คุณสมบัติพื้นฐานและลักษณะเฉพาะของรังสีไอออไนซ์ รังสีไอออไนซ์

รังสีอะตอมเป็นหนึ่งในรังสีที่อันตรายที่สุด ผลที่ตามมาเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้สำหรับมนุษย์ แนวคิดเรื่องกัมมันตภาพรังสีหมายถึงอะไร? คำว่า “มาก” หรือ “น้อย” หมายถึงอะไร? องค์ประกอบใดบ้างที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ? หลากหลายชนิดรังสีอะตอม?

รังสีกัมมันตภาพรังสีคืออะไร?

รังสีกัมมันตภาพรังสีอาจมีอนุภาคต่างๆ อย่างไรก็ตาม รังสีทั้งสามประเภทอยู่ในกลุ่มเดียวกัน - เรียกว่าไอออไนซ์ คำนี้หมายถึงอะไร? พลังงานของการแผ่รังสีนั้นสูงอย่างไม่น่าเชื่อ มากถึงขนาดที่เมื่อรังสีไปถึงอะตอมใดอะตอมหนึ่ง มันจะผลักอิเล็กตรอนออกจากวงโคจรของมัน จากนั้นอะตอมที่กลายเป็นเป้าหมายของการแผ่รังสีจะกลายเป็นไอออนซึ่งมีประจุบวก นั่นคือสาเหตุที่การแผ่รังสีปรมาณูถูกเรียกว่าไอออไนซ์ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม พลังงานสูงแยกแยะรังสีไอออไนซ์จากประเภทอื่น เช่น ไมโครเวฟหรืออินฟราเรด

ไอออไนซ์เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่อาจเป็นส่วนหนึ่งของรังสีกัมมันตภาพรังสี จำเป็นต้องพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการไอออไนเซชัน มันเกิดขึ้นดังนี้ เมื่อขยายใหญ่ขึ้น อะตอมจะดูเหมือนเมล็ดฝิ่นเล็กๆ (นิวเคลียสของอะตอม) ล้อมรอบด้วยวงโคจรของอิเล็กตรอน เหมือนเปลือก ฟองสบู่. เมื่อการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้น อนุภาคเล็กๆ จะถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสนี้ - อนุภาคอัลฟ่าหรือเบต้า เมื่อมีการปล่อยอนุภาคที่มีประจุออกมา มันจะเปลี่ยนแปลงและนั่นหมายความว่าสารเคมีชนิดใหม่จะเกิดขึ้น

อนุภาคที่ประกอบเป็นรังสีกัมมันตภาพรังสีมีพฤติกรรมดังต่อไปนี้ เมล็ดพืชที่บินออกไปจากนิวเคลียสพุ่งไปข้างหน้าด้วยความเร็วมหาศาล ระหว่างทางมันสามารถชนเข้ากับเปลือกของอะตอมอื่นและทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาในลักษณะเดียวกัน ดังที่ได้กล่าวไปแล้วอะตอมดังกล่าวจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ สสารจะยังคงเท่าเดิม เนื่องจากจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

คุณสมบัติของกระบวนการสลายกัมมันตภาพรังสี

ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการที่ระบุไว้ช่วยให้เราสามารถประเมินได้ว่าการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีอย่างเข้มข้นเกิดขึ้นได้อย่างไร ค่านี้วัดเป็นเบเคอเรล ตัวอย่างเช่น หากการสลายตัวหนึ่งครั้งเกิดขึ้นต่อวินาที พวกเขาก็จะพูดว่า: "กิจกรรมของไอโซโทปคือ 1 เบคเคอเรล" ครั้งหนึ่ง มีการใช้หน่วยที่เรียกว่าคูรีแทนหน่วยนี้ มันเท่ากับ 37 พันล้านเบเคอเรล ในกรณีนี้จำเป็นต้องเปรียบเทียบกิจกรรมของสารในปริมาณเท่ากัน กิจกรรมของมวลหน่วยหนึ่งของไอโซโทปเรียกว่ากิจกรรมเฉพาะ ค่านี้เป็นสัดส่วนผกผันกับไอโซโทปเฉพาะ

ลักษณะของรังสีกัมมันตภาพรังสี แหล่งที่มาของพวกเขา

รังสีไอออไนซ์สามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่ในกรณีที่สารกัมมันตภาพรังสีสลายตัวเท่านั้น ต่อไปนี้สามารถใช้เป็นแหล่งที่มาของรังสีกัมมันตภาพรังสีได้: ปฏิกิริยาฟิชชัน (เกิดขึ้นจากการระเบิดหรือภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์), การสังเคราะห์สิ่งที่เรียกว่านิวเคลียสแสง (เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์, ดาวดวงอื่นเช่นกัน เช่นเดียวกับในระเบิดไฮโดรเจน) รวมไปถึงแหล่งกำเนิดรังสีต่างๆ ทั้งหมดนี้ล้วนมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน ลักษณะทั่วไป- ระดับพลังงานที่ทรงพลังที่สุด

อนุภาคใดที่ประกอบเป็นรังสีกัมมันตภาพรังสีชนิดอัลฟ่า

ความแตกต่างระหว่างรังสีไอออไนซ์ทั้งสามประเภท ได้แก่ อัลฟา เบต้า และแกมมา อยู่ที่ธรรมชาติของพวกมัน เมื่อค้นพบการแผ่รังสีเหล่านี้ ไม่มีใครรู้ว่ามันคืออะไร ดังนั้นจึงเรียกง่ายๆ ว่าตัวอักษรของอักษรกรีก

ตามชื่อของมัน รังสีอัลฟาเป็นรังสีชนิดแรกที่ถูกค้นพบ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของรังสีกัมมันตรังสีระหว่างการสลายตัวของไอโซโทปหนัก เช่น ยูเรเนียมหรือทอเรียม ธรรมชาติของพวกเขาถูกกำหนดโดยกาลเวลา นักวิทยาศาสตร์พบว่ารังสีอัลฟ่าค่อนข้างหนัก ในอากาศไม่สามารถเดินทางได้แม้แต่สองสามเซนติเมตร ปรากฎว่ารังสีกัมมันตรังสีอาจรวมถึงนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมด้วย นี่คือสิ่งที่ใช้ได้กับรังสีอัลฟ่าจริงๆ

