Alates kooliajast on paljudele jäänud mulje, et gammakiirgus on tõeliselt ohtlik. Tuumapuhangu moodustatud gammakiired lendavad palju kilomeetreid, tungivad inimesi läbi ja põhjustavad kiiritushaigust. Tuumareaktor on ümbritsetud betooni paksusega gammakiirguse eest kaitsmiseks ja väikesed kiirgusallikad on peidetud pliimahutitesse. Kõik see on nii. Kuid see pole otseselt seotud kiirguse ohuga inimestele.
Miks? Sest sel juhul räägime radiatsiooni täiesti teistsugusest omadusest - nende läbitungimisvõimest. Jah, gammakiirguses on see võime palju suurem kui alfa- ja beetakiirguses. Kuid kiirguse ohtu ei määra mitte läbitungimine, vaid annus. Hiljem naaseme oma gammakiirte juurde, kuid nüüd proovime aru saada, mis annus on..
Mõelge leibkonna näitele. Mees jõi 250 grammi viina. Kas see on annus? Ei, see on portsjon, mis sisaldab 100 grammi alkoholi. Ja annuse arvutamisel võetakse arvesse inimese kehakaalu. Kui see kaalub 100 kg, võrdub meie näites annus 1 grammiga alkoholiga 1 kilogrammi kehakaalu kohta. Kui inimene kaalub 50 kg, võrdub annus 2 grammiga kilogrammi kohta, see tähendab kaks korda rohkem. Vaadake, kui mugav on võrrelda? Juba on selge, et teisel inimesel on sama osa võtmisel tugevam mõju. Ja samast annusest ja tagajärjed on proportsionaalsed.
Samuti hinnatakse ioniseeriva kiirguse mõju inimesele. Lihtsaim omadus on nn imendunud annus. Kuidas seda määratakse? Kahes etapis. Esiteks mõõdavad või arvutavad nad - ei, mitte grammides alkoholi, vaid energiakoguse, mis on keha (inimene või üksikorgan) kiiritamise tagajärjel imendunud. Ja siis see neelduv energia jagatakse kehakaaluga.
Milles mõõdetakse energiat? Just, džaulides (J). Ja missa? Kilogrammides. Selgub, et imendunud annust mõõdetakse džaulides kilogrammi kohta: J / kg. Kuid kui rääkida kiirgusest, saab "džaul kilogrammi kohta" kuulsa teadlase auks erilise nime. Võib-olla nad kuulsid - “hall” (Gr)? Võib-olla on sõna „rõõmus“ teile tuttav - radades mõõdeti neeldunud annust enne halli kasutuselevõttu. Üks rõõmus sada korda vähem soojenemist, see on senti rubla eest: 1 Gy = 100 rad. Ja isegi varem kasutasid nad tuntud ühikut - röntgenikiirgust. Röntgenikiirgus ei hinnanud energiat, vaid kiirguse ioniseerivat võimet.
Me ei hammusta oma pead, lihtsuse huvides peame märkima, et röntgenikiirgus on vihmaga võrdne. Pöörake tähelepanu kolmele olulisele detailile..
Esiteks on annus murdosa. Ja lugejas ei ole keha imendunud alfaosakeste või gammakiirte arv. Murdarvu lugejas on energia. Oluline on ioniseeriva kiirguse energia. Näiteks võib gammakiirgus olla kas kõva või pehme: kõval kiirgusel (vt skaala parempoolset serva joonisel 2.2) on palju energiat ja pehmel (ultraviolettkiirgusele lähemal) on vähem energiat. Tähtis pole mitte ainult kuuli kali. Püssist tulistamine on üks asi ja sama kuul pildistatav pildilt on teine.
Teiseks ei huvita meid mitte kogu kiirgusenergia, vaid ainult see osa, mida kiiritatud keha neelas. Keha läbinud kiirgusenergiat ei arvestata annusesse.
Kolmandaks, murdosa nimetajas on mass mass. Kuid see pole enam radionukliidi mass, nagu spetsiifilise aktiivsuse arvutamisel, vaid kiiritatud keha mass - sihtmärk. Oh jah, nad kasutavad ikka mõnda sieverti. Kuid enne, kui olete täielikult segaduses, tahan teid natuke inspireerida. Tõsi, mitte kõiki, vaid ainult lugejate meessoost osa.
Proovime aru saada: miks peame meie, mehed, mõistma kõiki neid patte ja pärandajaid? Kujutage ette, et kohtute šika naisega. Ilma suure rahata on teda raske üllatada (saan aru: on ebatõenäoline, et oligarh seda raamatut loeb). Kuid me teeme nii. Tõlgime sujuvalt kiirgust puudutavat vestlust ja sisestame hooletult tüübi: „Nii et... seal olnud saaste tihedus oli... mmm... 10 curie ruutkilomeetri kohta. Siis said need Tšernobõli ohvrid (siin peate nimetissõrmega otsaesist hõõruda) keskmise annuse umbes 100 milligrammi. Rohkem kui tavaline, kuid mitte ohtlik. ” Kõik! Ta on ekstaatiline - ta on sinu!
Kuid naistel ei soovitata meestega vesteldes edasiliikumist näidata: see on meeste väärikuse solvamine. Kuid tõsiselt, kuni me ei mõista põhitõdesid, ei saa meil olla sõltumatut arvamust. Ja me peame võtma usku teiste arvamustesse. Ja seetõttu edasi!
Tagasi meie sieverti juurde. Miks neil neid vaja oli, kas me oleme vähe kreeklasi? Selgub, et neeldunud doos ei võta arvesse kõike: see ei võta arvesse erinevat tüüpi kiirguse erinevat võimet kahjustada elusorganismide kudesid. Sageli ajavad nad segamini erinevad asjad: eri tüüpi kiirguse läbitungimisvõime ja nende kahjulik mõju.
Jah, gammakiirgusel on kõrge läbitungimisvõime, selle vastu on keerulisem kaitsta. Kuid me tahame võrrelda erineva kiirguse kahjulikku mõju sama imendunud annuse korral. Näiteks kui pole võimalik ennast täielikult kaitsta ja inimene saab halli, - sel juhul on alfakiirgus palju ohtlikum. Kuna elusasse rakku langevad rasked ja laetud alfaosakesed on järsult pärsitud ja summutavad oma energia lühikese raja ulatuses. Alfaosakesi saab võrrelda mitte ainult suurekaliibriliste osakestega, vaid isegi plahvatusohtlike kuulidega. Seetõttu on sama neeldunud doosi korral alfakiirguse bioloogiliste kahjustuste määr suurem.
Rõhutame veel kord: üks alfakiirguse hall on ohtlikum kui üks beeta- või gammakiirguse hall. Teine asi on see, et beeta- või gammakiirgusest on suuremat neeldunud annust lihtsam saada: piisab kiirgusallika läheduses olemisest (näiteks strontsium-90 või tseesium-137 isotoopidega). Ja isegi õhukiht teie ja allika vahel, näiteks uraanitang, võib kaitsta alfakiirguse eest.
Alfakiirgus muutub ohtlikuks alles siis, kui radionukliid siseneb kehasse. Suurenenud oht avaldub sisemise kokkupuute korral.
Kui hingate sisse radioaktiivset radooni või juuate kogemata uraanilahust (parem on mitte) - siis osutub tekkiv hall kahjulikumaks kui strontsiumi või tseesiumi hall.
Nii et mitte kõik ioniseeriv kiirgus pole võrdselt ohtlikud. Aga kuidas seda arvestada? Selleks rakendatakse standardina aktsepteeritud gammakiirguse suhtes parandustegurit. Sellisel koefitsiendil on keeruline nimi - kaalukoefitsient üksikute kiirguseliikide jaoks. Seda pole vaja meelde jätta.
Arvatakse, et beeta- ja gammakiirguse kahjulik mõju samal annusel on sama: beetakiirguse korral on koefitsient ühik. Kuid alfakiirguse korral on parandustegur kakskümmend [1].
Kaalumiskoefitsienti arvesse võttes arvutatud annust nimetatakse mitteimatuks, vaid ekvivalentseks - seda mõõdetakse sievertides (Sv).
Nii et meil on lihtne valem:
Imendunud annus * Suhe = ekvivalentne annus
Beeta- ja gammakiirguse jaoks saame:
1 Gy x 1 = 1 Sv, üks hall võrdub ühe sõelaga.
Ja salakavala alfakiirguse jaoks on meil:
1 G x 20 = 20 heli.
Iga alfakiirguse hall on kakskümmend korda ohtlikum kui gamma- või beetakiirgus (tundub, et hakkan kordama). Kui annus on väljendatud sõeratas, on selle oht elusorganismidele - sõltumata kiirguse tüübist - sama. Sest sellist annust nimetatakse ekvivalentseks. See kontseptsioon on mugavam kui imendunud annus..
Enne Sieverti kasutuselevõttu arvutati samaväärne annus rem. Rem dekrüptitakse lihtsalt: röntgenikiirte bioloogiline ekvivalent. Tänapäeval on remid, nagu neil on hea meel, minevikust, kuid seni leidub neid teaduskirjanduses. Tea, et sieverti ja rem suhe on sama, mis hallil ja rõõmus:
Muide, üks sievert - suur annus, võime öelda: hädaolukord. Selline annus võib põhjustada ägeda kiiritushaiguse. Väikeste annuste korral on mugavam ühik millisievert (mSv), tuhat osa sievertist. Selguse huvides: üks millisievert on keskmine radoonita looduslik taust.
