กัมมันตภาพรังสี. ประเภทและกฎของรังสีกัมมันตภาพรังสี

การนำทางบทความ:

การแผ่รังสีและประเภทของรังสีกัมมันตภาพรังสี องค์ประกอบของรังสีกัมมันตภาพรังสี (ไอออไนซ์) และลักษณะสำคัญ ผลกระทบของรังสีต่อสสาร

รังสีคืออะไร

ก่อนอื่น เรามานิยามกันว่ารังสีคืออะไร:

ในกระบวนการสลายตัวของสารหรือการสังเคราะห์องค์ประกอบของอะตอม (โปรตอน, นิวตรอน, อิเล็กตรอน, โฟตอน) จะถูกปล่อยออกมามิฉะนั้นเราสามารถพูดได้ รังสีเกิดขึ้นองค์ประกอบเหล่านี้ รังสีดังกล่าวเรียกว่า - รังสีไอออไนซ์หรืออะไรธรรมดากว่ากัน รังสีกัมมันตภาพรังสีหรือง่ายกว่านั้นอีก รังสี . รังสีไอออไนซ์ยังรวมถึงรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาด้วย

การแผ่รังสี เป็นกระบวนการปล่อยอนุภาคมูลฐานที่มีประจุตามสสาร ในรูปของอิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอน อะตอมฮีเลียม หรือโฟตอนและมิวออน ประเภทของรังสีขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่ปล่อยออกมา

ไอออนไนซ์เป็นกระบวนการสร้างไอออนที่มีประจุบวกหรือลบหรืออิเล็กตรอนอิสระจากอะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุเป็นกลาง

รังสีกัมมันตภาพรังสี (ไอออไนซ์)สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับประเภทขององค์ประกอบที่ประกอบด้วย รังสีประเภทต่างๆ เกิดจากอนุภาคขนาดเล็กที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีผลกระทบด้านพลังงานที่แตกต่างกันกับสสาร ความสามารถที่แตกต่างกันในการทะลุผ่านมัน และผลที่ตามมาก็คือผลกระทบทางชีวภาพของรังสีที่แตกต่างกัน

รังสีอัลฟ่า บีตา และนิวตรอน- สิ่งเหล่านี้คือการแผ่รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคต่างๆ ของอะตอม.

แกมมาและรังสีเอกซ์คือการปล่อยพลังงาน

รังสีอัลฟ่า

• ถูกปล่อยออกมา: โปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว
• พลังทะลุทะลวง: ต่ำ
• การฉายรังสีจากแหล่งกำเนิด: สูงถึง 10 ซม
• ความเร็วการปล่อย: 20,000 กม./วินาที
• ไอออไนซ์: ไอออน 30,000 คู่ต่อการเคลื่อนที่ 1 ซม
• สูง

รังสีอัลฟ่า (α) เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของความไม่เสถียร ไอโซโทปองค์ประกอบ

รังสีอัลฟ่า- นี่คือการแผ่รังสีของอนุภาคอัลฟ่าที่มีประจุบวกหนัก ซึ่งเป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (นิวตรอนสองตัวและโปรตอนสองตัว) อนุภาคอัลฟ่าจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียสที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ระหว่างการสลายตัวของอะตอมของยูเรเนียม เรเดียม และทอเรียม

อนุภาคอัลฟ่ามีมวลมากและถูกปล่อยออกมาด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำโดยเฉลี่ย 20,000 กม./วินาที ซึ่งน้อยกว่าความเร็วแสงประมาณ 15 เท่า เนื่องจากอนุภาคอัลฟามีน้ำหนักมาก เมื่อสัมผัสกับสาร อนุภาคจะชนกับโมเลกุลของสารนี้ เริ่มมีปฏิกิริยากับพวกมัน สูญเสียพลังงาน ดังนั้นความสามารถในการทะลุทะลวงของอนุภาคเหล่านี้จึงไม่ดีนักและแม้แต่แผ่นธรรมดาของ กระดาษสามารถรั้งพวกเขาไว้ได้

อย่างไรก็ตาม อนุภาคอัลฟานำพาพลังงานจำนวนมาก และเมื่อทำปฏิกิริยากับสสาร จะทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนอย่างมีนัยสำคัญ และในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต นอกเหนือจากการแตกตัวเป็นไอออนแล้ว รังสีอัลฟ่ายังทำลายเนื้อเยื่อ ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายต่างๆ ต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ในบรรดารังสีทุกประเภท รังสีอัลฟ่ามีพลังทะลุทะลวงน้อยที่สุด แต่ผลที่ตามมาของการฉายรังสีของเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตด้วยรังสีประเภทนี้จะรุนแรงและสำคัญที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับรังสีประเภทอื่น

การได้รับรังสีอัลฟาสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อธาตุกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่ร่างกาย เช่น ผ่านทางอากาศ น้ำ หรืออาหาร หรือผ่านทางบาดแผลหรือบาดแผล เมื่ออยู่ในร่างกาย ธาตุกัมมันตภาพรังสีเหล่านี้จะถูกส่งผ่านกระแสเลือดไปทั่วร่างกาย สะสมในเนื้อเยื่อและอวัยวะ ทำให้เกิดผลกระทบอันทรงพลังต่อพวกมัน เนื่องจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีบางประเภทที่ปล่อยรังสีอัลฟ่าจะมีอายุการใช้งานยาวนาน เมื่อเข้าสู่ร่างกาย พวกมันสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในเซลล์ และนำไปสู่การเสื่อมของเนื้อเยื่อและการกลายพันธุ์

ไอโซโทปกัมมันตรังสีไม่ได้ถูกกำจัดออกจากร่างกายจริงๆ ดังนั้นเมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้ว ไอโซโทปจะฉายรังสีเนื้อเยื่อจากภายในเป็นเวลาหลายปีจนกว่าจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงร้ายแรง ร่างกายมนุษย์ไม่สามารถทำให้เป็นกลาง ประมวลผล ดูดซึม หรือใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ที่เข้าสู่ร่างกายได้

รังสีนิวตรอน

• ถูกปล่อยออกมา: นิวตรอน
• พลังทะลุทะลวง: สูง
• การฉายรังสีจากแหล่งกำเนิด: กิโลเมตร
• ความเร็วการปล่อย: 40,000 กม./วินาที
• ไอออไนซ์: จาก 3,000 ถึง 5,000 คู่ไอออนต่อการวิ่ง 1 ซม
• ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี: สูง

รังสีนิวตรอน- นี่คือรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ต่างๆ และระหว่างการระเบิดปรมาณู นอกจากนี้ รังสีนิวตรอนยังถูกปล่อยออกมาจากดวงดาวซึ่งเกิดปฏิกิริยาแสนสาหัสแสนสาหัสเกิดขึ้น

เมื่อไม่มีประจุ รังสีนิวตรอนที่ชนกับสสารจะมีปฏิกิริยากับองค์ประกอบของอะตอมในระดับอะตอมเพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงมีพลังทะลุทะลวงสูง คุณสามารถหยุดรังสีนิวตรอนได้โดยใช้วัสดุที่มีปริมาณไฮโดรเจนสูง เช่น ภาชนะบรรจุน้ำ นอกจากนี้รังสีนิวตรอนยังทะลุผ่านโพลีเอทิลีนได้ไม่ดีนัก

เมื่อรังสีนิวตรอนผ่านเนื้อเยื่อชีวภาพจะทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อเซลล์ เนื่องจากมีมวลมากและเร็วกว่ารังสีอัลฟ่า

รังสีเบต้า

• ถูกปล่อยออกมา: อิเล็กตรอนหรือโพสิตรอน
• พลังทะลุทะลวง: เฉลี่ย
• การฉายรังสีจากแหล่งกำเนิด: สูงถึง 20 ม
• ความเร็วการปล่อย: 300,000 กม./วินาที
• ไอออไนซ์: จาก 40 ถึง 150 คู่ไอออนต่อการเคลื่อนที่ 1 ซม
• ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี: เฉลี่ย

รังสีเบตา (β)เกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบหนึ่งเปลี่ยนเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่งในขณะที่กระบวนการเกิดขึ้นในนิวเคลียสของอะตอมของสสารโดยมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโปรตอนและนิวตรอน

เมื่อใช้รังสีบีตา นิวตรอนจะถูกแปลงเป็นโปรตอนหรือโปรตอนเป็นนิวตรอน ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้ อิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน (ปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอน) จะถูกปล่อยออกมา ขึ้นอยู่กับประเภทของการเปลี่ยนแปลง ความเร็วขององค์ประกอบที่ปล่อยออกมาเข้าใกล้ความเร็วแสงและมีค่าประมาณ 300,000 กม./วินาที องค์ประกอบที่ปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการนี้เรียกว่าอนุภาคบีตา

ด้วยความเร็วการแผ่รังสีที่สูงในตอนแรกและองค์ประกอบที่ปล่อยออกมามีขนาดเล็ก รังสีบีตาจึงมีความสามารถในการทะลุทะลวงได้สูงกว่ารังสีอัลฟ่า แต่มีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนน้อยกว่าหลายร้อยเท่าเมื่อเทียบกับรังสีอัลฟ่า

รังสีเบต้าทะลุผ่านเสื้อผ้าและเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตบางส่วนได้อย่างง่ายดาย แต่เมื่อผ่านโครงสร้างของสสารที่หนาแน่นกว่าเช่นผ่านโลหะ มันจะเริ่มมีปฏิกิริยากับมันอย่างเข้มข้นยิ่งขึ้นและสูญเสียพลังงานส่วนใหญ่โดยถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบของสสาร . แผ่นโลหะขนาดไม่กี่มิลลิเมตรสามารถหยุดรังสีบีตาได้อย่างสมบูรณ์

หากรังสีอัลฟ่าก่อให้เกิดอันตรายเมื่อสัมผัสโดยตรงกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเท่านั้น รังสีบีตานั้นสามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตที่ระยะห่างหลายสิบเมตรจากแหล่งกำเนิดรังสีได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีนั้น

หากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยรังสีบีตาเข้าสู่สิ่งมีชีวิต มันจะสะสมในเนื้อเยื่อและอวัยวะ ทำให้เกิดผลกระทบอย่างมีพลังต่อพวกมัน นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเนื้อเยื่อ และเมื่อเวลาผ่านไปทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีบางชนิดที่มีรังสีบีตามีระยะเวลาการสลายตัวนาน กล่าวคือ เมื่อเข้าสู่ร่างกายจะฉายรังสีเป็นเวลาหลายปีจนกว่าจะนำไปสู่การเสื่อมของเนื้อเยื่อและส่งผลให้เกิดมะเร็ง

รังสีแกมมา

• ถูกปล่อยออกมา: พลังงานในรูปของโฟตอน
• พลังทะลุทะลวง: สูง
• การฉายรังสีจากแหล่งกำเนิด: สูงถึงหลายร้อยเมตร
• ความเร็วการปล่อย: 300,000 กม./วินาที
• ไอออไนซ์:
• ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี: ต่ำ

รังสีแกมมา (γ)คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานอยู่ในรูปโฟตอน

รังสีแกมมามาพร้อมกับกระบวนการสลายตัวของอะตอมของสสารและปรากฏตัวในรูปแบบของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาในรูปของโฟตอนซึ่งปล่อยออกมาเมื่อสถานะพลังงานของนิวเคลียสของอะตอมเปลี่ยนแปลง รังสีแกมมาถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสด้วยความเร็วแสง

เมื่ออะตอมสลายกัมมันตภาพรังสี สารอื่นๆ จะถูกสร้างขึ้นจากสารชนิดเดียวกัน อะตอมของสารที่เกิดขึ้นใหม่มีสถานะไม่เสถียรทางพลังงาน (ตื่นเต้น) เมื่ออิทธิพลซึ่งกันและกัน นิวตรอนและโปรตอนในนิวเคลียสจะเข้าสู่สภาวะที่แรงอันตรกิริยาสมดุลกัน และอะตอมจะปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีแกมมา

รังสีแกมมามีความสามารถในการทะลุทะลวงสูงและทะลุเสื้อผ้า เนื้อเยื่อที่มีชีวิตได้ง่าย และทะลุผ่านโครงสร้างสสารที่มีความหนาแน่น เช่น โลหะได้ยากกว่าเล็กน้อย หากต้องการหยุดรังสีแกมมา จำเป็นต้องใช้เหล็กหรือคอนกรีตที่มีความหนามาก แต่ในขณะเดียวกัน รังสีแกมมามีผลกระทบต่อสสารน้อยกว่ารังสีบีตาถึงร้อยเท่า และอ่อนกว่ารังสีอัลฟ่าหลายหมื่นเท่า

อันตรายหลักของรังสีแกมมาคือความสามารถในการเดินทางในระยะทางไกลและส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาหลายร้อยเมตร

รังสีเอกซ์

• ถูกปล่อยออกมา: พลังงานในรูปของโฟตอน
• พลังทะลุทะลวง: สูง
• การฉายรังสีจากแหล่งกำเนิด: สูงถึงหลายร้อยเมตร
• ความเร็วการปล่อย: 300,000 กม./วินาที
• ไอออไนซ์: ไอออนตั้งแต่ 3 ถึง 5 คู่ต่อการเดินทาง 1 ซม
• ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี: ต่ำ

รังสีเอกซ์- นี่คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังในรูปแบบของโฟตอนที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนภายในอะตอมเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปอีกวงหนึ่ง

รังสีเอกซ์มีผลคล้ายกับรังสีแกมมา แต่มีพลังทะลุทะลวงน้อยกว่าเนื่องจากมีความยาวคลื่นมากกว่า

จากการตรวจสอบรังสีกัมมันตภาพรังสีประเภทต่างๆ เป็นที่ชัดเจนว่าแนวคิดของการแผ่รังสีรวมถึงรังสีประเภทต่างๆ โดยสิ้นเชิงซึ่งมีผลกระทบต่อสสารและเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน ตั้งแต่การทิ้งระเบิดโดยตรงด้วยอนุภาคมูลฐาน (รังสีอัลฟา เบต้า และนิวตรอน) ไปจนถึงผลกระทบด้านพลังงาน ในรูปแบบของรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์

การแผ่รังสีแต่ละครั้งที่กล่าวถึงนั้นอันตราย!

ตารางเปรียบเทียบคุณลักษณะของรังสีชนิดต่างๆ

ลักษณะเฉพาะ	ประเภทของรังสี
	รังสีอัลฟ่า	รังสีนิวตรอน	รังสีเบต้า	รังสีแกมมา	รังสีเอกซ์
ถูกปล่อยออกมา	โปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว	นิวตรอน	อิเล็กตรอนหรือโพสิตรอน	พลังงานในรูปของโฟตอน	พลังงานในรูปของโฟตอน
พลังทะลุทะลวง	ต่ำ	สูง	เฉลี่ย	สูง	สูง
การสัมผัสจากแหล่งที่มา	สูงถึง 10 ซม	กิโลเมตร	สูงถึง 20 ม	หลายร้อยเมตร	หลายร้อยเมตร
ความเร็วรังสี	20,000 กม./วินาที	40,000 กม./วินาที	300,000 กม./วินาที	300,000 กม./วินาที	300,000 กม./วินาที
ไอออไนเซชัน, ไอน้ำต่อการเคลื่อนที่ 1 ซม	30 000	จาก 3,000 ถึง 5,000	จาก 40 เป็น 150	จาก 3 ถึง 5	จาก 3 ถึง 5
ผลกระทบทางชีวภาพของรังสี	สูง	สูง	เฉลี่ย	ต่ำ	ต่ำ

ดังที่เห็นจากตาราง ขึ้นอยู่กับชนิดของรังสี การแผ่รังสีที่ความเข้มเท่ากัน เช่น 0.1 เรินต์เกน จะมีผลในการทำลายเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันออกไป เพื่อคำนึงถึงความแตกต่างนี้ จึงมีการนำค่าสัมประสิทธิ์ k มาใช้ ซึ่งสะท้อนถึงระดับของการได้รับรังสีกัมมันตภาพรังสีบนวัตถุที่มีชีวิต

ปัจจัยเค
ประเภทของรังสีและช่วงพลังงาน	ตัวคูณน้ำหนัก
โฟตอนพลังงานทั้งหมด (รังสีแกมมา)	1
อิเล็กตรอนและมิวออนพลังงานทั้งหมด (รังสีเบต้า)	1
นิวตรอนที่มีพลังงาน < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
นิวตรอนจาก 10 ถึง 100 KeV (รังสีนิวตรอน)	10
นิวตรอนจาก 100 KeV ถึง 2 MeV (รังสีนิวตรอน)	20
นิวตรอนจาก 2 MeV ถึง 20 MeV (รังสีนิวตรอน)	10
นิวตรอน> 20 MeV (รังสีนิวตรอน)	5
โปรตอนที่มีพลังงาน > 2 MeV (ยกเว้นโปรตอนหดตัว)	5
อนุภาคอัลฟ่า, ชิ้นส่วนฟิชชันและนิวเคลียสหนักอื่นๆ (รังสีอัลฟา)	20

ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์ k สูงเท่าใด ผลกระทบของรังสีบางประเภทก็จะยิ่งมีอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตมากขึ้นเท่านั้น

วิดีโอ:

รังสีไอออไนซ์ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า IR) คือรังสีที่มีปฏิกิริยากับสสารนำไปสู่การแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล กล่าวคือ ปฏิกิริยานี้นำไปสู่การกระตุ้นอะตอมและการแยกอิเล็กตรอนแต่ละตัว (อนุภาคที่มีประจุลบ) ออกจากเปลือกอะตอม เป็นผลให้เมื่อปราศจากอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปอะตอมจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก - การเกิดไอออไนซ์ปฐมภูมิ II รวมถึงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (รังสีแกมมา) และการไหลของอนุภาคที่มีประจุและเป็นกลาง - รังสีจากร่างกาย (รังสีอัลฟา รังสีบีตา และรังสีนิวตรอน)

รังสีอัลฟ่าหมายถึงรังสีในร่างกาย นี่คือกระแสของอนุภาคอัลฟาที่มีประจุบวกหนัก (นิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม) ซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวของอะตอมของธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม เรเดียม และทอเรียม เนื่องจากอนุภาคมีน้ำหนักมาก ช่วงของอนุภาคอัลฟ่าในสาร (นั่นคือเส้นทางที่พวกมันก่อให้เกิดไอออนไนซ์) จึงสั้นมาก: หนึ่งในร้อยของมิลลิเมตรในตัวกลางทางชีวภาพ 2.5-8 ซม. ในอากาศ ดังนั้นกระดาษธรรมดาหรือชั้นผิวที่ตายแล้วด้านนอกจึงสามารถดักจับอนุภาคเหล่านี้ได้

อย่างไรก็ตาม สารที่ปล่อยอนุภาคอัลฟ่าจะมีอายุยืนยาว เนื่องจากสารดังกล่าวเข้าสู่ร่างกายด้วยอาหาร อากาศ หรือทางบาดแผล จึงถูกกระแสเลือดลำเลียงไปทั่วร่างกาย และสะสมอยู่ในอวัยวะที่ทำหน้าที่เผาผลาญและปกป้องร่างกาย (เช่น ม้าม หรือต่อมน้ำเหลือง) ดังนั้น ทำให้เกิดการฉายรังสีภายในร่างกาย อันตรายจากการฉายรังสีภายในร่างกายดังกล่าวมีสูงเพราะว่า อนุภาคอัลฟาเหล่านี้สร้างไอออนจำนวนมาก (มากถึงหลายพันคู่ไอออนต่อเส้นทางในเนื้อเยื่อ 1 ไมครอน) ในทางกลับกัน ไอออนไนซ์จะกำหนดลักษณะเฉพาะหลายประการของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต (การก่อตัวของสารออกซิไดซ์อย่างแรง ไฮโดรเจนและออกซิเจนอิสระ ฯลฯ)

รังสีเบต้า(รังสีเบตาหรือกระแสของอนุภาคบีตา) ยังหมายถึงรังสีประเภทคอร์ปัสคูลาร์ด้วย นี่คือกระแสของอิเล็กตรอน (รังสี β- หรือส่วนใหญ่มักเป็นเพียงรังสี β) หรือโพซิตรอน (รังสี β+) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีบีตาของนิวเคลียสของอะตอมบางชนิด อิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนถูกสร้างขึ้นในนิวเคลียสเมื่อนิวตรอนแปลงเป็นโปรตอนหรือโปรตอนเป็นนิวตรอนตามลำดับ

อิเล็กตรอนมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคอัลฟ่าอย่างมากและสามารถเจาะลึกเข้าไปในสสาร (ร่างกาย) ได้ประมาณ 10-15 เซนติเมตร (เทียบกับอนุภาคอัลฟ่าหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตร) เมื่อผ่านสสาร รังสีบีตาจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของอะตอม ใช้พลังงานไปกับสิ่งนี้และทำให้การเคลื่อนที่ช้าลงจนกระทั่งหยุดสนิท เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ เพื่อป้องกันรังสีบีตา การมีกระจกอินทรีย์ที่มีความหนาเหมาะสมก็เพียงพอแล้ว การใช้รังสีเบตาในทางการแพทย์เพื่อการฉายรังสีผิวเผิน คั่นระหว่างหน้า และในโพรงสมอง ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเดียวกันนี้

รังสีนิวตรอน- การแผ่รังสีทางร่างกายอีกประเภทหนึ่ง รังสีนิวตรอนคือการไหลของนิวตรอน (อนุภาคมูลฐานที่ไม่มีประจุไฟฟ้า) นิวตรอนไม่มีเอฟเฟกต์ไอออไนซ์ แต่เอฟเฟกต์ไอออไนซ์ที่มีนัยสำคัญมากเกิดขึ้นเนื่องจากการกระเจิงแบบยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่นบนนิวเคลียสของสสาร

สารที่ถูกฉายรังสีด้วยนิวตรอนสามารถได้รับคุณสมบัติทางกัมมันตภาพรังสี ซึ่งก็คือได้รับสิ่งที่เรียกว่ากัมมันตภาพรังสีเหนี่ยวนำ รังสีนิวตรอนถูกสร้างขึ้นในระหว่างการทำงานของเครื่องเร่งอนุภาค ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การติดตั้งทางอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ ระหว่างการระเบิดของนิวเคลียร์ ฯลฯ รังสีนิวตรอนมีความสามารถในการทะลุทะลวงได้ดีที่สุด วัสดุที่ดีที่สุดในการป้องกันรังสีนิวตรอนคือวัสดุที่มีไฮโดรเจน

รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์เป็นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างรังสีทั้งสองประเภทนี้อยู่ที่กลไกของการเกิดขึ้น รังสีเอกซ์มีต้นกำเนิดจากนอกนิวเคลียร์ รังสีแกมมาเป็นผลมาจากการสลายตัวของนิวเคลียร์

รังสีเอกซ์ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2438 โดยนักฟิสิกส์เรินต์เกน นี่คือรังสีที่มองไม่เห็นซึ่งสามารถทะลุเข้าไปในสารทุกชนิดได้ แม้ว่าจะมีองศาที่แตกต่างกันก็ตาม เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 10 -12 ถึง 10 -7 แหล่งที่มาของรังสีเอกซ์คือหลอดรังสีเอกซ์ นิวไคลด์กัมมันตรังสีบางชนิด (เช่น ตัวปล่อยบีตา) ตัวเร่งปฏิกิริยา และอุปกรณ์กักเก็บอิเล็กตรอน (รังสีซินโครตรอน)

