Радиоактивдүү булак – иондоштуруучу нурланууну чыгарган радионуклиддин белгилүү бир өлчөмү. Акыркысы адатта гамма нурларды, альфа жана бета бөлүкчөлөрүн жана нейтрондук нурланууну камтыйт.
Булактардын ролу
Алар нурлануу үчүн, нурлануу иондоштуруучу функцияны аткарган учурда же радиометрикалык процессти жана приборлорду калибрлөө үчүн метрологиялык нурлануунун булагы катары колдонулушу мүмкүн. Алар ошондой эле кагаз жана болот өнөр жайларында калыңдыгын өлчөө сыяктуу өнөр жай процесстерин көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Булактар идишке (жогорку өтүүчү радиация) же бетке (төмөн өтүүчү радиация) же суюктукка салынышы мүмкүн.
Мааниси жана колдонулушу
Нурлануунун булагы катары медицинада нур терапиясы үчүн жана өнөр жайда рентгенография, нурлануу үчүн колдонулат.тамак-аш, стерилизация, зыянкечтерге каршы күрөшүү жана PVC нурлануу кайчылаш байланышы.
Радионуклиддер
Радионуклиддер нурлануунун түрүнө жана мүнөзүнө, анын интенсивдүүлүгүнө жана жарым ажыроо мезгилине жараша тандалат. Радионуклиддердин жалпы булактарына кобальт-60, иридий-192 жана стронций-90 кирет. SI булагы активдүүлүгүнүн көлөмүн өлчөө Беккерел, бирок тарыхый Кюри бирдиги дагы эле жарым-жартылай колдонулууда, мисалы АКШда, АКШнын NIST SI бирдигин колдонууну катуу сунуштаганына карабастан. Ден-соолук үчүн ал ЕБде милдеттүү.
Өмүр
Радиация булагы, адатта, активдүүлүгү коопсуз деңгээлге түшкөнгө чейин 5-15 жыл жашайт. Бирок, жарым ажыроо мөөнөтү узун радионуклиддер болгондо, аларды калибрлөөчү курал катары алда канча узак убакытка колдонсо болот.
Жабык жана жашырылган
Көптөгөн радиоактивдүү булактар жабык. Бул алардын капсуланын ичинде биротоло камтылганын же бетине катуу зат менен бекем байланганын билдирет. Капсулалар көбүнчө дат баспас болоттон, титандан, платинадан же башка инерттүү металлдан жасалат. Мөөр басылган булактарды колдонуу туура эмес иштөөдөн улам айлана-чөйрөгө радиоактивдүү материалды таркатуунун дээрлик бардык коркунучун жокко чыгарат, бирок контейнер радиацияны басаңдатууга арналбагандыктан, радиациядан коргоо үчүн кошумча коргоо талап кылынат. Жабыктар дээрлик бардык учурларда колдонулатсуюктукка же газга химиялык же физикалык кошулуу талап кылынат.
Пломбаланган булактар МАГАТЭ тарабынан минималдуу коркунучтуу радиоактивдүү объектке (адамдарга олуттуу зыян келтириши мүмкүн) карата ишмердүүлүгүнө жараша классификацияланат. Колдонулган катыш - A/D, мында A - булак аракети жана D - минималдуу кооптуу активдүүлүк.
Адамга зыян келтирбеген радиоактивдүү чыгышы жетишерлик төмөн (мисалы, түтүн детекторлорунда колдонулган) булактар классификацияланбаганын эске алыңыз.
Капсула
Радиация бир чекиттен эффективдүү келип турган капсула булактары бета, гамма жана рентген аспаптарын калибрлөө үчүн колдонулат. Акыркы убакта алар өнөр жай объектилери катары да, изилдөө объектилери катары да популярдуу эмес.
Табак пружиналары
Алар радиоактивдүү булгануу аспаптарын калибрлөө үчүн кеңири колдонулат. Башкача айтканда, алар кандайдыр бир кереметтүү эсептегичтердин ролун ойношот.
