1/23

Esitys aiheesta: Säteilytyypit

Dia nro 1

Dian kuvaus:

Dia nro 2

Dian kuvaus:

Dia nro 3

Dian kuvaus:

Tällä hetkellä tunnemme 6 säteilytyyppiä - gammasäteily, röntgensäteet, ultraviolettisäteily, optinen säteily, infrapunasäteily ja radioaallot.Tässä esityksessä tarkastellaan jokaista näistä säteilyistä, eli niiden ominaisuuksia ja sovelluksia.

Dia nro 4

Dian kuvaus:

Radioaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja, jotka kulkevat avaruuden läpi valon nopeudella (300 000 km/s). Valo kuuluu myös sähkömagneettisiin aaltoihin, mikä määrää niiden hyvin samanlaiset ominaisuudet (heijastus, taittuminen, vaimennus jne.) Radioaallot kuljettavat sähkömagneettisten värähtelyjen generaattorin lähettämää energiaa avaruuden läpi. Ja ne syntyvät sähkökentän muuttuessa, esimerkiksi kun vaihtosähkövirta kulkee johtimen läpi tai kun kipinät hyppäävät avaruuden läpi, ts. sarja nopeasti peräkkäisiä virtapulsseja Sähkömagneettiselle säteilylle on tunnusomaista siirretyn energian taajuus, aallonpituus ja teho.

Dia nro 5

Dian kuvaus:

Radioaaltojen ominaisuudet mahdollistavat niiden kulkemisen vapaasti ilman tai tyhjiön läpi. Mutta jos metallilanka, antenni tai mikä tahansa muu johtava kappale kohtaa aallon reitillä, ne luovuttavat energiansa sille ja aiheuttavat siten vaihtosähkövirran tähän johtimeen. Mutta johtime ei absorboi kaikkea aaltoenergiaa, vaan osa siitä heijastuu pinnasta. Sähkömagneettisten aaltojen käyttö tutkassa perustuu tähän ominaisuuteen. Radioaaltojen pääominaisuus on, että ne pystyvät siirtämään sähkömagneettisten värähtelyjen generaattorin lähettämää energiaa avaruuden läpi. Värähtelyjä syntyy, kun sähkökenttä muuttuu.

Dia nro 6

Dian kuvaus:

Radioaallot äänen, kuvan ja muun tiedon langattomaan siirtoon melko merkittävillä etäisyyksillä ovat saavuttaneet suosiota ja laajan käyttöalueen. Radioaallot ovat monien nykyaikaisten prosessien organisoinnin taustalla, mukaan lukien radiolähetykset, televisio, radiopuhelinviestintä, radiometeorologia ja radiolokaatio.

Dia nro 7

Dian kuvaus:

Infrapunasäteily on sähkömagneettista säteilyä, joka sijaitsee näkyvän valon punaisen pään (λ = 0,74 μm) ja mikroaaltosäteilyn (λ ~ 1-2 mm) välisellä spektrialueella Infrapunasäteilyssä olevien aineiden optiset ominaisuudet poikkeavat merkittävästi niiden ominaisuuksista näkyvässä valossa. säteilyä. Esimerkiksi useiden senttimetrien vesikerros on läpäisemätön infrapunasäteilylle, jonka λ = 1 μm. Infrapunasäteily muodostaa suurimman osan hehkulamppujen ja kaasupurkauslamppujen säteilystä ja noin 50 % auringon säteilystä.Infrapunasäteilyn löysi vuonna 1800 englantilainen tähtitieteilijä W. Herschel. Aurinkoa tutkiessaan Herschel etsi tapaa vähentää sen instrumentin kuumenemista, jolla havainnot tehtiin. Käyttämällä lämpömittareita näkyvän spektrin eri osien vaikutusten määrittämiseen, Herschel havaitsi, että "lämmön maksimi" on kylläisen punaisen värin takana ja mahdollisesti "näkyvän taittumisen ulkopuolella". Tämä tutkimus merkitsi alkua infrapunasäteilyn tutkimukselle.

Dia nro 8

Dian kuvaus:

Aineiden optiset ominaisuudet (läpinäkyvyys, heijastavuus, taittuminen) spektrin infrapuna-alueella poikkeavat pääsääntöisesti merkittävästi samoista ominaisuuksista näkyvällä alueella, johon olemme tottuneet Useimmille metalleille infrapunasäteilyn heijastuskyky on paljon suurempi kuin näkyvällä valolla ja kasvaa aallonpituuden kasvaessa. Infrapunalaitteiden luomiseen käytetään materiaaleja, jotka ovat läpinäkyviä IR-säteille ja joilla on korkea kyky heijastaa niitä.

Dia nro 9

Dian kuvaus:

Infrapunasäteilyä käytetään: lääketieteessä; kaukosäädin; maalattaessa (maalipintojen kuivaamiseen); elintarvikkeiden sterilointiin; korroosionestoaineena (lakalla päällystettyjen pintojen korroosion estämiseksi); setelien aitouden tarkistaminen; huoneen lämmittämiseen.

Dia nro 10

Dian kuvaus:

Röntgensäteily - silmälle näkymätöntä sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 10−7-10−12 m. Löydettiin vuonna 1895 Saksasta. fyysikko V. K. Roentgen (1845-1923). Säteilee aineen nopeiden elektronien hidastuessa (jatkuva spektri) ja elektronien siirtymien aikana atomin ulkoisista elektronikuorista sisäisiin (viivaspektri). Lähteitä ovat: jotkut radioaktiiviset isotoopit, röntgenputki, kiihdyttimet ja elektronien varastointilaitteet (synkrotronisäteily).

Dia nro 11

Dian kuvaus:

Dia nro 12

Dian kuvaus:

Röntgensäteiden avulla voit "valaistaa" ihmiskehoa, jonka seurauksena voit saada kuvan luista ja nykyaikaisissa laitteissa sisäelimistä (radiografia ja fluoroskopia) Vikojen havaitseminen tuotteissa (kiskot, hitsaussaumat) jne.) röntgensäteilyä käyttämällä kutsutaan röntgenvirheiden havaitsemiseksi. Materiaalitieteessä, kristallografiassa, kemiassa ja biokemiassa röntgensäteitä käytetään aineiden rakenteen selvittämiseen atomitasolla käyttämällä röntgendiffraktiosironnaa (X). -säteen diffraktio). Tunnettu esimerkki on DNA:n rakenteen määrittäminen. Röntgenin avulla voidaan määrittää aineen kemiallinen koostumus.Lentokentillä käytetään aktiivisesti röntgentelevisiointroskooppeja, joiden avulla voidaan tarkastella käsimatkatavaroiden ja matkatavaroiden sisältöä.

Dia nro 13

Dian kuvaus:

Dia nro 14

Dian kuvaus:

Optinen säteily on valoa sanan laajassa merkityksessä, sähkömagneettisia aaltoja, joiden pituudet ovat tavanomaisten rajojen alueella 1 nm - 1 mm. Ihmissilmän havaitseman näkyvän säteilyn lisäksi tämäntyyppinen säteily sisältää infrapunasäteilyn ja ultraviolettisäteilyn. Samanaikaisesti termin "O. ja." termillä "valo" on historiallisesti vähemmän määritellyt spektrirajat - se ei usein tarkoita kaikkea optista säteilyä, vaan vain sen näkyvää osa-aluetta. Optisille tutkimusmenetelmille on ominaista suunnattujen säteilyvirtojen muodostaminen käyttämällä optisia järjestelmiä, kuten linssejä, peilejä, optisia prismoja, diffraktiohiloja jne.

Dia nro 15

Dian kuvaus:

Optisen säteilyn aalto-ominaisuudet määräävät valon diffraktion, valon interferenssin, valon polarisaation jne. ilmiöt. Samanaikaisesti monia optisia ilmiöitä ei voida ymmärtää ilman ajatusta optisesta säteilystä nopeiden hiukkasten virtana - fotonit. Tämä luonnon kaksinaisuus. Optinen säteily tuo sen lähemmäksi muita mikromaailman kohteita ja löytää yleisen selityksen kvanttimekaniikasta. Optisen säteilyn etenemisnopeus tyhjiössä (valon nopeus) on noin 3·108 m/s. Missä tahansa muussa väliaineessa optisen säteilyn nopeus on pienempi. Väliaineen taitekerroin, joka määräytyy näiden nopeuksien suhteesta (tyhjiössä ja väliaineessa), ei yleensä ole sama optisen säteilyn eri aallonpituuksilla, mikä johtaa optisen säteilyn hajaannukseen. Käyttökohteet: Maataloustuotannossa infrapunasäteilyä käytetään pääasiassa nuorten eläinten ja siipikarjan lämmittämiseen, maataloustuotteiden (vilja, hedelmät jne.) kuivaamiseen ja desinfiointiin, maidon pastörointiin, maalin ja lakan kuivaamiseen sekä kyllästyspinnoitteisiin.

Dian kuvaus:

Korkea kemiallinen aktiivisuus, näkymätön, suuri tunkeutumiskyky, tappaa mikro-organismeja, pieninä annoksina on suotuisa vaikutus ihmiskehoon (rusketus), mutta suurilla annoksilla on negatiivinen biologinen vaikutus: muutokset solujen kehityksessä ja aineenvaihdunnassa, vaikutus silmiin. Kaikkien materiaalien (myös metallien) heijastuskerroin pienenee säteilyn aallonpituuden pienentyessä Aallonpituus 10 – 400 nm. Aaltotaajuus 800*1012 - 3000*1013 Hz.

Dia nro 18

Dian kuvaus:

Musta valolamppu on lamppu, joka säteilee pääasiassa spektrin pitkän aallon ultraviolettialueella (UVA-alue) ja tuottaa erittäin vähän näkyvää valoa. Asiakirjojen suojaamiseksi väärentämiseltä ne on usein varustettu ultraviolettitunnisteilla, jotka näkyvät vain alla. Desinfiointi ultraviolettisäteilyllä (UV) . Ilman ja kovien pintojen sterilointi. Veden desinfiointi suoritetaan kloorauksella yhdistettynä pääsääntöisesti otsonointiin tai desinfiointiin ultraviolettisäteilyllä (UV). Kemiallinen analyysi, UV-spektrometria. UV-spektrofotometria perustuu aineen säteilyttämiseen monokromaattisella UV-säteilyllä, jonka aallonpituus muuttuu ajan myötä. Aine absorboi UV-säteilyä eri aallonpituuksilla vaihtelevassa määrin. Kaavio, jonka ordinaattinen akseli näyttää läpäisyn tai heijastuneen säteilyn määrän ja abskissa-akseli aallonpituuden, muodostaa spektrin. Spektrit ovat kullekin aineelle yksilölliset, mikä on perusta seoksen yksittäisten aineiden tunnistamiselle sekä niiden kvantitatiiviselle mittaukselle. Hyönteisten pyydystäminen. Lääketieteessä (huoneen desinfiointi).