แหล่งที่มาหลักคือไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันแสดงถึง "เซต" ที่มีประจุบวกของโปรตอนสองตัวและจำนวนนิวตรอนเท่ากัน ในกรณีนี้พวกเขากล่าวว่าองค์ประกอบของรังสีกัมมันตรังสีประกอบด้วย ก-อนุภาคหรืออนุภาคอัลฟ่า โปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัวประกอบกันเป็นนิวเคลียสฮีเลียม ซึ่งมีลักษณะของรังสีอัลฟ่า นับเป็นครั้งแรกในมวลมนุษยชาติที่อี. รัทเทอร์ฟอร์ดทำปฏิกิริยาเช่นนี้ได้ซึ่งมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนนิวเคลียสของไนโตรเจนเป็นนิวเคลียสของออกซิเจน

รังสีเบต้าที่ค้นพบภายหลังแต่ก็มีอันตรายไม่น้อย

จากนั้นปรากฎว่ารังสีกัมมันตรังสีอาจรวมถึงนิวเคลียสของฮีเลียมไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอิเล็กตรอนธรรมดาด้วย นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับรังสีบีตา - ประกอบด้วยอิเล็กตรอน แต่ความเร็วของพวกมันนั้นมากกว่าความเร็วของรังสีอัลฟ่ามาก รังสีประเภทนี้ยังมีประจุน้อยกว่ารังสีอัลฟ่าอีกด้วย อนุภาคเบตาจะ "สืบทอด" ประจุและความเร็วที่ต่างกันจากอะตอมต้นกำเนิด

สามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่ 100,000 กม./วินาที จนถึงความเร็วแสง แต่ในที่โล่งรังสีบีตาสามารถแพร่กระจายได้หลายเมตร ความสามารถในการเจาะทะลุของพวกเขาต่ำมาก รังสีเบตาไม่สามารถทะลุผ่านกระดาษ ผ้า หรือแผ่นโลหะบางๆ ได้ พวกเขาเจาะเข้าไปในเรื่องนี้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม การสัมผัสโดยไม่มีการป้องกันอาจทำให้ผิวหนังหรือดวงตาไหม้ได้ เช่นเดียวกับรังสีอัลตราไวโอเลต

อนุภาคบีตาที่มีประจุลบเรียกว่าอิเล็กตรอน และอนุภาคที่มีประจุบวกเรียกว่าโพซิตรอน รังสีเบตาจำนวนมากเป็นอันตรายต่อมนุษย์และอาจนำไปสู่การเจ็บป่วยจากรังสีได้ การกลืนสารกัมมันตรังสีอาจเป็นอันตรายได้มากกว่ามาก

รังสีแกมมา: องค์ประกอบและสมบัติ

รังสีแกมมาถูกค้นพบต่อไป ในกรณีนี้ ปรากฎว่ารังสีกัมมันตภาพรังสีอาจมีโฟตอนที่มีความยาวคลื่นที่แน่นอน รังสีแกมมามีความคล้ายคลึงกับรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด และคลื่นวิทยุ กล่าวอีกนัยหนึ่งมันคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่พลังงานของโฟตอนที่เข้ามานั้นสูงมาก

รังสีชนิดนี้มีความสามารถในการทะลุผ่านสิ่งกีดขวางได้สูงมาก ยิ่งวัสดุมีความหนาแน่นมากขึ้นในเส้นทางของรังสีไอออไนซ์ ก็จะสามารถป้องกันรังสีแกมมาที่เป็นอันตรายได้ดียิ่งขึ้น สำหรับบทบาทนี้มักเลือกตะกั่วหรือคอนกรีต ในที่โล่ง รังสีแกมมาสามารถเดินทางได้หลายร้อยหลายพันกิโลเมตรได้อย่างง่ายดาย หากส่งผลกระทบต่อบุคคลจะทำให้เกิดความเสียหายต่อผิวหนังและอวัยวะภายใน ในคุณสมบัติของมันสามารถเปรียบเทียบรังสีแกมมากับรังสีเอกซ์ได้ แต่ต่างกันที่ต้นกำเนิด ท้ายที่สุดแล้วรังสีเอกซ์จะได้มาภายใต้สภาวะประดิษฐ์เท่านั้น

รังสีชนิดใดที่อันตรายที่สุด?

หลายคนที่ได้ศึกษาแล้วว่ารังสีใดที่ประกอบเป็นรังสีกัมมันตรังสีแล้วเชื่อมั่นในอันตรายของรังสีแกมมา ท้ายที่สุดพวกเขาสามารถเดินทางหลายกิโลเมตรได้อย่างง่ายดายทำลายชีวิตของผู้คนและนำไปสู่การเจ็บป่วยจากรังสีสาหัส เพื่อป้องกันตัวเองจากรังสีแกมมา เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จึงถูกล้อมรอบด้วยกำแพงคอนกรีตขนาดใหญ่ ไอโซโทปชิ้นเล็กๆ จะถูกใส่ไว้ในภาชนะที่ทำจากตะกั่วเสมอ อย่างไรก็ตามอันตรายหลักต่อมนุษย์คือ

ปริมาณคือจำนวนเงินที่มักจะคำนวณตามน้ำหนักตัวของบุคคล ตัวอย่างเช่น ยาขนาด 2 มก. ก็เหมาะสมสำหรับผู้ป่วยรายหนึ่ง สำหรับอีกกรณีหนึ่ง ปริมาณที่เท่ากันอาจมีผลเสีย ประเมินปริมาณรังสีกัมมันตภาพรังสีด้วย อันตรายของมันถูกกำหนดโดยปริมาณที่ดูดซึม เพื่อตรวจสอบปริมาณรังสีที่ร่างกายดูดซึมจะถูกวัดก่อน แล้วจำนวนนี้จะถูกเปรียบเทียบกับน้ำหนักตัว