Niisiis, me teame kahte tüüpi annuseid: imendunud ja samaväärsed. Mõlemaid väljendatakse džaulides kilogrammi kohta. Kuid need ei lange alati kokku. Neeldunud annust saab mõõta. Samaväärne annus räägib lähemalt kokkupuute tagajärgedest, kuid seda ei saa mõõta. Kuid seda saab arvutada imendunud annuse põhjal.
Ja nüüd kõige tähtsam. Kiirguse ohtu määrab doos, peamiselt annuse suurus. Ja siin peame meeles pidama ühte olulist asja: kiirguse päritolul pole vahet. Keha jaoks pole tähtis, kust te annuse saite: Päikeselt, röntgeniaparaadilt, radooni spaas, lähimast tuumaelektrijaamast või Tšernobõli õnnetuse tagajärjel. Peaasi, kui palju neid millisieverteid on.
Lugejad, kas olete veel magama jäänud? Karu vähesega: õppimises raske - lahingus lihtne. Uue materjali hõlpsamaks seedimiseks vaadake diagrammi.
Joon. 3.1. Ioniseeriva kiirguse mõju kiiritatud kehale
Kiirgusohutuse ABC-st tuleb selgitada veel üks mõiste - doosikiirus. Kas mäletate kooli füüsikakursust? Millistes ühikutes mõõdetakse võimsust? Ei, hobujõududes mõõdavad nad traditsioonide järgi ainult auto mootorite võimsust. Ja muudel juhtudel kasutage vatti. Ja kuidas erineb võimsus (vatt) energiast (joule)? Õigesti. Võimsus on energia, millele viidatakse ajavahemikul, st vatt on džoul sekundis.
Kiirguses on sama asi. Kui kuulete: looduslikuks radioaktiivseks taustaks on seitse mikroelementi tunnis, siis räägime annuse määrast. Ja tänapäevastes dosimeetrilistes seadmetes väljendatakse annuse kiirust mikrogrammides tunnis.
Kokku võtma. Kiirguse kõige ohtlikuma vormi - gammakiirguse - müüti seletatakse segadusega: sõltuvalt sellest, mida mõeldakse ohu all. Gammakiirgusel on maksimaalne läbitungimisjõud, selle vastu on keerulisem kaitsta. Kuid sama neeldunud annusega on alfakiirgus kõige ohtlikum.
Ioniseeriva kiirguse oht määratakse sihtmärgi poolt neeldunud doosi järgi. Annust saab väljendada kahes ühikus: halli ja sõelutud. Kui annust väljendatakse sievertides, ei sõltu selle mõju kiirguse tüübist..
1. Kiirgusohutuse normid NRB - 99/2009: sanitaar- ja epidemioloogilised eeskirjad ja standardid. - M.: Rospotrebnadzori föderaalne hügieeni ja epidemioloogia keskus, 2009. - 100 lk..
Milline on gammakiirguse oht ja kaitsemeetodid selle vastu??
Radioaktiivsus on loodusnähtus, kus ebastabiilsed tuumad lagunevad radioisotoopide ja elektromagnetilise kiirguse eraldumisel..
Just selle väga lühikese lainepikkusega (˂ 2x10 -10 m) kiirgus on γ-kiirgus, mis põhjustas selle väljendunud korpuskulaarse ja nõrga laine omadused.
Kiirgusvahemiku skaalal piirduvad y-kiired tihedalt röntgenkiirtega. Mõlemal liigil on kõrge energia ja sagedusega läbitungimisvõime.
Iseloomustus ja kasutamine
y-kiired ei sisalda laetud osakesi, seetõttu ei mõjuta nende liikumise trajektoori magnet- ega elektriväljad. Just see omadus põhjustas kiirguse suure läbitungimisjõu. Gammakiirte voog määrab kiirguse keha omadused. Nende energia on 4,14x10 -15 eV˟sek.
Y-kiirte allikaks on kosmilised kehad - Päike, pulsaarid, kvaasarid, raadiogalaktikad, supernoovad. Maal kiirgavad y-kiired aatomituumasid ja osakesi, need tekivad tuumareaktsioonide, osakeste paari hävitamise tagajärjel.
Tugevas magnetväljas liikudes kiirgavad kiirelt laetud osakesed pidurdamise ajal gammakiiri. y-kiirgus ioniseerub, see tähendab keskkonnast läbi liikumise teel moodustades ioone.
Eri tüüpi kiirguse lagunemine
Γ-kiirguse omadused on viinud selle laialdase kasutamiseni erinevates tööstusharudes, põllumajanduses ja meditsiinis. Põllumajanduses kasutatakse y-kiirte võimet põhjustada elusorganismides mutatsioone.
Teravilja kiiritavatel aretajatel arenes välja saagikas, saagikusele vastupidav, varakult valmiv nisu, oder, soja, mais, tatar, puuvill ja muud madalate temperatuuride suhtes vastupidavad põllukultuurid.
Praegu saadakse mutageneesi teel umbes 50% põllukultuuridest, 98% neist on y-kiirtega kokkupuutumisel. Raadio mutatsiooni abil on tõuaretajad järeldanud uut tüüpi siidiussi, mis annab rohkem siidkiudu, ebatavalise hõbedase värvi naaritsa.
Gammakiirte abil aretati uus seenetüvi, mis hävitab taimekahjurid. Sellel põhinev ravim "Boverin" päästis tohutul hulgal teravilja, köögivilju, puuvilju. Y-kiirte stimuleerivat toimet kasutatakse paljude põllukultuuride, sealhulgas hüdropoonikas, idanemise suurendamiseks ja varajaseks idanemiseks.
Pärmikultuuride kiiritamisel on välja töötatud uued vormid, mida eristab vitamiinide tootmisel kasutatava ergosterooli suur tootmine. Γ-kiirguse kasutamine mikrobioloogilises tööstuses on aidanud kaasa penitsilliini, aureomütsiini, streptomütsiini ja muud tüüpi antibiootikume sünteesivate hallituse seente uute tüvede arengule.
Y-kiirte mõjul muutub patogeensete mikroorganismide virulentsus, mida kasutatakse vaktsiinide väljatöötamisel. Γ-kiirte ioniseerivaid omadusi kasutatakse paljude toodete - köögiviljade, puuviljade, terade, piimatoodete, kala, kaaviari - säilivusaja pikendamiseks. Meditsiinis kasutatakse neid selliste seadmete ja materjalide steriliseerimiseks, mille suhtes ei kohaldata muid desinfitseerimismeetodeid.
Pahaloomuliste haiguste kiiritusravi on pikka aega ja kindlalt võitnud juhtpositsiooni vähihaigete ravimise kaasaegsete meetodite seas. y-kiirgust kasutatakse mitmesuguste mõõteriistade - kõrgusemõõtjate, kõrgusemõõtjate - loomisel. Tema abiga teostatakse geofüüsikas y-logimist.
Y-kiirguse mõju elusorganismidele
Kõikidel tööstuses edukalt kasutatud gammakiirte omadustel on kahjulik mõju elusrakkudele. Loomade raadiostimulatsiooni katsed andsid positiivseid tulemusi kehakaalu suurenemise, kasvukiiruse, järglaste kohta, kuid lühendasid eeldatavat eluiga.
Gammakiirguse mõju organismidele
Väikeses annuses olev y-kiirgus stimuleerib nukleiinhapete, valkude, ensüümide, hormoonide sünteesi, suurendab rakumembraanide läbilaskvust, kiirendab ainevahetust.
Kuid kõigi positiivsete protsesside käivitajaks on teatud geenide pärssimine. Vallandavate efektorite mõjul toimub kromosoomide aktiveerimine või pärssimine. Keha jaoks on need ained toksiinid..
Keha kudedesse imenduvad Γ-kiired põhjustavad vabade radikaalide moodustumist, aidates kaasa primaarsete oksüdatiivsete protsesside tugevnemisele. Rakumembraanide lipiidides ja valkudes moodustunud negatiivsed radikaalid ei muuda mitte ainult tsütomembraani läbilaskvust, vaid mõjutavad ka membraanensüümide aktiivsust. Näiteks tuntud kasvuhormoonid toimivad kehas suurtes kogustes toksiinidena.
Lisaks põhjustavad päästikefektorid tõhustatud rakkude jagunemist, mis selle struktuuri ja DNA häirimise korral põhjustab vähkkasvajaid. γ-radiatsioon kutsub esile oksüdedudetaaside klassi kuuluvate ensüümide aktiivsuse, mis osalevad keha poolt talletatud ainete hüdrolüüsil, mis põhjustab ammendumist.
Kiirguse mõju organismile on järgmised:
- γ-radiatsioonil on mutageensed ja teratogeensed omadused ning mutatsioone saab fikseerida geneetilisel tasemel ja edastada järgmistele põlvkondadele.
- Γ-kiirguse tunnus on võime kudedesse koguneda, põhjustades aeglast patogeenset toimet. Isegi väike kogunev ja kogunev kiirgusdoos põhjustab tõsiseid tagajärgi.
- Γ -kiirgusel on varjatud toimeperiood, mille tõttu ilmnevad kiirgussümptomid märkimisväärse kiirgusdoosi kogunemisel.