Dia nro 19

Dian kuvaus:

Dia nro 20

Dian kuvaus:

Gammasäteily (gammasäteet) on sähkömagneettisen säteilyn tyyppi, jolla on erittäin lyhyt aallonpituus< 5·10−3 нм и, вследствие этого слабо выраженными волновыми свойствами. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке - к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Dia nro 21

Dian kuvaus:

Gammasäteet, toisin kuin α- ja β-säteet, eivät poikkeuta sähkö- ja magneettikentistä, ja niille on tunnusomaista suurempi läpäisyteho yhtäläisillä energioilla ja muissa samanlaisissa olosuhteissa. Pääprosessit, jotka tapahtuvat gammasäteilyn kulkiessa aineen läpi: valosähköinen vaikutus - atomin kuoren elektroni absorboi gamma-kvantin energiaa, ja elektroni, joka suorittaa työtehtävän, poistuu atomista, josta tulee ionisoitu; parinmuodostuksen vaikutus - ytimen kentässä oleva gamma-kvantti muuttuu elektroniksi ja positroniksi; valosähköinen ydinvaikutus - useiden kymmenien MeV energioissa gamma-kvantti pystyy lyömään nukleoneja ulos ytimestä.

Artikkelissa navigointi:

Säteily ja radioaktiivisen säteilyn tyypit, radioaktiivisen (ionisoivan) säteilyn koostumus ja sen pääominaisuudet. Säteilyn vaikutus aineeseen.

Mikä on säteily

Ensin määritellään, mitä säteily on:

Aineen hajoamisprosessissa tai sen synteesissä atomin alkuaineet (protonit, neutronit, elektronit, fotonit) vapautuvat, muuten voidaan sanoa säteilyä tapahtuu näitä elementtejä. Sellaista säteilyä kutsutaan - ionisoiva säteily vai mikä on yleisempää radioaktiivista säteilyä tai vielä yksinkertaisempaa säteilyä . Ionisoivaa säteilyä ovat myös röntgensäteet ja gammasäteily.

Säteily on prosessi, jossa varattuja alkuainehiukkasia lähetetään aineen kautta elektronien, protonien, neutronien, heliumatomien tai fotonien ja myonien muodossa. Säteilyn tyyppi riippuu siitä, mitä elementtiä säteilee.

Ionisaatio on prosessi, jossa muodostuu positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita ioneja tai vapaita elektroneja neutraalisti varautuneista atomeista tai molekyyleistä.

Radioaktiivinen (ionisoiva) säteily voidaan jakaa useisiin tyyppeihin riippuen elementtien tyypistä, joista se koostuu. Eri tyyppiset säteilyt ovat erilaisten mikrohiukkasten aiheuttamia ja siksi niillä on erilaiset energeettiset vaikutukset aineeseen, erilaiset kyvyt tunkeutua sen läpi ja sen seurauksena säteilyn erilaiset biologiset vaikutukset.

Alfa-, beeta- ja neutronisäteily- Nämä ovat säteilyä, jotka koostuvat erilaisista atomihiukkasista.

Gamma ja röntgensäteet on energian päästö.

Alfa-säteily

• vapautuvat: kaksi protonia ja kaksi neutronia
• läpäisyvoima: matala
• säteily lähteestä: jopa 10 cm
• päästönopeus: 20 000 km/s
• ionisaatio: 30 000 ioniparia per 1 cm matka
• korkea

Alfa-säteilyä (α) esiintyy epävakaan hajoamisen aikana isotoopit elementtejä.

Alfa-säteily- tämä on raskaiden, positiivisesti varautuneiden alfahiukkasten säteilyä, jotka ovat heliumatomien ytimiä (kaksi neutronia ja kaksi protonia). Alfahiukkasia vapautuu monimutkaisempien ytimien hajoamisen aikana, esimerkiksi uraanin, radiumin ja toriumin atomien hajoamisen aikana.

Alfahiukkasilla on suuri massa ja ne säteilevät suhteellisen alhaisella nopeudella, keskimäärin 20 tuhatta km/s, mikä on noin 15 kertaa vähemmän kuin valon nopeus. Koska alfahiukkaset ovat erittäin raskaita, joutuessaan kosketuksiin aineen kanssa, hiukkaset törmäävät tämän aineen molekyyleihin, alkavat olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa, menettäen energiansa, ja siksi näiden hiukkasten tunkeutumiskyky ei ole suuri ja jopa yksinkertainen arkki paperi voi pidätellä niitä.

Alfahiukkaset kuljettavat kuitenkin paljon energiaa ja aiheuttavat aineen kanssa vuorovaikutuksessa merkittävää ionisaatiota. Ja elävän organismin soluissa alfa-säteily tuhoaa ionisaation lisäksi kudosta, mikä johtaa erilaisiin vaurioihin eläville soluille.

Kaikista säteilytyypeistä alfasäteilyllä on pienin läpäisykyky, mutta elävien kudosten säteilytyksen seuraukset tämäntyyppisellä säteilyllä ovat vakavimmat ja merkittävimmät muihin säteilytyyppeihin verrattuna.

Altistuminen alfasäteilylle voi tapahtua, kun radioaktiivisia aineita pääsee kehoon esimerkiksi ilman, veden tai ruoan kautta tai haavojen tai haavojen kautta. Kun nämä radioaktiiviset elementit kulkeutuvat kehoon, ne kulkeutuvat verenkierron kautta kaikkialle kehoon, kerääntyvät kudoksiin ja elimiin ja vaikuttavat niihin voimakkaasti. Koska joidenkin alfasäteilyä lähettävien radioaktiivisten isotooppien elinikä on pitkä, ne voivat kehoon joutuessaan aiheuttaa vakavia muutoksia soluissa ja johtaa kudosten rappeutumiseen ja mutaatioihin.

Radioaktiiviset isotoopit eivät itse asiassa poistu elimistöstä itsestään, joten kun ne pääsevät kehon sisään, ne säteilyttävät kudoksia sisältäpäin useita vuosia, kunnes ne johtavat vakaviin muutoksiin. Ihmiskeho ei pysty neutraloimaan, prosessoimaan, omaksumaan tai hyödyntämään useimpia kehoon joutuvia radioaktiivisia isotooppeja.

