Alfa beta gama janë pjesë e rrezatimit. Rrezatimi alfa: fuqi depërtuese. Mbrojtja nga rrezatimi alfa. Ndërveprimi i rrezatimit jonizues me lëndën

alfa, beta (një grup rrezatimi korpuskular), rrezatimi gama (një grup rrezatimi valor).

Korpuskulare janë rrjedhat e grimcave elementare të padukshme që kanë masë dhe diametër. Rrezatimet valore janë të natyrës kuantike. Këto janë valë elektromagnetike në intervalin e valëve ultra të shkurtra.

Rrezatimi alfa është një rrymë grimcash alfa që përhapen me një shpejtësi fillestare prej rreth 20 mijë km/s. Aftësia e tyre jonizuese është e madhe, dhe meqenëse çdo akt jonizimi kërkon një energji të caktuar, aftësia e tyre depërtuese është e parëndësishme: gjatësia e rrugës në ajër është 3-11 cm, dhe në media të lëngshme dhe të ngurta - të qindtat e milimetrit. Një fletë letre e trashë i ndalon plotësisht. Mbrojtje e besueshme nga grimcat alfa sigurohet edhe nga veshjet e njeriut.Meqenëse rrezatimi alfa ka fuqinë më të lartë jonizuese, por aftësinë më pak depërtuese, rrezatimi i jashtëm me grimcat alfa është praktikisht i padëmshëm, por futja e tyre brenda trupit është shumë e rrezikshme.

Rrezatimi beta është një rrymë grimcash beta, të cilat, në varësi të energjisë së rrezatimit, mund të përhapen me një shpejtësi afër shpejtësisë së dritës (300 mijë km/s). Grimcat beta kanë më pak ngarkesë dhe shpejtësi më të madhe se grimcat alfa, kështu që ato kanë më pak fuqi jonizuese por fuqi më të madhe depërtuese. Distanca e udhëtimit të grimcave beta me energji të lartë në ajër është deri në 20 m, në ujë dhe inde të gjalla - deri në 3 cm, në metal - deri në 1 cm. Në praktikë, grimcat beta thithin pothuajse plotësisht xhamin e dritares ose makinës dhe metalin ekrane me trashësi disa milimetra. Veshja thith deri në 50% të grimcave beta.Gjatë rrezatimit të jashtëm të trupit, 20-25% e grimcave beta depërtojnë në një thellësi rreth 1 mm. Prandaj, rrezatimi beta i jashtëm përbën një rrezik serioz vetëm kur substancat radioaktive vijnë në kontakt të drejtpërdrejtë me lëkurën (veçanërisht sytë) ose brenda trupit.

Rrezatimi gama është rrezatim elektromagnetik i emetuar nga bërthamat e atomeve gjatë transformimeve radioaktive. Zakonisht shoqëron prishjen beta, më rrallë kalbjen alfa. Për nga natyra e tij rrezatimi gama është një fushë elektromagnetike me gjatësi vale 10~8-10~cm.Emetohet në pjesë të veçanta (kuanta) dhe përhapet me shpejtësinë e dritës. Aftësia e tij jonizuese është dukshëm më e vogël se ajo e grimcave beta dhe aq më tepër e grimcave alfa.Por rrezatimi gama ka aftësinë më të madhe depërtuese dhe mund të përhapet qindra metra në ajër. Për të dobësuar energjinë e saj përgjysmë, kërkohet një shtresë e substancës (shtresë gjysmë zbutëse) me trashësi: ujë - 23 cm, çelik - rreth 3, beton - 10, dru - 30 cm. Për shkak të aftësisë më të madhe depërtuese, Rrezatimi gama është faktori më i rëndësishëm i efektit dëmtues të rrezatimit radioaktiv gjatë rrezatimit të jashtëm.Metalet e rënda, si plumbi, të cilët përdoren më shpesh për këto qëllime, janë një mbrojtje e mirë kundër rrezatimit gama.

100. Efekti i rrezatimit tek njerëzit

Krahasuar me faktorë të tjerë dëmtues, rrezatimi jonizues (rrezatimi) është studiuar më së miri. Si ndikon rrezatimi në qelizat? Gjatë ndarjes së bërthamave atomike, çlirohen sasi të mëdha energjie, të afta për të hequr elektronet nga atomet e substancës përreth. Ky proces quhet jonizues, dhe rrezatimi elektromagnetik që bart energji quhet jonizues. Një atom i jonizuar ndryshon vetitë e tij fizike dhe kimike. Rrjedhimisht, vetitë e molekulës në të cilën përfshihet ndryshojnë. Sa më i lartë të jetë niveli i rrezatimit, aq më i madh është numri i ngjarjeve të jonizimit, aq më shumë do të jenë qelizat e dëmtuara. Trupi zëvendëson qelizat e vdekura me të reja brenda ditëve ose javëve dhe në mënyrë efektive i hedh poshtë qelizat mutante. Kjo është ajo që bën sistemi imunitar. Por ndonjëherë sistemet mbrojtëse dështojnë. Rezultati afatgjatë mund të jetë kanceri ose ndryshime gjenetike tek pasardhësit, në varësi të llojit të qelizës së dëmtuar (qeliza e rregullt ose embrion). Asnjë rezultat nuk është i paracaktuar, por të dy kanë njëfarë probabiliteti. Kanceret që shfaqen në mënyrë spontane quhen raste spontane. Nëse zbulohet se një agjent është përgjegjës për shkaktimin e kancerit, thuhet se kanceri është i shkaktuar.

Nëse doza e rrezatimit tejkalon sfondin natyror me qindra herë, ajo bëhet e dukshme për trupin. E rëndësishme nuk është se është rrezatim, por është më e vështirë për sistemet mbrojtëse të trupit të përballojnë sasinë e shtuar të dëmtimit. Për shkak të frekuencës në rritje të dështimeve, lindin kancere shtesë "rrezatimi". Numri i tyre mund të jetë disa për qind e numrit të kancereve spontane.

Doza shumë të mëdha, kjo është mijëra herë më e lartë se sfondi. Në doza të tilla, vështirësitë kryesore të trupit nuk lidhen me qelizat e ndryshuara, por me vdekjen e shpejtë të indeve të rëndësishme për trupin. Trupi nuk mund të përballojë rivendosjen e funksionimit normal të organeve më të cenueshme, kryesisht të palcës së eshtrave të kuqe, e cila i përket sistemit hematopoietik. Shfaqen shenja të sëmundjes akute - sëmundje akute nga rrezatimi. Nëse rrezatimi nuk i vret të gjitha qelizat e palcës kockore menjëherë, trupi do të shërohet me kalimin e kohës. Shërimi nga sëmundja nga rrezatimi zgjat më shumë se një muaj, por më pas personi jeton një jetë normale. Pasi janë shëruar nga sëmundja e rrezatimit, njerëzit kanë pak më shumë gjasa se bashkëmoshatarët e tyre të pa rrezatuar për t'u prekur nga kanceri. Me disa përqind. Kjo rrjedh nga vëzhgimet e pacientëve në vende të ndryshme të botës që i janë nënshtruar radioterapisë dhe atyre që kanë marrë doza mjaft të mëdha rrezatimi, për punonjësit e ndërmarrjeve të para bërthamore, të cilat nuk kishin ende sisteme të besueshme të mbrojtjes nga rrezatimi, si dhe për të mbijetuarit e bombardimeve atomike të japonezëve. , dhe likuiduesit e Çernobilit. Midis grupeve të listuara, banorët e Hiroshima dhe Nagasaki kishin dozat më të larta. Mbi 60 vjet vëzhgim, në 86.5 mijë njerëz me doza 100 ose më shumë herë më të larta se sfondi natyror, pati 420 raste më shumë të kancerit fatal sesa në grupin e kontrollit (një rritje prej afërsisht 10%). Ndryshe nga simptomat e sëmundjes akute nga rrezatimi, të cilat duhen orë ose ditë për t'u shfaqur, kanceri nuk shfaqet menjëherë, ndoshta pas 5, 10 ose 20 vjetësh. Për vendndodhje të ndryshme të kancerit, periudha latente është e ndryshme. Leuçemia (kanceri i gjakut) zhvillohet më shpejt, në pesë vitet e para. Është kjo sëmundje që konsiderohet një tregues i ekspozimit ndaj rrezatimit në doza të rrezatimit qindra e mijëra herë më të larta se sfondi.

Miti 03. Lloji më i rrezikshëm i rrezatimit është rrezatimi gama

Që nga ditët e shkollës, shumë kanë pasur përshtypjen se rrezatimi gama është vërtet i rrezikshëm. Të formuara gjatë një ndezjeje bërthamore, rrezet gama udhëtojnë për shumë kilometra, depërtojnë njerëzit përmes dhe përmes dhe çojnë në sëmundje nga rrezatimi. Është për t'u mbrojtur nga rrezatimi gama që reaktori bërthamor është i rrethuar nga një shtresë e trashë betoni dhe burime të vogla rrezatimi janë të fshehura në kontejnerë plumbi. E gjithë kjo është e vërtetë. Por nuk lidhet drejtpërdrejt me rrezikun e rrezatimit për njerëzit.

Pse? Sepse në këtë rast po flasim për një veti krejtësisht të ndryshme të rrezatimit - aftësinë e tij depërtuese. Po, rrezatimi gama e ka këtë aftësi shumë më të lartë se rrezet alfa dhe beta. Por rreziku i rrezatimit nuk përcaktohet nga aftësia depërtuese, por nga doza. Ne do të kthehemi te rrezet tona gama më vonë, por tani për tani le të përpiqemi të kuptojmë se çfarë është doza.

Le të shohim një shembull të përditshëm. Një burrë piu 250 gram vodka. Çfarë është kjo dozë? Jo, ky është një porcion që përmban 100 gram alkool. Dhe doza llogaritet duke marrë parasysh peshën trupore të personit. Nëse ai peshon 100 kg, atëherë në shembullin tonë doza do të jetë e barabartë me 1 gram alkool për 1 kilogram peshë trupore. Nëse një person peshon 50 kg, atëherë doza do të jetë 2 gram për kilogram, domethënë dy herë më shumë. A e shihni sa i përshtatshëm është të krahasoni? Është tashmë e qartë se marrja e së njëjtës porcion do të ketë një efekt më të fortë tek një person i dytë. Dhe nga e njëjta dozë pasojat do të jenë proporcionale.

Ndikimi i rrezatimit jonizues tek njerëzit vlerësohet në mënyrë të ngjashme. Karakteristika më e thjeshtë është e ashtuquajtura doza e absorbuar. Si përcaktohet? Në dy faza. Së pari, ata matin ose llogarisin - jo, jo gram alkool, por sasinë e energjisë që trupi (një person ose një organ individual) thithi si rezultat i rrezatimit. Dhe pastaj kjo energji e absorbuar ndahet me peshën e trupit.

Si matet energjia? Kjo është e drejtë, në joules (J). Po në masë? Në kilogramë. Rezulton se doza e absorbuar do të matet në xhaul për kilogram: J/kg. Por kur bëhet fjalë për rrezatimin, “xhaul për kilogram” merr një emër të veçantë, për nder të shkencëtarit të famshëm. Ndoshta keni dëgjuar - "gri" (Gr)? Ju mund të jeni njohur me fjalën "rad" - doza e përthithur u mat në rad përpara futjes së gri. Një rad është njëqind herë më pak se një gri, kështu lidhet një qindarkë me një rubla: 1 Gr = 100 rad. Dhe edhe më herët ata përdorën një njësi të njohur - rreze x. Rrezet X u përdorën për të vlerësuar jo energjinë, por aftësinë jonizuese të rrezatimit.

Le të mos shqetësohemi për këtë, për thjeshtësi vërejmë se një rreze x është afërsisht e barabartë me një rad. Kushtojini vëmendje tre detajeve të rëndësishme.

Para së gjithash, një dozë është një pjesë. Dhe numëruesi nuk është aspak numri i grimcave alfa ose kuantave gama të përthithur nga trupi. Numëruesi i thyesës është energjia. Është energjia e rrezatimit jonizues që ka rëndësi. Për shembull, rrezatimi gama mund të jetë i fortë dhe i butë: rrezatimi i fortë (shih skajin e djathtë të shkallës në Fig. 2.2) ka energji të lartë dhe rrezatimi i butë (më afër ultravjollcës) mbart më pak energji. Nuk është vetëm kalibri i plumbave që ka rëndësi. Një e shtënë nga një pushkë është një gjë, por i njëjti plumb nga një llastiqe është krejt tjetër.

Së dyti, ne nuk jemi të interesuar për të gjithë energjinë e rrezatimit, por vetëm për pjesën që është përthithur nga trupi i rrezatuar. Energjia e rrezatimit që kalon nëpër trup nuk përfshihet në dozë.

pi, së treti, emëruesi i thyesës është masa. Por nuk është më masa e radionuklidit, si kur llogaritet aktiviteti specifik, por masa e trupit të rrezatuar - objektivi. Oh, po, ata përdorin edhe disa siverta. Por para se të hutoheni plotësisht, dua t'ju jap pak frymëzim. E vërtetë, jo të gjithë, por vetëm pjesa mashkullore e lexuesve.

Le të përpiqemi të kuptojmë: pse ne, burra, duhet t'i kuptojmë të gjitha këto gri dhe bekerel? Imagjinoni të takoni një grua të mrekullueshme. Është e vështirë ta befasosh atë pa shumë para (e kuptoj: nuk ka gjasa që një oligark ta lexojë këtë libër). Por ne kështu e bëjmë. E zhvendosim pa probleme bisedën në temën e rrezatimit dhe fusim rastësisht diçka si: “Pra... dendësia e ndotjes së territorit atje ishte... mmm... 10 kuri për kilometër katror. Pastaj këto viktima të Çernobilit morën (këtu duhet të fërkoni ballin me gishtin tregues) një dozë mesatare prej rreth 100 miligr. Më shumë se normale, por jo e rrezikshme.” Të gjitha! Ajo është në ekstazë - ajo është e juaja!

Por gratë nuk rekomandohen të demonstrojnë përparim në bisedat me burra: kjo është një fyerje për dinjitetin mashkullor. Por seriozisht, derisa të kuptojmë bazat, nuk do të mund të kemi një mendim të pavarur. Dhe ne do të duhet të marrim mendimet e njerëzve të tjerë për besimin. Pra - përpara!

Le të kthehemi te sivertat tona. Pse nevojiten, nuk kemi ngrohje të mjaftueshme? Rezulton se doza e absorbuar nuk merr parasysh gjithçka: nuk merr parasysh aftësinë e ndryshme të llojeve të ndryshme të rrezatimit për të dëmtuar indet e organizmave të gjallë.Gjëra të ndryshme shpesh ngatërrohen: aftësia depërtuese e llojeve të ndryshme të rrezatimit dhe efektin e tyre demtues.

Po, rrezatimi gama ka një aftësi të lartë depërtuese dhe është më e vështirë për t'u mbrojtur. Por ne duam të krahasojmë efektet e dëmshme të rrezatimeve të ndryshme në të njëjtën dozë të absorbuar. Për shembull, kur nuk është e mundur të mbroni plotësisht veten, dhe një person ende fiton gri, në këtë rast rrezatimi alfa është shumë më i rrezikshëm. Sepse grimcat e rënda dhe të ngarkuara alfa, që hyjnë në një qelizë të gjallë, ngadalësohen ndjeshëm dhe e shuajnë energjinë e tyre në një pjesë të shkurtër të shtegut. Grimcat alfa mund të krahasohen jo vetëm me ato të kalibrit të madh, por edhe me plumba shpërthyes. Prandaj, shkalla e dëmtimit biologjik për të njëjtën dozë të absorbuar për rrezatim alfa do të jetë më e lartë.

Le të theksojmë përsëri: një gri i rrezatimit alfa është më i rrezikshëm se një gri i rrezatimit beta ose gama. Një tjetër gjë është se është më e lehtë të merret një dozë e madhe e absorbuar nga rrezatimi beta ose gama: mjafton të jesh afër burimit të rrezatimit (për shembull, me izotopet e stroncium-90 ose cezium-137). Dhe madje edhe shtresa e ajrit midis jush dhe burimit, për shembull, një shufër uraniumi, mund të mbrojë nga rrezatimi alfa.

Rrezatimi alfa bëhet i rrezikshëm vetëm kur radionuklidi hyn në trup. Është me rrezatim të brendshëm që shfaqet rreziku i tij i shtuar.

Nëse merrni frymë radon radioaktiv, ose pini aksidentalisht një zgjidhje uraniumi (më mirë jo), atëherë grija që rezulton do të jetë më e dëmshme se grija e stronciumit ose ceziumit.

Pra, jo i gjithë rrezatimi jonizues është po aq i rrezikshëm. Por si të merret parasysh kjo? Për këtë qëllim, përdoret një faktor korrigjues në lidhje me rrezatimin gama të marrë si standard. Ky koeficient ka një emër kompleks - një koeficient peshimi për llojet individuale të rrezatimit. Nuk ka nevojë ta mbani mend.

Besohet se efektet e dëmshme të rrezatimit beta dhe gama në doza të barabarta janë të njëjta: për rrezatimin beta koeficienti është i barabartë me një. Por për rrezatimin alfa faktori korrigjues është njëzet.

Doza e llogaritur duke marrë parasysh faktorin e peshimit nuk quhet më e absorbuar, por ekuivalente dhe matet në sieverta (Sv).

Pra, ne kemi një formulë të thjeshtë:

Doza e absorbuar * Koeficienti = Doza ekuivalente

Për rrezatimin beta dhe gama marrim:

1 Gy x 1 = 1 Sv, një gri është e barabartë me një sievert.

Dhe për rrezatimin e fshehtë alfa kemi:

1 Gy x 20 = 20 Sv.

Çdo gri i rrezatimit alfa është njëzet herë më i rrezikshëm se rrezatimi gama ose beta (mendoj se kam filluar të përsëris veten). Nëse doza shprehet në sievert, rreziku i saj për organizmat e gjallë - pavarësisht nga lloji i rrezatimit - do të jetë i njëjtë. Kjo është arsyeja pse një dozë e tillë quhet ekuivalente. Ky koncept është më i përshtatshëm se doza e absorbuar.

Përpara administrimit të sievertit, doza ekuivalente llogaritej në rem. Rem do të thotë thjesht: ekuivalenti biologjik i një rreze x. Sot, rers, siç jemi të kënaqur, i përkasin të shkuarës, por ato gjenden ende në literaturën shkencore. Dijeni se raporti i sievertit me rem është i njëjtë me gri dhe rad:

1 Sv = 100 rem.

Nga rruga, një sievert është një dozë e madhe, mund të thuhet: emergjente. Kjo dozë mund të çojë në sëmundje akute të rrezatimit. Për doza të vogla, një njësi më e përshtatshme është milisievert (mSv), një e mijëta e sievertit. Për të qenë të qartë, një milisievert është sfondi mesatar natyror pa radon.

Pra, ne njohim dy lloje të dozës: të përthithur dhe ekuivalente. Të dyja shprehen në xhaul për kilogram. Por jo gjithmonë përkojnë. Doza e absorbuar mund të matet. Doza ekuivalente do të tregojë më shumë për pasojat e rrezatimit, por nuk mund të matet. Por mund të llogaritet nga doza e absorbuar.

Dhe tani gjëja më e rëndësishme. Doza, kryesisht madhësia e dozës, përcakton rrezikun e rrezatimit. Dhe këtu duhet mbajtur parasysh një gjë e rëndësishme: origjina e rrezatimit nuk ka rëndësi. Për trupin, nuk ka rëndësi se nga e keni marrë dozën: nga dielli, nga një aparat me rreze X, në një vendpushim radon, nga termocentrali më i afërt bërthamor apo si rezultat i aksidentit të Çernobilit - është gjithçka. njëjtë. Gjëja kryesore është se sa milisievert ka.

Lexues, a ju ka zënë gjumi akoma? Jini pak të durueshëm: e vështirë në stërvitje - e lehtë në betejë. Për ta bërë materialin e ri më të lehtë për t'u tretur, hidhini një sy diagramit.

Oriz. 3.1 Skema e efektit të rrezatimit jonizues në trupin e rrezatuar

Nga ABC e sigurisë nga rrezatimi, mbetet për t'u sqaruar edhe një koncept - norma e dozës. E mbani mend kursin tuaj të fizikës në shkollë? Në cilat njësi matet fuqia? Jo, kuaj-fuqi tradicionalisht mat vetëm fuqinë e motorëve të makinave. Në raste të tjera, përdoren watts. Si ndryshon fuqia (vat) nga energjia (xhaul)? E drejta. Fuqia është energji e ndarë me një interval kohor, domethënë një vat është një xhaul për sekondë.

Është e njëjta gjë me rrezatimin. Nëse dëgjoni: sfondi natyror radioaktiv është shtatë mikroroentgjenë në orë, atëherë ne po flasim për shkallën e dozës. Dhe në instrumentet dozimetrike moderne, shkalla e dozës shprehet në mikrogri në orë.

Le të përmbledhim. Miti për llojin më të rrezikshëm të rrezatimit - rrezatimin gama - shpjegohet me konfuzion: në varësi të asaj që kuptoni me rrezik. Rrezatimi gama ka fuqi maksimale depërtuese dhe është më e vështirë për t'u mbrojtur. Por me të njëjtën dozë të absorbuar, rrezatimi alfa është më i rrezikshmi.

Rreziku i rrezatimit jonizues përcaktohet nga doza e përthithur nga objektivi. Doza mund të shprehet në dy njësi: gri dhe sivertë. Nëse doza shprehet në sivertë, efektet e saj nuk varen nga lloji i rrezatimit.

Letërsia

1. Standardet e sigurisë nga rrezatimi NRB-99/2009: rregullat dhe standardet sanitare dhe epidemiologjike. - M.: Qendra Federale për Higjienën dhe Epidemiologjinë e Rospotrebnadzor, 2009. – 100 f.

Rrezatimi jonizues (në tekstin e mëtejmë IR) është rrezatim, ndërveprimi i të cilit me lëndën çon në jonizimin e atomeve dhe molekulave, d.m.th. ky ndërveprim çon në ngacmimin e atomit dhe ndarjen e elektroneve individuale (grimcat e ngarkuara negativisht) nga predha atomike. Si rezultat, i privuar nga një ose më shumë elektrone, atomi shndërrohet në një jon të ngarkuar pozitivisht - ndodh jonizimi primar. II përfshin rrezatimin elektromagnetik (rrezatimin gama) dhe rrjedhat e grimcave të ngarkuara dhe neutrale - rrezatimi korpuskular (rrezatimi alfa, rrezatimi beta dhe rrezatimi neutron).