- γ-kiirgus on neelduva energia kõrge efektiivsusega, nii et isegi väike annus kahjustab rakke ja kudesid.
- Patogeenne toime sõltub y-kiirgusega kokkupuute sagedusest. Palju väiksem kahju on siis, kui annust võetakse osade kaupa ja oluliste intervallidega.
Inimkeha erinevad osad reageerivad kiirguse mõjule erinevalt. Surmav annus on:
- aju - 2-Sv;
- kopsud - 10 Sv;
- reproduktiivorganid - 4-5 Sv;
- jäsemed - 20 Heli.
Antud annused on ligikaudsed ja erinevad, kui nad puutuvad kokku inimestega, kellel on erinev tundlikkus y-kiirte suhtes.
Kaitsemeetmed gammakiirguse eest
Kuna y-kiirtel on kõrge läbilaskvus, nõrgendavad nende kõige tõhusamat toimet suure tihedusega ja suure aatomiarvuga materjalid, näiteks:
- magnetiidimaagi;
- plii;
- pliiklaas;
- betoon;
- teras.
Kaitsmiseks γ-kiirguse eest kasutatakse boreeritud veega täidetud terasest sektsioonmahuteid. Viivitab y-kiirgust ja polüetüleen-, plast-, metallhüdriide. Neid kasutatakse lintide, lehtede, varraste kujul. Kasutage samamoodi nagu vett koos teras- või pliilehtedega.
Betoon on gammakiirgusest hästi isoleeritud, eriti kui metallijäätmed on plokkide osa - traat, metallijäägid, teraskuulid. Kõige vähem kaitseomadusi omab betoon liiva või kruusaga. Kaitsematerjale kasutatakse nii kiirgusallika varjestuseks kui ka kiirgusvastaste varjualuste ehitamiseks.
Γ-kiirgusest isoleeriva kaitsekihi loomiseks on vaja kasutada järgmist paksust:
- vesi - 23 cm;
- teras - 3 cm;
- betoon - 10 cm;
- puu - 30 cm.
Kasutatakse ka järgmisi meetmeid, mida on kompleksis tõhusam kasutada:
- võimalikult kaugel kiirgusallikast;
- vähendada ohualas veedetud aega;
- kasutage kaitsekonstruktsioone;
- kaitsta keha pinda, silmi, hingamisteede organeid kiirguskaitsevahendite abil - spetsiaalne kaitseülikond pliiahvetega, isoleerklaasid, gaasimask, spetsiaalsed kindad;
- kontrollige kiirgusdoosi dosimeetrite-radiomeetritega.
Ennetavate abinõudena kasutatakse ravimeid - Indralin, Naphthyzin, tsüstamiin. Need võetakse enne kiiritamist. Ravimite toime on 1-2 tundi, pärast mida tuleb manustamist korrata.
Mis on gammakiirgus
Kahjulikku mõju ei oma mitte ainult röntgenikiirgus, vaid ka gammakiirgus, mis manifestatsiooni olemuse tõttu sarnaneb valgusega. Gammavoo eripära on lühike lainepikkus, kuid vaatamata sellele on kiirtel tugev toksiline ja traumaatiline mõju kõigile elusorganismidele..
Millal avastus tehti
Avastuse tegi A. Becquerel 1896. aastal, kui ta uuris röntgenikiirte suhet luminestsentsiga. Arvamiste kontrollimiseks kasutas teadlane keemilisi ühendeid, mille hulgas oli pimedas helendav uraani sool. Ta hoidis seda päikese käes ja asetas selle kappi fotoplaadile, mis oli pakitud valgustpidavasse kilesse..
Pärast manifestatsiooni nägi Becquerel täpset pilti soolatükist. Luminestsentsi kasutades oli paberit võimatu valgustada, nii et teadlane järeldas, et selle põhjuseks oli röntgenikiirgus.
Nii registreeriti esmakordselt radioaktiivsuse nähtus. Veidi hiljem tegi Becquerel Pariisi Teaduste Akadeemias raporti kiirgusest fosforestsentsi ajal. Mõne aja pärast tehti selle avastuses muudatusi. See oli järgmine sündmus..
Kui teadlane asetas halva ilmaga fotoplaadile kiirgusega mitteseotud uraaniühendi, kajastub selle struktuur pildil selgelt.
Becquerel rääkis hiljem oma uurimistööst. Tema töös oli teavet fosforestsentskehade kiirguse kohta. Seejärel viis teadlane läbi katseid mitmesuguste ainetega, jättes plaadile jälje, ning jagas teooriaid ja teadmisi Curie abikaasadega, kes avastasid uued elemendid - raadium ja poloonium.
Hilisemad katsed ja uuringud viisid faktini, et 1900. aastal avastas Paul Villard raadiumi uurimisel gammakiirguse. Mõistet gammakiired kasutas E. Rutherford esmakordselt 1903. aastal. Hiljem tõestasid tema ja E. Andrade gammakiirguse elektromagnetilist olemust..
Gammakiirguse omadused
Gammakiirtes, mis on suure energiakvandi või footoni (gamma-kvant) voog, puuduvad laetud osakesed, nii et magnet- ja elektriväljad ei suuna neid ümber.
Kiirgusel on suur läbitungimisvõime võrdse energiatõhususe ja muude tingimuste korral. Gammakiirtest põhjustatud mateeria aatomite ioniseerimine.
Ainete voolavuse kaudu toimuvad sellised protsessid nagu:
- Tuumaelektriline efekt, mille annab tuumade tuumade välja löömine gamma-kvantidega energiaga, mis ületab mitukümmend MeV.
- Fotoelektriline efekt, milles elektronkesta kesta aatom neelab gammakvanti energiavoogu ja jätab aatomi.
- Paaride ilmnemise mõju, kus gammakvantide elementaarosakeste radioaktiivsete tuumade lagunemine (üleminek) positroniks ja elektroniks tuuma elektriväljas.
- Komptoni efekt - interaktsioonist elektroniga hajutatakse gamma-kvant, mis viib madalama energiaga gamma-kvant moodustumiseni ning soodustab elektroni vabanemist ja aatomi ionisatsiooni.
Tahkete ainete omaduste uurimiseks kasutame väliste tegurite mõjuga tuumakiirguse omadustele kaasnevate mõjude vaatlemist.
peamised allikad
Inimkeha puutub pidevalt kokku radioaktiivsete mõjudega. Umbes 80% antakse kosmilistele kiirtele. Looduslik kiirgus tekib 60 radioaktiivse elemendi tõttu, mida leidub pinnases, õhus ja vees. Peamiste loodusliku kiirguse allikate hulka kuulub inertgaas radoon, mis pärineb kivimitest ja maast.
Radioaktiivsed lained tekitatakse kiirendite suure energiaga elektronide kokkupõrkel laseriga loodud nähtava valguse kiirtega. Osa radionukliide tuleb toiduga.
Gammakiirte levinud allikad on:
- kergetööstuses ja põllumajanduses kasutatavad ridionukliidid;
- ehitusmaterjalid;
- meditsiiniseadmed;
- õnnetused, plahvatused ja emissioonid radiokeemilistes tehastes;
- radiokeemiatööstus.
Radioaktiivset tausta mõjutab geograafiline asukoht. Mõnes piirkonnas ületab kiirgus sadu kordi lubatud norme.
Sagedus ja kiirus
Elektromagnetiliste lainete skaalal asub gammakiirgus röntgenkiirte kõrval, kuid sellel on laine, mille pikkus on 3,1018 Hz.
Gammakiirguse rakendused
Gammakiiri kasutatakse erinevates valdkondades. Keha rakke hävitavate raskete patoloogiate korral kasutage omadust molekulide ja aatomite struktuuri muutmiseks. Onkoloogia ravis on kiiritus hädavajalik. See aitab kaasa ebanormaalsete rakkude hävitamisele ja peatab nende kiire kasvu..
Mõnel juhul ei saa vähirakkude arvu aktiivset suurenemist peatada ja abiks on ainult neoplasme hävitavad gammakiired. Kiirguse abil hävitavad nad patogeense mikrofloora ja mitmesugused potentsiaalselt ohtlikud saasteained.
Radioaktiivseid kiirte kasutatakse meditsiiniseadmete ja instrumentide steriliseerimiseks. Seda tüüpi kiirgus sobib teatud toodete desinfitseerimiseks..
Radioaktiivset kiirgust kasutatakse kosmeetika- ja muudes tööstusharudes metallmetalltoodete valgustamiseks.
Meetod võimaldab tuvastada varjatud defekte. Seda tehnikat soovitatakse kasutada tootmises koos osade äärmise kvaliteedikontrolliga.
Teadlased kasutavad puurimise sügavuse mõõtmiseks ja kivide võimaliku esinemise kohta teabe saamiseks kiiri.
Kiirgust kasutatakse aretuses. Genoomis mutatsioonide saamiseks doseeritakse valitud taimed. See meetod võimaldab aretajatel saada uusi taimesorte, millel on vajalikud omadused..
Radioaktiivne voog aitab kindlaks teha tehissatelliitide ja kosmoseaparaatide kiirust. Kosmosesse saadetud kiired annavad võimaluse kindlaks määrata kaugus ja simuleerida lennuki marsruuti.
Gammakiirte kahjustus
Radioaktiivseid kiirte iseloomustab suurenenud läbitungimine. Nende edasilükkamiseks on vaja üle 5 cm paksust pliimüüri.Olevate olendite nahk ja muud kaitsemehhanismid ei takista radioaktiivse voolu tungimist. See siseneb kehasse, hävitades kõik struktuurid.
Paljastatud aatomid ja molekulid muutuvad kiirgusallikaks ja aitavad kaasa teiste rakkude ioniseerimisele.
Need protsessid viivad selleni, et mõned ained muundatakse teisteks. Rakud muudavad genoomi. Uute rakkude ehitamisel tarbetuks muutunud vanade struktuuride jäänused hakkavad keha mürgitama.
Gammakiirte oht seisneb selles, et elusolendid ei tunne surmavat kiirgust ega oma erikaitset selle vastu.
Radioaktiivsed lained on kõige kahjulikumad sugurakkudele, mis sisaldavad DNA molekule. Kuid ühekordne kokkupuude väikeste annustega kiirtega ei hävita oluliselt elusaid rakke. Sel põhjusel hakati neid kasutama erinevates inimtegevuse valdkondades..
Kiirguskaitse meetodid
Looduslik taust ei muutu infektsiooni oluliseks elemendiks. Kaitsmiseks kasutage spetsiaalseid varjualuseid. Majas asuv kelder suudab kiirte mõju summutada 1000 korda.
Kiirgust saab vältida, kui tähelepanelikult jälgida tähisega tähistatud esemeid.
Väljastpoolt pole need elemendid ohtlikud, kuid kahjustatud korral kahjulikud..
Elektromagnetilised lained: mis on gammakiirgus ja selle kahjustus
Paljud inimesed teavad röntgenuuringu ohtudest. On neid, kes on kuulnud gammakategooria kiirte tekitatavast ohust. Kuid mitte kõik ei tea, mis on gammakiirgus ja millist konkreetset ohtu see endast kujutab..
Paljude elektromagnetilise kiirguse liikide hulgas on gammakiirgus. Linnarahvas teab neist palju vähem kui röntgenikiirte kohta. Kuid see ei muuda neid vähem ohtlikuks. Selle kiirguse peamine omadus on väike lainepikkus.
Oma olemuselt on nad nagu valgus. Nende ruumis levimise kiirus on identne valgusega ja on 300 000 km / s. Kuid oma omaduste tõttu avaldab selline kiirgus tugevat toksilist ja traumeerivat mõju kõigile elusolenditele..
Gammakiirguse peamised ohud
Gammakiirguse peamised allikad on kosmilised kiired. Samuti mõjutab nende moodustumist radioaktiivse komponendiga mitmesuguste elementide aatomituumade lagunemine ja mitmed muud protsessid. Sõltumata konkreetsest viisist, kuidas kiirgus inimest tabas, on sellel alati identsed tagajärjed. See on tugev ioniseeriv toime..
Füüsikud märgivad, et elektromagnetilise spektri lühimatel lainetel on kvantide suurim energiaküllastus. Seetõttu on gamma taust saanud kuulsuse suure energiavaruga vooluna.
Selle mõju kõigile elusolenditele koosneb järgmistest aspektidest:
- Mürgitus ja kahjustada elavaid rakke. See on tingitud asjaolust, et gammakiirguse läbitungimisvõime on eriti kõrge.
- Ionisatsioonitsükkel. Kiirguse liikumise teel hakkavad selle tõttu hävitatud molekulid aktiivselt ioniseerima järgmist osa molekulidest. Ja nii edasi lõpmatuseni.
- Rakkude transformatsioon. Sel viisil hävitatud rakud põhjustavad tugevaid muutusi selle erinevates struktuurides. Saadud tulemus mõjutab keha negatiivselt, muutes tervislikud komponendid mürkideks.
- Muteerunud rakkude sünd, mis ei suuda oma kohustusi täita.
Kuid seda tüüpi kiirguse peamiseks ohuks peetakse spetsiaalse mehhanismi puudumist inimeses, mille eesmärk on selliste lainete õigeaegne tuvastamine. Seetõttu võib inimene saada surmava kiirgusdoosi ja isegi mitte kohe sellest aru saada..
Kõik inimorganid reageerivad gammaosakestele erinevalt. Mõned süsteemid saavad selliste ohtlike lainete suhtes vähenenud tundlikkuse tõttu paremini hakkama kui teised..
Mis kõige hullem - see mõju mõjutab vereloomesüsteemi. Seda seletatakse asjaoluga, et just siin asub üks kiiremini jagunevaid rakke kehas. Samuti mõjutab selline kokkupuude:
- seedetrakt;
- lümfisõlmed;
- suguelundid
- juuksefolliikulisid;
- DNA struktuur.
Olles tunginud DNA ahela struktuuri, käivitavad kiired arvukate mutatsioonide protsessi, koputades pärilikkuse loomuliku mehhanismi. Kaugeltki alati saavad arstid kohe kindlaks teha, mis on patsiendi heaolu järsu halvenemise põhjus. See juhtub pika latentsusaja ja kiirguse võime tõttu koguneda rakkudesse kahjulikku mõju..
Rakendused gammakiirguse jaoks
Saanud aru gammakiirgusest, hakkavad inimesed tundma huvi ohtlike kiirte kasutamise ulatuse vastu..
Värskete uuringute kohaselt ei ole gamma-spektri kiirguse kontrollimatu spontaanse kokkupuute korral selle mõju pikk. Eriti tähelepanuta jäetud olukordades võib kiirgus järgmise põlvkonna tagasi teenida, ilma et see tekitaks vanematele nähtavaid tagajärgi.
Vaatamata selliste kiirte tõestatud ohule jätkavad teadlased selle kiirguse kasutamist endiselt tööstuslikul skaalal. Sageli leidub selle kasutamist sellistes tööstusharudes:
- toidu steriliseerimine;
- meditsiiniliste instrumentide ja seadmete töötlemine;
- kontrolli mitmete toodete sisemise oleku üle;
- geoloogiline töö, kus see on vajalik kaevu sügavuse määramiseks;
- kosmoseuuringud, kus peate mõõtma kaugust;
- taimede kasvatamine.
Viimasel juhul võimaldavad põllukultuuride mutatsioonid neid kasvatamiseks kasutada selliste riikide territooriumil, mis pole selleks algselt kohandatud.
Gammakiiri kasutatakse meditsiinis mitmesuguste onkoloogiliste haiguste ravis. Meetodi nimi on kiiritusravi. Selle eesmärk on maksimaalselt mõjutada rakke, mis jagunevad eriti kiiresti. Kuid lisaks selliste kehale kahjulike rakkude utiliseerimisele toimub ka kaasnevate tervete rakkude tapmine. Selle kõrvaltoime tõttu on arstid aastaid püüdnud leida tõhusamaid ravimeid vähktõve vastu võitlemiseks..
Kuid onkoloogia ja sarkoomi vorme on ka selliseid, millest te ei saa vabaneda ühegi teise teadusele teadaoleva meetodi abil. Siis on ette nähtud kiiritusravi, et lühikese aja jooksul suruda maha patogeensete kasvajarakkude elutähtis aktiivsus.
Muud kiirguskasutused
Täna on gammakiirguse energiat uuritud piisavalt hästi, et mõista kõiki sellega seotud riske. Kuid isegi sada aastat tagasi kohtlesid inimesed sellist kokkupuudet põlglikumalt. Nende teadmised radioaktiivsuse omaduste kohta olid tühised. Selle teadmatuse tõttu kannatasid paljud inimesed möödunud ajastute arstidele arusaamatute haiguste käes..
Radioaktiivseid elemente võib kohata:
- keraamika glasuurid;
- ehted;
- antiiksed suveniirid.
Mõned "tervitused minevikust" võivad olla ohtlikud isegi tänapäeval. See kehtib eriti vananenud meditsiinilise või sõjalise varustuse osade kohta. Neid leidub mahajäetud sõjaväeosade, haiglate territooriumil.
Samuti on suur oht radioaktiivne vanametall. See võib olla oht iseenesest ja seda võib leida piirkondadest, kus on suurenenud kiirgus. Prügilast leitud vanametalli peidetud mõjude vältimiseks tuleb iga objekti kontrollida spetsiaalse varustusega. Ta suudab paljastada oma tegeliku kiirgustausta..
Sellisel kujul kujutab gammakiirgus oma "puhtal kujul" suurimat ohtu:
- protsessid kosmoses;
- katsed osakeste lagunemisega;
- puhkeolekus kõrge energiasisaldusega elemendi tuuma üleminek;
- laetud osakeste liikumine magnetväljas;
- laetud osakeste aeglustumine.
Gammaosakeste uurimise pioneer oli Paul Villard. See prantsuse füüsikaliste uuringute spetsialist hakkas gammakiirguse omadustest rääkima juba 1900. aastal. Kaasas teda sellel katsel, et uurida raadiumi omadusi.
Kuidas kaitsta ennast kahjuliku kiirguse eest?
Selleks, et kaitse saaks ennast tõeliselt tõhusaks blokeerijaks, peate selle loomist põhjalikult käsitlema. Selle põhjuseks on inimest pidevalt ümbritsev elektromagnetilise spektri loomulik kiirgus.
Tavalises olekus peetakse selliste kiirte allikaid suhteliselt kahjutuks, kuna nende annus on minimaalne. Kuid lisaks tuulevaikusele keskkonnas on ka perioodilisi kiirguspurskeid. Maa elanikke kaitseb kosmiliste heitmete eest meie planeedi kaugel teistest. Kuid inimesed ei saa end varjata arvukate tuumaelektrijaamade eest, kuna need on kõikjal laialt levinud.
