излучение также используется для производства электроэнергии, которая питает ядерные реакторы по всему миру. Эти заводы используют уран в реакциях деления для получения тепла и пара. Затем пар используется для вращения турбины, создавая таким образом электричество.

В потребительских товарах радиационная стерилизация пищевых продуктов для удаления бактерий и организмов, вызывающих заболевания, одежда обрабатывается противоморщинистыми средствами, а посуда покрывается антипригарным покрытием. Радиация помогает прилипать к поверхности одежды и посуды, но не делает сами продукты радиоактивными.

В большинстве случаев обращение с современными радиоактивными материалами осуществляется исключительно обученными профессионалами. Но вы все еще можете найти радиоактивные частицы в бытовых товарах. Детекторы дыма содержат крошечный образец 241 Am, который испускает постоянный поток альфа-частиц. Когда поток прерывается дымом, датчик активирует тревогу. Не волнуйтесь, пластикового корпуса более чем достаточно для содержания альфа-частиц. Хотя радий больше не используется для часов, светящихся в темноте, 3 H и 147 Pr используются.Оба являются бета-излучателями с низким энергопотреблением, поэтому корпус часов обеспечивает достаточную защиту.

Можно с уверенностью сказать, что ученые и промышленность прошли долгий путь в использовании радиоактивных веществ после трагедии Radium Girls. Сегодня опасность радиации хорошо изучена, поэтому мы можем в полной мере воспользоваться ее преимуществами.

.

Check Also

Как правильно делать баночный массаж: Ничего не найдено для Massazh Vakuumnymi Bankami %233

Содержание Зачем нужен вакуумный массаж и как делать его домаЧто такое вакуумный массажЗачем делать вакуумный …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *