Ionisoiva säteily

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 11. lokakuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 19 muokkausta .

Ionisoiva säteily (epätarkka synonyymi, jolla on laajempi merkitys - säteily ) - fotonien ja muiden alkuainehiukkasten tai atomien virrat, jotka kykenevät ionisoimaan ainetta .

Ionisoivaan säteilyyn ei sisälly näkyvää valoa ja ultraviolettisäteilyä , jotka joissakin tapauksissa voivat ionisoida aineen. Infrapunasäteily ja radiokaistojen säteily eivät ole ionisoivia, koska niiden energia ei riitä perustilassa olevien atomien ja molekyylien ionisoimiseen [1] [2] [3] [4] [5] .

Historia

Maaleja, joissa käytettiin uraania ja muita radioaktiivisia materiaaleja, käytettiin jo kauan ennen aikakautemme alkua, mutta niiden säteily oli niin pientä, että sitä ei voitu huomata. Saksalainen kemisti Martin Heinrich Klaproth otti suuren askeleen radioaktiivisuuden löytämisessä vuonna 1789. Hän sai hartsimalmista tumman tuntemattoman aineen ja kutsui sitä Uranukseksi, vaikka ajan mittaan kävi ilmi, että se ei ollut puhdasta uraania, vaan sen oksidia [6] [7] . Vuonna 1804 kemisti Adolf Gehlen löysi uranyylikloridin eetteriliuoksen valoherkkyyden, tämä vaikutus kiinnosti häntä, mutta hän ei osannut antaa hänelle todellista selitystä, joten tämä löytö jäi sitten huomaamatta tiedeyhteisössä [8] . Todiste ionisoivasta säteilystä oli katodisäteiden löytö 1860-luvulla (tyhjiöputkessa suurjännitteellä kiihdytetyt elektronivirrat). Röntgensäteet olivat seuraava löydetty ionisoivan säteilyn tyyppi ( Wilhelm Roentgen , 1895). Vuonna 1896 Henri Becquerel löysi toisen tyyppisen ionisoivan säteilyn - uraanin lähettämät näkymätön säteet, jotka kulkevat tiheän läpinäkymättömän aineen läpi ja valaisevat valokuvaemulsion (nykyaikaisessa terminologiassa - gammasäteily) [9] [10] . Radioaktiivisuusilmiön lisätutkimuksen tuloksena havaittiin ( Ernest Rutherford , 1899), että radioaktiivisen hajoamisen seurauksena säteilee alfa-, beeta- ja gammasäteitä, jotka eroavat useilta ominaisuuksiltaan, erityisesti sähkövaraus. Myöhemmin löydettiin muun tyyppistä ionisoivaa säteilyä, jota esiintyy ytimien radioaktiivisen hajoamisen aikana: positronit, muunnos- ja Auger-elektroni, neutronit, protonit, fissiofragmentit, klusterit ( klusterin hajoamisen aikana emittoidut kevyet ytimet ). Kosmiset säteet löydettiin vuosina 1911-1912.

Ionisoivan säteilyn luonne

Merkittävimmät ionisoivan säteilyn tyypit ovat: [1] [2] [11] [12]

• Lyhytaaltoinen sähkömagneettinen säteily (suurienerginen fotonivirta):
  • röntgensäteily ;
  • gammasäteilyä .
• Hiukkasvirtaukset:
  • beetahiukkaset ( elektronit ja positronit );
  • neutronit ;
  • protonit , myonit ja muut alkuainehiukkaset ;
  • ionit , mukaan lukien alfahiukkaset , fissiofragmentit (jotka johtuvat ydinfissiosta ), klusterit ( klusterin hajoamisen aikana emittoidut kevyet ytimet ).

Ionisoivan säteilyn lähteet

Ionisoivan säteilyn luonnolliset lähteet [11] [12] [13] :

• Radionuklidien spontaani radioaktiivinen hajoaminen .
• Termoydinreaktiot esimerkiksi auringossa .
• Indusoituneet ydinreaktiot, jotka johtuvat korkeaenergisten alkuainehiukkasten tunkeutumisesta ytimeen tai ydinfuusioon.
• Kosmiset säteet .

Keinotekoiset ionisoivan säteilyn lähteet:

• Keinotekoiset radionuklidit .
• Ydinreaktorit .
• Hiukkaskiihdyttimet (tuottavat varautuneiden hiukkasten virtoja sekä bremsstrahlung-fotonisäteilyä ).
  • Röntgenlaite , eräänlaisena kiihdyttimenä, tuottaa röntgensäteilyä .

Indusoitu radioaktiivisuus

Monet stabiilit atomit muuttuvat epästabiileiksi isotoopeiksi säteilyttämällä ja vastaavalla indusoidulla ydinreaktiolla . Tällaisen altistuksen seurauksena stabiili aine muuttuu radioaktiiviseksi ja sekundaarisen ionisoivan säteilyn tyyppi on erilainen kuin alkuperäinen altistus. Tämä vaikutus on selkein neutronisäteilytyksen jälkeen.

Ydinmuutosten ketju

Ytimen hajoamis- tai fuusioprosessissa syntyy uusia nuklideja, jotka voivat myös olla epävakaita. Tuloksena on ydinmuutosten ketju. Jokaisella muutoksella on oma todennäköisyys ja oma ionisoivan säteilyn sarja. Tämän seurauksena radioaktiivisen lähteen säteilyn intensiteetti ja luonne voivat vaihdella merkittävästi ajan myötä.