ปริมาณรังสีเป็นเกณฑ์อันตราย

รังสีประเภทต่างๆ สามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันได้ ดังนั้นจึงไม่ควรสับสนความสามารถในการทะลุทะลวงของรังสีกัมมันตภาพรังสีประเภทต่าง ๆ และผลเสียหาย ตัวอย่างเช่น เมื่อบุคคลไม่สามารถป้องกันตนเองจากรังสีได้ รังสีอัลฟ่าจะกลายเป็นอันตรายมากกว่ารังสีแกมมามาก ท้ายที่สุดแล้วมันมีนิวเคลียสไฮโดรเจนหนักอยู่ และประเภทนี้ เช่น รังสีอัลฟ่า จะแสดงอันตรายเมื่อเข้าสู่ร่างกายเท่านั้น จากนั้นการฉายรังสีภายในก็เกิดขึ้น

ดังนั้น รังสีกัมมันตภาพรังสีสามารถประกอบด้วยอนุภาคได้สามประเภท ได้แก่ นิวเคลียสฮีเลียม อิเล็กตรอนธรรมดา และโฟตอนที่มีความยาวคลื่นที่แน่นอน อันตรายของรังสีบางประเภทจะพิจารณาจากปริมาณรังสีนั้น ต้นกำเนิดของรังสีเหล่านี้ไม่สำคัญ สำหรับสิ่งมีชีวิต รังสีมาจากไหนนั้นไม่สำคัญเลย ไม่ว่าจะเป็นเครื่องเอ็กซ์เรย์ ดวงอาทิตย์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แหล่งเรดอน หรือการระเบิด สิ่งที่สำคัญที่สุดคือดูดซับอนุภาคอันตรายได้มากน้อยเพียงใด

รังสีอะตอมมาจากไหน?

พร้อมกับการแผ่รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติ อารยธรรมของมนุษย์ถูกบังคับให้ดำรงอยู่ท่ามกลางแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ที่เป็นอันตรายที่สร้างขึ้นโดยเทียม ส่วนใหญ่มักเป็นผลมาจากอุบัติเหตุร้ายแรง ตัวอย่างเช่น ภัยพิบัติที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ-1 ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2556 ทำให้เกิดการรั่วไหลของน้ำที่มีกัมมันตภาพรังสี เป็นผลให้เนื้อหาของไอโซโทปสตรอนเซียมและซีเซียมในสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การแผ่รังสีไอออไนซ์คือการรวมกันของอนุภาคขนาดเล็กและสนามกายภาพประเภทต่างๆ ที่มีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของสารนั่นคือเพื่อสร้างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในนั้น - ไอออน รังสีไอออไนซ์มีหลายประเภท: รังสีอัลฟ่า เบต้า รังสีแกมมา และรังสีนิวตรอน

รังสีอัลฟ่า

การก่อตัวของอนุภาคอัลฟาที่มีประจุบวกเกี่ยวข้องกับโปรตอน 2 ตัวและนิวตรอน 2 ตัวซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของฮีเลียม อนุภาคอัลฟ่าเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียสของอะตอมและสามารถมีจุดเริ่มต้นได้ พลังงานจลน์จาก 1.8 ถึง 15 MeV คุณสมบัติลักษณะการแผ่รังสีอัลฟ่ามีความแตกตัวเป็นไอออนสูงและมีการเจาะทะลุต่ำ เมื่อเคลื่อนที่ อนุภาคอัลฟ่าจะสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว และทำให้เกิดความจริงที่ว่าการเอาชนะพื้นผิวพลาสติกบางๆ นั้นยังไม่เพียงพออีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว การสัมผัสอนุภาคอัลฟ่าจากภายนอก หากคุณไม่คำนึงถึงอนุภาคอัลฟ่าพลังงานสูงที่ได้รับโดยใช้เครื่องเร่งความเร็ว จะไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ต่อมนุษย์ แต่การแทรกซึมของอนุภาคเข้าไปในร่างกายอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ เนื่องจากอัลฟ่า นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีแตกต่างกัน ระยะเวลายาวนานครึ่งชีวิตและมีไอออไนเซชันที่แข็งแกร่ง หากกินเข้าไป อนุภาคอัลฟ่ามักจะเป็นอันตรายมากกว่ารังสีบีตาและแกมมา

รังสีเบต้า

อนุภาคบีตาที่มีประจุซึ่งมีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง เกิดขึ้นจากการสลายตัวของบีตา รังสีเบตามีพลังทะลุทะลวงได้ดีกว่ารังสีอัลฟ่า รังสีเหล่านี้สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี การเรืองแสง ก๊าซไอออไนซ์ และส่งผลต่อแผ่นภาพถ่าย เพื่อป้องกันการไหลของอนุภาคบีตาที่มีประจุ (ที่มีพลังงานไม่เกิน 1 MeV) ก็เพียงพอที่จะใช้แผ่นอลูมิเนียมธรรมดาที่มีความหนา 3-5 มม.