Капсула булагынан айырмаланып, табличканын булагы чыгарган фон материалдын табиятынан улам контейнердин өчүшүнө же өзүн-өзү коргоосуна жол бербөө үчүн бетинде болушу керек. Бул кичинекей масса менен оңой токтоп калган альфа бөлүкчөлөрү үчүн өзгөчө маанилүү. Брегг ийри сызыгы атмосфералык абадагы демпациянын таасирин көрсөтөт.
Ачыла элек
Ачылбаган булактар - бул туруктуу жабылган идиште болбогон жана медициналык максаттарда кеңири колдонулган булактар. Алар учурларда колдонулатбулагы оорулууга инъекция же жутуу үчүн суюктукта эритүү керек болгондо. Алар ошондой эле өнөр жайда радиоактивдүү байкоочу катары агып кетүүлөрдү аныктоо үчүн колдонулат.
Кайра иштетүү жана экологиялык аспектилер
Мөөнөтү өтүп кеткен радиоактивдүү булактарды утилдештирүү азыраак деңгээлде болсо да, башка өзөктүк калдыктарды көмүүгө окшош көйгөйлөрдү жаратат. Төмөнкү деңгээлдеги сарпталган булактар кээде таштандыларды көмүүнүн кадимки ыкмаларын колдонуу менен, адатта полигондордо жок кылынгыдай жигердүү эмес болот. Таштандылардын активдүүлүгүнө жараша скважиналардын ар кандай тереңдиктерин колдонуу менен жок кылуунун башка ыкмалары жогорку деңгээлдеги радиоактивдүү калдыктар үчүн колдонулганга окшош.
Мындай объектиге этиятсыз мамиле кылуунун белгилүү учуру Гоянияда бир нече адамдын өлүмүнө алып келген кырсык болгон.
Фондук радиация
Фондук радиация Жерде дайыма бар. Фондук радиациянын көбү табигый түрдө минералдардан, ал эми бир аз бөлүгү техногендик элементтерден келип чыгат. Жердеги, топурактагы жана суудагы табигый радиоактивдүү минералдар фон радиациясын пайда кылат. Адамдын денесинде бул табигый радиоактивдүү минералдардын кээ бирлери да бар. Космостук нурлануу бизди курчап турган радиациялык фонго да салым кошот. Табигый радиациянын деңгээлинде бир жерден экинчи жерге чоң өзгөрүү болушу мүмкүн, ошондой эле убакыттын өтүшү менен ошол эле жерде өзгөрүүлөр болушу мүмкүн. Табигый радиоизотоптор абдан күчтүү фон болуп саналатэмитенттер.
Космостук нурлануу
Космостук нурлануу Күндөн жана Жердин атмосферасына кирген жылдыздардан келген өтө энергиялуу бөлүкчөлөрдөн келип чыгат. Башкача айтканда, бул асман телолорун радиоактивдүү нурлануунун булактары деп атоого болот. Кээ бир бөлүкчөлөр жерге тийсе, башкалары атмосфера менен өз ара аракеттенип, ар кандай радиацияны жаратат. Радиоактивдүү объектке жакындаган сайын деңгээлдер жогорулайт, ошондуктан космостук нурлануунун көлөмү адатта көтөрүлүүгө пропорционалдуу көбөйөт. Канчалык бийик болсо, дозасы ошончолук жогору болот. Дал ушул себептен Колорадо штатынын Денвер шаарында (5280 фут) жашагандар деңиз деңгээлинде (0 фут) жашагандарга караганда космостук нурлануунун жылдык нурлануу дозасын көбүрөөк алышат.
Орусияда уран казуу талаштуу жана "ысык" тема бойдон калууда, анткени бул иш өтө кооптуу. Табигый, жер бетинде табылган уран жана торий биринчи радионуклиддер деп аталат жана жер үстүндөгү нурлануунун булагы болуп саналат. Уран, торий жана алардын ажыроо продуктыларынын издүү өлчөмдөрүн бардык жерден табууга болот. Радиоактивдүү ажыроо жөнүндө көбүрөөк билүү. Жер бетиндеги радиациянын деңгээли жайгашкан жерине жараша өзгөрүп турат, бирок жер үстүндөгү топурактагы уран менен торийдин концентрациясы жогору болгон аймактар, адатта, дозанын жогорку деңгээлин сезишет. Андыктан Орусияда уран казып алуу менен алектенген адамдар чоң коркунучта.
Радиация жана адамдар
Адамдын организминде радиоактивдүү заттардын издери (негизинен табигый калий-40) кездешет. Элемент тамак-ашта, топуракта жана сууда болот, алар бизкабыл алуу. Биздин денебизде аз өлчөмдөгү радиация бар, анткени организм калийдин радиоактивдүү эмес жана радиоактивдүү формаларын жана башка элементтерди ушундай эле жол менен метаболизмге салат.
Фондук радиациянын бир аз бөлүгү адамдын ишмердүүлүгүнөн келип чыгат. Өзөктүк куралды сыноо жана Украинадагы Чернобыл атомдук электр станциясында болгон кырсыктар сыяктуу радиактивдүү элементтердин микрофондору айлана-чөйрөгө тарады. Ядролук реакторлор аз өлчөмдө радиоактивдүү элементтерди бөлүп чыгарат. Өнөр жайда, жада калса кээ бир керектөөчү буюмдарда колдонулган радиоактивдүү материалдар да аз өлчөмдөгү радиациялык фон чыгарат.
Биз баарыбыз жер бетиндеги минералдар сыяктуу табигый булактардан жана медициналык рентген нурлары сыяктуу техногендик булактардан күн сайын радиацияга дуушар болобуз. Радиациядан коргоо жана өлчөө боюнча улуттук кеңештин (NCRP) маалыматы боюнча, Америка Кошмо Штаттарында адамдын жылдык орточо радиациялык таасири 620 миллирамды (6,2 миллизиверт) түзөт.
Табигатта
Радиоактивдүү заттар жаратылышта көп кездешет. Алардын кээ бирлери топуракта, ташта, сууда, абада жана өсүмдүктөрдө кездешет, алардан дем алуу жана жутушат. Бул ички таасирден тышкары, адамдар дененин сыртында калган радиоактивдүү материалдардан жана космос мейкиндигинен космостук нурлануудан сырткы таасирлерди да алышат. Адамдар үчүн орточо суткалык табигый доза жылына болжол менен 2,4 мЗв (240 мрем) түзөт.
Бул төрт эсе көп2008-жылы жылына болжол менен 0,6 мремди (60 Рем) түзгөн дүйнөдө жасалма нурлануунун глобалдык орточо таасири. Кээ бир бай өлкөлөрдө, мисалы, АКШда жана Японияда, атайын медициналык аспаптардын жеткиликтүүлүгүнө байланыштуу жасалма таасир табигый таасирден ашып кетет. Европада, өлкөлөр боюнча орточо табигый фондунун таасири Улуу Британияда жылына 2 мЗв (200 мрем) менен Финляндиядагы адамдардын айрым топтору үчүн 7 мЗв (700 мрем) чейин өзгөрөт.
Күндөлүк экспозиция
Табигый булактардын таасири жумушта да, коомдук жайларда да күнүмдүк жашоонун ажырагыс бөлүгү. Мындай таасирлер көпчүлүк учурларда коомчулукту анча тынчсыздандырбайт же такыр тынчсыздандырбайт, бирок белгилүү бир жагдайларда, мисалы, уран жана торий рудалары жана башка табигый радиоактивдүү материалдар (NORM) менен иштөөдө ден соолукту коргоо чараларын эске алуу зарыл. Бул жагдайлар акыркы жылдары агенттиктин көңүл чордонунда болууда. Бул болсо, Чернобыл атомдук электр станциясындагы жана Фукусимадагы кырсык сыяктуу радиоактивдүү заттардын чыгышы менен болгон авариялардын мисалдарын айтпай эле коелу, бул дүйнө жүзүндөгү окумуштууларды жана саясатчыларды «тынч атомго» болгон мамилесин кайра карап чыгууга мажбур кылды.