Rrezatimi alfa i referohet rrezatimit korpuskular. Kjo është një rrymë grimcash alfa të ngarkuara pozitivisht të rënda (bërthamat e atomeve të heliumit) që rezultojnë nga prishja e atomeve të elementeve të rënda si uraniumi, radiumi dhe toriumi. Meqenëse grimcat janë të rënda, diapazoni i grimcave alfa në një substancë (d.m.th., rruga përgjatë së cilës ato prodhojnë jonizimin) rezulton të jetë shumë e shkurtër: të qindtat e milimetrit në media biologjike, 2.5-8 cm në ajër. Kështu, një fletë e rregullt letre ose shtresa e jashtme e vdekur e lëkurës mund t'i bllokojë këto grimca.

Megjithatë, substancat që lëshojnë grimca alfa janë jetëgjatë. Si rezultat i substancave të tilla që hyjnë në trup me ushqim, ajër ose përmes plagëve, ato barten në të gjithë trupin nga qarkullimi i gjakut, depozitohen në organet përgjegjëse për metabolizmin dhe mbrojtjen e trupit (për shembull, shpretka ose nyjet limfatike). duke shkaktuar rrezatim të brendshëm të trupit. Rreziku i një rrezatimi të tillë të brendshëm të trupit është i lartë, sepse këto grimca alfa krijojnë një numër shumë të madh jonesh (deri në disa mijëra palë jonesh për 1 mikron rrugë në inde). Jonizimi, nga ana tjetër, përcakton një numër karakteristikash të atyre reaksioneve kimike që ndodhin në materie, veçanërisht në indet e gjalla (formimi i agjentëve të fortë oksidues, hidrogjeni dhe oksigjeni i lirë, etj.).

Rrezatimi beta(rrezet beta, ose rryma e grimcave beta) gjithashtu i referohet llojit korpuskular të rrezatimit. Ky është një rrymë elektronesh (rrezatim β, ose, më shpesh, vetëm rrezatim β) ose pozitron (rrezatim β+) të emetuar gjatë zbërthimit radioaktiv beta të bërthamave të atomeve të caktuara. Elektronet ose pozitronet prodhohen në bërthamë kur një neutron shndërrohet në një proton ose një proton në një neutron, përkatësisht.

Elektronet janë dukshëm më të vogla se grimcat alfa dhe mund të depërtojnë 10-15 centimetra thellë në një substancë (trup) (krh. të qindtat e milimetrit për grimcat alfa). Kur kalon nëpër materie, rrezatimi beta ndërvepron me elektronet dhe bërthamat e atomeve të tij, duke shpenzuar energjinë e tij në këtë dhe duke ngadalësuar lëvizjen derisa të ndalojë plotësisht. Për shkak të këtyre vetive, për t'u mbrojtur nga rrezatimi beta, mjafton të keni një ekran organik xhami me trashësi të përshtatshme. Përdorimi i rrezatimit beta në mjekësi për terapi rrezatimi sipërfaqësore, intersticiale dhe intrakavitare bazohet në të njëjtat veti.

Rrezatimi neutron- një lloj tjetër i llojit korpuskular të rrezatimit. Rrezatimi neutron është një rrjedhë neutronesh (grimca elementare që nuk kanë ngarkesë elektrike). Neutronet nuk kanë një efekt jonizues, por një efekt jonizues shumë domethënës ndodh për shkak të shpërndarjes elastike dhe joelastike në bërthamat e materies.

Substancat e rrezatuara nga neutronet mund të fitojnë veti radioaktive, domethënë të marrin të ashtuquajturin radioaktivitet të induktuar. Rrezatimi neutron gjenerohet gjatë funksionimit të përshpejtuesve të grimcave, në reaktorët bërthamorë, instalimet industriale dhe laboratorike, gjatë shpërthimeve bërthamore etj. Rrezatimi neutron ka aftësinë më të madhe depërtuese. Materialet më të mira për mbrojtjen nga rrezatimi neutron janë materialet që përmbajnë hidrogjen.

Rrezet gama dhe rrezet x i përkasin rrezatimit elektromagnetik.

Dallimi themelor midis këtyre dy llojeve të rrezatimit qëndron në mekanizmin e shfaqjes së tyre. Rrezatimi me rreze X është me origjinë ekstranukleare, rrezatimi gama është produkt i kalbjes bërthamore.

Rrezatimi me rreze X u zbulua në 1895 nga fizikani Roentgen. Ky është rrezatim i padukshëm i aftë për të depërtuar, megjithëse në shkallë të ndryshme, në të gjitha substancat. Është rrezatim elektromagnetik me një gjatësi vale të rendit - nga 10 -12 në 10 -7. Burimi i rrezeve X është një tub me rreze X, disa radionuklide (për shembull, emetuesit beta), përshpejtuesit dhe pajisjet e ruajtjes së elektroneve (rrezatimi sinkrotron).