รังสีโฟตอน: รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์

รังสีโฟตอนประกอบด้วยรังสีสองประเภท: รังสีเอกซ์ (อาจเป็นเบรมสตราลุงและมีลักษณะเฉพาะ) และรังสีแกมมา

การแผ่รังสีโฟตอนประเภทที่พบบ่อยที่สุดคืออนุภาคแกมมาความยาวคลื่นสั้นพิเศษที่มีพลังงานสูงมาก ซึ่งเป็นกระแสของโฟตอนที่ไม่มีประจุพลังงานสูง ต่างจากรังสีอัลฟ่าและเบต้า อนุภาคแกมมาจะไม่ถูกเบี่ยงเบนจากสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า และมีพลังทะลุทะลวงมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ รังสีแกมมาสามารถทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสีและทำให้เกิดอาการต่างๆ ในปริมาณหนึ่งและในช่วงระยะเวลาหนึ่งได้ โรคมะเร็ง. เฉพาะองค์ประกอบทางเคมีหนัก เช่น ตะกั่ว ยูเรเนียมหมดสภาพ และทังสเตนเท่านั้นที่สามารถป้องกันการแพร่กระจายของอนุภาคแกมมาได้

รังสีนิวตรอน

แหล่งที่มาของรังสีนิวตรอนอาจเป็นการระเบิดของนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ห้องปฏิบัติการและโรงงานอุตสาหกรรม นิวตรอนเองมีความเป็นกลางทางไฟฟ้าไม่เสถียร (ครึ่งชีวิตของนิวตรอนอิสระประมาณ 10 นาที) อนุภาคซึ่งเนื่องจากไม่มีประจุจึงมีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการทะลุทะลวงสูงโดยมีปฏิสัมพันธ์กับสสารในระดับต่ำ รังสีนิวตรอนเป็นอันตรายมาก ดังนั้นจึงมีการใช้วัสดุพิเศษจำนวนหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนเพื่อป้องกันรังสีดังกล่าว รังสีนิวตรอนจะถูกดูดซับได้ดีที่สุดโดยน้ำธรรมดา โพลีเอทิลีน พาราฟิน และสารละลายของไฮดรอกไซด์โลหะหนัก

รังสีไอออไนซ์ส่งผลต่อสารอย่างไร?

รังสีไอออไนซ์ทุกประเภทมีผลต่อสสารต่างๆ ในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่ง แต่จะเด่นชัดที่สุดในอนุภาคแกมมาและนิวตรอน ดังนั้นหากได้รับสารเป็นเวลานานจึงสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติได้อย่างมาก วัสดุต่างๆ, เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของสาร, อิเล็กทริกอิเล็กทริกและมีผลทำลายต่อเนื้อเยื่อชีวภาพ การแผ่รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อบุคคลมากนัก แต่เมื่อจัดการกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์เทียมคุณควรระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งและใช้มาตรการที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อลดระดับการสัมผัสรังสีในร่างกายให้เหลือน้อยที่สุด

ศาสตราจารย์ Davydov A.V.

1. ข้อมูลทั่วไปและคำศัพท์เฉพาะทาง

รังสีไอออไนซ์ (รังสีไอออไนซ์) คือการไหลของอนุภาคมูลฐานหรือควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ การยับยั้งอนุภาคที่มีประจุในสาร และการเคลื่อนที่ผ่านของสารนั้นทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนและการกระตุ้นของอะตอมหรือ โมเลกุลของตัวกลาง

ไอออนไนซ์ของตัวกลางสามารถทำได้โดยอนุภาคที่มีประจุเท่านั้น - อิเล็กตรอน, โปรตอนและอื่น ๆ อนุภาคมูลฐานและนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมี กระบวนการไอออไนเซชันประกอบด้วยความจริงที่ว่าอนุภาคที่มีประจุซึ่งพลังงานจลน์ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออนเมื่อเคลื่อนที่ในตัวกลางจะทำปฏิกิริยากับสนามไฟฟ้าของอะตอมและสูญเสียพลังงานส่วนหนึ่งเพื่อทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอิเล็กตรอน เปลือกของอะตอม อนุภาคที่เป็นกลางและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ก่อให้เกิดไอออนไนซ์ แต่ทำให้ตัวกลางแตกตัวเป็นไอออนทางอ้อมผ่านกระบวนการต่าง ๆ ในการถ่ายโอนพลังงานของพวกมันไปยังตัวกลางด้วยการสร้างรังสีทุติยภูมิในรูปแบบของอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน, โปรตอน) ซึ่งก่อให้เกิดไอออนไนซ์ของตัวกลาง .

รังสีไอออไนซ์แบ่งออกเป็นโฟตอนและคอร์กล้ามเนื้อ

รังสีโฟตอนไอออไนซ์ - เหล่านี้เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทุกประเภทที่เกิดขึ้นเมื่อสถานะพลังงานของนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนของอะตอม หรือการทำลายล้างของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไป - รังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะ รังสีที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีและปฏิกิริยานิวเคลียร์อื่น ๆ และเมื่ออนุภาคที่มีประจุชะลอตัวลง ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก

รังสีไอออไนซ์จากร่างกาย - การไหลของอนุภาคอัลฟ่าและเบต้า, โปรตอน, ไอออนเร่งและอิเล็กตรอน, นิวตรอน ฯลฯ การแผ่รังสีจากร่างกายของการไหลของอนุภาคที่มีประจุอยู่ในระดับของรังสีไอออไนซ์โดยตรง การแผ่รังสีทางร่างกายจากกระแสของอนุภาคที่ไม่มีประจุเรียกว่าการแผ่รังสีทางอ้อม

แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ (แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์) - วัตถุที่มีวัสดุกัมมันตภาพรังสี (นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี) หรืออุปกรณ์ทางเทคนิคที่ปล่อยหรือมีความสามารถในการปล่อยรังสีไอออไนซ์ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ออกแบบมาเพื่อรับ (สร้าง เหนี่ยวนำ) การไหลของอนุภาคไอออไนซ์ที่มีคุณสมบัติบางอย่าง

แหล่งกำเนิดรังสีถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น อุปกรณ์รักษาโรคด้วยแกมมาทางการแพทย์ เครื่องตรวจจับข้อบกพร่องแกมมา เครื่องวัดความหนาแน่น เกจวัดความหนา สารทำให้เป็นกลาง ไฟฟ้าสถิต, อุปกรณ์ถ่ายทอดไอโซโทปรังสี, มิเตอร์วัดปริมาณเถ้าถ่านหิน, สัญญาณเตือนไอซิ่ง, อุปกรณ์วัดปริมาณรังสีที่มีแหล่งกำเนิดในตัว ฯลฯ

บนพื้นฐานของการสร้างรังสีทางกายภาพ แหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตรังสีแยกจากกันโดยอิงจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติและเทียม และแหล่งที่มาทางกายภาพและทางเทคนิค (หลอดนิวตรอนและรังสีเอกซ์ เครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุ ฯลฯ)

สำหรับแหล่งกำเนิดรังสีนิวไคลด์ จะแยกความแตกต่างระหว่างแหล่งกำเนิดรังสีแบบเปิดและแบบปิด

แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์แบบเปิด(แหล่งเปิดผนึก) - เมื่อใช้แล้ว สารกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในนั้นสามารถออกสู่สิ่งแวดล้อมได้

แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์แบบปิด(แหล่งกำเนิดที่ปิดสนิท) - ซึ่งวัสดุกัมมันตรังสีถูกห่อหุ้มไว้ในเปลือก (แอมเพิลหรือสารเคลือบป้องกัน) ซึ่งป้องกันไม่ให้บุคลากรสัมผัสกับวัสดุกัมมันตภาพรังสีและปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเหนือระดับที่อนุญาตภายใต้เงื่อนไขการใช้งานและการสึกหรอที่ได้รับการออกแบบ .

ตามประเภทของรังสี แยกแยะแหล่งกำเนิดรังสีแกมมา แหล่งกำเนิดอนุภาคมีประจุ และแหล่งกำเนิดนิวตรอน สำหรับแหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี การแยกดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์เพราะว่า ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ก่อให้เกิดรังสี รังสีประเภทหลักจากแหล่งกำเนิดสามารถมีส่วนร่วมอย่างมีนัยสำคัญจากรังสีประเภทอื่นที่มาคู่กัน

ตามวัตถุประสงค์ มีแหล่งสอบเทียบ (แบบจำลอง) การควบคุม (การทำงาน) และแหล่งอุตสาหกรรม (เทคโนโลยี)

แหล่งกำเนิดรังสีอุตสาหกรรมใช้ในหลากหลาย กระบวนการผลิตและการติดตั้งการผลิต (วิธีการตัดไม้นิวเคลียร์ วิธีการแบบไม่สัมผัสสำหรับการตรวจสอบกระบวนการทางเทคโนโลยี วิธีการวิเคราะห์สาร การตรวจจับข้อบกพร่อง ฯลฯ )

แหล่งควบคุมใช้เพื่อตรวจสอบและปรับเครื่องมือและการติดตั้งฟิสิกส์นิวเคลียร์ (สเปกโตรมิเตอร์ เรดิโอมิเตอร์ โดมิเตอร์ ฯลฯ) โดยการตรวจสอบความเสถียรและความสามารถในการทำซ้ำของการอ่านค่าเครื่องมือในเรขาคณิตที่แน่นอนของตำแหน่งแหล่งกำเนิดที่สัมพันธ์กับเครื่องตรวจจับรังสี

แหล่งสอบเทียบใช้ในการสอบเทียบและการตรวจสอบทางมาตรวิทยาของอุปกรณ์ฟิสิกส์นิวเคลียร์

ลักษณะทางเทคนิคของแหล่งกำเนิดรังสี:

1. 1. ประเภทของรังสี (สำหรับนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี - วัตถุประสงค์หลัก)
2. 2. เรขาคณิตแหล่งที่มา (รูปร่างและขนาด) ในเชิงเรขาคณิต แหล่งที่มาสามารถชี้และขยายได้ แหล่งขยายอาจเป็นแบบเส้นตรง พื้นผิว หรือปริมาตร
3. 3. กิจกรรม (จำนวนการสลายตัวต่อหน่วยเวลา) และการกระจายตัวตามแหล่งกำเนิดสำหรับแหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี ความหนาแน่นฟลักซ์กำลังหรือรังสีสำหรับแหล่งที่มาทางกายภาพและทางเทคนิค
4. 4. องค์ประกอบพลังงาน สเปกตรัมพลังงานของแหล่งกำเนิดอาจเป็นพลังงานเดี่ยว (อนุภาคของพลังงานคงที่หนึ่งถูกปล่อยออกมา) ไม่ต่อเนื่อง (อนุภาคพลังงานเดียวของพลังงานหลายชนิดถูกปล่อยออกมา) หรือต่อเนื่อง (อนุภาคของพลังงานที่แตกต่างกันจะถูกปล่อยออกมาภายในช่วงพลังงานที่แน่นอน)
5. 5. การกระจายรังสีเชิงมุม ในบรรดาการกระจายเชิงมุมของแหล่งกำเนิดรังสีต่างๆ มักจะระบุไอโซโทรปิก โคไซน์ หรือทิศทางเดียวเพื่อแก้ปัญหาในทางปฏิบัติส่วนใหญ่

GOST R 51873-2002 - แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์แบบปิด ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไป มีผลบังคับใช้ในปี พ.ศ. 2546 มาตรฐานนี้ใช้กับแหล่งกำเนิดรังสีอัลฟ่า บีตา แกมมา รังสีเอกซ์ และนิวตรอนแบบปิดผนึก ใช้ไม่ได้กับแหล่งที่มาของแบบจำลองและแหล่งควบคุม รวมถึงแหล่งที่มาซึ่งการทำงานของนิวไคลด์กัมมันตรังสีไม่เกินระดับที่มีนัยสำคัญขั้นต่ำที่กำหนดโดย "มาตรฐานความปลอดภัยทางรังสี"

ตามมาตรฐาน แหล่งที่มาจะต้องได้รับการปิดผนึก โดยมีระดับความแข็งแกร่งที่กำหนดไว้ สภาพภูมิอากาศที่อนุญาต และ อิทธิพลทางกลตาม GOST 25926 (แต่ไม่ต่ำกว่าช่วงตั้งแต่ -50 ถึง +50 o C และความชื้นไม่น้อยกว่า 98% ที่ +40 o C) อายุการใช้งานของแหล่งที่มาต้องมีอย่างน้อย:

• — สองครึ่งชีวิต - สำหรับแหล่งที่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 0.5 ปี
• - หนึ่งครึ่งชีวิต (แต่ไม่น้อยกว่า 1 ปี) - มีครึ่งชีวิตตั้งแต่ 0.5 ถึง 5 ปี
• — 5 ปี - สำหรับแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาและนิวตรอนที่มีครึ่งชีวิต 5 ปีขึ้นไป สำหรับแหล่งกำเนิดรังสีอัลฟ่า บีตา และเอ็กซ์เรย์ที่มีครึ่งชีวิตตั้งแต่ 5 ปีขึ้นไป อายุการใช้งานจะกำหนดไว้ที่ เอกสารกำกับดูแลไปยังประเภทแหล่งที่มาเฉพาะ

แหล่งที่มาเป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ไม่หมุนเวียนและไม่สามารถซ่อมแซมได้ หากพารามิเตอร์การแผ่รังสีได้รับการบำรุงรักษาภายในขีดจำกัดที่ผู้ใช้พึงพอใจ ซีลจะยังคงอยู่และไม่มีข้อบกพร่อง จึงสามารถยืดอายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดได้ ขั้นตอนการต่ออายุกำหนดโดยเจ้าหน้าที่ รัฐบาลควบคุมการใช้พลังงานปรมาณู

หน่วยวัดกัมมันตภาพรังสีและปริมาณรังสี

การวัดกัมมันตภาพรังสีของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีคือกิจกรรมของมัน ซึ่งวัดเป็นเบกเคอเรลส์ (Bq) หนึ่ง Bq เท่ากับ 1 การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ต่อวินาที หน่วยที่ไม่ใช่ระบบ - Curie (Ci) กิจกรรมของเรเดียม 1 กรัม (Ra) 1 กูรี = 3.7*10 10 Bq.

ปริมาณรังสีไอออไนซ์คือปริมาณพลังงานรังสีไอออไนซ์ที่สภาพแวดล้อมบางอย่างรับรู้ในช่วงเวลาหนึ่ง

ปริมาณรังสีที่ดูดซึมคือพลังงานที่ดูดซับต่อหน่วยมวลของสารที่ได้รับรังสี หน่วยของปริมาณรังสีที่ดูดกลืนให้เป็นสีเทา (Gy) = 1 จูลต่อกิโลกรัม (J/kg)

ปริมาณรังสีชนิดต่างๆ ที่ดูดซึมทำให้เกิดผลทางชีวภาพที่แตกต่างกันต่อหน่วยมวลของเนื้อเยื่อชีวภาพ ปริมาณที่เท่ากันจะเท่ากับผลคูณของปริมาณรังสีที่ดูดซึมและปัจจัยด้านคุณภาพรังสีโดยเฉลี่ยเมื่อเปรียบเทียบกับรังสีแกมมา ค่าสัมประสิทธิ์: รังสีเอกซ์ อิเล็กตรอน โพซิตรอน รังสีเบตา -1 นิวตรอนความร้อน - 3 โปรตอน นิวตรอนเร็ว - 10 อนุภาคแอลฟา และนิวเคลียสหดตัว - 20 ซีเวิร์ต (Sv) - ปริมาณที่ใช้เป็นหน่วยวัด สำหรับปริมาณที่เท่ากัน รังสีใดๆ ที่ถูกดูดซับโดยเนื้อเยื่อชีวภาพ 1 กิโลกรัม และก่อให้เกิดอันตรายทางชีวภาพเช่นเดียวกับปริมาณรังสีโฟตอนที่ถูกดูดซึม 1 Gy หน่วยที่ไม่ใช่ระบบคือ rem 1 Sv = 100 รีม

ปริมาณการสัมผัส (D exp) ทำหน้าที่กำหนดลักษณะของรังสีโฟตอนและกำหนดระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของอากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีเหล่านี้ เท่ากับปริมาณรังสีที่ไอออนซึ่งมีประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ (C) ปรากฏในอากาศในบรรยากาศ 1 กิโลกรัม D ประสบการณ์ = C/กก. หน่วยที่ไม่ใช่ระบบคือเรินต์เกน (R) 1 P = 2.58 10 -4 C/กก.

นิวไคลด์กัมมันตรังสีพื้นฐานสำหรับการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม ตารางด้านล่างให้ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับคุณลักษณะทางกายภาพทางนิวเคลียร์ของนิวไคลด์กัมมันตรังสี ซึ่งมีเนื้อหาอยู่ในสิ่งแวดล้อม ในวัสดุก่อสร้าง ในที่ทำงานและสถานที่ในบ้าน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ผลิตภัณฑ์อาหาร เกษตรกรรมอาจมีความสำคัญในแง่ของอันตรายจากรังสีต่อสุขภาพของมนุษย์

	ชื่อ	ครึ่งชีวิต	ควอนต้า, MeV	อนุภาคเบต้า
226 รา Þ 206 Pb 232 ธ Þ 208 Pb	ซีรีย์ยูเรเนียม ซีรีส์ทอเรียม	1.4 10 10 ปี	เยอะมาก ถึง 2.45 น เยอะมากถึง 2.62	เยอะมากถึง 3 เลย เยอะมากถึง 3 เลย	เป็นธรรมชาติ
	สตรอนเชียม-อิตเทรียม	30 ปี 3 วัน.			เทคโนโลยี
	ซีเรียม-ปราซีโอดิเมียม รูทีเนียม-โรเดียม	285 วัน 17 นาที 372 วัน 30 วินาที			สินค้า

Radon-222 ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของ Ra-226 สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เป็นก๊าซเฉื่อยและถูกปล่อยออกมาจากสภาพแวดล้อมและวัตถุใดๆ (ดิน วัสดุก่อสร้างฯลฯ) ซึ่งมียูเรเนียมและผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวอยู่เกือบตลอดเวลา ความเข้มข้นของเรดอนเฉลี่ยที่ระดับพื้นดินกลางแจ้งคือ 8 Bq/m3 เรดอนมีครึ่งชีวิต 3,824 วัน และสามารถสะสมในบริเวณปิดและมีการระบายอากาศไม่ดี

ประชากรโลกได้รับรังสีจำนวนมากจากแหล่งรังสีธรรมชาติ เหล่านี้คือนิวไคลด์กัมมันตรังสีธรรมชาติและรังสีคอสมิก ปริมาณรวมที่เกิดจากแหล่งกำเนิดรังสีธรรมชาติเฉลี่ยประมาณ 2.4 mSv ต่อปี

2. แหล่งที่มาของอนุภาคที่มีประจุ

ทราบอนุภาคที่มีประจุเบื้องต้นหลายสิบอนุภาค แต่อายุการใช้งานส่วนใหญ่ไม่เกินไมโครวินาที อนุภาคมีประจุเบื้องต้นที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ ได้แก่ อนุภาคบีตา (อิเล็กตรอนและโพซิตรอน) โปรตอนและอนุภาคอัลฟา (นิวเคลียสฮีเลียม 4 He ประจุ +2 มวล 4)

ปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคที่มีประจุกับสสาร อนุภาคที่มีประจุเป็นรังสีไอออไนซ์ประเภทเจาะทะลุต่ำ ในระหว่างการเคลื่อนที่ของสสาร พวกมันจะมีปฏิกิริยากับสนามไฟฟ้าของอะตอมของตัวกลาง อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ อิเล็กตรอนของอะตอมของตัวกลางจะได้รับพลังงานเพิ่มเติมและเคลื่อนไปยังระดับพลังงานที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น (กระบวนการกระตุ้น) หรือออกจากอะตอมทั้งหมด (กระบวนการไอออไนเซชัน) เมื่อเคลื่อนเข้าใกล้นิวเคลียสของอะตอม อนุภาคจะเกิดการชะลอตัวในสนามไฟฟ้า ซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยรังสีแกมมาเบรมสตราลุง

ความยาวเส้นทางของอนุภาคในสารขึ้นอยู่กับประจุ มวล พลังงานจลน์เริ่มต้น และคุณสมบัติของตัวกลาง ช่วงจะเพิ่มขึ้นตามพลังงานอนุภาคที่เพิ่มขึ้นและลดความหนาแน่นของตัวกลาง อนุภาคขนาดใหญ่มีความเร็วต่ำกว่าแสง มีปฏิกิริยากับอะตอมอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า และสูญเสียพลังงานเร็วกว่า

ระยะของอนุภาคบีตาในอากาศสูงถึงหลายเมตร ขึ้นอยู่กับพลังงาน ชั้นอลูมิเนียมหนา 3.5 มม. เหล็ก - 1.2 มม. ตะกั่ว - 0.8 มม. ป้องกันการไหลของอนุภาคเบตาอย่างสมบูรณ์ด้วยพลังงานสูงสุด 2 MeV เสื้อผ้าดูดซับอนุภาคเบต้าได้ถึง 50% ในระหว่างการฉายรังสีภายนอกร่างกายอนุภาคบีตา 20-25% เจาะลึกมากกว่า 1 มม.

อนุภาคอัลฟ่าซึ่งมีมวลมากเมื่อชนกับอิเล็กตรอนในเปลือกอะตอมจะเกิดการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากทิศทางเดิมและเคลื่อนที่เกือบจะเป็นเส้นตรง ช่วงของอนุภาคแอลฟาในสสารมีขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่น อนุภาคอัลฟาที่มีพลังงาน 4 MeV มีความยาวเส้นทางในอากาศประมาณ 2.5 ซม. และหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตรในน้ำหรือในเนื้อเยื่ออ่อนของสัตว์และมนุษย์

แหล่งที่มาของรังสีบีตา

รังสีเบต้า- การแผ่รังสีไอออไนซ์ในคอร์ปัสสโคปการไหลของอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของเบต้าของนิวเคลียสของอะตอมด้วยการปล่อยอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนออกจากนิวเคลียสด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง

การสลายเบต้าของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีจะมาพร้อมกับรังสีนิวตริโน และการแบ่งพลังงานการสลายตัวระหว่างอิเล็กตรอนและนิวตริโนจะเป็นแบบสุ่ม สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าการกระจายพลังงานของอนุภาคเบตาที่ปล่อยออกมามีความต่อเนื่องตั้งแต่ 0 ถึงพลังงานสูงสุด E สูงสุดที่กำหนดสำหรับแต่ละไอโซโทป โหมดการกระจายจะเลื่อนไปยังบริเวณที่มีพลังงานต่ำ และพลังงานอนุภาคเฉลี่ยอยู่ในลำดับของ (0.25-0.45) E สูงสุด ตัวอย่างการกระจายพลังงานของรังสีบีตาแสดงไว้ในรูปที่ 1 1.

รูปที่ 1.ตัวอย่างการกระจายพลังงานรังสีบีตา

ยิ่งครึ่งชีวิตของนิวไคลด์กัมมันตรังสีสั้นลง พลังงานสูงสุดของอนุภาคบีตาที่ปล่อยออกมาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ช่วงของค่า Emax สำหรับนิวไคลด์กัมมันตรังสีต่างๆ ขยายจากสิบ keV ถึงสิบ MeV แต่ครึ่งชีวิตของนิวไคลด์ในกรณีหลังนั้นสั้นมาก ซึ่งทำให้การใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีทำได้ยาก