Neutronisäteily

• vapautuvat: neutroneja
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: kilometriä
• päästönopeus: 40 000 km/s
• ionisaatio: 3000 - 5000 ioniparia 1 cm ajoa kohden
• säteilyn biologiset vaikutukset: korkea

Neutronisäteily- tämä on ihmisen aiheuttamaa säteilyä, joka syntyy erilaisissa ydinreaktoreissa ja atomiräjähdyksen yhteydessä. Myös tähdet, joissa tapahtuu aktiivisia lämpöydinreaktioita, lähettävät neutronisäteilyä.

Ilman varausta aineen kanssa törmäävä neutronisäteily on heikosti vuorovaikutuksessa atomien alkuaineiden kanssa atomitasolla, ja siksi sillä on korkea läpäisykyky. Voit pysäyttää neutronisäteilyn käyttämällä materiaaleja, joissa on korkea vetypitoisuus, esimerkiksi vesisäiliö. Myös neutronisäteily ei tunkeudu hyvin polyeteenin läpi.

Biologisten kudosten läpi kulkeva neutronisäteily aiheuttaa vakavia vaurioita soluille, koska sillä on merkittävä massa ja suurempi nopeus kuin alfasäteilyllä.

Beeta-säteily

• vapautuvat: elektroneja tai positroneja
• läpäisyvoima: keskiverto
• säteily lähteestä: jopa 20 m
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio: 40 - 150 ioniparia 1 cm matkaa kohti
• säteilyn biologiset vaikutukset: keskiverto

Beeta (β) säteily tapahtuu, kun yksi elementti muuttuu toiseksi, kun taas prosessit tapahtuvat aineen atomin ytimessä protonien ja neutronien ominaisuuksien muuttuessa.

Beetasäteilyllä neutroni muuttuu protoniksi tai protoni neutroniksi; tämän muunnoksen aikana emittoituu elektroni tai positron (elektroniantipartikkeli) muunnoksen tyypistä riippuen. Säteilevien alkuaineiden nopeus lähestyy valon nopeutta ja on noin 300 000 km/s. Tämän prosessin aikana vapautuvia alkuaineita kutsutaan beetahiukkasiksi.

Koska beetasäteilyllä on alun perin suuri säteilynopeus ja pienet emittoivien alkuaineiden koot, sen läpäisykyky on suurempi kuin alfasäteilyllä, mutta sillä on satoja kertoja pienempi kyky ionisoida ainetta alfasäteilyyn verrattuna.

Beetasäteily tunkeutuu helposti vaatteiden läpi ja osittain elävän kudoksen läpi, mutta kulkiessaan tiheämpien ainerakenteiden läpi, esimerkiksi metallin läpi, se alkaa olla vuorovaikutuksessa sen kanssa voimakkaammin ja menettää suurimman osan energiastaan ​​siirtäen sen aineen alkuaineisiin. . Muutaman millimetrin metallilevy voi pysäyttää beetasäteilyn kokonaan.

Jos alfasäteily aiheuttaa vaaran vain suorassa kosketuksessa radioaktiivisen isotoopin kanssa, niin beetasäteily voi intensiteetistään riippuen aiheuttaa merkittävää haittaa elävälle organismille jo useiden kymmenien metrien etäisyydellä säteilylähteestä.

Jos beetasäteilyä lähettävä radioaktiivinen isotooppi pääsee elävään organismiin, se kerääntyy kudoksiin ja elimiin vaikuttaen niihin energisesti, mikä johtaa kudoksen rakenteen muutoksiin ja ajan myötä merkittäviin vaurioihin.

Joillakin beetasäteilyä sisältävillä radioaktiivisilla isotoopeilla on pitkä hajoamisjakso, eli kun ne pääsevät kehoon, ne säteilyttävät sitä vuosia, kunnes ne johtavat kudosten rappeutumiseen ja sen seurauksena syöpään.

Gammasäteily

• vapautuvat: energiaa fotonien muodossa
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: jopa satoja metrejä
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio:
• säteilyn biologiset vaikutukset: matala

Gamma-säteily (γ). on energistä sähkömagneettista säteilyä fotonien muodossa.

Gammasäteily seuraa aineen atomien hajoamisprosessia ja ilmenee säteilevän sähkömagneettisen energian muodossa fotonien muodossa, joka vapautuu, kun atomin ytimen energiatila muuttuu. Gammasäteet säteilevät ytimestä valon nopeudella.

Kun atomin radioaktiivinen hajoaminen tapahtuu, yhdestä aineesta muodostuu muita aineita. Vasta muodostuneiden aineiden atomi on energeettisesti epävakaassa (virittyneessä) tilassa. Ytimessä olevat neutronit ja protonit pääsevät toisiinsa vaikuttamalla tilaan, jossa vuorovaikutusvoimat ovat tasapainossa ja atomista vapautuu ylimääräistä energiaa gammasäteilyn muodossa.

Gammasäteilyllä on korkea läpäisykyky ja se tunkeutuu helposti vaatteisiin, elävään kudokseen ja hieman vaikeammin tiheiden ainerakenteiden, kuten metallin, läpi. Gammasäteilyn pysäyttämiseksi tarvitaan huomattava paksuus terästä tai betonia. Mutta samaan aikaan gammasäteilyllä on sata kertaa heikompi vaikutus aineeseen kuin beetasäteilyllä ja kymmeniä tuhansia kertoja heikompi kuin alfasäteilyllä.

Gammasäteilyn suurin vaara on sen kyky kulkea merkittäviä matkoja ja vaikuttaa eläviin organismeihin useiden satojen metrien päässä gammasäteilyn lähteestä.

Röntgensäteilyä

• vapautuvat: energiaa fotonien muodossa
• läpäisyvoima: korkea
• säteily lähteestä: jopa satoja metrejä
• päästönopeus: 300 000 km/s
• ionisaatio: 3 - 5 paria ioneja 1 cm matkaa kohti
• säteilyn biologiset vaikutukset: matala

Röntgensäteilyä- Tämä on energistä sähkömagneettista säteilyä fotonien muodossa, joka syntyy, kun atomin sisällä oleva elektroni siirtyy kiertoradalta toiselle.