หลอดเอ็กซ์เรย์มีอิเล็กโทรดสองตัว - แคโทดและแอโนด (อิเล็กโทรดเชิงลบและบวกตามลำดับ) เมื่อแคโทดได้รับความร้อน จะเกิดการปล่อยอิเล็กตรอน (ปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนโดยพื้นผิวของของแข็งหรือของเหลว) อิเล็กตรอนที่หนีออกจากแคโทดจะถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้าและกระทบกับพื้นผิวของขั้วบวก ซึ่งพวกมันจะชะลอตัวลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดรังสีเอกซ์ เช่นเดียวกับแสงที่ตามองเห็น รังสีเอกซ์ทำให้ฟิล์มภาพถ่ายเปลี่ยนเป็นสีดำ นี่คือหนึ่งในคุณสมบัติซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการแพทย์ นั่นคือสามารถทะลุผ่านรังสีได้ และด้วยเหตุนี้ ผู้ป่วยจึงสามารถได้รับแสงสว่างด้วยความช่วยเหลือ และเนื่องจาก เนื้อเยื่อที่มีความหนาแน่นต่างกันจะดูดซับรังสีเอกซ์ต่างกัน - เราสามารถวินิจฉัยโรคของอวัยวะภายในได้หลายประเภทตั้งแต่ระยะเริ่มแรก

รังสีแกมมามีต้นกำเนิดจากภายในนิวเคลียร์ มันเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี, การเปลี่ยนนิวเคลียสจากสถานะตื่นเต้นไปเป็นสถานะพื้น, ในระหว่างปฏิกิริยาของอนุภาคที่มีประจุเร็วกับสสาร, การทำลายล้างคู่อิเล็กตรอน - โพซิตรอน ฯลฯ

พลังทะลุทะลวงสูงของรังสีแกมมาอธิบายได้ด้วยความยาวคลื่นสั้น เพื่อลดการไหลของรังสีแกมมาจึงใช้สารที่มีเลขนัยสำคัญ (ตะกั่ว, ทังสเตน, ยูเรเนียม ฯลฯ ) และองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นสูงทุกชนิด (คอนกรีตต่างๆ ที่มีสารตัวเติมโลหะ)

การแผ่รังสีมีมานานก่อนการปรากฏตัวของมนุษย์และติดตามมนุษย์ตั้งแต่เกิดจนตาย ประสาทสัมผัสของเราไม่สามารถตรวจจับรังสีคลื่นสั้นได้ ในการตรวจจับมัน มนุษย์ต้องประดิษฐ์อุปกรณ์พิเศษ โดยที่ไม่สามารถตัดสินระดับรังสีหรืออันตรายที่เกิดขึ้นได้

ประวัติความเป็นมาของการศึกษากัมมันตภาพรังสี

ทุกชีวิตบนโลกของเราเกิดขึ้น พัฒนา และดำรงอยู่ภายใต้เงื่อนไขที่บางครั้งก็ห่างไกลจากความเอื้ออำนวย สิ่งมีชีวิตได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การตกตะกอน การเคลื่อนที่ของอากาศ การเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ การสลับกลางวันและกลางคืน และปัจจัยอื่นๆ ในหมู่พวกเขาสถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยการแผ่รังสีไอออไนซ์ซึ่งเกิดจากธาตุกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ 25 ชนิดเช่นยูเรเนียมเรเดียมเรดอนทอเรียม ฯลฯ กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติคืออนุภาคที่บินผ่านชั้นบรรยากาศจากดวงอาทิตย์และดวงดาวในกาแล็กซี เหล่านี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์สองแหล่งสำหรับสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตทั้งหมด

รังสีเอกซ์หรือรังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงและพลังงานสูงมาก รังสีไอออไนซ์ทุกประเภททำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนและการเปลี่ยนแปลงในวัตถุที่ถูกฉายรังสี เชื่อกันว่าทุกชีวิตบนโลกได้ปรับตัวเข้ากับการกระทำของรังสีไอออไนซ์และไม่ตอบสนองต่อมัน มีแม้กระทั่งสมมติฐานที่ว่ากัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติเป็นกลไกของการวิวัฒนาการต้องขอบคุณสายพันธุ์จำนวนมากที่เกิดขึ้นซึ่งมีความหลากหลายมากที่สุดในรูปแบบและรูปแบบชีวิตของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากการกลายพันธุ์ไม่มีอะไรมากไปกว่าการเกิดขึ้นของลักษณะใหม่ของ สิ่งมีชีวิตซึ่งสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ที่สมบูรณ์

ในช่วงศตวรรษที่ 18-19 และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันนี้ การแผ่รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติบนโลกได้เพิ่มขึ้นและยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เหตุผลก็คือการพัฒนาอุตสาหกรรมที่ก้าวหน้าของประเทศที่พัฒนาแล้วทั้งหมด ซึ่งเป็นผลมาจากการผลิตแร่โลหะ ถ่านหิน น้ำมัน วัสดุก่อสร้าง ปุ๋ยและแร่ธาตุอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้น แร่ธาตุต่าง ๆ ที่มีองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติมาถึงพื้นผิวใน ปริมาณมาก. เมื่อแหล่งพลังงานแร่ถูกเผา โดยเฉพาะถ่านหิน พีท และหินน้ำมัน สารต่างๆ มากมาย รวมทั้งสารกัมมันตภาพรังสี จะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 มีการค้นพบกัมมันตภาพรังสีเทียม สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างระเบิดปรมาณูในสหรัฐอเมริกาและในประเทศอื่น ๆ เช่นเดียวกับการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ ในระหว่างการระเบิดปรมาณูและการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (โดยเฉพาะในช่วงเกิดอุบัติเหตุ) นอกเหนือจากพื้นหลังทางธรรมชาติที่คงที่แล้ว กัมมันตภาพรังสีเทียมยังสะสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมอีกด้วย สิ่งนี้นำไปสู่การเกิดขึ้นของฮอตสปอตและพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีกัมมันตภาพรังสีในระดับสูง

กัมมันตภาพรังสีคืออะไร ใครเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์นี้?

กัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2439 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส A. Becquerel เขาพิจารณาว่าแหล่งกำเนิดรังสีหลักคือรังสีแกมมาเนื่องจากมีพลังงานทะลุทะลวงสูง กัมมันตภาพรังสีคือรังสีที่บุคคลได้รับอย่างต่อเนื่องอันเป็นผลมาจากการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติ (รังสีคอสมิกและแสงอาทิตย์ รังสีภาคพื้นดิน) เรียกว่ารังสีพื้นหลังตามธรรมชาติ มันมีอยู่เสมอ: ตั้งแต่ช่วงเวลาของการก่อตัวของโลกของเราจนถึงปัจจุบัน มนุษย์ก็เหมือนกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่ต้องสัมผัสกับรังสีพื้นหลังตามธรรมชาติอยู่ตลอดเวลา ตามรายงานของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์แห่งสหประชาชาติว่าด้วยผลกระทบของรังสีปรมาณู (SCEAR) การสัมผัสรังสีของมนุษย์ที่เกิดจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติคิดเป็นประมาณ 83% ของรังสีทั้งหมดที่มนุษย์ได้รับ ส่วนที่เหลืออีก 17% เกิดจากแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น การค้นพบและการประยุกต์ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในทางปฏิบัติทำให้เกิดปัญหามากมาย ทุกปีขอบเขตของการติดต่อระหว่างมนุษยชาติกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดด้วยการแผ่รังสีไอออไนซ์จะขยายออกไป ทุกวันนี้ เนื่องจากการปนเปื้อนของดินและบรรยากาศจากผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีของพลังงานนิวเคลียร์และการระเบิดของนิวเคลียร์เชิงทดลอง การแพร่กระจายของรังสีรักษาและการวินิจฉัยทางการแพทย์อย่างกว้างขวาง และการใช้วัสดุก่อสร้างใหม่ ความดันรังสีจึงเพิ่มขึ้นกว่าสองเท่า

ประเภทของกัมมันตภาพรังสี

กัมมันตภาพรังสีประดิษฐ์และจากธรรมชาติมีอิทธิพลต่อปริมาณสูงสุดที่บุคคลสามารถรับได้ นี่เป็นกระบวนการที่ทำให้การศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของรังสีเข้มข้นขึ้นโดยผู้คนในวงกว้างมากขึ้น ทุกคนควรรู้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างอัตราปริมาณรังสี (RED) และปริมาณรังสีที่เท่ากันนั้นมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ซึ่งเป็นปัจจัยชี้ขาดในการประเมินความเสียหายที่เกิดกับมนุษย์จากรังสี

β อนุภาคมีพลังงานประมาณ 0.01 ถึง 2.3 MeV และเดินทางด้วยความเร็วแสง บนเส้นทางของพวกเขา พวกเขาสร้างไอออนโดยเฉลี่ย 50 คู่ต่อเส้นทาง 1 ซม. และไม่สิ้นเปลืองพลังงานเร็วเท่ากับอนุภาค α เพื่อชะลอการฉายรังสี β ต้องใช้โลหะที่มีความหนาอย่างน้อย 3 มม.

กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติของสารเกิดขึ้นเมื่ออนุภาค α ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสและมีพลังงาน 4 ถึง 9 MeV อนุภาค α ที่ถูกขับออกจากนิวเคลียสด้วยความเร็วเริ่มต้นสูง (สูงถึง 20,000 กม./วินาที) ใช้พลังงานในการแตกตัวของอะตอมของสสารที่พวกมันพบบนเส้นทางของพวกมัน (โดยเฉลี่ย 50,000 คู่ไอออนต่อเส้นทาง 1 ซม.) และหยุดลง

รังสี γ เป็นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.01 นาโนเมตร พลังงานของ γ-ควอนตัมจะแปรผันจากประมาณ 0.02 ถึง 2.6 MeV โฟตอนของรังสี γ จะถูกดูดซับในปฏิกิริยาหนึ่งหรือหลายครั้งกับอะตอมของสสาร อิเล็กตรอนทุติยภูมิทำให้อะตอมของสิ่งแวดล้อมแตกตัวเป็นไอออน รังสีแกมมาถูกปิดกั้นบางส่วนด้วยตะกั่วหนา (หนามากกว่า 200 มม.) หรือแผ่นคอนกรีตเท่านั้น

ปรากฏการณ์ของกัมมันตภาพรังสีคือการแผ่รังสีที่มาพร้อมกับการปล่อยพลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันและมีความสามารถในการทะลุทะลวงที่แตกต่างกันดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศโดยรวมที่แตกต่างกัน ในการวัดปริมาณรังสี มีการใช้ปริมาณที่แสดงลักษณะเชิงปริมาณของคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีของสารและผลกระทบที่เกิดจากรังสี: กิจกรรม, ปริมาณรังสีที่ได้รับ, ปริมาณรังสีที่ดูดซึม, ปริมาณรังสีที่เท่ากัน การค้นพบกัมมันตภาพรังสีและความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียสเทียมมีส่วนช่วยในการพัฒนาวิธีการและเทคนิคในการวัดกัมมันตภาพรังสีขององค์ประกอบ

การเจ็บป่วยจากรังสี

กัมมันตภาพรังสีคือรังสีที่ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสี โรคนี้มีรูปแบบเรื้อรังและเฉียบพลัน การเจ็บป่วยจากรังสีเรื้อรังเริ่มต้นจากการที่ร่างกายได้รับรังสีในปริมาณน้อย (ตั้งแต่ 1 mSv ถึง 5 mSv ต่อวัน) ในระยะยาวหลังจากการสะสมของปริมาณรวม 0.7 ... 1.0 Sat การเจ็บป่วยจากรังสีเฉียบพลันเกิดจากการฉายรังสีที่รุนแรงเพียงครั้งเดียวที่ 1-2 Sv ถึงขนาดที่มากกว่า 6 Sv การคำนวณปริมาณรังสีที่เท่ากันแสดงให้เห็นว่าปริมาณรังสีที่บุคคลได้รับภายใต้สภาวะปกติในเมือง โชคดีที่ต่ำกว่าปริมาณที่ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสีอย่างมาก