Ionisoivan säteilyn mittaus

Mittausmenetelmät

Historiallisesti ensimmäiset ionisoivan säteilyn anturit olivat valokuvauksessa käytettyjä kemiallisia valoherkkiä materiaaleja . Ionisoiva säteily valaisi läpinäkymättömään kirjekuoreen asetettua valokuvalevyä . Ne kuitenkin hylättiin nopeasti prosessin pituuden ja kustannusten, kehittämisen monimutkaisuuden ja vähäisen tietosisällön vuoksi.

Ionisoivan säteilyn antureina jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa käytetään eniten Geiger-laskuriin perustuvia annosmittareita . Geiger-laskuri on kaasupurkauslaite, jossa säteilyn aiheuttama kaasun ionisaatio muunnetaan sähkövirraksi elektrodien välillä. Yleensä tällaiset laitteet rekisteröivät oikein vain gammasäteilyä. Jotkut laitteet on varustettu erityisellä suodattimella , joka muuntaa beetasäteilyn gammasäteiksi bremsstrahlungin vuoksi. Geiger-laskurit valitsevat säteilyn energian suhteen huonosti, tähän käytetään erityyppistä kaasupurkauslaskuria, ns. suhteellinen laskuri .

Ionisoivalle säteilylle on olemassa puolijohdeantureita . Niiden toimintaperiaate on samanlainen kuin kaasupurkauslaitteet sillä erolla, että kahden elektrodin välinen puolijohteen tilavuus on ionisoitu. Yksinkertaisimmassa tapauksessa tämä on käänteisesti esijännitetty puolijohdediodi . Maksimiherkkyyden saavuttamiseksi tällaiset ilmaisimet ovat huomattavan kokoisia. [neljätoista]

Scintillaattoreita on käytetty laajasti tieteessä . Nämä laitteet muuttavat säteilyenergian näkyväksi valoksi absorboimalla säteilyä erityisessä aineessa. Valon välähdys rekisteröidään valomonistinputkella . Scintillaattorit erottavat säteilyn hyvin energialla.

Alkuainehiukkasten virtausten tutkimiseen käytetään monia muita menetelmiä niiden ominaisuuksien täydellisempään tutkimiseen, esimerkiksi kuplakammio , pilvikammio .

Mittayksiköt

Ionisoivan säteilyn vuorovaikutuksen tehokkuus aineen kanssa riippuu säteilyn tyypistä, hiukkasten energiasta ja säteilytetyn aineen vuorovaikutuksen poikkileikkauksesta . Tärkeitä indikaattoreita ionisoivan säteilyn vuorovaikutuksesta aineen kanssa:

• lineaarinen energiansiirto (LET), joka osoittaa, kuinka paljon energiaa säteily siirtää väliaineeseen yksikköpituutta kohti aineen yksikkötiheydellä .
• absorboitunut säteilyannos, joka osoittaa, kuinka paljon säteilyenergiaa absorboituu aineen massayksikköä kohti.

Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) absorboitunut annosyksikkö on harmaa (venäläinen nimitys: Gy, kansainvälinen: Gy), joka on numeerisesti yhtä suuri kuin absorboitunut energia 1 J per 1 kg aineen massaa. Joskus on olemassa vanhentunut ei-systeeminen yksikkö rad (venäläinen nimitys: rad; kansainvälinen: rad): annos, joka vastaa absorboitunutta energiaa 100 erg per 1 gramma ainetta. 1 rad = 0,01 Gy . Imeytynyttä annosta ei pidä sekoittaa vastaavaan annokseen .

Vanhentunut käsite altistumissäteilyannoksesta on myös laajalti käytössä - arvo, joka osoittaa, mikä varaus tuottaa fotoni- (gamma- tai röntgensäteilyä) ilmatilavuusyksikköä kohti . Tätä varten he käyttävät yleensä järjestelmän ulkopuolista altistusannoksen yksikköä Röntgeniä (venäläinen nimitys: R; kansainvälinen: R): fotonisäteilyn annosta, joka muodostaa ioneja, joiden varaus on 1 yksikkö. CGSE-panos ((1/3)⋅10 −9 coulombia ) 1 cm³ :ssa ilmaa. SI-järjestelmä käyttää kulonia kilogrammaa kohti ( venäläinen nimitys: C/kg; kansainvälinen: C/kg): 1 C/kg = 3876 R; 1 Р = 2,57976⋅10 -4 C/kg [15] .

Radioaktiivisen ionisoivan säteilyn lähteen aktiivisuus määritellään keskimääräiseksi ytimien hajoamisten lukumääräksi aikayksikköä kohti. Vastaava SI-yksikkö on becquerel (venäläinen nimitys: Bq; kansainvälinen: Bq) ilmaisee hajoamisten määrää sekunnissa. Käytetään myös ei-systeemistä curien yksikköä (venäläinen nimitys: Ki; kansainvälinen: Ci). 1 Ki \u003d 3,7⋅10 10 Bq . Tämän yksikön alkuperäinen määritelmä vastasi 1 g:n radium-226 :n aktiivisuutta .

Korpuskulaariselle ionisoivalle säteilylle on ominaista myös hiukkasten kineettinen energia. Tämän parametrin mittaamiseksi yleisin ei-systeeminen yksikkö on elektronivoltti (venäläinen nimitys: eV, kansainvälinen: eV). Yleensä radioaktiivinen lähde tuottaa hiukkasia, joilla on tietty energiaspektri. Säteilyantureilla on myös epätasainen herkkyys hiukkasenergialle.

Ionisoivan säteilyn ominaisuudet

Vuorovaikutusmekanismin mukaan aineen kanssa erotetaan suoraan varautuneiden hiukkasten virrat ja epäsuorasti ionisoiva säteily (neutraalien alkuainehiukkasten - fotonien ja neutronien - virrat). Muodostumismekanismin mukaan - primaarinen (syntynyt lähteessä) ja sekundaarinen (muodostunut toisen tyyppisen säteilyn vuorovaikutuksen seurauksena aineen kanssa) ionisoiva säteily.

Ionisoivan säteilyn hiukkasten energia vaihtelee useista sadoista elektronivolteista (röntgensäteet, joidenkin radionuklidien beetasäteily) 10 15 -10 20 elektronivolttiin ja enemmän (kosmisen säteilyn protonit, joille ei ole löydetty energian ylärajaa).

Reitin pituus ja läpäisyvoima vaihtelevat suuresti - mikrometreistä kondensoituneessa väliaineessa (radionuklidien alfasäteily, fissiofragmentit) useisiin kilometreihin ( korkean energian kosmiset säteilymyonit).

Vaikutukset rakennemateriaaleihin

Pitkäaikainen altistuminen korpuskulaariselle säteilylle tai ultrasuurienergiselle fotonisäteilylle voi muuttaa merkittävästi rakennemateriaalien ominaisuuksia. Säteilymateriaalitieteen insinööritiede käsittelee näitä muutoksia . Fysiikan haaraa, joka tutkii kiinteiden aineiden käyttäytymistä säteilytyksen alaisena, kutsutaan säteilyn kiinteän olomuodon fysiikaksi . [16] Merkittävimmät säteilyvauriotyypit ovat:

• kidehilan tuhoutuminen johtuen atomien putoamisesta solmuista;
• eristeiden ionisointi;
• ydinreaktioiden aiheuttama muutos aineiden kemiallisessa koostumuksessa.

Teknisten rakenteiden säteilyvaurioiden huomioon ottaminen on olennaisinta ydinreaktoreissa ja puolijohdeelektroniikassa, jotka on suunniteltu toimimaan säteilyolosuhteissa.

Vaikutukset puolijohteisiin

Nykyaikaiset puolijohdeteknologiat ovat herkkiä ionisoivalle säteilylle [17] [18] [19] [20] . Siitä huolimatta niitä käytetään laajalti sotilas- ja avaruusteknologiassa sekä ydinteollisuudessa. Tässä tapauksessa käytetään useita teknisiä, piiri- ja ohjelmistoratkaisuja, jotka vähentävät säteilyaltistuksen seurauksia.

Tärkeimmät säteilyvaurioiden tyypit, jotka johtavat puolijohdelaitteiden kertaluonteisiin tai peruuttamattomiin vioituksiin:

• Sähkövarauksen kertyminen dielektrikoihin ionisaation seurauksena. Se johtaa kenttätransistorien avautumiskynnyksen muutokseen ja pitkäaikaiseen vikaan. Topologisten normien pienentäminen lisää vastustuskykyä tämän tyyppisiä vaurioita vastaan.
• Varauksen tyhjeneminen EEPROM- ja Flash -muistissa "tasku"-dielektrisen ionisoinnin vuoksi. Aiheuttaa tietojen häviämistä. He taistelevat redundanssia, redundanttia koodausta ja muuntyyppisten muistien käyttöä vastaan.
• Valosähköinen vaikutus pn-liitoksissa (samanlainen kuin aurinkopaneeleissa ). Lisää loisvuodot ja vääriä signaaleja. Tämän ilmiön torjumiseksi käytetään erityistekniikoita, kuten komponenttien eristämistä dielektrillä .
• Korkeaenergiset kosmiset raskaat hiukkaset (HPC:t) tai erilaiset voimakkaat säteilyt, ionisoivat atomit, aiheuttavat puolijohteessa elektronien lumivyöryn. Tämä voi johtaa muutokseen digitaalisten piirien tilassa ja voimakkaaseen kohinaan analogisissa piireissä. Pahimmassa tapauksessa eristeiden rikkoutumiseen tai pn-liitoseristyksellä varustettujen laitteiden tyristorin katkeamiseen . Jälkimmäistä torjutaan dielektrisellä eristyksellä; eristys kahdella pn-liitoksella (kolmikaivoprosessi); solmujen virrankulutuksen hallinta käynnistämällä uudelleen kulutuksen hätäkasvun yhteydessä.
• Puolijohteen kiderakenteen tuhoutuminen, joka johtuu atomien siirtymisestä paikoistaan ​​korkeaenergisten hiukkasten vaikutuksesta.
• Säteilyn aiheuttamien ydinreaktioiden aiheuttamat muutokset puolijohteiden kemiallisessa koostumuksessa .