Selliste asutuste varustus on eriti ohtlik. Tuumareaktorid, aga ka mitmesugused tehnoloogilised vooluringid kujutavad keskmisele kodanikule ohtu. Ilmekas näide on tragöödia Tšernobõli tuumaelektrijaamas, mille tagajärjed ilmnevad endiselt.
Eriti ohtlikes ettevõtetes gammakiirguse mõju inimkehale minimeerimiseks võeti kasutusele oma turvasüsteem. See sisaldab mitmeid põhipunkte:
- Ohtliku rajatise läheduses viibimise tähtaeg. Tšernobõli leevendusoperatsiooni ajal anti igale likvideerijale vaid paar minutit, et viia läbi üks üldise leevendusplaani paljudest etappidest.
- Kauguse piir. Kui olukord seda võimaldab, tuleks kõik toimingud läbi viia automaatrežiimis ohtlikust objektist võimalikult kaugele.
- Kaitse kättesaadavus. See pole mitte ainult eriti ohtlikes toodetes töötaja jaoks mõeldud vorm, vaid ka erinevatest materjalidest saadavad täiendavad kaitsetõkked.
Suurenenud tihedusega ja suure aatomiarvuga materjalid toimivad selliste tõkete blokeerijana. Kõige levinumad on järgmised:
Plii on selles valdkonnas end parimaks tõestanud. Sellel on gammakiirte (nn gammakiirte) suurim neeldumise intensiivsus. Kõige tõhusam kombinatsioon on koos kasutamine:
- 1 cm paksune plii plaat;
- betoonikihi sügavus 5 cm;
- veesammas 10 cm sügavune.
Kokkuvõttes vähendab see kiirgust poole võrra. Kuid temast täielikult lahti saada ei õnnestu. Samuti ei saa pliid kasutada kõrgendatud temperatuuridel. Kui toas hoitakse pidevalt kõrge temperatuuri režiimi, siis sulatav pli ei aita. See tuleb asendada kallite analoogidega:
Kõik kõrge gammakiirgusega ettevõtete töötajad peavad kandma regulaarselt uuendatavat tööriietust. See sisaldab mitte ainult pliitäit, vaid ka kummist alust. Vajadusel täiendatakse ülikonda radiatsioonikilpidega.
Kui kiirgus on katnud suure osa territooriumist, siis on parem kohe peita spetsiaalsesse varjualusesse. Kui ta polnud läheduses, võite kasutada keldrit. Mida paksem on sellise keldri sein, seda väiksem on tõenäosus saada suur kiirgusdoos.
Gammakiirgus: kaitse kontseptsioon, allikad, rakendus ja meetodid
Gammakiirgust nimetatakse üheks lühilaine tüüpi elektromagnetiliseks kiirguseks. Tänu gammakiirguse eriti lühikese lainepikkusele on neil silmapaistvad korpuskulaarsed omadused, samal ajal kui laineomadused praktiliselt puuduvad.
Gamma-ioniseerival kiirgusel on elusorganismidele võimas traumeeriv mõju ja samal ajal on see sensoorsete organite poolt täiesti võimatu ära tunda..
See kuulub ioniseeriva kiirguse rühma, see tähendab, et see aitab kaasa erinevate ainete stabiilsete aatomite muundamisele ioonideks positiivse või negatiivse laenguga. Gammakiirguse kiirus on võrreldav valguse kiirusega. Varem tundmatute kiirgusvoogude avastas 1900. aastal prantsuse teadlane Villard.
Kiirguse nimedes kasutati kreeka tähestiku tähti. Kiirgust, mis asub elektromagnetilise kiirguse skaalal pärast röntgenikiirgust, nimetatakse gammaks - tähestiku kolmas täht.
Tuleks mõista, et piirid eri tüüpi kiirguse vahel on väga meelevaldsed.
Mis on gammakiirgus
Proovime, vältides spetsiifilist terminoloogiat, aru saada, mis on gamma-ioniseeriv kiirgus. Mis tahes aine koosneb aatomitest, mis omakorda hõlmavad tuuma ja elektrone. Aatom ja veelgi enam selle tuum on väga stabiilsed, seetõttu on nende lõhestamiseks vajalikud eritingimused.
Kui need tingimused mingil viisil tekivad või saadakse kunstlikult, toimub tuuma lagunemise protsess, millega kaasneb suure hulga energia ja elementaarosakeste eraldumine.
Sõltuvalt sellest, mis selles protsessis täpselt silma paistab, jaguneb kiirgus mitmeks tüübiks. Alfa-, beeta- ja neutronkiirgust eristatakse elementaarosakeste emissiooniga ning röntgen- ja gammakiirguskiir on energiavoog.
Ehkki tegelikult on igasugune kiirgus, sealhulgas kiirgus gammavahemikus, nagu osakeste voog. Selle kiirguse korral on voolu osakesed footonid või kvargid.
Kvantfüüsika seaduste kohaselt, mida lühem on lainepikkus, seda suurem on kiirguskvantide energia.
Kuna gammakiirte lainepikkus on väga väike, võib väita, et gammakiirguse energia on äärmiselt suur.
Gammakiirguse esinemine
Gammakiirguse allikad on mitmesugused protsessid. Universumis on objekte, milles toimuvad reaktsioonid. Nende reaktsioonide tulemus on kosmiline gammakiirgus.
Gammakiirte peamised allikad on kvaasarid ja pulsaarid. Tuumareaktsioonid, mille käigus eraldub massiliselt energiat ja gammakiirgust, toimuvad ka tähe supernoovaks muundamisel.
Gamma elektromagnetiline kiirgus toimub mitmesuguste üleminekute ajal aatomielektroni kesta piirkonnas, aga ka mõne elemendi tuumade lagunemisel. Gammakiirte allikate hulgas võib nimetada ka tugeva magnetväljaga spetsiifilist keskkonda, kus selle keskkonna takistus pärsib elementaarosakesi.
Gammakiirte oht
Tänu oma omadustele on gammakiirgusel väga suur läbitungimisjõud. Tema peatamiseks vajate vähemalt viiesentimeetrise paksusega pliimüüri.
Elusolendi nahk ja muud kaitsemehhanismid ei ole gammakiirguse takistuseks. See tungib otse rakkudesse, avaldades hävitavat mõju kõigile struktuuridele. Kiiritatud molekulid ja mateeria aatomid muutuvad ise kiirgusallikaks ja provotseerivad teiste osakeste ionisatsiooni.
Selle protsessi tulemusel saadakse mõned ained teistelt. Neist koosnevad uued erineva genoomiga rakud. Vanade struktuuride jäänused, mis on uute rakkude ehitamise ajal tarbetud, muutuvad keha toksiinideks.
Kiirgusdoosi saanud elusorganismidele on suurim kiirguskiirte oht see, et nad ei ole võimelised tajuma selle surmava laine olemasolu kosmoses. Ja ka see, et elavatel rakkudel puudub spetsiifiline kaitse hävitava energia eest, mida gamma-ioniseeriv kiirgus kannab. Seda tüüpi kiirgus mõjutab kõige rohkem DNA molekule kandvate sugurakkude seisundit..
Keha erinevad rakud käituvad gammakiirtes erinevalt ja neil on erinevat tüüpi vastupidavus seda tüüpi energia mõjudele. Gammakiirguse veel üks omadus on aga kumulatiivne võime.
Väikese annuse ühekordne manustamine ei põhjusta elavale rakule korvamatut hävitavat mõju. Seetõttu on kiirgus leidnud rakendust teaduses, meditsiinis, tööstuses ja muudes inimtegevuse valdkondades.
Rakendused gammakiirte jaoks
Isegi teadlaste uudishimulike mõtete surmavad kiired on leidnud ulatuse. Praegu kasutatakse gammakiirgust erinevates tööstusharudes, see on teaduse huvides ja seda kasutatakse edukalt ka erinevates meditsiiniseadmetes.
Võimalus muuta aatomite ja molekulide struktuuri oli kasulik tõsiste haiguste ravis, mis hävitavad keha rakutasandil.
Vähi ravis on gammakiired asendamatud, kuna need võivad hävitada ebanormaalsed rakud ja peatada nende kiire jagunemise. Mõnikord on vähirakkude ebanormaalset kasvu peatada võimatu, siis tuleb appi gammakiirgus, kus rakud hävitatakse täielikult.
Gamma-ioniseerivat kiirgust kasutatakse patogeense mikrofloora ja mitmesuguste potentsiaalselt ohtlike saasteainete hävitamiseks. Radioaktiivsetes kiirtes steriliseerige meditsiinilisi vahendeid ja seadmeid. Seda tüüpi kiirgust kasutatakse ka mõne toote desinfitseerimiseks..
Gammakiired valgustavad varjatud defektide avastamiseks mitmesuguseid kosmose- ja muude tööstusharude metallmetalltooteid. Neis tootmispiirkondades, kus on vaja toodete kvaliteedi üle lõplikku kontrolli saada, on seda tüüpi kontroll lihtsalt asendamatu.
Gammakiirte abil mõõdavad teadlased puurimise sügavust, hangivad andmeid erinevate kivimite esinemise võimalikkuse kohta. Gammakiiri saab kasutada ka aretuses. Rangelt doseeritud vool kiiritab teatud valitud taimi, et saada nende genoomis soovitud mutatsioonid. Sel viisil saavad aretajad uusi taimeliike vajalike omadustega..