อัตราปริมาณรังสีที่เท่ากันที่เกิดจากรังสีธรรมชาติคือ 0.44 ถึง 1.75 มิลลิซีเวิร์ตต่อปี ในระหว่างการวินิจฉัยทางการแพทย์ (การตรวจเอ็กซ์เรย์ การฉายรังสี ฯลฯ) บุคคลจะได้รับประมาณ 1.4 มิลลิซีเวิร์ตต่อปี ให้เราเพิ่มว่าวัสดุก่อสร้าง (อิฐ คอนกรีต) ยังมีองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีในปริมาณที่น้อย ดังนั้นปริมาณรังสีจึงเพิ่มขึ้นอีก 1.5 mSv ในระหว่างปี

สำหรับการประเมินข้อเท็จจริงเกี่ยวกับความเป็นอันตรายของรังสีกัมมันตภาพรังสี จะใช้ลักษณะเฉพาะ เช่น ความเสี่ยง โดยปกติแล้วความเสี่ยงมักเข้าใจว่าเป็นความน่าจะเป็นของอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์หรือชีวิตในช่วงเวลาหนึ่ง (โดยปกติภายในหนึ่งปีปฏิทิน) คำนวณโดยใช้สูตรสำหรับความถี่สัมพัทธ์ของการเกิดเหตุการณ์สุ่มที่เป็นอันตรายในผลรวมที่เป็นไปได้ทั้งหมด เหตุการณ์ต่างๆ อาการหลักของความเสียหายที่เกิดจากรังสีกัมมันตภาพรังสีคือมะเร็งในมนุษย์

กลุ่มพิษรังสี

ความเป็นพิษของรังสีเป็นคุณสมบัติของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาเมื่อเข้าสู่ร่างกาย ความเป็นพิษต่อกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปขึ้นอยู่กับคุณลักษณะและปัจจัยหลายประการ โดยปัจจัยหลักมีดังนี้:

1) เวลาที่สารกัมมันตรังสีเข้าสู่ร่างกาย

3) แผนภาพการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีในร่างกาย
4) พลังงานเฉลี่ยของเหตุการณ์การสลายตัวหนึ่งครั้ง
5) การกระจายตัวของสารกัมมันตรังสีระหว่างระบบและอวัยวะ
6) วิธีที่สารกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่ร่างกาย
7) เวลาที่อยู่อาศัยของนิวไคลด์รังสีในร่างกาย

นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีทั้งหมดซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการสัมผัสภายในแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มของความเป็นพิษต่อรังสี:

• กลุ่ม A - มีความเป็นพิษต่อรังสีสูงเป็นพิเศษ กิจกรรมขั้นต่ำ 1 kBq;
• กลุ่ม B - มีความเป็นพิษต่อรังสีสูง กิจกรรมขั้นต่ำไม่เกิน 10 kBq;
• กลุ่ม B - มีความเป็นพิษต่อรังสีโดยเฉลี่ย กิจกรรมขั้นต่ำไม่เกิน 100 kBq;
• กลุ่ม G - มีความเป็นพิษต่อรังสีต่ำ กิจกรรมขั้นต่ำไม่เกิน 1,000 kBq

หลักการควบคุมการสัมผัสรังสี

จากการทดลองในสัตว์และการศึกษาผลกระทบของรังสีของมนุษย์ระหว่างการระเบิดของนิวเคลียร์ อุบัติเหตุในสถานประกอบการที่ใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การฉายรังสีสำหรับเนื้องอกที่เป็นมะเร็ง รวมถึงการศึกษากัมมันตภาพรังสีประเภทอื่น ๆ ปฏิกิริยาของร่างกายต่อการแผ่รังสีเฉียบพลันและเรื้อรัง ได้รับการจัดตั้งขึ้น

ผลแบบไม่สุ่มหรือผลที่กำหนดขึ้นอยู่กับขนาดยาและปรากฏในสิ่งมีชีวิตที่ได้รับรังสีในระยะเวลาอันสั้น เมื่อปริมาณรังสีเพิ่มขึ้น ระดับของความเสียหายต่ออวัยวะและเนื้อเยื่อจะเพิ่มขึ้น - สังเกตผลการสอบเทียบ

ผลกระทบแบบสุ่มหรือน่าจะเป็น (สุ่ม) หมายถึงผลที่ตามมาจากการฉายรังสีของร่างกาย การเกิดขึ้นของผลกระทบสุ่มขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสีและการรบกวนอื่น ๆ ในโครงสร้างเซลล์ เกิดขึ้นทั้งในร่างกาย (จากภาษาละติน somatos - ร่างกาย) และเซลล์สืบพันธุ์และนำไปสู่การก่อตัวของเนื้องอกที่เป็นมะเร็งในร่างกายที่ถูกฉายรังสีและในลูกหลาน - ความผิดปกติของพัฒนาการและความผิดปกติอื่น ๆ ที่สืบทอดมา (ผลกระทบทางพันธุกรรม) เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าไม่มีเกณฑ์สำหรับผลกระทบต่อการกลายพันธุ์ของรังสี ซึ่งหมายความว่าไม่มีขนาดยาที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ ด้วยผลเพิ่มเติมของการแผ่รังสีไอออไนซ์ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยการกลายพันธุ์หลายอย่างในขนาด 1 cSv (1 rem) ความเสี่ยงของเนื้องอกมะเร็งจะเพิ่มขึ้น 5% และการปรากฏตัวของความบกพร่องทางพันธุกรรม 0.4%

ความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตจากการสัมผัสรังสีไอออไนซ์เพิ่มเติมในปริมาณที่น้อยดังกล่าวจะน้อยกว่าความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตในการผลิตที่ปลอดภัยที่สุดอย่างมาก แต่มันก็เกิดขึ้นได้ เนื่องจากปริมาณรังสีในร่างกายมนุษย์ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด ฟังก์ชันนี้ดำเนินการตามมาตรฐานความปลอดภัยของรังสี

NRBU-97 มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการเกิดผลกระทบที่กำหนด (ร่างกาย) และจำกัดการเกิดผลสุ่มในระดับที่ยอมรับ กฎระเบียบด้านสุขอนามัยในการฉายรังสีที่ NRBU-97 กำหนดขึ้นนั้นอิงตามหลักการป้องกันสามประการต่อไปนี้:

หลักการของการให้เหตุผล
. หลักการไม่เกิน
. หลักการเพิ่มประสิทธิภาพ

กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ: ระดับ ปริมาณ ความเสี่ยง

ระบบการป้องกันรังสีของพลเมืองซึ่งสร้างขึ้นจากผลการวิจัยทางการแพทย์และชีวภาพนั้นมีการกำหนดไว้โดยย่อดังนี้: ระดับของผลกระทบด้านลบที่เป็นไปได้ของรังสีที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์นั้นพิจารณาจากขนาดยาเท่านั้นโดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาของรังสีไอออไนซ์ ถูกสร้างขึ้น - เป็นธรรมชาติหรือประดิษฐ์ แหล่งที่มาจากธรรมชาติที่ได้รับการปรับปรุงทางเทคโนโลยีเป็นส่วนประกอบที่ควบคุมได้ของขนาดยาทั้งหมด และสามารถลดลงได้โดยใช้มาตรการที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น สำหรับเรดอนในอากาศภายในอาคารและปริมาณหลักที่ก่อตัวแหล่งกำเนิด จะมีการระบุสถานการณ์การสัมผัสสองแบบ: การสัมผัสในอาคารที่มีการใช้งานอยู่แล้ว และในบ้านใหม่ที่เพิ่งเริ่มดำเนินการ

มาตรฐานกำหนดให้กิจกรรมสมดุลที่เท่ากันของเรดอนในอากาศ (EROA) สำหรับบ้านที่ใช้งานไม่เกิน 100 Bq/m3 ซึ่งสอดคล้องกับค่า 250 Bq/m3 ในช่วงกิจกรรมเชิงปริมาตรที่ใช้ในประเทศยุโรปส่วนใหญ่ . สำหรับการเปรียบเทียบ มาตรฐานความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน (BSS) ของ IAEA ใหม่ได้กำหนดระดับอ้างอิงสำหรับเรดอนไว้ที่ 300 Bq/m3

สำหรับบ้านใหม่ ศูนย์ดูแลเด็ก และโรงพยาบาล ค่านี้คือ 50 Bq/m3 (หรือ 125 Bq/m3 ของก๊าซเรดอน) การวัดกัมมันตภาพรังสีเรดอนตาม NRBU-97 รวมถึงตามเอกสารด้านกฎระเบียบของประเทศอื่น ๆ ของโลกนั้นดำเนินการโดยวิธีบูรณาการเท่านั้น ข้อกำหนดนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากระดับเรดอนในอากาศของอพาร์ทเมนต์หรือบ้านหลังหนึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ 100 ครั้งในระหว่างวัน

เรดอน - 222

ในระหว่างการวิจัยที่ดำเนินการในรัสเซียในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการวิเคราะห์โครงสร้างและขนาดของปริมาณรังสีที่มีอยู่ และพบว่าสำหรับประชากรในบ้าน สารอันตรายหลักที่ก่อให้เกิดกัมมันตภาพรังสีคือเรดอน เนื้อหาของสารนี้ในอากาศสามารถลดลงได้อย่างง่ายดายโดยการเพิ่มการระบายอากาศของห้องหรือจำกัดการไหลของก๊าซโดยการปิดผนึกพื้นที่ชั้นใต้ดิน ตามที่กรมอนามัยรังสีระบุว่า ประมาณ 23% ของสต็อกที่อยู่อาศัยไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกรอบการกำกับดูแลปัจจุบันสำหรับปริมาณเรดอนในอากาศภายในอาคาร หากสต๊อกที่อยู่อาศัยได้ตามมาตรฐานปัจจุบัน ความสูญเสียจะลดลงครึ่งหนึ่ง

มาดูกันว่าเหตุใดเรดอนจึงเป็นอันตรายมาก? กัมมันตภาพรังสีคือการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสีตามธรรมชาติของอนุกรมยูเรเนียม ซึ่งในระหว่างนั้นเรดอน-222 จะถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซ ในเวลาเดียวกันก็ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ลูกสาวอายุสั้น (SDP): พอโลเนียม บิสมัท ตะกั่ว ซึ่งเมื่อเติมลงในอนุภาคฝุ่นหรือความชื้น จะก่อให้เกิดละอองกัมมันตภาพรังสี เมื่อเข้าไปในปอด สารผสมนี้จะมีครึ่งชีวิตสั้นของเรดอน-222 DPR ส่งผลให้ได้รับปริมาณรังสีที่ค่อนข้างสูง ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งปอด

จากการสำรวจสต็อกที่อยู่อาศัยของแต่ละภูมิภาค (บ้าน 28,000 หลัง) โดยผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันสุขอนามัยและนิเวศวิทยาทางการแพทย์ ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักสำหรับแต่ละภูมิภาคของปริมาณรังสีที่มีประสิทธิผลเฉลี่ยต่อปีของการสัมผัสเรดอนต่อประชากรคือ 2.4 mSv/ปี สำหรับประชากรในชนบท ค่านี้สูงเกือบสองเท่า และอยู่ที่ 4.1 mSv/ปี สำหรับแต่ละภูมิภาค ปริมาณเรดอนจะแตกต่างกันค่อนข้างมาก - ตั้งแต่ 1.2 มิลลิซีเวิร์ต/ปี ถึง 4.3 มิลลิซีเวิร์ต/ปี และปริมาณรังสีส่วนบุคคลของประชากรอาจเกินขีดจำกัดปริมาณรังสีสำหรับผู้เชี่ยวชาญประเภท A (20 มิลลิซีเวิร์ต/ปี)

หากเราประมาณการอัตราการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งปอดที่เกิดจากการสัมผัสเรดอน-222 โดยใช้วิธีที่เป็นที่ยอมรับกันในโลกปฏิบัติ ก็จะประมาณ 6,000 รายต่อปี นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้รับความรู้เกี่ยวกับอิทธิพลของเรดอน ดังนั้นจากการศึกษาทางระบาดวิทยาพบว่าเรดอนสามารถทำให้เกิดโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวในเด็กได้ จากข้อมูลของ AS Evrard ความสัมพันธ์ระหว่างเรดอนและมะเร็งเม็ดเลือดขาวในเด็กเพิ่มขึ้น 20% ทุกๆ 100 Bq/m3 จากข้อมูลของ Raaschou-Nielsen การเพิ่มขึ้นนี้มากกว่า 34% ทุกๆ 100 Bq/m3

กัมมันตภาพรังสีและของเสีย

ในทุกประเทศ ปัญหาของการแปรรูปและการกำจัดขยะโลหะที่มีกัมมันตภาพรังสีนั้นรุนแรงมาก นี่เป็นแหล่งกำเนิดรังสีด้วย ไม่เพียงแต่จากอุบัติเหตุ เช่น ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล แต่ยังมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่กำลังดำเนินการอยู่ด้วย ซึ่งมีการวางแผนการเปลี่ยนหน่วยอย่างต่อเนื่อง จะทำอย่างไรกับส่วนประกอบและโครงสร้างโลหะเก่าที่มีกัมมันตภาพรังสีสูง? ผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันการเชื่อมไฟฟ้าได้พัฒนาวิธีการหลอมด้วยพลาสมาอาร์กในเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าสามารถกำจัดโลหะหรือโลหะผสมที่มีกัมมันตภาพรังสีออกเป็นตะกรันได้ นี่คือหลักฟิสิกส์ของการทำความสะอาดที่ปลอดภัยที่สุด ในกรณีนี้คุณสามารถใช้องค์ประกอบตะกรันต่าง ๆ ที่มีความสามารถในการดูดซับสูง วิธีนี้สามารถกำจัดองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีที่อยู่ในรอยแตกและซอกมุมของพื้นผิวได้ ในการตัดเศษโลหะ มีการวางแผนที่จะใช้การตัดพลาสม่าและการระเบิดใต้น้ำ การตัดด้วยไฟฟ้า-ไฮดรอลิก และการบดอัดหน่วยและโครงสร้างการตัด เทคโนโลยีประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ช่วยลดการก่อตัวของฝุ่นระหว่างการทำงาน ดังนั้นจึงป้องกันมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ค่าใช้จ่ายในการแปรรูปกากกัมมันตภาพรังสีภายใต้โครงการในประเทศนั้นต่ำกว่าของผู้พัฒนาต่างประเทศ

หลักการพื้นฐานของการป้องกันแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ที่ปิดสนิท

แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์แบบปิดทำให้เกิดการฉายรังสีภายนอกร่างกายเท่านั้น หลักการป้องกันสามารถได้มาจากรูปแบบพื้นฐานของการกระจายรังสีและลักษณะของอันตรกิริยากับสสาร:

ปริมาณรังสีภายนอกเป็นสัดส่วนกับเวลาและความเข้มของการสัมผัสกับรังสี
. ความเข้มของรังสีจากแหล่งกำเนิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนอนุภาคหรือควอนตัมหรืออนุภาค
. เมื่อผ่านสารรังสีจะถูกดูดซับและช่วงของมันขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารนี้

หลักการพื้นฐานของการป้องกันรังสีภายนอกมีดังนี้:

ก) การคุ้มครองตามเวลา
b) การป้องกันด้วยตัวเลข
c) การป้องกันด้วยหน้าจอ (ป้องกันแหล่งกำเนิดด้วยวัสดุ)
d) การป้องกันตามระยะทาง (เพิ่มระยะทางเป็นค่าสูงสุดที่เป็นไปได้)

ในมาตรการป้องกันที่ซับซ้อนควรคำนึงถึงประเภทของรังสีจากสารกัมมันตรังสี (α-, β-particles, γ-quanta) ด้วย ไม่จำเป็นต้องป้องกันรังสีภายนอกด้วยอนุภาคαเนื่องจากระยะในอากาศอยู่ที่ 2.4-11 ซม. และในน้ำและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต - เพียง 100 ไมครอน ชุดเอี๊ยมป้องกันพวกมันได้อย่างสมบูรณ์

ด้วยการฉายรังสีภายนอกอนุภาคβจะส่งผลต่อผิวหนังและกระจกตาของดวงตาและในปริมาณมากจะทำให้ผิวหนังแห้งและไหม้เล็บเปราะและต้อกระจก เพื่อป้องกันอนุภาค β จึงมีการใช้ถุงมือยาง แว่นตา และตะแกรง ในกรณีของฟลักซ์ที่มีกำลังแรงเป็นพิเศษของอนุภาค β ควรใช้ตะแกรงเพิ่มเติมที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันรังสีเอกซ์ bremsstrahlung: ผ้ากันเปื้อนและถุงมือที่ทำจากยางตะกั่ว แก้วตะกั่ว ตะแกรง กล่อง ฯลฯ

การป้องกันจากรังสี γ ภายนอกสามารถเกิดขึ้นได้โดยการลดเวลาในการทำงานโดยตรงกับแหล่งกำเนิด โดยใช้ฉากป้องกันที่ดูดซับรังสี และเพิ่มระยะห่างจากแหล่งกำเนิด

วิธีการป้องกันที่กล่าวข้างต้นสามารถใช้แยกกันหรือรวมกันได้หลากหลาย แต่เพื่อให้ปริมาณโฟตอนภายนอกที่สัมผัสกับบุคคลประเภท A ไม่เกิน 7 mR ต่อวัน และ 0.04 R ต่อสัปดาห์ การป้องกันโดยการลดเวลาในการทำงานโดยตรงกับแหล่งกำเนิดรังสีโฟตอนนั้นทำได้โดยความเร็วในการใช้ยาโดยลดความยาวของวันทำงานและสัปดาห์ทำงาน

กัมมันตภาพรังสี
การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งเป็นอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ พร้อมกับการปล่อยอนุภาคและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างหนัก การอ้างอิงทางประวัติศาสตร์ เบคเคอเรล. ในฤดูใบไม้ผลิปี พ.ศ. 2439 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส A. Becquerel ได้ทำรายงานหลายฉบับเกี่ยวกับการค้นพบรังสีชนิดใหม่ (ต่อมาเรียกว่ากัมมันตภาพรังสี) ที่ปล่อยออกมาจากเกลือยูเรเนียม เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ที่ค้นพบเมื่อหลายเดือนก่อน มันมีพลังทะลุทะลวง ส่องแผ่นภาพถ่ายที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำ และทำให้อากาศโดยรอบแตกตัวเป็นไอออน สมมติฐานที่นำไปสู่การค้นพบกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นจากเบคเคอเรลภายใต้อิทธิพลของการวิจัยของเรินต์เกน เนื่องจากการเรืองแสงของผนังกระจกของหลอดรังสีเอกซ์ถูกตรวจพบในระหว่างการสร้างรังสีเอกซ์ Becquerel แนะนำว่าแสงเรืองแสงใดๆ ก็ตามจะมาพร้อมกับการปล่อยรังสีเอกซ์ด้วย เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ เขาวางสารเรืองแสงหลายชนิดบนแผ่นถ่ายภาพที่ห่อด้วยกระดาษสีดำ และได้ผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด นั่นคือแผ่นเดียวที่ผลึกเกลือยูเรเนียมสัมผัสถูกส่องสว่าง การทดลองควบคุมจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าสาเหตุของการส่องสว่างไม่ใช่สารเรืองแสง แต่เป็นยูเรเนียม ไม่ว่าจะอยู่ในสารประกอบทางเคมีใดก็ตาม คุณสมบัติของรังสีกัมมันตภาพรังสีในการทำให้เกิดไอออไนซ์ในอากาศทำให้วิธีการทางไฟฟ้าสะดวกยิ่งขึ้นควบคู่ไปกับวิธีการบันทึกภาพถ่าย ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการวิจัยได้อย่างมาก
กูรี.โดยใช้วิธีการทางไฟฟ้า G. Schmidt และ M. Curie ในปี พ.ศ. 2441 ค้นพบกัมมันตภาพรังสีของธาตุทอเรียม ในปีต่อมา เดเบียร์นได้ค้นพบธาตุกัมมันตรังสีดอกไม้ทะเล การค้นหาสารกัมมันตภาพรังสีใหม่อย่างเป็นระบบและการศึกษาคุณสมบัติของรังสีซึ่งเริ่มต้นโดยคู่สมรส P. และ M. Curie ยืนยันการคาดเดาของ Becquerel ว่ากัมมันตภาพรังสีของสารประกอบยูเรเนียมนั้นแปรผันตามจำนวนอะตอมยูเรเนียมที่มีอยู่ ในบรรดาแร่ธาตุที่ตรวจสอบ รูปแบบนี้ถูกละเมิดโดยแร่เรซินยูเรเนียม (ยูเรเนียม) เท่านั้น ซึ่งปรากฏว่ามีความกระฉับกระเฉงมากกว่าปริมาณยูเรเนียมบริสุทธิ์ที่สอดคล้องกันถึงสี่เท่า Curies สรุปว่ายูรานิไนต์ต้องมีองค์ประกอบที่มีฤทธิ์สูงที่ไม่รู้จัก หลังจากแยกยูราไนไนต์ออกเป็นส่วนประกอบอย่างระมัดระวังทางเคมี พวกเขาค้นพบเรเดียมซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับแบเรียม และพอโลเนียมซึ่งถูกปล่อยออกมาพร้อมกับบิสมัท
รัทเทอร์ฟอร์ด.ในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี E. Rutherford มีบทบาทนำ โดยมุ่งเน้นไปที่การศึกษาปรากฏการณ์นี้ เขาได้สร้างธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีและการแผ่รังสีที่ตามมา
การแผ่รังสีของสารกัมมันตภาพรังสีธาตุกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะปล่อยรังสีสามประเภท: อัลฟา เบต้า และแกมมา ในปี ค.ศ. 1899 รัทเทอร์ฟอร์ดระบุรังสีอัลฟ่าและเบต้า หนึ่งปีต่อมา P. Villar ค้นพบรังสีแกมมา
รังสีอัลฟ่าในอากาศที่ความดันบรรยากาศ รังสีอัลฟ่าเดินทางได้ในระยะทางสั้นๆ โดยปกติคือ 2.5 ถึง 7.5 ซม. ภายใต้สภาวะสุญญากาศ สนามไฟฟ้าและแม่เหล็กจะเบี่ยงเบนไปจากวิถีโคจรดั้งเดิมอย่างเห็นได้ชัด ทิศทางและขนาดของส่วนเบี่ยงเบนบ่งชี้ว่ารังสีอัลฟาคือกระแสของอนุภาคที่มีประจุบวก โดยที่อัตราส่วนประจุต่อมวล (e/m) เท่ากับอัตราส่วนของอะตอมฮีเลียมที่แตกตัวเป็นไอออนสองเท่า (He++) ข้อมูลเหล่านี้และผลลัพธ์ของการศึกษาทางสเปกโทรสโกปีของอนุภาคอัลฟาที่รวบรวมได้ทำให้รัทเทอร์ฟอร์ดสรุปได้ว่าพวกมันคือนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม
รังสีเบต้ารังสีนี้มีพลังทะลุทะลวงมากกว่ารังสีอัลฟ่า เช่นเดียวกับรังสีอัลฟ่า มันถูกเบี่ยงเบนไปในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า แต่ไปในทิศทางตรงกันข้ามและในระยะไกลกว่า สิ่งนี้บ่งชี้ว่ารังสีบีตาเป็นกระแสของอนุภาคที่มีประจุลบซึ่งมีมวลต่ำ จากอัตราส่วน e/m รัทเทอร์ฟอร์ดระบุว่าอนุภาคบีตาเป็นอิเล็กตรอนธรรมดา
รังสีแกมมารังสีแกมมาทะลุผ่านสสารได้ลึกกว่ารังสีอัลฟ่าและเบตามาก มันไม่เบี่ยงเบนไปในสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจึงไม่มีประจุไฟฟ้า รังสีแกมมาได้รับการระบุว่าเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดแข็ง (เช่น พลังงานสูงมาก) การแบ่งรังสีกัมมันตภาพรังสีในสนามแม่เหล็กออกเป็นรังสีอัลฟ่า บีตา และแกมมาจะแสดงไว้ในแผนภาพ

ทฤษฎีการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีในระหว่างการปล่อยรังสีกัมมันตภาพรังสี สารจะเกิดการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสีเรเดียมจะมาพร้อมกับการปล่อยก๊าซเรดอน ("การปล่อยออกมา") ในทางกลับกันเมื่อสลายตัวเรดอนจะทิ้งสารกัมมันตภาพรังสีไว้บนผนังของภาชนะที่บรรจุมันไว้ รังสีที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของเรเดียมจะสูญเสียกิจกรรมดั้งเดิมไปครึ่งหนึ่งในเวลาประมาณ 4 วัน ข้อเท็จจริงเชิงทดลองเหล่านี้และอื่นๆ ที่ไม่สามารถตีความได้สามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของอะตอมที่เสนอโดยรัทเทอร์ฟอร์ดและซอดดีในปี 1903 เช่นเดียวกับกฎการกระจัดที่กำหนดขึ้นในปี 1913 โดยเอ. รัสเซลล์ และเป็นอิสระจากไฟเอนซ์และซอดดี แก่นแท้ของทฤษฎีของรัทเทอร์ฟอร์ดและซอดดีก็คือ ผลของการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี ทำให้องค์ประกอบทางเคมีหนึ่งถูกเปลี่ยนไปเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่ง
กฎออฟเซ็ตกฎการกระจัดระบุอย่างชัดเจนถึงการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบทางเคมีเมื่อปล่อยรังสีกัมมันตภาพรังสี
การปล่อยอนุภาคอัลฟ่าและเบต้ากฎการกระจัดสามารถอธิบายได้โดยใช้แบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม ซึ่งเสนอโดยรัทเทอร์ฟอร์ดในปี 1911 ตามแบบจำลองนี้ ที่ศูนย์กลางของอะตอมจะมีนิวเคลียสที่มีประจุบวก ซึ่งมวลส่วนใหญ่ของอะตอมมีความเข้มข้น . อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียสซึ่งมีประจุชดเชยประจุบวกของนิวเคลียส แต่ละอะตอมได้รับการกำหนดเลขอะตอมของตัวเอง Z ซึ่งสอดคล้องกับหมายเลขลำดับในตารางธาตุของ Mendeleev และตัวเลขเท่ากับประจุของนิวเคลียสซึ่งแสดงเป็นหน่วยประจุอิเล็กตรอน อนุภาคอัลฟามี Z = 2 และมีเลขมวล (น้ำหนักอะตอมแบบปัดเศษ) A = 4 ถ้านิวเคลียสที่ไม่เสถียรปล่อยอนุภาคบีตาออกมา ค่า Z ของมันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งหน่วย แต่เลขมวลจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นอะตอมกัมมันตภาพรังสีจึงกลายเป็นอะตอมถัดไปในตารางธาตุ ในระหว่างการปล่อยอนุภาคอัลฟา ค่า Z และ A ของนิวเคลียสที่สร้างขึ้นใหม่จะลดลง 2 และ 4 หน่วย ตามลำดับ และอะตอมรุ่นลูกได้รับประสบการณ์การเปลี่ยนแปลงไอโซโทปที่สอดคล้องกัน "การเปลี่ยนแปลง" ในตารางธาตุทางด้านซ้ายของต้นกำเนิด องค์ประกอบ.
รังสีแกมมาอิเล็กตรอนในวงโคจรที่ได้รับพลังงานส่วนเกินสามารถเคลื่อนที่ไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นได้ เมื่อกลับสู่สถานะพื้น (ปกติ) พวกมันจะปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของแสงหรือรังสีเอกซ์ นิวเคลียสของอะตอมที่มีพลังงานส่วนเกินสามารถเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นได้เช่นกัน การกระตุ้นดังกล่าวมักเกิดขึ้นจากนิวเคลียสที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสี เมื่อเปลี่ยนไปสู่สถานะพื้นดิน พวกมันจะปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีแกมมา สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือตัวแปรการสลายตัวเมื่อนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีมีอายุการใช้งานที่ตื่นเต้นนาน ในกรณีนี้นิวเคลียสที่เหมือนกันซึ่งอยู่ในสถานะพลังงานที่แตกต่างกัน (โดยมีค่า Z และ A เท่ากัน) แสดงการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีชนิดเดียวกัน แต่เกิดขึ้นในอัตราที่ต่างกันเนื่องจากนิวเคลียสบางส่วนสลายตัวจากสถานะที่ตื่นเต้นและอื่น ๆ จาก สถานะภาคพื้นดิน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไอโซเมอร์นิวเคลียร์ และนิวเคลียสที่ตื่นเต้นและปกติเรียกว่าไอโซเมอร์
ซีรีย์กัมมันตภาพรังสีกฎการกระจัดทำให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของธาตุกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติและสร้างแผนภูมิต้นไม้สามตระกูลจากบรรพบุรุษเหล่านี้ ได้แก่ ยูเรเนียม-238 ยูเรเนียม-235 และทอเรียม-232 แต่ละตระกูลเริ่มต้นด้วยธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาวมาก ตัวอย่างเช่น ตระกูลยูเรเนียมนั้นมียูเรเนียมเป็นหัวหน้าซึ่งมีเลขมวล 238 และมีครึ่งชีวิต 4.5 * 10 9 ปี (ในตารางที่ 1 ตามชื่อเดิมซึ่งกำหนดให้เป็นยูเรเนียม I)

ตารางที่ 1.
ครอบครัวยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสี

ครึ่งชีวิต.ลักษณะที่สำคัญที่สุดของอะตอมกัมมันตรังสีคืออายุการใช้งาน ตามกฎของการสลายกัมมันตภาพรังสี ความน่าจะเป็นที่อะตอมหนึ่งจะสลายตัวภายในระยะเวลาที่กำหนดจะเป็นค่าคงที่ ด้วยเหตุนี้ จำนวนการสลายตัวที่เกิดขึ้นทุกๆ วินาทีจึงแปรผันตามจำนวนอะตอมที่มีอยู่ และกฎที่อธิบายกระบวนการสลายตัวนั้นเป็นเลขชี้กำลัง ถ้าครึ่งหนึ่งของจำนวนอะตอมกัมมันตภาพรังสีเดิมสลายตัวในช่วงเวลา T ครึ่งหนึ่งของอะตอมที่เหลือจะสลายตัวในช่วงเวลาถัดไปในช่วงเวลาเดียวกัน เวลา T เรียกว่าครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี สำหรับองค์ประกอบต่างๆ ครึ่งชีวิตมีตั้งแต่หมื่นล้านปีถึงหนึ่งในล้านของวินาทีหรือน้อยกว่า
ครอบครัวยูเรเนียมคุณสมบัติส่วนใหญ่ของการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถสืบย้อนไปถึงองค์ประกอบของตระกูลยูเรเนียม ตัวอย่างเช่น สมาชิกคนที่สามของครอบครัวมีไอโซเมอริซึมของนิวเคลียร์ ยูเรเนียม X2 ซึ่งปล่อยอนุภาคบีตาออกมากลายเป็นยูเรเนียม II (T = 1.14 นาที) สิ่งนี้สอดคล้องกับการสลายตัวของเบต้าของสถานะตื่นเต้นของ protactinium-234 อย่างไรก็ตาม ในกรณี 0.12% โพรแทคทิเนียม-234 (ยูเรเนียม X2) ที่ตื่นเต้นจะปล่อยรังสีแกมมาควอนตัมและส่งผ่านไปยังสถานะพื้น (ยูเรเนียม Z) การสลายเบต้าของยูเรเนียม Z ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของยูเรเนียม II จะเกิดขึ้นใน 6.7 ชั่วโมง เรเดียม C มีความน่าสนใจเนื่องจากสามารถสลายตัวได้สองวิธี: ปล่อยอนุภาคอัลฟ่าหรือเบต้า กระบวนการเหล่านี้แข่งขันกันเอง แต่ใน 99.96% ของกรณีการสลายตัวของบีตาเกิดขึ้นจนกลายเป็นเรเดียม C ใน 0.04% ของกรณี เรเดียม C จะปล่อยอนุภาคแอลฟาและกลายเป็นเรเดียม C (RaC) ในทางกลับกัน RaC " และ RaC" โดยการปล่อยอนุภาคอัลฟ่าและบีตาตามลำดับจะถูกแปลงเป็นไอโซโทปเรเดียมดี ในบรรดาสมาชิกของตระกูลยูเรเนียมนั้นมีอะตอมที่มีเลขอะตอมเท่ากัน (ประจุนิวเคลียร์เท่ากัน) และมีเลขมวลต่างกัน ในคุณสมบัติทางเคมีแต่ต่างกันที่ลักษณะของกัมมันตภาพรังสี เช่น เรเดียมบี เรเดียมดี และเรเดียมจี ซึ่งมีเลขอะตอมเดียวกันกับตะกั่ว 82 มีลักษณะคล้ายกับตะกั่วในพฤติกรรมทางเคมี แน่นอนว่า คุณสมบัติทางเคมีไม่ได้ขึ้นอยู่กับ เลขมวลถูกกำหนดโดยโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม (จากนี้และ Z) ในทางกลับกัน เลขมวลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพทางนิวเคลียร์ของคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีของอะตอม จำนวนและเลขมวลที่แตกต่างกันเรียกว่าไอโซโทป ไอโซโทปของธาตุกัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบโดย F. Soddy ในปี 1913 แต่ในไม่ช้า F. Aston ด้วยความช่วยเหลือของแมสสเปกโทรสโกปีได้พิสูจน์ว่าองค์ประกอบที่เสถียรจำนวนมากก็มีไอโซโทปเช่นกัน
ธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติธาตุทั้งหมดที่อยู่ในตารางธาตุที่เกินกว่าบิสมัท (เช่น ด้วย Z > 83) มีกัมมันตภาพรังสี เช่นเดียวกับยูเรเนียม-238 ยูเรเนียม-235 และทอเรียม-232 ที่มีอายุยืนยาวเป็นหัวหน้าตระกูลกัมมันตภาพรังสีแอกทิเนียมและทอเรียม ตามลำดับ ยูเรเนียม ทอเรียม และผลิตภัณฑ์ลูกที่มีกัมมันตภาพรังสีพบได้ตามธรรมชาติ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าครึ่งชีวิตของบรรพบุรุษของตระกูลนั้นเทียบได้กับอายุของโลกและพวกมันยังไม่สลายตัวไปโดยสิ้นเชิง องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม> 92 ได้มาจากห้องปฏิบัติการอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์และพบได้ในผลิตภัณฑ์จากการระเบิดแสนสาหัสและทั้งหมดกลายเป็นสารกัมมันตภาพรังสี ในบรรดาธาตุที่เบากว่า มีเพียงไม่กี่ธาตุเท่านั้นที่มีกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ ครึ่งชีวิตของพวกมันยาวนานมากจนยังคงมีอยู่บนโลกในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน กัมมันตภาพรังสีโพแทสเซียม-40 ซึ่งปล่อยอนุภาคบีตาออกมากลายเป็นแคลเซียม-40 ที่เสถียร (T RADIOACTIVITY10 9 ปี) อย่างไรก็ตาม มันสามารถสลายตัวได้ด้วยการจับอิเล็กตรอนและกลายเป็นอาร์กอน-40 Beta-active rubidium-87 สลายตัว (T RADIOACTIVITY 6*10 10 ปี) กลายเป็น strontium-87 ที่เสถียร ซาแมเรียม-152 ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นธาตุกัมมันตรังสีชนิดเดียวที่เบากว่าบิสมัทที่ปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมา ครึ่งชีวิตของมันคือ 10 12 ปี ธาตุที่มีเลขอะตอม 43, 61, 85 และ 87 ไม่มีไอโซโทปเสถียรหรือสารตั้งต้นที่มีอายุยืนยาว ดังนั้นจึงไม่พบบนโลก ไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดคือเทคนีเชียม (Z = 43) มีครึ่งชีวิตประมาณ 300,000 ปี ซึ่งน้อยกว่าอายุโดยประมาณของจักรวาลอย่างมาก อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบเทคนีเชียมจำนวนมากในองค์ประกอบของดาวฤกษ์สเปกตรัมคลาส S ข้อเท็จจริงนี้ถูกตีความว่าเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่ากระบวนการวิวัฒนาการที่แอคทีฟเกิดขึ้นในดาวเหล่านั้นเมื่อไม่นานมานี้
กัมมันตภาพรังสีประดิษฐ์โดยการระดมยิงอะตอมของก๊าซไนโตรเจนด้วยอนุภาคอัลฟ่า อี. รัทเทอร์ฟอร์ดและเจ. แชดวิคในปี 1919 เป็นกลุ่มแรกที่ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นออกซิเจน ด้วยการถือกำเนิดของเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุ ขอบเขตของงานเกี่ยวกับการศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ขยายออกไปอย่างมาก ในปี พ.ศ. 2477 เฟรเดริกและอิเรน โจเลียต-กูรีได้ค้นพบปรากฏการณ์ของกัมมันตภาพรังสีเทียมและการสลายตัวของโพซิตรอน พวกเขาค้นพบว่าโบรอน แมกนีเซียม และอลูมิเนียมที่ถูกฉายรังสีด้วยอนุภาคอัลฟาจะถูกแปลงเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของธาตุอื่นๆ ซึ่งการสลายตัวจะมาพร้อมกับการปล่อยโพซิตรอน (e+) ตัวอย่างเช่น เมื่ออะลูมิเนียมถูกถล่มด้วยอนุภาคอัลฟ่า จะเกิดกัมมันตภาพรังสีฟอสฟอรัส-30 ซึ่งสลายตัว (T = 2.5 นาที) ปล่อย e+ ออกมาและกลายเป็นซิลิคอน-30 ที่เสถียร โพซิตรอนซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2475 โดยเค. แอนเดอร์สันในการแผ่รังสีทุติยภูมิที่เกิดจากรังสีคอสมิก เป็นอนุภาคที่มีมวลและมีประจุเท่ากันกับอิเล็กตรอน แต่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก (ปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอน) เมื่อโพซิตรอนถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมกัมมันตภาพรังสี เลขอะตอมจะลดลงหนึ่งหน่วย แต่เลขมวลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
การจับภาพอิเล็กทรอนิกส์การจับอิเล็กตรอนในวงโคจรตัวใดตัวหนึ่งโดยนิวเคลียสนั้นเทียบเท่ากับการปลดปล่อยโพซิตรอน: จำนวนมวลของอะตอมไม่เปลี่ยนแปลง แต่ประจุของนิวเคลียสลดลงหนึ่งตัว อิเล็กตรอนเปลือก K และ L อยู่ใกล้กับนิวเคลียสมากจนในบางกรณีการจับอิเล็กตรอนซึ่งเป็นกลไกของการสลายกัมมันตภาพรังสี เริ่มแข่งขันกับการปล่อยโพซิตรอน เนื่องจากการดักจับอิเล็กตรอนต้องใช้พลังงานน้อยกว่าการสลายตัวของโพซิตรอนที่เท่ากัน ในบางครั้ง เช่น ในกรณีของเบริลเลียม-7 (ดูตารางที่ 2) การจับอิเล็กตรอนเพียงอย่างเดียวจึงเป็นไปได้อย่างมีพลัง