Tubi i rrezeve X ka dy elektroda - katodën dhe anodin (përkatësisht elektroda negative dhe pozitive). Kur katoda nxehet, ndodh emetimi i elektroneve (dukuri e emetimit të elektroneve nga sipërfaqja e një ngurte ose lëngu). Elektronet që dalin nga katoda përshpejtohen nga fusha elektrike dhe godasin sipërfaqen e anodës, ku ato ngadalësohen ndjeshëm, duke rezultuar në rrezatim me rreze X. Ashtu si drita e dukshme, rrezet X bëjnë që filmi fotografik të bëhet i zi. Kjo është një nga vetitë e saj, thelbësore për mjekësinë - se është depërtues i rrezatimit dhe, në përputhje me rrethanat, pacienti mund të ndriçohet me ndihmën e tij, dhe meqë Indet me densitet të ndryshëm thithin rrezet X ndryshe - ne mund të diagnostikojmë shumë lloje sëmundjesh të organeve të brendshme në një fazë shumë të hershme.

Rrezatimi gama është me origjinë intranukleare. Ndodh gjatë zbërthimit të bërthamave radioaktive, kalimit të bërthamave nga gjendja e ngacmuar në gjendjen bazë, gjatë bashkëveprimit të grimcave të ngarkuara shpejt me lëndën, asgjësimit të çifteve elektron-pozitron etj.

Fuqia e lartë depërtuese e rrezatimit gama shpjegohet me gjatësinë e tij të valës së shkurtër. Për të dobësuar rrjedhën e rrezatimit gama, përdoren substanca me një numër të konsiderueshëm masiv (plumb, tungsten, uranium etj.) dhe të gjitha llojet e përbërjeve me densitet të lartë (betone të ndryshme me mbushës metalik).

Pas zbulimit të elementeve radioaktive, filloi kërkimi për natyrën fizike të rrezatimit të tyre. Përveç Becquerel dhe Curies, Rutherford mori këtë detyrë.

Eksperimenti klasik që bëri të mundur zbulimin e përbërjes komplekse të rrezatimit radioaktiv ishte si më poshtë. Përgatitja e radiumit vendosej në fund të një kanali të ngushtë në një copë plumbi. Përballë kanalit kishte një pllakë fotografike. Rrezatimi që dilte nga kanali u ndikua nga një fushë magnetike e fortë, linjat e induksionit të së cilës ishin pingul me rrezen (Fig. 13.6). I gjithë instalimi u vendos në një vakum.

Në mungesë të një fushe magnetike, një pikë e errët u zbulua në pllakën fotografike pas zhvillimit pikërisht përballë kanalit. Në një fushë magnetike, rrezja ndahet në tre rreze. Dy komponentët e rrjedhës parësore u devijuan në drejtime të kundërta. Kjo tregonte se këto rrezatime kishin ngarkesa elektrike me shenja të kundërta. Në këtë rast, komponenti negativ i rrezatimit u devijua nga fusha magnetike shumë më fort sesa ajo pozitive. Komponenti i tretë nuk u devijua fare nga fusha magnetike. Komponenti i ngarkuar pozitivisht quhet rreze alfa, komponenti i ngarkuar negativisht quhet rreze beta dhe komponenti neutral quhet rreze gama (rrezet α, rreze β, rreze γ).

Këto tre lloje rrezatimi ndryshojnë shumë në aftësinë depërtuese, domethënë në atë se sa intensivisht absorbohen nga substanca të ndryshme. Rrezet α kanë fuqinë më të vogël depërtuese. Një shtresë letre me trashësi rreth 0,1 mm është tashmë e errët për ta. Nëse mbuloni një vrimë në një pllakë plumbi me një copë letër, atëherë në pllakën fotografike nuk do të gjendet asnjë vend që korrespondon me rrezatimin a.

Shumë më pak rreze β absorbohen kur kalojnë nëpër materie. Pllaka e aluminit i ndalon plotësisht ato vetëm me një trashësi prej disa milimetrash. Rrezet γ kanë aftësinë më të madhe depërtuese.

Intensiteti i përthithjes së rrezeve γ rritet me rritjen e numrit atomik të substancës absorbuese. Por një shtresë plumbi 1 cm e trashë nuk është një pengesë e pakapërcyeshme për ta. Kur rrezet y kalojnë nëpër një shtresë të tillë plumbi, intensiteti i tyre zvogëlohet vetëm përgjysmë.

Natyra fizike e rrezeve α-, β- dhe γ është padyshim e ndryshme.

rrezet gama. Në vetitë e tyre, rrezet γ janë shumë të ngjashme me rrezet X, por fuqia e tyre depërtuese është shumë më e madhe se ajo e rrezeve X. Kjo sugjeroi që rrezet gama ishin valë elektromagnetike. Të gjitha dyshimet për këtë u zhdukën pasi u zbulua difraksioni i rrezeve γ në kristale dhe u mat gjatësia e valës së tyre. Doli të ishte shumë e vogël - nga 10 -8 në 10 -11 cm.