Gammavoo abil määratakse kosmoselaevade ja tehissatelliitide kiirused. Kiirte kosmosesse saatmisega saavad teadlased määrata kauguse ja simuleerida kosmoselaeva teekonda.
Kaitsemeetodid
Maal on looduslik kaitsemehhanism kosmilise kiirguse eest, see on osoonikiht ja ülemine atmosfäär.
Need kiired, mis tohutu kiirusega tungivad maa kaitstud ruumi, ei põhjusta elusolenditele suurt kahju. Suurimat ohtu põhjustavad maapealsetes tingimustes saadud allikad ja gammakiirgus..
Kiirgusreostuse ohu kõige olulisem allikas on ettevõtted, kus inimeste kontrolli all toimub kontrollitud tuumareaktsioon. Need on tuumaelektrijaamad, kus toodetakse energiat, et varustada elanikkonda ja tööstust valguse ja soojusega..
Nende rajatiste tagamiseks töötajatele võetakse kõige tõsisemaid meetmeid. Tuumareaktsiooni üle inimkontrolli kaotamise tõttu maailma eri paigus aset leidnud tragöödiad õpetasid inimesi olema nähtamatu vaenlasega ettevaatlikud.
Elektrijaamade kaitse
Tuumaenergiaettevõtetes ja gammakiirguse kasutamisega seotud tööstusharudes on kokkupuuteaeg kiirgusohu allikaga rangelt piiratud.
Kõik töötajad, kellel on ametlik vajadus võtta ühendust gammakiirguse allikaga või olla selle läheduses, peavad kasutama spetsiaalset kaitseülikonda ja läbima mitu puhastusjärku enne “puhtale” alale naasmist.
Gammakiirte tõhusaks kaitseks kasutatakse kõrge tugevusega materjale. Nende hulka kuuluvad plii, ülitugev betoon, pliiklaas, teatud tüüpi teras. Neid materjale kasutatakse elektrijaamade kaitselülituste ehitamisel..
Nendest materjalidest pärit elemente kasutatakse kiirgusallikatele ligipääsetavate elektrijaamade töötajate kiirguskaitseülikondade loomiseks..
Nn "kuuma" tsoonis plii ei talu koormust, kuna selle sulamistemperatuur ei ole piisavalt kõrge. Piirkonnas, kus termotuumareaktsioon toimub kõrgete temperatuuride eraldumisel, kasutatakse kalleid haruldasi muldmetalle, näiteks volframi ja tantaali..
Kõigile gammakiirgusega tegelevatele inimestele antakse individuaalsed mõõteriistad..
Loodusliku kiirgustundlikkuse puudumise tõttu saab inimene kasutada dosimeetrit, et teha kindlaks, millise kiirgusdoosi ta teatud aja jooksul sai.
Normaalseks loetakse annus, mis ei ületa 18–20 mikroelementi tunnis. Kuni 100 mikroelemendi doosiga kiiritamisel ei juhtu midagi eriti kohutavat. Kui inimene on sellise annuse saanud, võivad tagajärjed ilmneda kahe nädala jooksul.
Pärast 600 röntgeniannuse saamist seisab inimene kahe nädala jooksul 95% juhtudest surma. Annus 700 röntgenikiirgust on surmav 100% juhtudest.
Igasugusest kiirgusest on inimesele suurimat ohtu gammakiired. Kiirgusinfektsiooni tõenäosus on kahjuks kõigil olemas. Isegi aatomituuma lõhustumisega energiat tootvatest tööstusettevõtetest eemal võib kiirgusega kokkupuude olla ohtlik..
Kuidas mõjutab kiirgus inimesi?
Öelge sõna “radiatsioon” kolmele erinevale inimesele ja tõenäoliselt saate kolm erinevat reaktsiooni. Teie tädi ei ütle teile, kuidas kiirgus töötab, kuid see võib teile öelda, kuidas radiatsioon parandas tema vähki. Teie naaber võib meenutada, kuidas teda koolis õpetati tuumaplahvatusega toime tulema. Ja teie sõber, koomiksite armastaja, selgitab, kuidas gammakiired muutis Bruce Banneri Hulkiks.
Kiirgus erinevates vormides ümbritseb meid kogu aeg. Mõnikord on see ohtlik, mõnikord mitte. See on loomulik ja kunstlik. Meie keha puutub iga päev kokku loodusliku kiirgusega - pinnasest ja maa-alustest gaasidest kuni päikese ja kosmosest tuleva kiirguseni..
Samuti puutuvad kokku inimese loodud seadmete - meditsiiniliste protseduuride, telerite, mobiiltelefonide ja mikrolaineahju - kiirgusega. Kiirguse oht sõltub selle tugevusest, liigist ja kokkupuute kestusest.
Mis on kiirgus?
Enamik inimesi ütleb teile, et Marie Curie avastas radiatsiooni koos abikaasa Pierre'iga. Ja see on nii - noh, või peaaegu nii. Curie abikaasad avastasid radioaktiivsuse 1898. aastal, mis tõi neile Nobeli preemia. Kolm aastat enne neid, 1895. aastal avastas teadlane nimega Wilhelm Roentgen aga esmakordselt röntgenikiirte ja radioaktiivsuse nähtuse (selle termini lõi hiljem Curie, tuginedes ladinakeelsele sõnale "ray").
Vahetult pärast röntgenikiirte avastamist püüdis prantsuse teadlane nimega Henri Becquerel välja selgitada, kust röntgenikiirgus tuli, ja avastas uraani võimsa kiirguse. Marie Curie kirjutas Becquereli uurimistööl põhineva doktoriväitekirja, mille tulemusel avastati raadiumkiirgus.
Kiirgus on energia, mis levib lainete (elektromagnetiline kiirgus) või kiire osakeste (kiirgus ise) kujul. Kiirguse põhjus on ebastabiilse (radioaktiivse) aatomi lagunemine.
Elektromagnetilise kiirguse korral ei ole sellel massi ja see levib lainetena. EM-kiirgus võib varieeruda väga madalatest kuni väga kõrgeteni, ja seda vahemikku kutsume elektromagnetiliseks spektriks. EM-spektris on kahte tüüpi kiirgust - ioniseeriv ja mitteioniseeriv.
Natuke raske? Ärge muretsege, me selgitame seda üksikasjalikumalt allpool..
Kahjuks tappis ta lõpuks see asi, mis andis Marie Curiele teaduses igavese elu. 1890. aastate lõpus hakkasid Maria ja tema abikaasa Pierre mitmesuguste vaevuste all. Maria kannatas mitu katarakti (nüüd teadaolev kiirguse kõrvaltoime) ja suri lõpuks oma luuüdi kiiritamisest põhjustatud leukeemiasse.
Nii mõjutab kiirgus meid niimoodi.
Elektromagnetiline spekter
Elektromagnetiline kiirgus on lainetes liikuvate footonite voog. Aga mis on footon? See on pidevas liikumises olev energiakiir. Praktikas põhjustab footoni energiakogus selle käitumist mõnikord nagu laine ja mõnikord nagu osake. Selle kahese olemuse jaoks nimetavad teadlased seda laineosakeseks. Madala energiaga footonid (nt raadio) käituvad nagu lained ja kõrge energiaga footonid (nt röntgenikiirgus) käituvad sarnasemalt osakestega.
EM-kiirgus võib läbida tühiku. See eristab seda muud tüüpi lainetest, näiteks heli, mille liikumiseks on vaja meediumit. Kõik elektromagnetilise kiirguse vormid asuvad elektromagnetilises spektris. Mida suurem on energia, seda tugevam ja seetõttu ohtlikum on kiirgus. Ainus erinevus raadiolainete ja gammakiirte vahel on footoni energia tase. Allpool on ülevaade elektromagnetilisest spektrist.
Raadio
Raadiolained on elektromagnetilise spektri pikimad lained (kuni jalgpalliväljaku pikkuseni). Need on meie silmadele nähtamatud. Nad edastavad muusikat meie raadiodesse, heli ja pilti televiisoritesse ning edastavad signaale meie mobiiltelefonidesse. Mobiiltelefonide lained on raadiolainetest kõige lühemad, kuid pikemad kui mikrolained.
Mikrolaine
Samuti nähtamatu. Toidu kiireks soojendamiseks kasutame mikrolaineid. Telekommunikatsioonisatelliidid kasutavad hääle edastamiseks telefonidesse mikrolaineid. Mikrolaineenergia jaoks pole udu, pilved ega suits takistuseks. Seetõttu on see teabe edastamiseks nii mugav. Radarites kasutatakse mõnda mikrolainet, näiteks Doppleri radarit, mida meteoroloogid kasutavad ilmateadete saamiseks. Kogu universum on täidetud nõrga mikrolaine taustkiirgusega, mida teadlased seostavad Suure Paugu teooriaga.
Infrapunakiirgus
Infrapuna piirkond asub EM-spektri nähtavate ja nähtamatute osade vahel. Kaugjuhtimispult lülitab kanaleid infrapunalainete abil. Iga päev tunneme infrapunakiirgust nagu päikesesoojus. Infrapunafoto võib näidata temperatuuride erinevust. Maod suudavad hõivata infrapunakiirgust ja just nii leiavad nad täielikus pimeduses soojavereliste saagiks..
