Promieniowanie alfa: przenikliwa moc. Ochrona przed promieniowaniem alfa

Pojęcie "promieniowania" obejmuje cały zakres fal elektromagnetycznych, jak również prąd elektryczny, fale radiowe, promieniowanie jonizujące. Podczas tego ostatniego zmienia się stan fizyczny atomów i ich jąder, przekształcając je w naładowane jony lub produkty reakcji jądrowych. Najmniejsze cząsteczki mają energię, która stopniowo traci w interakcji z jednostkami strukturalnymi. W wyniku ruchu substancja, przez którą przechodzą pierwiastki, jest zjonizowana. Głębokość penetracji jest różna dla każdej cząstki. Ze względu na zdolność do zmiany substancji promieniowanie radioaktywne uszkadza organizm. Jakie rodzaje promieniowania istnieją?

Emisja korpuskularna. Cząsteczki alfa

Ten widok jest strumieniem. pierwiastki promieniotwórcze którego masa jest niezerowa. Przykładem są promieniowanie alfa i beta, a także elektron, neutron, proton i mezon. Cząsteczki alfa to jądra atomów emitowane podczas rozpadu niektórych radioaktywnych atomów. Składają się z dwóch neutronów i dwóch protonów. Promieniowanie alfa to jądro atomów helu, które są naładowane dodatnio. Emisja naturalna jest charakterystyczna dla niestabilnych radionuklidów serii toru i uranu. Cząsteczki alfa wychodzą z jądra z prędkością do 20 tysięcy km / s. Na drodze ruchu tworzą silną jonizację ośrodka, wyrywając elektrony z orbit atomów. Jonizacja promieniami prowadzi do zmian chemicznych w substancji, jak również do przerwania jej struktury krystalicznej.

Charakterystyka promieniowania alfa

Promieniami tego typu są cząstki alfa o masie 4,0015 jednostek atomowych. Moment magnetyczny i spin są zerowe, a ładunek cząstek jest dwa razy większy od ładunku elementarnego. Energia promieni alfa jest w granicach 4-9 MeV. Promieniowanie jonizujące alfa przejawia się utratą atomu elektronu i jego przekształceniem w jon. Nokaut elektronowy występuje ze względu na dużą masę cząstek alfa, które są prawie siedem tysięcy razy większe od niego. Przechodząc przez atom i odrywając każdy ujemnie naładowany element, cząsteczki tracą energię i prędkość. Zdolność do jonizacji materii jest tracona, gdy cała energia jest zużywana, a cząsteczka alfa jest przekształcana w atom helu.

Promieniowanie beta

Jest to proces, w którym powstają elektrony i pozytony podczas rozpadu beta pierwiastków od najlżejszego do najcięższego. Cząstki beta działają z elektronami skorup atomowych, przekazują im część energii i wyciągają je z orbit. W tym przypadku powstaje jon dodatni i wolny elektron. Promieniowanie alfa i beta ma różne prędkości. Tak więc, dla drugiego rodzaju promieni, zbliża się prędkość światła. Cząstki beta mogą być absorbowane przy użyciu warstwy aluminium o grubości 1 mm.

Promienie gamma

Powstały podczas rozkładu radioaktywnych jąder, a także cząstek elementarnych. Jest to krótkofalowy rodzaj promieniowania elektromagnetycznego. Powstaje, gdy jądro przechodzi z bardziej wzbudzonego stanu energetycznego do mniej wzbudzonego. Ma krótki długość fali dlatego ma wysoką penetrację, która może poważnie zaszkodzić zdrowiu ludzkiemu.

Właściwości

Cząsteczki powstałe podczas rozpadu jąder pierwiastków mogą oddziaływać na środowisko w różny sposób. Taka zależność zależy od masy, ładunku, energii cząstek. Właściwości promieniowania radioaktywnego obejmują następujące parametry:

1. Zdolność penetrująca.

2. Jonizacja środowiska.

3. Reakcja egzotermiczna.

4. Wpływ na emulsję.

5. Zdolność do wywoływania świecenia substancji luminescencyjnych.

6. Przy długotrwałej ekspozycji możliwe są reakcje chemiczne i rozkład molekularny. Na przykład zmienia się kolor elementu.

Te właściwości są wykorzystywane w wykrywaniu promieniowania ze względu na niezdolność osoby do złapania ich z ich uczuć.

Źródła promieniowania

Istnieje kilka przyczyn emisji cząstek. Mogą to być obiekty naziemne lub kosmiczne zawierające substancje radioaktywne, urządzenia techniczne, które emitują promieniowanie jonizujące. Przyczynami pojawiania się cząstek radioaktywnych mogą być również instalacje jądrowe, urządzenia monitorujące i pomiarowe, preparaty medyczne oraz niszczenie obiektów do przechowywania promieniowania. Niebezpieczne źródła są podzielone na dwie grupy:

1. Zamknięte. Podczas pracy z nimi promieniowanie nie wnika do środowiska. Przykładem może być technologia promieniowania w elektrowniach jądrowych, a także sprzęt w pomieszczeniu rentgenowskim.
2. Otwórz W takim przypadku środowisko jest narażone na promieniowanie. Źródłami mogą być gazy, aerozole, odpady radioaktywne.

Elementy serii uranu, aktynu i toru są naturalnymi pierwiastkami promieniotwórczymi. Kiedy rozpadają się, pojawia się promieniowanie cząstek alfa, beta. Źródłem promieniowania alfa są polon o masie atomowej 214 i 218. Ten ostatni jest produktem rozpadu radonu. Jest to trujący gaz w dużych ilościach, który przenika z gleby i gromadzi się w piwnicach domów.