Në shkallën e valëve elektromagnetike, rrezet γ ndjekin drejtpërdrejt rrezet X. Shpejtësia e përhapjes së rrezeve γ është e njëjtë me atë të të gjitha valëve elektromagnetike - rreth 300,000 km/s.

Rrezet beta. Që në fillim, rrezet α- dhe β u konsideruan si rrjedha të grimcave të ngarkuara. Ishte më e lehtë të eksperimentosh me rrezet β, pasi ato devijohen më fort si në fushat magnetike ashtu edhe në ato elektrike.

Detyra kryesore e eksperimentuesve ishte të përcaktonin ngarkesën dhe masën e grimcave. Gjatë studimit të devijimit të grimcave β në fushat elektrike dhe magnetike, u zbulua se ato nuk janë asgjë më shumë se elektronet që lëvizin me shpejtësi shumë afër shpejtësisë së dritës. Është e rëndësishme që shpejtësitë e grimcave β të emetuara nga çdo element radioaktiv të mos jenë të njëjta. Ka grimca me shpejtësi shumë të ndryshme. Kjo çon në zgjerimin e rrezes së grimcave β në një fushë magnetike (shih Fig. 13.6).

Ishte më e vështirë të zbulohej natyra e grimcave α, pasi ato devijohen më pak nga fushat magnetike dhe elektrike. Më në fund Rutherford ia doli të zgjidhte këtë problem. Ai mati raportin e ngarkesës q të grimcës me masën e saj m me devijimin e saj në një fushë magnetike. Doli të ishte afërsisht 2 herë më pak se ajo e një protoni - bërthama e një atomi hidrogjeni. Ngarkesa e një protoni është e barabartë me atë elementare, dhe masa e tij është shumë afër njësisë së masës atomike 1 . Rrjedhimisht, një grimcë α ka një masë për ngarkesë elementare të barabartë me dy njësi të masës atomike.

1 Një njësi e masës atomike (amu) është e barabartë me 1/12 e masës së një atomi karboni; 1 a. e.m. ≈ 1,66057 10 -27 kg.

Por ngarkesa e grimcës α dhe masa e saj mbetën, megjithatë, të panjohura. Ishte e nevojshme të matej ose ngarkesa ose masa e grimcës α. Me ardhjen e numëruesit Geiger, u bë e mundur matja e ngarkesës më lehtë dhe më saktë. Përmes një dritareje shumë të hollë, grimcat alfa mund të depërtojnë në banak dhe të regjistrohen prej tij.

Rutherford vendosi një numërues Geiger në rrugën e grimcave alfa, i cili mati numrin e grimcave të emetuara nga një ilaç radioaktiv gjatë një kohe të caktuar. Pastaj ai e zëvendësoi banakun me një cilindër metalik të lidhur me një elektrometër të ndjeshëm (Fig. 13.7). Duke përdorur një elektrometër, Rutherford mati ngarkesën e grimcave α të emetuara nga burimi në cilindër në të njëjtën kohë (radioaktiviteti i shumë substancave mbetet pothuajse i pandryshuar me kalimin e kohës). Duke ditur ngarkesën totale të grimcave α dhe numrin e tyre, Rutherford përcaktoi raportin e këtyre sasive, d.m.th., ngarkesën e një grimce α. Kjo ngarkesë doli të jetë e barabartë me dy elementare.

Kështu, ai vërtetoi se një grimcë α ka dy njësi të masës atomike për secilën nga dy ngarkesat e saj elementare. Prandaj, ekzistojnë katër njësi të masës atomike për dy ngarkesa elementare. Bërthama e heliumit ka të njëjtën ngarkesë dhe të njëjtën masë atomike relative. Nga kjo rezulton se grimca α është bërthama e një atomi heliumi.

I pakënaqur me rezultatin e arritur, Rutherford më pas vërtetoi përmes eksperimenteve të drejtpërdrejta se është helium që formohet gjatë kalbjes radioaktive. Duke mbledhur grimcat α brenda një rezervuari të veçantë për disa ditë, ai, duke përdorur analizën spektrale, ishte i bindur se heliumi po grumbullohej në enë (secila grimcë α kapte dy elektrone dhe u shndërrua në një atom heliumi).

Prishja radioaktive prodhon rreze α (bërthamat e atomit të heliumit), rreze β (elektrone) dhe rreze γ (rrezatim elektromagnetik me valë të shkurtër).

Pyetje për paragrafin

Pse doli të ishte shumë më e vështirë për të përcaktuar natyrën e rrezeve α sesa në rastin e rrezeve β?