Nähtav kiirgus
See on ainus osa elektromagnetilisest spektrist, mida me näeme. Me näeme selles spektriribas vikerkaare värvidena erinevaid lainepikkusi. Näiteks on päike nähtavate lainete looduslik allikas. Objekti vaatamisel näevad meie silmad peegeldunud valguse värvi ja kõik muud värvid neelavad objekti.
Ultraviolett
Ultraviolettkiirgus (UV) - see kaunistab meie nahka päevitusega. Inimesed ei näe UV-kiirgust, kuid mõned putukad võivad seda näha. Meie atmosfääri osoonikiht püüab kinni suurema osa ultraviolettkiirgusest. Kuna aga klorofluorosüsivesinike aerosoolides kasutamise tõttu on meie osoonikiht kahanenud, kasvab Maa ultraviolettkiirguse kiirgus pidevalt. See võib põhjustada tervisemõjusid, näiteks nahavähk..
Röntgenikiirgus
Röntgenikiirgus on väga kõrge energiaga valguslained. Kõige paremini tunneme nende kasutamist meditsiinis, kuid ruumi on ka looduslike röntgenikiirtega. Ärge muretsege, röntgenikiirgus ei pääse kosmosest Maa pinnale.
Gammakiired
Gammakiirtel on suurim energia ja lühim lainepikkus. Tuuleplahvatused ja radioaktiivsete mineraalide aatomid tekitavad neid kiiri. Gammakiired võivad tappa elavaid rakke ja arstid kasutavad neid mõnikord vähirakkude tapmiseks. Sügavas kosmoses esinevad gammakiirguse purunemised iga päev, kuid nende päritolu jääb saladuseks.
Jalatsite paigaldamise röntgen
Täna teame, et liigne kokkupuude röntgenkiirtega on ohtlik ning röntgeniruumide operaatorid koos patsientidega kannavad kaitsevahendeid.
1930ndatest kuni 1950ndateni kasutasid kingakaupluste müüjad kingade proovimiseks röntgeniaparaati. Ehkki vigastatud ostjate kohta pole teavet, on müüjate juhtumid teada..
Üks moeetendustel osalenud moekunstnik sai sellise annuse röntgenikiirgust, et pidi jala amputeerima.
Mitteioniseeriv kiirgus
Kiirgust on kahte tüüpi: mitteioniseeriv ja ioniseeriv. Elektromagnetilises spektris eraldavad neid piir infrapuna- ja ultraviolettkiirguse vahel. Ioniseeriva kiirguse kolm peamist tüüpi on teada: alfaosakesed, beetaosakesed ja gammakiired. Hiljem selles artiklis käsitleme seda tüüpi kiirgust üksikasjalikumalt..
Mitteioniseeriv kiirgus on suhteliselt madala energiatarbimisega kiirgus, millel pole aatomite või molekulide ioniseerimiseks piisavalt energiat. See hõivab elektromagnetilise spektri alumise otsa. Mitteioniseeriva kiirguse allikad on elektriliinid, mikrolained, raadiolained, infrapunakiirgus, nähtav valgus ja laserid. Kuigi see kiirgus on vähem ohtlik kui ioniseeriv kiirgus, võib mitteioniseeriva kiirguse liiga suur annus põhjustada terviseprobleeme. Vaatame mõnda näidet ioniseerimata kiirgusest ja sellega seotud ohutusküsimustest..
Äärmiselt madal sagedus (ELF)
See on kiirgus, mida tekitavad sellised objektid nagu elektriliinid või elektrijuhtmed. Käimas on vaidlused elektriliinide läheduses asuva magnetvälja mõju üle tervisele. On ilmne, et VLF-kiirgus mõjutab meid iga päev, kuid selle oht inimesele sõltub VLF-i allika võimsusest, samuti kokkupuute kaugusest ja kestusest. Teadlased uurivad VLF-i kiirguse mõju vähile ja viljakuse probleemidele. Siiani pole VLF-i kiirguse ja haiguse vahel otsest seost leitud, kuid uuringud on nende vahel teatavat seost leidnud..
Raadiosageduslik kiirgus (RI) ja mikrolainekiirgus (mikrolaine)
Enamasti pärinevad raadiojaamad, telerid, mikrolaineahjud ja mobiiltelefonid. Nii RI kui ka mikrolainelained häirivad südamestimulaatorite, kuuldeaparaatide ja defibrillaatorite tööd ning neid kasutavad inimesed peavad võtma asjakohaseid ettevaatusabinõusid.
Viimastel aastatel on paljud muretsenud mobiiltelefoni kiirguse pärast. Vaatamata tõestatud seose puudumisele mobiiltelefonide kasutamise ja terviseprobleemide vahel ei ole sellise ühenduse võimalus välistatud. Kõik sõltub jällegi kokkupuute kestusest. Suures koguses raadiosageduslikku kiirgust võib kudesid soojendada, mis kahjustab nahka või silmi ning tõstab kehatemperatuuri. Mõned eksperdid soovitavad kasutada peakomplekti või valjuhääldit, kui kasutate oma mobiiltelefoni sageli pikka aega.
Meie nahk ja silmad neelavad infrapunakiirgust (IR) soojuse kujul. Infrapunakiirguse üledoos võib põhjustada põletust ja valu. Ultraviolettkiirguse üledoos on ohtlikum, kuna selle mõju kehale viibib. Kuid varsti avaldub see mõju päikesepõletuse kujul või veelgi hullem. Võimas ultraviolettkiirgus võib põhjustada nahavähki, katarakti ja vähenenud immuunsust. Lisaks päikesevalgusele on ultraviolettvalgusallikateks sinised lambid ja keevitusseadmed.
Raadiumitüdrukud ei teadnud, kuidas kiirgus töötab, ja maksid oma elu
Möödunud sajandi kahekümnendatel aastatel kasutas kellafirma hiljuti avastatud raadiust, et kella ketas helendaks pimedas. Tuhanded kellatehase naistöötajad kandsid käsitsi helendavat värvi. Pintslite otste õhukeseks muutmiseks lakkusid tüdrukud oma keelt.
Mõnikord lõid tüdrukud lõbu pärast hammastele ja huultele värvi ja lülitasid valguse välja. Ehkki tüdrukuid kontrolliti regulaarselt radioaktiivsuse suhtes, ei saanud nad nende testide tulemusi kunagi. 1938. aastal sai Catherine Donahue-nimeline töötaja lõpuks teada oma testi tulemuse ja kaevandas ettevõtte kohtusse. Asjade segamiseks maksis ettevõte talle mitu tuhat dollarit, kuid naine suri samal aastal. Järgnevate aastate jooksul surid paljud teised, kuid ei suutnud tõestada ettevõtte seotust nende surmajuhtumitega..
Ioniseeriv kiirgus
Nagu mitteioniseeriv kiirgus, tähistab ioniseeriv kiirgus energiat osakeste või lainete kujul. Ioniseeriva kiirguse energia on aga nii suur, et see võib hävitada keemilisi sidemeid, see tähendab, et see võib kiiritatud objekti aatomeid laadida (või ioniseerida).
Väike kiirgusvoog võib aatomist elektronide paari välja lüüa. Võimas kiirgus võib hävitada aatomi tuuma. See tähendab, et kui ioniseeriv kiirgus läbib keha kudesid, on selle energia DNA kahjustamiseks piisav. Seetõttu on näiteks gammakiirgus vähirakkude hävitamiseks kiiritusravi abil mugav..
Ioniseeriva kiirguse allikad on radioaktiivsed materjalid, kõrgepingeseadmed, tuumareaktsioonid ja tähed. Ioniseeriva kiirguse looduslik allikas on radoon, radioaktiivne materjal, mida ekstraheeritakse geoloogilisest kivimist. Röntgenikiirgus on hea näide kunstlikust ioniseerivast kiirgusest.
Ioniseeriva kiirguse tüübid: alfaosakesed, beetaosakesed ja mitmesugused kiired
Ebastabiilse aatomi lagunemisel eralduvad sellest alfa- ja beetaosakesed. Näiteks eraldavad uraan, raadium ja poloonium radioaktiivseid alfaosakesi. Need osakesed, mis koosnevad prootonitest ja neutronitest, on üsna suured ja suudavad liikuda vaid lühikese vahemaa tagant. Praktikas saab neid peatada lihtsalt paberitüki või nahaga. Alfaosakeste sissehingamine või neelamine võib aga olla väga ohtlik. Kui keha sees asuvad, kiiritavad alfaosakesed kudesid.
Beetaosakesed on seevastu kiiresti liikuvad elektronid. Nad võivad liikuda kaugemale ja nende tungimine on suurem kui alfaosakeste oma. Beetaosakeste voogu saab peatada või vähendada rõivakihi või sellise aine nagu alumiinium abil. Järgmine kord mõelge veel kaks korda, enne kui saate kaitsev fooliumkorki all oleva mehe üle naerda! Kuid mõnel beetaosakesel on piisavalt energiat, et tungida läbi naha ja põhjustada põletusi. Nagu alfaosakesed, on beetaosakesed sissehingamisel või allaneelamisel väga ohtlikud..