Röntgensäteily on vaikutukseltaan samanlainen kuin gammasäteily, mutta sillä on pienempi läpäisykyky, koska sillä on pidempi aallonpituus.

Erilaisia ​​radioaktiivisia säteilytyyppejä tarkasteltuna on selvää, että säteilyn käsite sisältää täysin erilaisia ​​säteilytyyppejä, joilla on erilaisia ​​vaikutuksia aineeseen ja eläviin kudoksiin, suorasta pommituksesta alkeishiukkasilla (alfa-, beeta- ja neutronisäteily) energiavaikutuksiin. gamma- ja röntgenhoidon muodossa.

Jokainen keskusteltu säteily on vaarallinen!

Vertaileva taulukko eri säteilytyyppien ominaisuuksista

ominaisuus	Säteilyn tyyppi
	Alfa-säteily	Neutronisäteily	Beeta-säteily	Gammasäteily	Röntgensäteilyä
vapautuvat	kaksi protonia ja kaksi neutronia	neutroneja	elektroneja tai positroneja	energiaa fotonien muodossa	energiaa fotonien muodossa
läpäisevä voima	matala	korkea	keskiverto	korkea	korkea
altistuminen lähteestä	jopa 10 cm	kilometriä	jopa 20 m	satoja metrejä	satoja metrejä
säteilyn nopeus	20 000 km/s	40 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s	300 000 km/s
ionisaatio, höyry 1 cm matkaa kohti	30 000	3000-5000	40-150	3-5	3-5
säteilyn biologiset vaikutukset	korkea	korkea	keskiverto	matala	matala

Kuten taulukosta voidaan nähdä, säteilyn tyypistä riippuen saman intensiteetin säteilyllä, esimerkiksi 0,1 Roentgenilla, on erilainen tuhoava vaikutus elävän organismin soluihin. Tämän eron huomioon ottamiseksi otettiin käyttöön kerroin k, joka kuvastaa elävien esineiden radioaktiiviselle säteilylle altistumisen astetta.

tekijä k
Säteilytyyppi ja energiaalue	Painon kerroin
Fotonit kaikki energiat (gammasäteily)	1
Elektronit ja myonit kaikki energiat (beetasäteily)	1
Neutronit energialla < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Neutronit 10 - 100 KeV (neutronisäteily)	10
Neutronit 100 KeV - 2 MeV (neutronisäteily)	20
Neutronit 2 MeV - 20 MeV (neutronisäteily)	10
Neutronit> 20 MeV (neutronisäteily)	5
Protonit joiden energiat ovat > 2 MeV (paitsi rekyyliprotonit)	5
Alfa-hiukkasia, fissiopalaset ja muut raskaat ytimet (alfasäteily)	20

Mitä korkeampi ”k-kerroin”, sitä vaarallisempi tietyntyyppisen säteilyn vaikutus elävän organismin kudoksiin on.

Video:

Kaikki viritetyssä tilassa olevat atomit pystyvät lähettämään sähkömagneettisia aaltoja. Tätä varten heidän on mentävä perustilaan, jossa heidän sisäinen energiansa saa. Tällaisen siirtymän prosessiin liittyy sähkömagneettisen aallon säteily. Pituudesta riippuen sillä on erilaisia ​​ominaisuuksia. Tällaista säteilyä on useita tyyppejä.

Näkyvä valo

Aallonpituus on lyhin etäisyys saman faasien pinnan välillä. Näkyvä valo on sähkömagneettisia aaltoja, jotka ihmissilmä voi havaita. Valon aallonpituudet vaihtelevat välillä 340 (violetti valo) 760 nanometriin (punainen valo). Ihmissilmä havaitsee spektrin kelta-vihreän alueen parhaiten.

Infrapunasäteily

Kaikki, mikä ihmistä ympäröi, mukaan lukien hän itse, on infrapuna- tai lämpösäteilyn lähde (aallonpituus jopa 0,5 mm). Atomit lähettävät sähkömagneettisia aaltoja tällä alueella törmätessään kaoottisesti toisiinsa. Jokaisen törmäyksen yhteydessä niiden liike-energia muuttuu lämpöenergiaksi. Atomi innostuu ja lähettää aaltoja infrapuna-alueella.

Vain pieni osa infrapunasäteilystä saavuttaa Maan pinnan Auringosta. Ilmamolekyyleihin ja erityisesti hiilidioksidiin imeytyy jopa 80 %, mikä aiheuttaa kasvihuoneilmiön.

UV-säteily

Ultraviolettisäteilyn aallonpituus on paljon lyhyempi kuin infrapunasäteilyn. Auringon spektri sisältää myös ultraviolettikomponentin, mutta se on Maan otsonikerroksen tukkima, eikä se saavuta sen pintaa. Tällainen säteily on erittäin haitallista kaikille eläville organismeille.

Ultraviolettisäteilyn pituus on 10-740 nanometriä. Se pieni osa siitä, joka saavuttaa Maan pinnan näkyvän valon mukana, saa ihmiset ruskettumaan ihon suojaavana reaktiona haitallisilta vaikutuksilta.

Radioaallot

Jopa 1,5 km pituisia radioaaltoja käyttämällä voidaan välittää tietoa. Tätä käytetään radioissa ja televisiossa. Tällainen pitkä pituus mahdollistaa niiden taipumisen maan pinnan ympäri. Lyhyimmät radioaallot voivat heijastua ilmakehän ylemmistä kerroksista ja saavuttaa maapallon vastakkaisella puolella sijaitsevat asemat.