ตารางที่ 2.
คุณสมบัติของอะตอมแสงบางชนิด

ลักษณะของอะตอมที่มีความเสถียรและกัมมันตภาพรังสีที่เบาที่สุดแสดงไว้ในตาราง 1 2 โดยที่ Z คือเลขอะตอม A คือเลขมวล มวลอะตอมที่ระบุในตารางแสดงเป็นหน่วยคาร์บอน ในระดับพลังงานจะเท่ากับ 931.162 MeV มวลอะตอมบ่งบอกถึงความเสถียรของอะตอม หากอะตอมสองอะตอมมีเลขมวลเท่ากันและมีเลขอะตอมต่างกัน (ไอโซบาร์) ไอโซบาร์ที่หนักกว่าจะไม่เสถียรเมื่อเทียบกับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีไปเป็นอะตอมที่เบากว่า ดังนั้น ทริเทียม-3 จะกลายเป็นฮีเลียม-3 คาร์บอน-11 กลายเป็นโบรอน-11
การประยุกต์ใช้กัมมันตภาพรังสี
ยา.เรเดียมและไอโซโทปรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอื่นๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวินิจฉัยและการฉายรังสีรักษาโรคมะเร็ง การใช้ไอโซโทปรังสีเทียมเพื่อจุดประสงค์นี้ได้เพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ไอโอดีนกัมมันตภาพรังสีที่นำเข้าสู่ร่างกายในรูปแบบของสารละลายโซเดียมไอโอไดด์ คัดเลือกสะสมในต่อมไทรอยด์ และดังนั้นจึงใช้ในการปฏิบัติทางคลินิกเพื่อตรวจสอบความผิดปกติของต่อมไทรอยด์และในการรักษาโรคเกรฟส์ การใช้น้ำเกลือที่มีฉลากโซเดียมจะวัดอัตราการไหลเวียนโลหิตและกำหนดความแจ้งของหลอดเลือดที่แขนขา กัมมันตภาพรังสีฟอสฟอรัสใช้ในการวัดปริมาตรเลือดและรักษาภาวะเม็ดเลือดแดง
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ตัวตามรอยกัมมันตภาพรังสีซึ่งนำเข้าในปริมาณเล็กน้อยเข้าสู่ระบบทางกายภาพหรือเคมี ช่วยให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสิ่งเหล่านั้นได้ ตัวอย่างเช่น โดยการปลูกพืชในบรรยากาศที่มีกัมมันตภาพรังสีคาร์บอนไดออกไซด์ นักเคมีสามารถเข้าใจรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ว่าพืชสร้างคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้อย่างไร ผลจากการที่รังสีคอสมิกพลังงานสูงถล่มชั้นบรรยากาศโลกอย่างต่อเนื่อง ไนโตรเจน-14 ที่พบในนั้นจับนิวตรอนและปล่อยโปรตอนออกมากลายเป็นคาร์บอนกัมมันตภาพรังสี -14 สมมติว่าความรุนแรงของการทิ้งระเบิดและดังนั้น ปริมาณสมดุลของคาร์บอน-14 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงหลายพันปีที่ผ่านมา และเมื่อพิจารณาครึ่งชีวิตของ C-14 จากฤทธิ์ตกค้างของมัน ก็เป็นไปได้ที่จะกำหนดอายุของ พบซากสัตว์และพืช (การหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตภาพรังสี) วิธีการนี้ทำให้สามารถระบุสถานที่ค้นพบของมนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ที่มีอยู่เมื่อ 25,000 กว่าปีก่อนได้อย่างมั่นใจ
ดูสิ่งนี้ด้วย
โครงสร้างอะตอม
กูรี ปิแอร์ ;
การออกเดทด้วยคาร์บอนกัมมันตภาพรังสี
วรรณกรรม
หลักคำสอนเรื่องกัมมันตภาพรังสี ประวัติศาสตร์และความทันสมัย ม., 2516 รังสีนิวเคลียร์ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี M. , 1984 Furman V.I. การสลายตัวของอัลฟ่าและปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้อง ม., 1985

สารานุกรมถ่านหิน. - สังคมเปิด. 2000 .

คำพ้องความหมาย:

ดูว่า "กัมมันตภาพรังสี" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

กัมมันตภาพรังสี... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมการสะกดคำ

- (จาก lat. วิทยุที่ฉันปล่อยออกมา, รัศมีรังสีและแอคติคัสมีประสิทธิผล), ความสามารถบางอย่างที่ นิวเคลียสตามธรรมชาติ (โดยธรรมชาติ) เปลี่ยนเป็นนิวเคลียสอื่นโดยการปล่อย h c การเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสี ได้แก่ การสลายอัลฟา การสลายเบตาทุกประเภท (ด้วย... ... สารานุกรมทางกายภาพ

กัมมันตภาพรังสี- กัมมันตภาพรังสีซึ่งเป็นคุณสมบัติของสารเคมีบางชนิด องค์ประกอบจะเปลี่ยนเป็นองค์ประกอบอื่นตามธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงหรือการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีนี้มาพร้อมกับการปล่อยพลังงานในรูปของรังสีทางร่างกายและการแผ่รังสีต่างๆ การปรากฏตัวของอาร์คือ... ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่

กัมมันตภาพรังสี- (จากวิทยุ... และภาษาละติน activus active) คุณสมบัติของนิวเคลียสของอะตอมให้เป็นการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบโดยธรรมชาติ (โดยธรรมชาติ) (ประจุนิวเคลียร์ Z จำนวนนิวคลีออน A) โดยการปล่อยอนุภาคมูลฐาน กรัมควอนตา หรือชิ้นส่วนนิวเคลียร์ บางส่วนของ… … พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

- (จากภาษาละติน รังสีปล่อยวิทยุ และ แอคติวัสแอคทีฟ) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียรไปเป็นนิวเคลียสขององค์ประกอบอื่น ๆ พร้อมด้วยการปล่อยอนุภาคหรือ? ควอนตัม กัมมันตภาพรังสีที่รู้จักมี 4 ประเภท ได้แก่ การสลายอัลฟา การสลายบีตา ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

ความสามารถของนิวเคลียสของอะตอมบางส่วนในการสลายตัวตามธรรมชาติ ปล่อยอนุภาคมูลฐานออกมา และสร้างนิวเคลียสของธาตุอื่น อาร์. ยูเรเนียมถูกค้นพบครั้งแรกโดยเบคเคอเรลในปี พ.ศ. 2439 หลังจากนั้นไม่นาน เอ็ม และ พี. คูรี และรัทเทอร์ฟอร์ด ได้พิสูจน์... ... สารานุกรมทางธรณีวิทยา

ทรัพย์สินบ้าง. ร่างกายปล่อยรังสีชนิดพิเศษที่มองไม่เห็นออกมา โดยมีคุณสมบัติพิเศษแตกต่างกัน พจนานุกรมคำต่างประเทศที่รวมอยู่ในภาษารัสเซีย Chudinov A.N. , 1910. กัมมันตภาพรังสี (วิทยุ... + lat. acti vus active) กัมมันตภาพรังสี... ... พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย

คำนาม จำนวนคำพ้องความหมาย: 1 กัมมันตภาพรังสีแกมมา (1) พจนานุกรมคำพ้องความหมาย ASIS วี.เอ็น. ทริชิน. 2013… พจนานุกรมคำพ้อง

บรรยาย

“องค์ประกอบของฟิสิกส์นิวเคลียร์”

สำหรับคณะแพทยศาสตร์

กัมมันตภาพรังสี ลักษณะ ชนิด และลักษณะเฉพาะของมัน ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติและคุณลักษณะของมัน

ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2439 โดยเบคเคอเรล (สไลด์ 4.5)

กัมมันตภาพรังสี คือการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสที่ไม่เสถียรของธาตุหนึ่งไปเป็นนิวเคลียสของอีกธาตุหนึ่ง (สไลด์ 6)