Ionisoivan säteilyn kemiallinen vaikutus

Ionisoiva säteily voi aiheuttaa aineen kemiallisia muutoksia. Tällaisia ​​muutoksia tutkitaan säteilykemialla . Ionisoivan säteilyn vaikutuksesta tällaisia ​​muutoksia voi tapahtua, esimerkiksi [21] :

• Kaasujen hajoaminen yksinkertaisiksi aineiksi - hiilidioksidi , rikkidioksidi , rikkivety , kloorivety , ammoniakki .
• Veden hajoaminen hapeksi ja vedyksi vetyperoksidin muodostamiseksi . _
• Happimolekyylien säteilyhajoaminen ja atomihapen ilmaantuminen johtaa ilman otsonaatioon [22] , mikä saa metallit hapettumaan nopeammin ilmassa.
• Allotrooppisten modifikaatioiden muuttuminen vakaammiksi: valkoinen fosfori punaiseksi, valkoinen tina harmaaksi , timantti grafiitiksi .
• Kaksois- ja kolmoissidoksia sisältävien yhdisteiden polymerointi .

Ionisoivan säteilyn biologinen vaikutus

Eri tyyppisillä ionisoivalla säteilyllä on erilaisia ​​tuhoavia vaikutuksia ja erilaisia ​​tapoja vaikuttaa biologisiin kudoksiin. Vastaavasti sama absorboitunut annos vastaa erilaista säteilyn biologista tehokkuutta. Siksi säteilyn vaikutusten kuvaamiseen eläviin organismeihin otetaan käyttöön säteilyn suhteellisen biologisen tehokkuuden käsite . Varautuneiden hiukkasten biologinen tehokkuus liittyy suoraan tietyn tyyppisten hiukkasten lineaariseen energiansiirtoon (keskimääräinen energiahäviö hiukkasella kudoksessa olevan hiukkasen polun yksikköä kohti).

Mittayksiköt

Absorboituneen annoksen biologisen vaikutuksen huomioon ottamiseksi otettiin käyttöön ekvivalenttiannos ionisoivaa säteilyä, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin absorboituneen annoksen ja säteilyn painotuskertoimen tulo . Röntgen-, gamma- ja beetasäteilyn kertoimeksi otetaan 1. Alfasäteilylle ja ydinfragmenteille kerroin on 20. Neutronit - 5 ... 20, riippuen energiasta. SI-järjestelmässä efektiivinen ja ekvivalenttiannos mitataan sievertteinä (venäläinen nimitys: Sv ; kansainvälinen: Sv ).

Aikaisemmin ekvivalenttiannosyksikkö rem oli laajalti käytössä ( gammasäteilyn röntgensäteen biologisesta vastineesta ; venäläinen nimitys: rem ; kansainvälinen: rem ). Aluksi yksikkö määriteltiin ionisoivan säteilyn annokseksi, joka tuottaa saman biologisen vaikutuksen kuin röntgen- tai gammasäteilyannos, joka on yhtä suuri kuin 1 R. SI-järjestelmän käyttöönoton jälkeen rem alettiin ymmärtää yksikkönä, joka on yhtä suuri kuin 0,01 J / kg . 1 rem = 0,01 Sv = 100 erg /g [23] .

Biologisen tehokkuuden lisäksi on otettava huomioon säteilyn läpäisykyky. Esimerkiksi atomien ja alfahiukkasten raskailla ytimillä on erittäin lyhyt matka missä tahansa tiheässä aineessa, joten radioaktiiviset alfalähteet eivät ole vaarallisia joutuessaan ulkoiselle säteilylle, vaan vain silloin, kun ne joutuvat kehoon. Toisaalta gammasäteilyllä on merkittävä läpäisykyky.

Jotkut radioaktiiviset isotoopit pystyvät integroitumaan elävän organismin aineenvaihduntaprosessiin ja korvaamaan vakaat alkuaineet. Tämä johtaa radioaktiivisen materiaalin pidättymiseen ja kerääntymiseen suoraan eläviin kudoksiin, mikä lisää merkittävästi kosketusriskiä. Esimerkiksi jodi-131 , strontiumin isotoopit , plutonium jne. tunnetaan laajalti Tämän ilmiön karakterisoimiseksi käytetään käsitettä isotoopin puoliintumisaika kehosta.

Biologisen vaikutuksen mekanismit

Ionisoivan säteilyn suora vaikutus on ionisoivien hiukkasten suora osuma solujen biologisiin molekyylirakenteisiin ja kehon nestemäisiin (vesipitoisiin) väliaineisiin.

Epäsuora tai epäsuora toiminta - säteilyn aiheuttaman ionisoinnin seurauksena kehon ja solujen nestemäisessä väliaineessa olevien vapaiden radikaalien toiminta. Vapaat radikaalit vahingoittavat makromolekyyliketjujen ( proteiinien ja nukleiinihappojen ) eheyttä, mikä voi johtaa sekä massasolukuolemaan että karsinogeneesiin ja mutageneeseihin . Ionisoivalle säteilylle herkimmät ovat aktiivisesti jakautuvat (epiteelisolut, kantasolut ja alkiosolut).