Źródła alfa o wysokiej energii to różne naładowane akceleratory cząstek. Jednym z tych urządzeń jest phasotron. Jest to cykliczny akcelerator rezonansowy ze stałym polem magnetycznym. Częstotliwość przyspieszającego pola elektrycznego będzie powoli zmieniać się wraz z upływem czasu. Cząstki poruszają się po spiralnej spirali i przyspieszają do energii 1 GeV.

Zdolność do penetrowania substancji

Promieniowanie alfa, beta, gamma ma pewien zakres. Tak więc ruch cząstek alfa w powietrzu wynosi kilka centymetrów, kiedy cząsteczki beta są zdolne do przejścia przez kilka metrów, a promienie gamma - do setek metrów. Jeśli dana osoba doświadczyła zewnętrznego promieniowania alfa, którego zdolność przenikania jest równa powierzchniowej warstwy skóry, wówczas będzie zagrożona tylko w przypadku otwartych ran na ciele. Poważna szkoda jest spowodowana użyciem żywności naświetlonej tymi pierwiastkami.

Cząstki Beta mogą wnikać do ciała tylko na głębokość nie większą niż 2 cm, ale cząstki gamma mogą powodować naświetlanie całego ciała. Promienie ostatnich cząstek mogą zawierać jedynie płyty betonowe lub ołowiane.

Promieniowanie alfa. Wpływ człowieka

Energia tych cząstek, powstająca podczas rozpadu promieniotwórczego, nie wystarcza do pokonania początkowej warstwy skóry, więc ekspozycja zewnętrzna nie szkodzi ciału. Ale jeśli akcelerator jest źródłem powstawania cząstek alfa, a ich energia osiąga ponad dziesiątki MeV, wówczas występuje zagrożenie dla normalnego funkcjonowania organizmu. Natychmiastowe uszkodzenie jest spowodowane bezpośrednim przenikaniem substancji radioaktywnej do organizmu. Na przykład poprzez wdychanie zatrutego powietrza lub przewodu pokarmowego. Promieniowanie alfa w minimalnych dawkach może spowodować rozwój osoby choroba popromienna co często kończy się śmiercią ofiary.

Promieniowanie alfa nie może zostać wykryte za pomocą dozymetru. Gdy znajdą się w ciele, zaczynają napromieniowywać pobliskie komórki. Ciało zmusza komórki do szybszego podziału, aby odnowić lukę, ale nowo narodzone ponownie są narażone na szkodliwe skutki. Prowadzi to do utraty informacji genetycznej, mutacji, powstawania nowotworów złośliwych.

Limity ekspozycji

Szybkość promieniowania jonizującego w Rosji regulują "Standardy bezpieczeństwa promieniowania" i "Podstawowe zasady sanitarne dotyczące pracy z substancjami radioaktywnymi i innymi źródłami promieniowania jonizującego". Zgodnie z tymi dokumentami limity ekspozycji są przeznaczone dla następujących kategorii:

1. "A". Obejmuje to pracowników, którzy pracują ze źródłem promieniowania na stałe lub tymczasowo. Dopuszczalny limit jest obliczany jako indywidualna równoważna dawka promieniowania zewnętrznego i wewnętrznego dla roku. Jest to tak zwana maksymalna dawka.

2. "B". Kategoria obejmuje część populacji, która może być narażona na źródła promieniowania, ponieważ mieszka lub pracuje w ich pobliżu. W tym przypadku obliczana jest również dopuszczalna dawka na rok, w której nie wystąpią żadne problemy zdrowotne przez 70 lat.

3. "W". Typ obejmuje populację regionu, regionu lub kraju, który jest narażony na promieniowanie. Ograniczenie narażenia następuje poprzez wprowadzenie norm i kontroli radioaktywności obiektów w środowisku, szkodliwych emisji z elektrowni jądrowych, z uwzględnieniem limitów dawki dla poprzednich kategorii. Wpływ promieniowania na populację nie podlega regulacjom, ponieważ poziom narażenia jest bardzo niski. W przypadku awarii radiacyjnej w regionach stosuje się wszystkie niezbędne środki bezpieczeństwa.

Środki bezpieczeństwa

Ochrona przed promieniowaniem alfa nie stanowi problemu. Promienie promieniowania są całkowicie zatrzymywane przez gęsty arkusz papieru, a nawet przez ludzką odzież. Niebezpieczeństwo pojawia się tylko w promieniowaniu wewnętrznym. Aby tego uniknąć, są używane osobiste wyposażenie ochronne. Należą do nich kombinezon (kombinezony, kaski moleskin), plastikowe fartuchy, rękawy, gumowe rękawice, specjalne buty. Podkładki z pleksiglasu służą do ochrony oczu, stosowane są również produkty dermatologiczne (pasty, maści, kremy) i respiratory. W przedsiębiorstwach zastosowano środki zbiorowej ochrony. Jeśli chodzi o ochronę przed gazem radonowym, który może gromadzić się w piwnicach, łazienkach, w tym przypadku należy często przewietrzyć pomieszczenie i odizolować piwnice od wewnątrz.

Charakterystyka promieniowania alfa prowadzi nas do wniosku, że gatunek ten ma niską szerokość pasma i nie wymaga poważnych środków ochronnych podczas ekspozycji zewnętrznej. Ogromne szkody wyrządzają te radioaktywne cząsteczki, gdy dostają się do organizmu. Elementy tego typu rozszerzają się do minimalnej odległości. Promieniowanie alfa, beta i gamma różni się od siebie pod względem właściwości, przenikliwości i wpływu na środowisko.