Жердин радиациясы
Жер радиациясына денеден сыртта калган булактар гана кирет. Бирок ошол эле учурда алар радиациянын кооптуу радиоактивдүү булактары болуп калууда. Кооптондурган негизги радионуклиддер калий, уран жана торий, алардын ажыроо продуктылары болуп саналат. Жанакээ бирлери, мисалы, радий жана радон, өтө радиоактивдүү, бирок аз концентрацияда кездешет. Бул объектилердин саны Жер пайда болгондон бери кыйшаюусуз кыскарган. Уран-238дин болушу менен байланышкан азыркы радиациялык активдүүлүк биздин планетанын жашоосунун башталышындагыдан эки эсе көп. Бул анын жарым ажыроо мезгили 4,5 миллиард жыл менен шартталган, ал эми калий-40 үчүн (жарым ажыроо мезгили 1,25 миллиард жыл) баштапкынын 8% гана түзөт. Бирок адамзат жашап жаткан мезгилде радиациянын көлөмү бир аз азайган.
Жарым ажыроо мезгили кыскараак (ошондуктан радиоактивдүүлүгү жогору) көп изотоптор тынымсыз табигый өндүрүшүнөн улам чириген эмес. Буга мисалдар: радий-226 (уран-238дин ажыроо чынжырындагы торий-230) жана радон-222 (ал чынжырдагы радий-226нын ажыроо продуктысы).
Торий жана уран
Радиактивдүү химиялык элементтер торий жана уран көбүнчө альфа жана бета ажыроого учурайт жана аларды аныктоо оңой эмес. Бул аларды абдан кооптуу кылат. Бирок, протондук нурлануу жөнүндө да ушуну айтууга болот. Бирок, бул элементтердин алардын каптал туундуларынын көбү да күчтүү гамма эмитент болуп саналат. Торий-232 чокусу коргошун-212ден 239 кВ, таллий-208ден 511, 583 жана 2614 кВ жана актиий-228ден 911 жана 969 кВ менен аныкталган. Уран-238 радиоактивдүү химиялык элементи висмут-214 чокулары катары 609, 1120 жана 1764 кВда көрүнөт (атмосфералык радон үчүн ошол эле чокуну караңыз). Калий-40 түздөн-түз 1461 гамма чокусу аркылуу аныкталатkeV.
Деңиздин жана башка ири суу объекттеринин үстүндөгү деңгээл жер фонунун ондон бир бөлүгүн түзөт. Тескерисинче, жээкке жакын аймактар (жана таза сууга жакын аймактар) чачылган чөкмөлөрдүн кошумча салымын кошушу мүмкүн.
Радон
Табигаттагы радиоактивдүү нурлануунун эң чоң булагы бул абадагы радон, жерден бөлүнүп чыккан радиоактивдүү газ. Радон жана анын изотоптору, негизги радионуклиддер жана ажыроо продуктылары дем алуу үчүн орточо 1,26 мЗв/жыл дозасын түзүшөт (жылына миллизиверт). Радон бир калыпта эмес бөлүштүрүлөт жана аба ырайына жараша өзгөрүп турат, ошондуктан ал ден-соолукка олуттуу коркунуч туудурган дүйнөнүн көптөгөн бөлүктөрүндө алда канча жогорку дозалар колдонулат. Скандинавия, АКШ, Иран жана Чехиядагы имараттардын ичинде дүйнөлүк орточо көрсөткүчтөн 500 эсе жогору концентрация табылган. Радон – урандын ажыроо продуктусу, ал жер кыртышында салыштырмалуу кеңири таралган, бирок дүйнө жүзү боюнча чачыраган рудалуу тектерде көбүрөөк топтолгон. Радон бул рудалардан атмосферага же жер астындагы сууларга агып чыгат, ошондой эле имараттарга сиңет. Аны өпкөнүн ичине чирүү продуктулары менен кошо жуса болот, алар таасирленгенден кийин бир канча убакытка чейин сакталат. Ушул себептен радон нурлануунун табигый булагы катары классификацияланган.