Säteilyn vaikutuksen jälkeen kehoon voi annoksesta riippuen esiintyä deterministisiä ja stokastisia radiobiologisia vaikutuksia . Esimerkiksi akuutin säteilysairauden oireiden ilmaantumisen kynnys ihmisillä on 1–2 Sv koko keholle.

Toisin kuin deterministiset, stokastisilla vaikutuksilla ei ole selkeää ilmentymisen annoskynnystä. Säteilyannoksen kasvaessa vain näiden vaikutusten ilmenemistaajuus kasvaa. Ne voivat ilmaantua sekä monta vuotta säteilytyksen jälkeen ( pahanlaatuiset kasvaimet ) että seuraavissa sukupolvissa ( mutaatiot ) [25] .

Pääasiallinen tietolähde ionisoivalle säteilylle altistumisen stokastisista vaikutuksista on havainnot atomipommituksista tai säteilyonnettomuuksista selvinneiden ihmisten terveydestä . Asiantuntijat havaitsivat 87 500 eloonjäänyttä atomipommituksista. Heidän keskimääräinen altistusannos oli 240 millisievertiä . Samaan aikaan onkologisten sairauksien kasvu oli seuraavina vuosina 9 %. Alle 100 millisievertin annoksilla kukaan maailmassa ei ole havainnut eroja odotetun ja havaitun todellisuudessa esiintyvyyden välillä. [26]

Ionisoivan säteilyn hygieeninen säätö

Annostelu suoritetaan terveyssääntöjen ja -määräysten SanPin 2.6.1.2523-09 " Säteilyturvallisuusstandardit (NRB-99/2009) " mukaisesti. Efektiivisen annoksen annosrajat on vahvistettu seuraaville henkilöryhmille:

• henkilöstö - henkilöt, jotka työskentelevät ihmisen aiheuttamien säteilylähteiden parissa (ryhmä A) tai jotka työolosuhteiden mukaan ovat vaikutusalueellaan (ryhmä B);
• koko väestö, mukaan lukien henkilöstön henkilöt, jotka eivät kuulu tuotantotoimintaansa.

B-ryhmän henkilöstön pääannosrajat ja sallitut altistustasot vastaavat neljäsosaa ryhmän A henkilöstön arvoista.

Henkilöstön efektiivinen annos ei saa ylittää 1000 mSv työssäoloaikana ( 50 vuotta ) ja 70 mSv väestölle koko eliniän ajan . Suunniteltu altistuminen on sallittu vain yli 30-vuotiaille miehille heidän vapaaehtoisella kirjallisella suostumuksellaan saatuaan tiedon mahdollisista altistusannoksista ja terveysriskeistä.

Ionisoivan säteilyn käyttö

Ionisoivaa säteilyä käytetään useilla teollisuudenaloilla:

Tekniikassa

• Introskopia (mukaan lukien matkatavaroiden ja ihmisten tarkistaminen lentokentillä).
• Lääketieteellisten instrumenttien, kulutustarvikkeiden ja elintarvikkeiden sterilointi .
• "Ikuisia" luminoivia valonlähteitä käytettiin laajalti 1900-luvun puolivälissä instrumenttikelloissa, erikoisvarusteiden valaistuksessa, joulukoristeluissa, kalastuskelluksissa ja vastaavissa.
• Palo- (savu)ilmaisimet .
• Radioisotooppijäänilmaisimet
• Ilma-aluksen moottorin käynnistysjärjestelmän yksiköt (korkeajänniteyksiköt).
• Esineiden anturit ja laskurit, jotka perustuvat kapeaan gamma- tai röntgensäteen estämiseen esineellä.
• Jotkut isotooppiset sähkögeneraattorit. [27] [28] [29] [30] Katso Beta Voltaic Battery.
• Ilma-ionisaatio (esimerkiksi tarkkuusoptiikan pölyn hallintaan tai autojen sytytystulppien rikkoutumisen helpottamiseksi [31] ).
• Puolijohteiden neutronitransmutaatiodoping .

Lääketieteessä

• Kuvan saamiseksi sisäelimistä ja luurangosta käytetään radiografiaa , fluoroskopiaa ja tietokonetomografiaa .
• Kasvainten ja muiden patologisten pesäkkeiden hoitoon käytetään sädehoitoa : säteilytystä gamma-kvanteilla , röntgensäteillä, elektroneilla , raskailla ydinhiukkasilla, kuten protoneilla , raskailla ioneilla, negatiivisilla π-mesoneilla ja erienergisilla neutroneilla .
• Radiofarmaseuttisten aineiden tuominen kehoon sekä terapeuttisiin että diagnostisiin tarkoituksiin.

Analyyttisessä kemiassa

• Radioaktivaatioanalyysi neutronipommituksella ja indusoidun radioaktiivisuuden luonteen ja spektrin analyysi.
• Aineiden analyysi gamma- ja röntgensäteiden absorptio-, emissio- tai sirontaspektreillä. Katso röntgenspektrianalyysi , röntgenfluoresenssianalyysi .
• Aineiden analyysi käyttämällä beetahiukkasten takaisinsirontaa [32] .

Nanoteknologiassa

• Ioniratatekniikka

Säteilyvaaramerkki

Kansainvälinen sopimusmerkki säteilyvaarasta ("trefoil", "tuuletin") on muodoltaan kolme sektoria, joiden leveys on 60 °, ja jotka sijaitsevat 120 °:n päässä toisistaan ​​ja joiden keskellä on pieni ympyrä. Se tehdään mustalla keltaisella pohjalla.