ปรากฏการณ์นี้มาพร้อมกับการสูญเสียสสารและมักเรียกว่าการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี

ลักษณะเฉพาะ:

ก. มักเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงานออกมา

ข. ดำเนินการตามกฎข้อเดียว (กฎการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี)

ค. จำกัดการสลายตัวอยู่ที่ 10 ประเภท (α-decay, β-decay, γ-decay, นิวตรอน, โปรตอน และการสลายตัวอื่นๆ)

กัมมันตภาพรังสีทั้งสองประเภทไม่มีความแตกต่างทางกายภาพและอยู่ภายใต้กฎหมายเดียวกัน

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติและคุณลักษณะของมัน (สไลด์ 8)

กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติเกิดขึ้นเนื่องจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี

ไอโซโทปกัมมันตรังสีธรรมชาติแบ่งออกเป็นปฐมภูมิและทุติยภูมิ (สไลด์ 9)

1. หลัก- ก่อตัวขึ้นในเปลือกโลกระหว่างการก่อตัวของโลก ขณะนี้เหลือเพียงไอโซโทปปฐมภูมิที่มีครึ่งชีวิต T > 10 หรือ 8 ปี ซึ่งรวมถึงสมาชิกของตระกูลกัมมันตภาพรังสี:

ก. ครอบครัวยูเรเนียม-เรเดียม

ดาวยูเรนัส (238) - บรรพบุรุษของครอบครัว 238 92Uจากการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสี 14 ครั้ง ทำให้เกิดไอโซโทปตะกั่วที่เสถียร 206 82Pb

บี. ตระกูลทอเรียม 232 90ต(T = 1.39 · 10 · 10 ปี) ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลง 10 ครั้งทำให้เกิดไอโซโทปตะกั่ว 208 32Pb

บี. ครอบครัวดอกไม้ทะเล 235 92U(T = 7.3 · 10 8 ปี) ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลง 11 ครั้งทำให้เกิดไอโซโทปตะกั่ว 207 32Pb

2. รอง- เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของไอโซโทปปฐมภูมิหรือภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิก (โปรตอน, α - อนุภาค, นิวเคลียส C, N, O 2, โฟตอน (สไลด์ 10, 11)

ลักษณะเฉพาะ:

A. พวกมันปฏิบัติตามกฎแห่งสมดุลไดนามิก: การก่อตัวของพวกมันมีความสมดุลด้วยการเสื่อมสลาย

B. พวกมันรวมอยู่ในสิ่งมีชีวิต ไอโซโทปทุติยภูมิ 14 C ซึ่งเกิดขึ้นจากไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนคอสมิกมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างมาก ไอโซโทปคาร์บอน 14 C ในรูปของ CO 2 (คาร์บอนไดออกไซด์) ถูกดูดซับโดยพืช => สัตว์ => มนุษย์ เมื่อพืชและสัตว์ที่มีชีวิตตาย กัมมันตภาพรังสีในพวกมันจะเริ่มลดลง และอายุของฟอสซิลต่างๆ สามารถกำหนดได้ตามระดับที่ลดลง

รังสี "α", "β" และ "γ" และคุณลักษณะของมัน

รังสีจากสารกัมมันตภาพรังสีประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ส่วน คือ

1. เอ -รังสี(α - อนุภาค) - รังสีไอออไนซ์ที่มีประจุบวก | คิว | = | 2e | = 3.2 · 10 -19 ซล. มีโครงสร้างของนิวเคลียสฮีเลียม

4 2 เขา(สไลด์ 20,21)

A = 4 - เลขมวล

Z = 2 - หมายเลขซีเรียล (ประจุนิวเคลียร์)

ม. α = 6.7 · 10 -27 กก.

คุณสมบัติ:

A. พวกมันถูกเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

ข. ν α cp = 10 - 20,000 กม./วินาที

E α = 1.8 ÷ 11.7 MeV.

สเปกตรัมมีเรียงราย

B. เส้นทางของอนุภาค α ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลาง

ในน้ำ - 0.1 มม

ในอากาศ - 1 ซม.

D. มีความสามารถในการเจาะทะลุต่ำ (ชั้นบาง ๆ ของสารดูดซับได้ง่าย; แผ่นกระดาษแข็ง, ผ้าฝ้าย ฯลฯ ) ปกป้องจากมัน

D. พวกมันมีความสามารถในการไอออไนเซชันสูงสุดในบรรดารังสีกัมมันตภาพรังสีทุกประเภท (ไอออน 30 - 40,000 คู่ต่อเส้นทางในอากาศ 1 ซม.)

E. เมื่อผ่านชั้นของสสาร จำนวนอนุภาค α จะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความเร็วของอนุภาคจะค่อยๆ เปลี่ยนไป เมื่อความหนาของชั้นถึงค่าที่กำหนด อนุภาค α จะถูกดูดซับโดยสารทั้งหมดในคราวเดียว

2. β-รังสี (β - อนุภาค) - รังสีไอออไนซ์ประกอบด้วยค่าบวกและค่าลบ β - อนุภาค (สไลด์ 22,23)

β - หรือ 0 -1E- อิเล็กตรอน q e = 1.6 10 -19 C

β + หรือ 0 +1E- โพซิตรอน m e = 9 10 -31 กก

อิเล็กตรอนและโพซิตรอนถูกปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์หรือเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของนิวตรอน คุณสมบัติ:

A. พวกมันถูกเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

ข. ν β cp อยู่ที่ 150000 กม./วินาที

E β = 0.018 ۞ 4.8 MeV.

สเปกตรัมมีความต่อเนื่อง

B. ช่วงของอนุภาค β - ในตัวกลางขึ้นอยู่กับประเภทของตัวกลางและพลังงานของอนุภาค β -

ในน้ำ - สูงถึง 1.5 ซม

ในอากาศ - สูงถึง 100 ซม

D. มีความสามารถในการทะลุทะลวงได้สูงกว่ารังสีα - (การป้องกันจากมันคือชั้นโลหะหนา 3 มม.)

D. ความจุไอออไนเซชันน้อยกว่ารังสี α (ไอออน 300 - 400 คู่ต่อเส้นทางในอากาศ 1 ซม.)

E. การสลายตัวของ β แบบอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่พบในนิวเคลียสซึ่งมีจำนวนนิวตรอน (0 1น)จำนวนโปรตอนมากขึ้น (1 1Pb)

การสลายตัวของโพซิตรอน β จะสังเกตได้หากจำนวนโปรตอนมากกว่าจำนวนนิวตรอน

G. β - อนุภาคพลังงานสูงที่ทำปฏิกิริยากับนิวเคลียสของอะตอมทำให้เกิดรังสีเอกซ์ bremsstrahlung

3. รังสีแกมม่า- รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นกระแสของโฟตอนพลังงานสูง (E f = 1 ÷ 3 MeV) (สไลด์ 24,25)

การแผ่รังสีคลื่นสั้นนี้ (แล ง 0.1 10 -5 นาโนเมตร) ปรากฏเป็นปรากฏการณ์รองระหว่างการสลายตัวของ α และ β มีลักษณะคล้ายคลึงกับธรรมชาติของรังสีเอกซ์

คุณสมบัติ:

ก. ไม่ถูกเบี่ยงเบนจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

B. ν γ = ν แสง = 3 · 10 8 เมตร/วินาที

E γ = จาก 10 keV ถึง 10 MeV

สเปกตรัมมีเรียงราย

B. มีความสามารถในการไอออไนเซชันน้อยกว่ารังสี α และ β (ไอออน 3-4 คู่ต่อเส้นทางการเคลื่อนที่ 1 ซม. ในอากาศ)

D. ระยะการเคลื่อนที่ของรังสี γ ในอากาศสูงถึงหลายร้อยเมตร

D. มีความสามารถในการเจาะทะลุได้สูงมาก (การป้องกันคือชั้นตะกั่วหนา 20 ซม. ขึ้นไป)

ในทางการแพทย์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาเนื้องอกมะเร็งที่ฝังลึกในร้านขายยา - สำหรับการฆ่าเชื้อยาและส่วนผสมของยา

2. กฎการแทนที่สำหรับ “α” และ “β” สลายตัว(สไลด์ 26)

กฎหมายการกำจัด- นี่คือกฎตามที่นิวเคลียสขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีเปลี่ยนแปลงระหว่างการสลายตัวของ "α" และ "β"

เมื่อกำหนดจำเป็นต้องคำนึงถึงกฎการอนุรักษ์มวลและกฎการอนุรักษ์ประจุด้วย

กฎการอนุรักษ์มวล:

จำนวนมวลของผลิตภัณฑ์เริ่มต้นจะต้องเท่ากับผลรวมของผลิตภัณฑ์มวลของปฏิกิริยา

กฎการอนุรักษ์ประจุ:

ประจุของนิวเคลียสของผลิตภัณฑ์ตั้งต้นจะต้องเท่ากับผลรวมของประจุของนิวเคลียสของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา

1. กฎหมาย "α" - การสลายตัว (สไลด์ 27)

ที่ α - การสลายทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ซึ่งมีเลขมวล 4 หน่วย และเลขลำดับ 2 หน่วย ซึ่งน้อยกว่านิวเคลียสเดิม

A ZX→ 4 2 เขา+ A-4Z-2Y

226 88Ra→ 4 2 เขา+ 222 86 ร (ทำให้เกิดโฟตอนที่ E = 0.188 MeV)

คุณลักษณะ: ภายใต้สภาวะธรรมชาติ จะเกิดขึ้นในองค์ประกอบที่มีหมายเลขลำดับ Z > 83

2. กฎอิเล็กทรอนิกส์ "β" - การสลายตัว - (β -) (สไลด์ 28)

ในระหว่างการสลายตัวของ β ทางอิเล็กทรอนิกส์ นิวเคลียสใหม่จะถูกสร้างขึ้นโดยมีเลขมวลเท่ากันและมีเลขลำดับที่ 1 มากกว่านิวเคลียสเดิม:

เอ ซีเอ็กซ์→ A Z+1Y+ 0 -1 จ

4019K→ 4020Ca+ 0 -1 จ- การสลายตัวของไอโซโทปโพแทสเซียมเพื่อเปลี่ยนเป็นแคลเซียม

3. กฎของโพซิตรอน "β" - การสลายตัว (β +) (สไลด์ 29)

ด้วยโพซิโทรนิค β - การสลายจะทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ซึ่งมีเลขมวลเท่าเดิมและเลขอะตอม 1 น้อยกว่านิวเคลียสเดิม

A ZX → A Z-1Y+ 0 +1 อี

3015P→ 3014Si+ 0 +1 จการสลายตัวของไอโซโทปฟอสฟอรัส

ข้อพิสูจน์จากกฎหมาย 1, 2 และ 3:(สไลด์ 30)

"α" และ "β" - การสลายตัวในบางกรณีจะมาพร้อมกับการแผ่รังสีของ "γ" - ควอนตัม การแผ่รังสีนี้ยังสังเกตได้ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงไอโซเมอร์ของนิวเคลียส (จากสถานะตื่นเต้นไปเป็นสถานะไม่ตื่นเต้น);

(X) * = X + n γ® จำนวน γ – ควอนตัม

ตื่นเต้น ไม่ตื่นเต้น

สภาพสภาพ

4. การจับภาพอิเล็กทรอนิกส์ (สไลด์ 31)

เมื่ออิเล็กตรอนถูกจับโดยนิวเคลียสดั้งเดิม นิวเคลียสใหม่จะถูกสร้างขึ้นโดยมีเลขมวลเท่ากันและมีเลขอะตอม 1 น้อยกว่าเลขมวลเดิม

นิวเคลียสจับอิเล็กตรอนจากเปลือกที่อยู่ใกล้ที่สุด

Þ ZX + -1 อี ® Z -1 Y

7 4บี+ 0 -1e→ 7 3Li