Gammasäteet

Gammasäteet luokitellaan erityisen kovaksi ultraviolettisäteilyksi. Ne muodostuvat atomipommin räjähdyksen aikana sekä tähtien pinnalla tapahtuvien prosessien aikana. Tämä säteily on haitallista eläville organismeille, mutta Maan magnetosfääri ei päästä niitä läpi. Gammasäteilyfotoneilla on erittäin korkea energia.

Ionisoiva säteily (jäljempänä IR) on säteilyä, jonka vuorovaikutus aineen kanssa johtaa atomien ja molekyylien ionisoitumiseen, ts. tämä vuorovaikutus johtaa atomin virittymiseen ja yksittäisten elektronien (negatiivisesti varautuneiden hiukkasten) erottumiseen atomikuorista. Tämän seurauksena atomi muuttuu positiivisesti varautuneeksi ioniksi ilman yhdestä tai useammasta elektronista - tapahtuu primäärinen ionisaatio. II sisältää sähkömagneettisen säteilyn (gammasäteily) sekä varautuneiden ja neutraalien hiukkasten virrat - korpuskulaarisen säteilyn (alfasäteily, beetasäteily ja neutronisäteily).

Alfa-säteily viittaa korpuskulaariseen säteilyyn. Tämä on raskaiden positiivisesti varautuneiden alfahiukkasten (heliumatomien ytimien) virta, joka syntyy raskaiden alkuaineiden, kuten uraanin, radiumin ja toriumin, atomien hajoamisesta. Koska hiukkaset ovat raskaita, aineen alfa-hiukkasten valikoima (eli reitti, jolla ne tuottavat ionisaatiota) osoittautuu hyvin lyhyeksi: millimetrin sadasosia biologisissa väliaineissa, 2,5-8 cm ilmassa. Näin ollen tavallinen paperiarkki tai ulompi kuollut ihokerros voi vangita nämä hiukkaset.

Alfahiukkasia lähettävät aineet ovat kuitenkin pitkäikäisiä. Tällaisten aineiden joutuessa kehoon ruuan, ilman tai haavojen kautta ne kulkeutuvat verenkierron mukana koko kehoon ja kerääntyvät elimiin, jotka ovat vastuussa aineenvaihdunnasta ja kehon suojauksesta (esimerkiksi perna tai imusolmukkeet). aiheuttaa kehon sisäistä säteilyä. Tällaisen kehon sisäisen säteilytyksen vaara on suuri, koska nämä alfahiukkaset luovat erittäin suuren määrän ioneja (jopa useita tuhansia ioniparia per 1 mikronin reitti kudoksissa). Ionisaatio puolestaan ​​määrittää joukon aineessa, erityisesti elävässä kudoksessa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden ominaisuuksia (vahvojen hapettimien, vapaan vedyn ja hapen muodostuminen jne.).

Beeta-säteily(beeta-säteet tai beetahiukkasten virta) viittaa myös säteilyn korpuskulaariseen tyyppiin. Tämä on elektronien (β-säteily, tai useimmiten vain β-säteily) tai positronien (β+-säteily) virta, joka vapautuu tiettyjen atomien ytimien radioaktiivisen beetahajoamisen aikana. Ytimessä syntyy elektroneja tai positroneja, kun neutroni muuttuu protoniksi tai protoni neutroniksi, vastaavasti.

Elektronit ovat huomattavasti pienempiä kuin alfahiukkaset ja voivat tunkeutua 10-15 senttimetriä syvälle aineeseen (runkoon) (vrt. alfa-hiukkasten sadasosat millimetristä). Kulkiessaan aineen läpi beetasäteily on vuorovaikutuksessa atomiensa elektronien ja ytimien kanssa, kuluttaa energiaansa tähän ja hidastaa liikettä, kunnes se pysähtyy kokonaan. Näistä ominaisuuksista johtuen beetasäteilyltä suojaamiseen riittää, että sinulla on sopivan paksuinen orgaaninen lasiseinä. Beetasäteilyn käyttö lääketieteessä pinnalliseen, interstitiaaliseen ja intrakavitaariseen sädehoitoon perustuu näihin samoihin ominaisuuksiin.

Neutronisäteily- toisentyyppinen korpuskulaarinen säteily. Neutronisäteily on neutronien (alkuainehiukkasten, joilla ei ole sähkövarausta) virtausta. Neutroneilla ei ole ionisoivaa vaikutusta, mutta erittäin merkittävä ionisoiva vaikutus syntyy johtuen elastisesta ja joustamattomasta sironnasta aineen ytimiin.

Neutronien säteilyttämät aineet voivat saada radioaktiivisia ominaisuuksia eli vastaanottaa ns. indusoitua radioaktiivisuutta. Neutronisäteilyä syntyy hiukkaskiihdyttimien toiminnan aikana, ydinreaktoreissa, teollisuus- ja laboratoriolaitoksissa, ydinräjähdyksissä jne. Neutronisäteilyllä on suurin läpäisykyky. Parhaat materiaalit suojaamaan neutronisäteilyltä ovat vetyä sisältävät materiaalit.

Gammasäteet ja röntgensäteet kuuluvat sähkömagneettiseen säteilyyn.

Perimmäinen ero näiden kahden säteilytyypin välillä on niiden esiintymismekanismissa. Röntgensäteily on ytimen ulkopuolista alkuperää, gammasäteily on ytimen hajoamisen tuotetta.

Fyysikko Roentgen löysi röntgensäteilyn vuonna 1895. Tämä on näkymätöntä säteilyä, joka pystyy tunkeutumaan, vaikkakin vaihtelevassa määrin, kaikkiin aineisiin. Se on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on suuruusluokkaa - 10 -12 - 10 -7. Röntgensäteiden lähde on röntgenputki, jotkut radionuklidit (esim. beetasäteilijät), kiihdyttimet ja elektronien varastointilaitteet (synkrotronisäteily).