Unicode - merkkitaulukossa on säteilyvaaran merkkisymboli - ☢ (U+0x2622).

Vuonna 2007 otettiin käyttöön uusi säteilyvaaramerkki, jossa "refoil" täydennettiin merkeillä "tappava" (" kallo ja ristiluut ") ja "mene pois!" (juokseva miehen siluetti ja osoittava nuoli). Uuden kyltin on tarkoitus tulla ymmärrettävämmäksi niille, jotka eivät tunne perinteisen "trefoilin" merkitystä.

Jotkut tutkijat yrittävät kehittää pitkän aikavälin varoitusjärjestelmää ydinjätteestä , jonka ihmiset ymmärtäisivät tuhansia vuosia myöhemmin [33] .

Ionisoivan säteilyn tausta

Ionisoivan säteilyn (tai taustasäteilyn) taustalla tarkoitetaan luonnollisten ja ihmisen aiheuttamien lähteiden kokonaissäteilyä [34] [35] .

Venäjällä ympäristön säteilyvalvontaa suorittavat liittovaltion palvelu Roshydromet ja valtionyhtiö Rosatom [36] . Kansainvälisellä tasolla YK :n atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevä tiedekomitea (SCEAR) kerää tietoa ja arvioi radioaktiivisen säteilyn vaikutuksia ihmisiin ja ympäristöön .

Luonnollisen (luonnon) säteilytaustan pääkomponentit ovat kosmiset säteet ja maankuoressa kaikkialla esiintyvien maaperäisten radionuklidien säteily [37] .

UNSCEAR-tietojen mukaan maailman keskimääräinen efektiivinen annosnopeus kosmisista säteistä (mukaan lukien sekundäärinen neutronisäteily) maan pinnalla suojien ulkopuolella on 0,036 µSv/h [38] . Korkeuden noustessa merenpinnan yläpuolelle tämä arvo muuttuu merkittävästi ja siviili-ilmailun lentovyöhykkeellä ( 9-12 km ) voi olla 5-8 μSv/h . Tämän perusteella kosmisten säteiden efektiivinen annos transatlanttisen lennon aikana Euroopasta Pohjois-Amerikkaan on 30–45 μSv [39] . Lisäksi tarkasteltavan säteilyn annosnopeus riippuu geomagneettisesta leveysasteesta ja auringon aktiivisuuden 11 vuoden syklin tilasta . Kummankin tekijän vaikutus säteilyannosnopeuteen on noin 10 % [40] .

Toinen merkittävä luonnollisen säteilytaustan komponentti on maaperäisten radionuklidien, kuten 40 K , ja uraani-238 :n ja torium -232 :n hajoamistuotteiden ( 226 Th , 228 Ac , 214 Pb , 214 Bi ) γ-säteily [41] [ 41] [ 42] . Keskimääräinen efektiivinen annosnopeus ulkoisesta altistumisesta näille radionuklideille on alueesta riippuen alueella 0,030 - 0,068 µSv/h [43] . Poikkeuksena maailmassa on alueita, joilla on lisääntynyt luonnollinen säteilytausta korkean toriumpitoisen monatsiittihiekan esiintymisen vuoksi ( Guaraparin kaupungit Brasiliassa, Yangjiang Kiinassa, Keralan ja Madrasin osavaltiot Intiassa, Niilin suisto Egyptissä), vulkaaninen maaperä (Minas-Geraisin osavaltio Brasiliassa, Niuen saari Tyynellämerellä) tai radium-226 :n esiintyminen makeassa vedessä ( Ramsarin kaupunki Iranissa) [44] .

Roshydrometin [45] tietojen mukaan Venäjän federaatiossa γ-säteilyn (ERD) altistumisannosnopeus [Huom. 1] on pääosin luonnollisen taustasäteilyn vaihteluiden rajoissa ( 9-16 μR/h ) . .

DER-arvojen ylitys havaittiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen saastuneilla alueilla Brjanskin, Kalugan, Kurskin, Orjolin ja Tulan alueilla välillä 19–25 μR/h . Radiokemiallisten yritysten ja ydinvoimalaitosten 100 kilometrin vyöhykkeellä havaitaan lyhytaikaisia ​​DER-arvon nousuja jopa 20 μR/h , mutta keskimääräiset vuosiarvot ovat taustavaihteluiden sisällä - 9-14 μR/h .

Luonnontekijöistä johtuen ihmisen saaman keskimääräisen vuotuisen efektiivisen annoksen on 2400 μSv , tämä luku sisältää edellä käsiteltyjen lähteiden ulkoisen altistuksen lisäksi sisäisen altistuksen ihmiskehoon ilman, ruoan ja veden kanssa joutuvista radionuklideista (yhteensä 1500 μSv ) [52] . Viime aikoina ihmisen aiheuttama altistuminen kehittyneissä maissa on lähestynyt luonnollisten lähteiden osuutta. Samaan aikaan lääketieteellisen tutkimuksen ja ionisoivan säteilyn lähteitä käyttävän hoidon annos on 95 % ihmisen kokonaissäteilyaltistuksesta [53] .