Gammakiired on sama elektromagnetiline kiirgus, kuid suure energia tõttu võivad nad põhjustada ioniseerivat toimet. Gammakiired kaasnevad sageli alfa- ja beetaosakestega. Erinevalt alfa- ja beetaosakestest on neil äärmiselt tungiv jõud. Gammakiirte peatamiseks kulub mitu tolli pliid või isegi mitu jalga betooni. Need kujutavad endast kiirgusohtu kogu organismile. Kuigi gammakiired läbivad teid, absorbeerivad keha kuded osa kiirgusest. Looduslik gammakiirte allikas on näiteks mineraal, näiteks kaalium-40. Kuid see ei tähenda, et peate lõpetama vitamiinide kaaliumi võtmise. Kaaliumi radioaktiivset isotoopi on looduses väga väikestes kontsentratsioonides ja kaalium on hea tervise jaoks vajalik.
Röntgenikiirgus on sisuliselt sama, mis gammakiirgus, kuid pärineb teisest allikast. Kui gammakiired kiirgavad aatomi tuuma, tekivad röntgenikiirgud tuumavälistes protsessides. Röntgenkiirgus tuleneb aatomi elektroonilise struktuuri muutusest ja see luuakse peamiselt kunstlikult. Selle läbitungimisjõud pole nii kõrge kui gammakiirte oma ja ainult paar millimeetrit pliid suudab neid peatada. Sellepärast panite röntgenitoas “plii põlle”.
Ioniseeriva kiirguse üledoos võib põhjustada geenide mutatsioone, põhjustades sünnidefekte, suurendades vähiriski, põletusi või kiiritushaigust.
Kuidas kiirgus töötab: efekt
Kiirgus on kõikjal. See on osa meie elupaigast alates maailma päritolust. Kiirgus eksisteerib atmosfääris, maas, vees ja isegi meie enda kehades. Seda nimetatakse looduslikuks taustaks ja see on täiesti ohutu..
Kiirgus mõjutab teie keha, kandes energiat kudedesse, mis võib põhjustada rakkude kahjustusi. Mõnel juhul on selle mõju märkamatu. Muudel juhtudel võib rakk muutuda ebanormaalseks ja seejärel pahaloomuliseks. See sõltub kokkupuute tugevusest ja kestusest..
Suures koguses kiirgust lühikese aja jooksul võib surma saada mõne päeva või tunni jooksul..
Sagedane kokkupuude väikeste kiirgusdoosidega pika aja jooksul põhjustab ka haigusi, kuid sümptomid võivad ilmneda juba pikema aja möödudes. Kiirguse mõju tervisele on meie peamiseks allikaks Jaapani aatomipommitamise, Tšernobõli õnnetuse tagajärjel ellujäänud inimesed, samuti inimesed, kes töötavad iga päev kiirgusega või saavad ravi kiirgust.
Mõõdame kiirguse kokkupuute suurust ühikutes, mida nimetatakse millibrititeks. Millisievert mSv on muutunud kaasaegsemaks mõõtühikuks, mida tuleb millibari saamiseks korrutada 100-ga.
Erinevate kiirgusdooside mõju kehale
Siin on esindatud ainult ioniseeriv kiirgus. Kõigist mitteioniseeriva kiirguse tüüpidest võib vähki põhjustada ainult ultraviolettkiirgus..
- 10000 mSv kogu keha keha lühiajalise annusena võib mõne nädala jooksul põhjustada viivitamatu haiguse ja järgneva surma.
- Lühiajalise annusena 1000 kuni 10 000 mSv võib põhjustada raske surmahaiguse kiiritushaiguse.
- Lühiajalise annusena kasutatav 1000 mSv põhjustab keskmise suurusega inimesel kohest kiiritushaigust, kuid tõenäoliselt ei põhjusta see surma.
- Pikaajalised lühiajalised doosid, mis ületavad 1000 mSv (100 000 rem), kujutavad endast teatavat vähivastase riski.
- Annuste korral üle 100 mSv suureneb vähktõve tõenäosus (mitte haiguse tõsidus).
- 50 mSv peetakse väikseimaks annuseks, mis võib täiskasvanul vähki põhjustada. See on ka suurim ühe aasta jooksul töökeskkonnas kokkupuuteks lubatud doos..
- Viie aasta jooksul saadud 20 mSv aastas on piirmäär sellistele radioloogilistele töötajatele nagu tuumatöötajad, uraanikaevandused ja haiglatöötajad. Nende annust jälgitakse hoolikalt.
- Kogu keha kompuutertomograafias võtab patsient vastu ühekordse annuse 10–12 mSv.
- 2 mSv / aasta on tüüpiline looduslike allikate taustkiirgus, sealhulgas õhus oleva radooni keskmiselt 0,7 mSv / aastas. See on lähedane minimaalsele annusele, mille saavad kõik inimesed kõikjal maailmas..
- 0,3–0,6 mSv / aastas on tüüpiline doos kunstlikest, peamiselt meditsiinilistest kiirgusallikatest, näiteks luude, hammaste ja rindkere radiograafia.
- 0,01–0,03 mSv on tüüpiline kiirgus ühe lennuga lennukilt rannikult rannikule. Sageli võib lend lennata 1–6 mSv aastas.
Mida teha, kui olete saanud annuse kiirgust
Paljud filmid ja raamatud hirmutavad meid kiirgusekatastroofi tagajärjel värisema ja külmavärinatega. Mis on aga tõeline ja mis mitte? Kiirgus võib keskkonda siseneda mitmel viisil: õnnetus tuumaelektrijaamas, aatomipommi plahvatus, juhuslik leke meditsiinilisest või tööstuslikust seadmest, tuumarelvakatsetused või terrorism (näiteks räpane aatomipomm). See tähendab, et kiirgusinfektsiooni tõenäosus on väike.
Igal kohalikul omavalitsusel on kiirgusõnnetuse plaan. Kiirgusavarii ajal võib häirekeskus soovitada teil evakueerumise asemel jääda oma koju. Selle põhjuseks on asjaolu, et teie kodu seinad võivad püüda osa kahjulikust kiirgusest..
Kõige turvalisem maja maja väikseimate akendega, näiteks kelder või vannituba.
Kiirgusavarii korral tuleb kõigepealt välja selgitada, kas radioaktiivsed materjalid on langenud teie kehale või kehasse. Seejärel toimige järgmiselt:
- Lahkuge kiiresti nakkuse piirkonnast.
- Võtke seljast üleriided.
- Pange riided kilekotti või teistest inimestest eemale.
- Pese kõiki keha katmata osi.
- Sisemine saastumine võib vajada arstiabi..
Meditsiiniline personal võib kiirgushaiguse või mürgistuse kindlaks teha sümptomite, vereanalüüside või Geigeri loenduri abil. Sõltuvalt nakkuse raskusest on erinevat tüüpi ravi. Saastusest puhastamine on esimene samm ja see võib olla kõik, mida vajate. Haigussümptomite kontrollimiseks võib soovitada vereanalüüse igal aastal..
Samuti on olemas pillid, mida saate võtta kiirguse kahjulike mõjude vähendamiseks. Võib-olla olete kuulnud inimestest, kes võtavad tuumaõnnetuses kaaliumjodiidi tablette. Need pillid takistavad radioaktiivse joodi kontsentratsiooni kilpnäärmes. Oluline on mõista, et kaaliumjodiid ei kaitse otsese kokkupuute ega õhus olevate muude radioaktiivsete osakeste eest..
Preisi sinine on teatud tüüpi värvaine, mis allaneelamisel seob radioaktiivseid elemente nagu tseesium ja tallium. See kiirendab radioaktiivsete osakeste eemaldamist kehast. Dietüleentriamiinpentaäädikhape (DTPA) seondub radioaktiivsete metallide plutooniumi, ameerika ja curiumiga. Radioaktiivsed osakesed väljuvad organismist uriiniga, vähendades ka neeldunud kiirguse hulka.
Kiirgus võib olla sinu sõber.
Enne varjupaigas paanikas varjamist teadke, et teatud kiirgusdoos on tegelikult teie tervisele kasulik. Näiteks on ultraviolettkiirgus keha jaoks D-vitamiini tootmise stimuleerimiseks väga oluline. Päikesevannid on kasulikud. Kuid võtke endale aega, et päikesekaitsekreem ära visata. Eksperdid väidavad, et ainult 5–15 minutit päevas kolm korda nädalas on teie tervise jaoks enam kui piisav.
Öelge sõna “radiatsioon” kolmele erinevale inimesele ja tõenäoliselt saate kolm erinevat reaktsiooni. Teie tädi ei ütle teile, kuidas kiirgus töötab, kuid see võib teile öelda, kuidas radiatsioon parandas tema vähki. Teie naaber võib meenutada, kuidas teda koolis õpetati tuumaplahvatusega toime tulema. Ja teie sõber, koomiksite armastaja, selgitab, kuidas gammakiired muutis Bruce Banneri Hulkiks.
Kiirgus erinevates vormides ümbritseb meid kogu aeg. Mõnikord on see ohtlik, mõnikord mitte. See on loomulik ja kunstlik. Meie keha puutub iga päev kokku loodusliku kiirgusega - pinnasest ja maa-alustest gaasidest kuni päikese ja kosmosest tuleva kiirguseni..
Samuti puutuvad kokku inimese loodud seadmete - meditsiiniliste protseduuride, telerite, mobiiltelefonide ja mikrolaineahju - kiirgusega. Kiirguse oht sõltub selle tugevusest, liigist ja kokkupuute kestusest.