Röntgenputkessa on kaksi elektrodia - katodi ja anodi (vastaavasti negatiiviset ja positiiviset elektrodit). Kun katodia kuumennetaan, tapahtuu elektronien emissio (ilmiö elektronien emissiosta kiinteän aineen tai nesteen pinnalla). Katodista karkaavia elektroneja kiihdyttää sähkökenttä ja ne osuvat anodin pintaan, jossa ne hidastuvat jyrkästi, mikä johtaa röntgensäteilyyn. Kuten näkyvä valo, röntgensäteet saavat valokuvafilmin muuttumaan mustiksi. Tämä on yksi sen lääketieteen perustavanlaatuisista ominaisuuksista - että se läpäisee säteilyä ja siten potilasta voidaan valaista sen avulla, ja koska Eritiheyksiset kudokset imevät röntgensäteitä eri tavalla – voimme diagnosoida monenlaisia ​​sisäelinten sairauksia hyvin varhaisessa vaiheessa.

Gammasäteily on nukleaarista alkuperää. Se tapahtuu radioaktiivisten ytimien hajoamisen, ytimien siirtymisen aikana virittyneestä tilasta perustilaan, nopeasti varautuneiden hiukkasten vuorovaikutuksessa aineen kanssa, elektroni-positroniparien tuhoutuessa jne.

Gammasäteilyn suuri läpäisykyky selittyy sen lyhyellä aallonpituudella. Gammasäteilyn virtauksen heikentämiseen käytetään merkittävän massaluvun omaavia aineita (lyijy, volframi, uraani jne.) ja kaikenlaisia ​​korkeatiheyksisiä koostumuksia (erilaisia ​​betoneja metallitäyteaineilla).

Radioaktiivisuuden löysi vuonna 1896 ranskalainen tiedemies Antoine Henri Becquerel tutkiessaan uraanisuolojen luminesenssia. Kävi ilmi, että uraanisuolat lähettivät ilman ulkoista vaikutusta (spontaanisti) luonteeltaan tuntematonta säteilyä, joka valaisi valosta eristettyjä valokuvalevyjä, ionisoi ilmaa, tunkeutui ohuiden metallilevyjen läpi ja aiheutti useiden aineiden luminesenssia. Polonium 21084Po ja radium 226 88Ra sisältävillä aineilla oli sama ominaisuus.

Jo aikaisemmin, vuonna 1985, saksalainen fyysikko Wilhelm Roentgen löysi röntgensäteet vahingossa. Marie Curie loi sanan "radioaktiivisuus".

Radioaktiivisuus on kemiallisen alkuaineen atomin ytimen spontaani muutos (hajoaminen), joka johtaa sen atomiluvun tai massaluvun muutokseen. Tämän ytimen muutoksen myötä säteilee radioaktiivista säteilyä.

Luonnollisen ja keinotekoisen radioaktiivisuuden välillä on ero. Luonnollinen radioaktiivisuus on luonnossa esiintyvissä epävakaissa isotoopeissa havaittua radioaktiivisuutta. Keinotekoinen radioaktiivisuus on ydinreaktioiden tuloksena saatujen isotooppien radioaktiivisuutta.

Radioaktiivista säteilyä on useita eri tyyppejä, jotka eroavat energialtaan ja tunkeutumiskyvyltään ja joilla on erilaisia ​​vaikutuksia elävän organismin kudoksiin.

Alfa-säteily on positiivisesti varautuneiden hiukkasten virta, joista jokainen koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Tämän tyyppisen säteilyn läpäisykyky on alhainen. Sen pidättelevät muutaman senttimetrin ilma, useat paperiarkit ja tavalliset vaatteet. Alfasäteily voi olla vaarallista silmille. Se ei käytännössä pysty tunkeutumaan ihon ulkokerrokseen eikä aiheuta vaaraa ennen kuin alfahiukkasia lähettäviä radionuklideja pääsee kehoon avoimen haavan, ruoan tai hengitetyn ilman kautta - silloin niistä voi tulla erittäin vaarallisia. Suhteellisen raskailla, positiivisesti varautuneilla alfahiukkasilla tapahtuva säteilytys voi aiheuttaa vakavia vaurioita elävien organismien soluille ja kudoksille tietyn ajan kuluessa.

Beeta-säteily on valtavalla nopeudella liikkuva negatiivisesti varautuneiden elektronien virta, jonka koko ja massa ovat paljon pienempiä kuin alfahiukkaset. Tällä säteilyllä on suurempi läpäisykyky kuin alfasäteilyllä. Voit suojautua siltä ohuella metallilevyllä, kuten alumiinilla tai 1,25 cm paksulla puukerroksella.Jos henkilöllä ei ole paksua vaatetusta, beetahiukkaset voivat tunkeutua ihon läpi useiden millimetrien syvyyteen. Jos vartaloa ei ole peitetty vaatteilla, beetasäteily voi vahingoittaa ihoa, ja se siirtyy kehon kudokseen 1-2 senttimetrin syvyyteen.

Gammasäteily, kuten röntgensäteet, se on erittäin korkean energian sähkömagneettista säteilyä. Tämä on erittäin lyhyiden aallonpituuksien ja erittäin korkeiden taajuuksien säteilyä. Jokainen, joka on käynyt lääkärintarkastuksessa, tuntee röntgenkuvat. Gammasäteilyllä on korkea läpäisykyky, sillä voit suojautua vain paksulla lyijy- tai betonikerroksella. Röntgen- ja gammasäteet eivät sisällä sähkövarausta. Ne voivat vahingoittaa kaikkia elimiä.