Katso myös

• Akuutti säteilysairaus
• krooninen säteilysairaus

Muistiinpanot

Kommentit

1. ↑ Mitattujen altistusannoksen arvojen vertaamiseksi UNSCEAR -menettelyssä annettuun efektiiviseen annokseen tulee käyttää seuraavia kertoimia: altistusannoksen suhde absorboituun annokseen 1 P = 0,873 rad (ilmassa) [46] [47 ] [48] ; muuntokerroin 0,01 järjestelmän ulkopuolisesta yksiköstä Rad SI-yksikköön harmaa [49] [50] ; hyväksytty UNSCEAR-kerroin 0,7 ilmaan imeytyneen annoksen muuntamiseksi ihmisen saamaan efektiiviseen annokseen [51] .

Lähteet

1. ↑ 1 2 Gusev N. G., Klimanov V. A., Mashkovich V. P., Suvorov A. P.  Suojaus ionisoivalta säteilyltä. 2 osassa. M., Energoatomizdat , 1989
2. ↑ 1 2 Ionisoiva säteily ja niiden mittaukset. Termit ja käsitteet. M.: Standartinform , 2006.
3. ↑ Moiseev A. A., Ivanov V. I.  Dosimetrian ja säteilyhygienian käsikirja. 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä M., Atomizdat , 1974
4. ↑ Säteilyturvallisuusstandardit (NRB-99/2009). Venäjän terveysministeriö, 2009.
5. ↑ Ihmisten hengen turvaaminen hätätilanteissa. Ongelma 1: Hätätilanteet ja niiden haitalliset tekijät. - Pietari: koulutus; Venäjän valtion pedagoginen yliopisto, joka on nimetty A. I. Herzenin mukaan. – 1992.
6. ↑ Grenthe I., Drożdżyński J., Fujino T., Buck EC , Albrecht-Schmitt TE , Wolf S. F. Uraani  (englanniksi) . Haettu 11. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 18. tammikuuta 2012.
7. ↑ URANUKSEN HISTORIA . Haettu 11. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 11. lokakuuta 2021. (määrätön)
8. ↑ Gehlen AF Ueber die Farbenveränderungen der in Aether aufgelösten salzsauren Metallsalze durch das Sonnenlicht (Eetteriin liuenneiden metallikloridien auringonvalon aiheuttamista värimuutoksista)  (saksa)  // Neues allgemeines Journal der Chemie. - 1804. - Bd. 3 , H.5 . - S. 566-574 .
9. ↑ Henri Becquerel. Sur les radiations emises par phosphorescence  // Comptes Rendus. - 1896. - T. 122 . - S. 420-421 .
10. ↑ Henri Becquerel. Sur les radiations invisibles émises par les corps phosphorescents  (ranska)  // Comptes Rendus :lehti. - 1896. - Voi. 122 . - s. 501-503 .
11. ↑ 1 2 Zigban K. (toim.) Alfa-, beeta- ja gammaspektroskopia. Per. englannista. Moskova: Atomizdat , 1969.
12. ↑ 1 2 Volkov N. G., Khristoforov V. A., Ushakova N. P. Ydinspektrometrian  menetelmät. M. Energoatomizdat , 1990.
13. ↑ Abramov A. I., Kazansky Yu. A., Matusevich E. S.  Ydinfysiikan kokeellisten menetelmien perusteet. 3. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä Moskova: Energoatomizdat , 1985.
14. ↑ Puolijohdeilmaisimet . Haettu 2. lokakuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 28. joulukuuta 2013. (määrätön)
15. ↑ Päätoimittaja A. M. Prokhorov. X-ray // Fyysinen tietosanakirja. - Neuvostoliiton tietosanakirja . - M. , 1983. (Venäjän kieli) // Physical Encyclopedia
16. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 8. elokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 10. lokakuuta 2013. (määrätön)
17. ↑ Mikroelektroniikka avaruuteen ja armeijaan . Haettu 26. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 26. helmikuuta 2015. (määrätön)
18. ↑ Elektroniikkaan avaruudessa vaikuttavien säteilyvaikutusten fysiikka . Haettu 26. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 26. helmikuuta 2015. (määrätön)
19. ↑ Yleisiä väärinkäsityksiä mikropiirien säteilynkestävyydestä . Haettu 21. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 21. toukokuuta 2019. (määrätön)
20. ↑ KOSMISET ONNETTOMUKSET: MITEN KOSMISET SÄTEET VOIVAT HAJATTAA SUUNNITTELUSI . Haettu 24. huhtikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2021. (määrätön)
21. ↑ Säteilykemia // Nuoren kemistin tietosanakirja . 2. painos / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogiikka , 1990. - S. 200 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
22. ↑ Curie P., Curie M. Effets chimiques produits par les rayons de Becquerel  (ranska)  // Comptes rendus de l'Académie des Sciences :lehti. - 1899. - Voi. 129 . - s. 823-825 .
23. ↑ Dengub V. M. , Smirnov V. G. Summien yksiköt. Sanakirjan viittaus. - M . : Publishing House of Standards, 1990. - S. 26. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
24. ↑ Kudryashov Yu.B. Säteilybiofysiikka . - Moskova: Fizmatlit, 2004. - S.  136 .
25. ↑ Kansainvälinen säteilysuojelukomissio. Julkaisu 60: Kansainvälisen säteilysuojelukomission suositukset.
26. ↑ T. Bateneva. Japanin säteilytys
27. ↑ Beta-voltaic-akkujen tuotanto (pääsemätön linkki) . Haettu 13. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 16. kesäkuuta 2015. (määrätön) 
28. ↑ Venäjän ydinakku (pääsemätön linkki) . Haettu 13. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 15. kesäkuuta 2015. (määrätön) 
29. ↑ BetaBatt, Inc. Suora energianmuuntotekniikka . Käyttöpäivä: 29. joulukuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 30. tammikuuta 2013. (määrätön)
30. ↑ Teknologian yleiskatsaus . Haettu 21. toukokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 16. kesäkuuta 2013. (määrätön)
31. ↑ Poloniumseos sytytystulppaelektrodeille | Selaa Journal - Journal of Applied Physics . Haettu 3. tammikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 5. tammikuuta 2013. (määrätön)
32. ↑ Elektronien takaisinsironta . Käyttöpäivä: 29. joulukuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 1. syyskuuta 2007. (määrätön)
33. ↑ Pandoran lipas: Miten ja miksi kommunikoida 10 000 vuotta  tulevaisuuteen . Kalifornian yliopisto Santa Barbarassa . Haettu 28. helmikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. helmikuuta 2020.
34. ↑ RMG 78-2005 GSI. Ionisoiva säteily ja niiden mittaukset. Termit ja määritelmät. - M.  : Standartinform, 2006. - 20 s.
35. ↑ Mashkovich V.P., Kudryavtseva A.V. Suojaus ionisoivalta säteilyltä: käsikirja. - 4. painos - M  .: Energoatomizdat, 1995. - S. 110-112. — 496 s.
36. ↑ Asetus nro 639, 10. heinäkuuta 2014 "Venäjän federaation alueen säteilytilanteen valtionvalvonnasta" . Haettu 10. kesäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2017. (määrätön)
37. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 84.
38. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 87,113.
39. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 88.
40. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 86.
41. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 89.
42. ↑ Kozlov, 1991 , s. 91.
43. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 92-93, 116.
44. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 91, 121.
45. ↑ Roshydromet, FGBU NPO Typhoon. Säteilytilanne Venäjän ja naapurivaltioiden alueella vuonna 2016  : Vuosikirja. - Obninsk, 2017. - s. 36. - 398 s.
46. ↑ Roshydromet, FGBU NPO Typhoon. Säteilytilanne Venäjän ja naapurivaltioiden alueella vuonna 2016  : Vuosikirja. - Obninsk, 2017. - S. 13. - 398 s.
47. ↑ Mashkovich V.P., Kudryavtseva A.V. Suojaus ionisoivalta säteilyltä: käsikirja. - 4. painos - M  .: Energoatomizdat, 1995. - S. 27. - 496 s.
48. ↑ Golubev B.P. Dosimetria ja suojaus ionisoivaa säteilyä vastaan: Yliopisto-opiskelijoille. - 4. painos - M .  : Energoatomizdat, 1986. - S. 80. - 464 s.
49. ↑ Määräykset Venäjän federaatiossa käytettäväksi sallituista määräyksiköistä. Arkistokopio 2. marraskuuta 2013 Wayback Machinessa Hyväksytty Venäjän federaation hallituksen asetuksella 31. lokakuuta 2009 N 879.
50. ↑ OIML International Document D2. Laillistetut (virallisesti käyttöön hyväksytty) mittayksiköt. Liite A. Haettu 11. kesäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 14. lokakuuta 2013. (määrätön)
51. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 92.
52. ↑ UNSCEAR-raportti, 2000 , s. 5.
53. ↑ Säteilysuojaus lääketieteessä. ICRP-julkaisu 105 . - 2011. - S. 17-18. - 66 s.