Радон таасири
Радон табигый жол менен пайда болгону менен, анын таасири үй куруу сыяктуу адамдын иш-аракеттеринен улам көбөйүп же азаят. Начар жабылган жертөлөЖакшы изоляцияланган үй үйдө радондун топтолушуна алып келип, анын тургундарын тобокелге салат. Түндүк Американын жана Европанын түндүгүндөгү кээ бир жамааттарда радондун радиациянын негизги булагы болуп калышына алып келген түндүктүн өнөр жайлуу өлкөлөрүндө жакшы изоляцияланган жана мөөр басылган үйлөрдүн кеңири жайылышына алып келди. Кээ бир курулуш материалдары, мисалы, сланец алюминийи бар жеңил бетон, фосфогипс жана италиялык туф, эгерде аларда радий камтылса жана газга тешиктүү болсо, радон бөлүп чыгарышы мүмкүн.
Радондун радиациялык таасири кыйыр түрдө. Радондун жарым ажыроо мезгили кыска (4 күн) жана радий катарындагы радиоактивдүү нуклиддердин башка катуу бөлүкчөлөрүнө ажырайт. Бул радиоактивдүү элементтер дем алып, өпкөдө калып, узакка созулган таасирге алып келет. Ошентип, радон тамеки чегүүдөн кийин өпкө рагынын экинчи негизги себеби болуп саналат жана АКШда жылына 15,000 жана 22,000 рак өлүмүнө жооп берет деп эсептелет. Бирок, эксперименттин тескери натыйжалары тууралуу талкуу дагы эле уланууда.
Атмосфералык фондун көбү радон жана анын ажыроо продуктуларынан келип чыгат. Гамма-спектр 609, 1120 жана 1764 кВда байкаларлык чокуларды көрсөтөт, алар радондун ажыроо продуктусу болгон висмут-214кө таандык. Атмосфералык фон шамалдын багытына жана метеорологиялык шарттарга катуу көз каранды. Радон да жерден жарылып чыгып, андан кийин ондогон километрге бара турган "радон булуттарын" пайда кылышы мүмкүн.
Космостук фон
Жер жана андагы бардык жандыктар тынымсызкосмостон радиация менен бомбаланды. Бул нурлануу негизинен протондордон темирге чейинки оң заряддуу иондордон жана Күн системасынын сыртында өндүрүлгөн чоңураак ядролордон турат. Бул нурлануу атмосферадагы атомдор менен өз ара аракеттенип, экинчилик аба агымын, анын ичинде рентген нурларын, мюондорду, протондорду, альфа бөлүкчөлөрүн, пиондорду, электрондорду жана нейтрондорду жаратат.
Космостук нурлануунун түз дозасы негизинен мюондордон, нейтрондордон жана электрондордон келип чыгат жана ал геомагниттик талаага жана бийиктикке жараша дүйнөнүн ар кайсы бөлүктөрүндө өзгөрүп турат. Мисалы, Америка Кошмо Штаттарынын Денвер шаары (1650 метр бийиктикте) деңиз деңгээлиндеги чекитке караганда космостук нурлардын болжол менен эки эсе көп дозасын алат.
Бул радиация тропосферанын үстүнкү катмарында 10 кмге жакын жерде алда канча күчтүү жана ошондуктан экипаж мүчөлөрүн жана бул чөйрөдө жылына көп саат өткөргөн туруктуу жүргүнчүлөрдү өзгөчө тынчсыздандырат. Ар кандай изилдөөлөргө ылайык, учуу учурунда авиакомпаниянын экипаждары адатта жылына 2,2 мЗв (220 мрем) менен 2,19 мЗв/жылга чейинки кошумча кесиптик дозаны алышат.
Орбитадагы радиация
Ошондой эле, космостук нурлар астронавттар үчүн жер бетиндеги адамдарга караганда көбүрөөк фон экспозициясын жаратат. Эл аралык космос станцияларынын же шаттлдардын кызматкерлери сыяктуу төмөн орбиталарда иштеген астронавттар Жердин магнит талаасы тарабынан жарым-жартылай корголгон, бирок ошол эле учурда жердин магнит талаасынын натыйжасы болгон Ван Аллен кур деп аталган нерседен жапа чегишет. Төмөн жер орбитасынан тышкары, сыяктууАйга саякаттаган Аполлон астронавттары башынан өткөргөн бул радиация алда канча күчтүү жана адамдын Айды же Марсты келечектеги узак мөөнөттүү изилдөөсүнө олуттуу тоскоолдук жаратат.