Kaikenlaista radioaktiivista säteilyä ei voi nähdä, tuntea tai kuulla. Säteilyllä ei ole väriä, ei makua, ei hajua. Radionuklidien hajoamisnopeutta ei käytännössä voida muuttaa tunnetuilla kemiallisilla, fysikaalisilla, biologisilla ja muilla menetelmillä. Mitä enemmän energiaa säteily siirtää kudoksiin, sitä enemmän vaurioita se aiheuttaa kehossa. Kehoon siirtyvän energian määrää kutsutaan annokseksi. Keho voi saada säteilyannoksen mistä tahansa säteilystä, myös radioaktiivisesta säteilystä. Tässä tapauksessa radionuklidit voivat sijaita kehon ulkopuolella tai sen sisällä. Säteilytetyn kappaleen massayksikköä kohden absorboituvaa säteilyenergian määrää kutsutaan absorboituneeksi annokseksi ja se mitataan SI-järjestelmässä harmaina (Gy).

Samalla absorboidulla annoksella alfasäteily on paljon vaarallisempaa kuin beeta- ja gammasäteily. Ihmisen erityyppiselle säteilylle altistumisen astetta arvioidaan käyttämällä sellaista ominaisuutta kuin ekvivalenttiannos. vahingoittaa kehon kudoksia eri tavoin. SI-järjestelmässä se mitataan yksiköissä, joita kutsutaan sieverteiksi (Sv).

Radioaktiivinen hajoaminen on ytimien luonnollista radioaktiivista muutosta, joka tapahtuu spontaanisti. Ydintä, jossa tapahtuu radioaktiivista hajoamista, kutsutaan emoytimeksi; tuloksena oleva tytärydin pääsääntöisesti osoittautuu kiihtyneeksi ja sen siirtymistä perustilaan seuraa γ-fotonin emissio. Että. Gammasäteily on tärkein tapa vähentää radioaktiivisten muutosten virittyneiden tuotteiden energiaa.

Alfa hajoaminen. β-säteet ovat helium He -ytimien virtaa. Alfahajoamiseen liittyy alfahiukkasen (He) poistuminen ytimestä, joka alun perin muuttuu uuden kemiallisen alkuaineen atomin ytimeksi, jonka varaus on 2 pienempi ja massaluku 4 yksikköä pienempi.

Nopeudet, joilla α-hiukkaset (eli He-ytimet) lentävät ulos hajoavasta ytimestä, ovat erittäin suuria (~106 m/s).

Lentäessään aineen läpi α-hiukkanen menettää vähitellen energiansa kuluttaen sen aineen molekyylien ionisointiin ja lopulta pysähtyy. Alfahiukkanen muodostaa polullaan noin 106 paria ioneja 1 senttimetriä kohden.

Mitä suurempi aineen tiheys on, sitä lyhyempi on α-hiukkasten alue ennen pysähtymistä. Ilmassa normaalipaineessa vaihteluväli on useita cm, vedessä, ihmisen kudoksissa (lihakset, veri, imusolmuke) 0,1-0,15 mm. Tavallinen paperilappu peittää α-hiukkaset kokonaan.

α-hiukkaset eivät ole kovin vaarallisia ulkoisessa säteilyssä, koska Vaatteet ja kumi voivat viivästyttää. Mutta α-hiukkaset ovat erittäin vaarallisia joutuessaan ihmiskehoon niiden tuottaman suuren ionisaatiotiheyden vuoksi. Kudosten vauriot eivät ole palautuvia.

Beta-hajoamista on kolmea erilaista. Ensimmäinen - muunnoksen läpikäynyt ydin lähettää elektronin, toinen - positroni, kolmatta - kutsutaan elektronien sieppaamiseksi (e-capture), ydin absorboi yhden elektroneista.

Kolmas hajoamistyyppi (elektronin sieppaus) on, kun ydin absorboi yhden atomin elektroneista, minkä seurauksena yksi protoneista muuttuu neutroniksi, joka lähettää neutrinon:

β-hiukkasten liikenopeus tyhjiössä on 0,3 – 0,99 valon nopeutta. Ne ovat nopeampia kuin alfahiukkaset, lentävät vastaan ​​tulevien atomien läpi ja ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa. β-hiukkasilla on pienempi ionisaatiovaikutus (50-100 paria ioneja 1 cm:llä ilmassa olevaa polkua kohti) ja kun β-hiukkanen pääsee kehoon, ne ovat vähemmän vaarallisia kuin α-hiukkaset. β-hiukkasten tunkeutumiskyky on kuitenkin korkea (10 cm - 25 m ja jopa 17,5 mm biologisissa kudoksissa).

Gammasäteily on atomiytimien radioaktiivisten muutosten aikana lähettämää sähkömagneettista säteilyä, joka etenee tyhjiössä vakionopeudella 300 000 km/s. Tämä säteily liittyy yleensä β-hajoamiseen ja harvemmin α-hajoamiseen.

y-säteet ovat samanlaisia ​​kuin röntgensäteet, mutta niillä on paljon suurempi energia (lyhyemmällä aallonpituudella). γ-säteet, jotka ovat sähköisesti neutraaleja, eivät taipu magneetti- ja sähkökentissä. Aineessa ja tyhjiössä ne etenevät suoraviivaisesti ja tasaisesti kaikkiin suuntiin lähteestä aiheuttamatta suoraa ionisaatiota; väliaineessa liikkuessaan ne tyrmäävät elektroneja siirtäen niille osan tai koko energiastaan, jotka tuottavat ionisaatioprosessin. 1 cm:n matkalla γ-säteet muodostavat 1-2 ioniparia. Ilmassa ne kulkevat useita satoja metrejä ja jopa kilometrejä, betonissa - 25 cm, lyijyssä - jopa 5 cm, vedessä - kymmeniä metrejä ja ne tunkeutuvat elävien organismien läpi.

γ-säteet muodostavat merkittävän vaaran eläville organismeille ulkoisen säteilyn lähteenä.