Kirjallisuus

• RMG 78-2005. Ionisoiva säteily ja niiden mittaukset. Termit ja käsitteet. M.: Standartinform, 2006.
• YK:n atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevä tiedekomitea. IONISoivan SÄTEILYN LÄHTEET JA VAIKUTUKSET. UNSCEAR  2000 -raportti yleiskokoukselle ] . - 2000. - Voi. I. - 654 s.
• Kozlov V.F. Säteilyturvallisuuskäsikirja. - 4. painos — M  .: Energoatomizdat, 1991. — 352 s. — ISBN 5-283-03063-6 .
• Ionisoivan säteilyn biologinen vaikutus // Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia  : [30 osana]  / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.

Linkit

• Katsaus Venäjän federaation ympäristön tilasta ja saastumisesta //Roshydromet
• Säteilytilanne Venäjän federaation alueella
• Pietarin säteilytausta kaupunginosien kontekstissa vuodesta 2014 Valtioyksikkö Mineralin mukaan
• Säteilytilanne Rosatomin yrityksissä
• Yhdistyneiden kansakuntien atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevän tiedekomitean (UNSCEAR  ) julkaisut

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Hienoa norjalaista Britannica (verkossa) Moderni Ukraina
Bibliografisissa luetteloissa BNE : XX527268 BNF : 119445559 GND : 4027633-8 J9U : 987007560545205171 LCCN : sh85067827 NDL : 00563523 NKC : ph121183 SUDOC : 027393674