Космостук таасирлер ошондой эле атмосферада элементардык трансмутацияны пайда кылат, мында алар тарабынан пайда болгон экинчилик нурлануу атмосферадагы атомдук ядролор менен биригип, ар кандай нуклиддерди пайда кылат. Көптөгөн космогендик нуклиддер өндүрүлүшү мүмкүн, бирок, кыязы, эң көрүнүктүү азот атомдору менен өз ара аракеттенүү аркылуу пайда болгон көмүртек-14. Бул космогендик нуклиддер акыры Жердин бетине жетип, тирүү организмдерге кошулушу мүмкүн. Бул нуклиддердин өндүрүшү күн агымынын кыска мөөнөттүү метаморфоздорунда бир аз өзгөрөт, бирок чоң масштабда - миңдеген жылдардан миллиондогон жылдарга чейин иш жүзүндө туруктуу болуп эсептелет. Көмүртек-14түн үзгүлтүксүз өндүрүшү, кошулушу жана салыштырмалуу кыска жарым ажыроо мезгили жыгачтан жасалган артефакттар же адамдын калдыктары сыяктуу байыркы биологиялык материалдардын радиокарбондук датасын аныктоодо колдонулган принциптер болуп саналат.
Гамма нурлары
Деңиз деңгээлиндеги космикалык нурлануу, адатта, жогорку энергиялуу бөлүкчөлөрдүн жана гамма нурларынын өзөктүк реакцияларынын натыйжасында пайда болгон позитрондун аннигиляциясынан келип чыккан 511 кВ гамма-нурлануу катары көрүнөт. Бийик бийиктикте бремстрахлунгтун үзгүлтүксүз спектринин салымы да бар. Ошондуктан окумуштуулар арасында күн радиациясы жана радиациялык баланс маселеси өтө маанилүү деп эсептелинет.
Дененин ичиндеги радиация
Адамдын денесин түзгөн эң маанилүү эки элемент, тактап айтканда, калий жана көмүртектин курамында изотоптор бар, алар биздин фонддук нурлануунун дозасын бир топ жогорулатат. Бул алардын радиоактивдүү нурлануунун булагы болушу мүмкүн экенин билдирет.
Коркунучтуу химиялык элементтер жана бирикмелер чогулат. Адамдын орточо денесинде болжол менен 17 миллиграмм калий-40 (40К) жана болжол менен 24 нанограмм (10-8 г) көмүртек-14 (14С) бар (жарым ажыроо мезгили - 5730 жыл). Тышкы радиоактивдүү материалдар менен ички булганууну эсепке албаганда, бул эки элемент адам организминин биологиялык функционалдуу компоненттеринин ички таасиринин эң чоң компоненттери болуп саналат. Секундасына 40К ылдамдыкта 4000дей ядро жана 14Сте ушунча сан бузулат. 40Кда пайда болгон бета бөлүкчөлөрдүн энергиясы 14Cде пайда болгон бета бөлүкчөлөрүнүн энергиясынан болжол менен 10 эсе чоң.
14C адамдын денесинде болжол менен 3700 Bq (0,1 μCi) жана биологиялык жарым ажыроо мезгили 40 күн болот. Бул 14C ажыроосу секундасына 3700 бета бөлүкчөсүн пайда кылат дегенди билдирет. Адамдын клеткаларынын жарымында 14С атому бар.
Радон жана анын ажыроо продуктуларынан башка радионуклиддердин глобалдык орточо ички дозасы 0,29 мЗв/жыл, анын ичинен 0,17 мЗв/жыл 40К, 0,12 мЗв/жыл уран сериясынан жана торийден келет, жана 12 мЗв/ж. жыл - 14C чейин. Бул медициналык рентген аппараттары да көп экенин белгилей кетүү керекрадиоактивдүү, бирок алардын радиациясы адамдар үчүн коркунучтуу эмес.