ลักษณะของกำลังทะลุทะลวงของรังสีมักจะได้จากการดูดกลืนพลังงานรังสีโดยเฉลี่ยเมื่อรังสีผ่านชั้นของสสารที่มีความหนาแน่นพื้นผิว 1 กรัม/ซม.2 การดูดกลืนพลังงานของอนุภาคบีตาเมื่อผ่านสสารจะอยู่ที่ 2 MeV ต่อ 1 กรัม/ซม.2 และการป้องกันรังสีจากแหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตรังสีก็ไม่เป็นปัญหาแต่อย่างใด ชั้นตะกั่วหนา 1 มม. ดูดซับรังสีได้เกือบทั้งหมดด้วยพลังงานสูงถึง 2.5 MeV

แหล่งกำเนิดรังสีเบต้า (ดิสก์และพอยต์) ผลิตขึ้นในเวอร์ชันชั้นบางบนพื้นผิวพิเศษ ซึ่งเป็นวัสดุที่กำหนดสัมประสิทธิ์การสะท้อนของอนุภาคบีตาจากพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญ (เพิ่มขึ้นเมื่อเลขอะตอมของวัสดุเพิ่มขึ้น และสามารถเข้าถึงได้หลายสิบ เปอร์เซ็นต์สำหรับโลหะหนัก) ความหนาของชั้นแอคทีฟและการมีอยู่ของสารเคลือบป้องกันบนชั้นแอคทีฟนั้นขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของแหล่งกำเนิดและพลังงานรังสี ในระหว่างการวัดสเปกโตรเมทริก การดูดซับพลังงานของอนุภาคในชั้นแอคทีฟและการเคลือบป้องกันไม่ควรเกิน 2-3% ช่วงกิจกรรมต้นทางคือตั้งแต่ 0.3 ถึง 20 GBq

แหล่งพลังงานอันทรงพลังนั้นผลิตขึ้นในรูปของแคปซูลสุญญากาศที่ทำจากไททาเนียมหรือสแตนเลสซึ่งมีหน้าต่างทางออกพิเศษสำหรับรังสีบีตา ดังนั้น การติดตั้งไอโซโทป SIRIUS-3200 โดยใช้ส่วนผสมของไอโซโทป Sr-Y ที่มีฤทธิ์ 3200 Ci จึงให้ความหนาแน่นฟลักซ์อิเล็กตรอนเอาท์พุตสูงถึง 10 8 อิเล็กตรอน cm -2 s -1

ตารางที่ 1 แสดงรายการแหล่งที่มาของอนุภาคบีตาที่พบได้บ่อยที่สุด

ตารางที่ 1. แหล่งกำเนิดรังสีนิวไคลด์ของอนุภาคบีตา

การสลายของเบต้าสำหรับนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่จะมาพร้อมกับรังสีแกมมาที่รุนแรง สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่านิวเคลียสการสลายตัวสุดท้ายนั้นก่อตัวขึ้นในสภาวะที่ตื่นเต้น ซึ่งพลังงานของนิวเคลียสจะถูกกำจัดออกไปโดยการปล่อยแกมมาควอนต้า นอกจากนี้ เมื่ออนุภาคบีตาชะลอตัวลงในตัวกลางที่มีความหนาแน่น รังสีแกมมาเบรมสตราลุงจะปรากฏขึ้น และการปรับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมใหม่จะมาพร้อมกับลักษณะที่ปรากฏ การฉายรังสีเอกซ์.

แหล่งข้อมูลทางกายภาพและทางเทคนิคทางอุตสาหกรรม อนุภาคที่มีประจุ - เครื่องเร่งอิเล็กตรอน (ไมโครตรอน, เบตาตรอน, เครื่องเร่งคลื่นเชิงเส้น) ใช้เพื่อสร้างกระแสอิเล็กตรอนพลังงานสูง (มากกว่า 3-5 MeV)

ต่างจากแหล่งกำเนิดไอโซโทปที่มีสเปกตรัมของอิเล็กตรอนต่อเนื่อง เครื่องเร่งจะสร้างลำอิเล็กตรอนที่มีพลังงานคงที่ และการไหลของอิเล็กตรอนและพลังงานอาจแตกต่างกันไปตามช่วงกว้าง

รูปที่ 2.คันเร่ง ELV-8 (โนโวซีบีสค์)

ในรัสเซีย มีการใช้เครื่องเร่งทางอุตสาหกรรมของซีรีส์ ELV ที่มีพลังงาน (0.2-2.5) MeV กำลังสูงสุด 400 kW และซีรีส์ ILU ที่มีพลังงาน (0.7-5) MeV กำลังสูงสุด 50 kW เครื่องจักรได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานต่อเนื่องในสภาวะทางอุตสาหกรรม และติดตั้งระบบสแกนลำแสงอิเล็กตรอนที่หลากหลายสำหรับการฉายรังสีผลิตภัณฑ์ต่างๆ ใช้สำหรับเทคโนโลยีเคมีรังสีที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิลที่มีฉนวนทนความร้อน ท่อน้ำร้อนโพลีเมอร์ ท่อหดความร้อน โพลีเมอร์ทนความเย็น วัสดุคอมโพสิตม้วนโพลีเมอร์ ฯลฯ เครื่องเร่งแบบพัลส์ RIUS-5 สร้างกระแสอิเล็กตรอนในพัลส์ (0.02-2) μs สูงถึง 100 kA ที่พลังงานอิเล็กตรอนสูงถึง 14 MeV พัลส์เบตาตรอนขนาดเล็กประเภท MIB ใช้สำหรับการควบคุมคุณภาพด้วยภาพรังสีของวัสดุและผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะที่ไม่อยู่กับที่

แหล่งที่มาของรังสีอัลฟ่า

รังสีอัลฟ่า- นี่คือรังสีไอออไนซ์จากร่างกาย ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคอัลฟา (นิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม) ที่มีพลังงานสูงถึง 10 MeV ด้วยความเร็วเริ่มต้นประมาณ 20,000 กม./วินาที อนุภาคเหล่านี้ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีเลขอะตอมสูง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นธาตุทรานยูเรเนียมที่มีเลขอะตอมมากกว่า 92 พลังไอออไนซ์ของพวกมันมีมหาศาล แต่พลังทะลุทะลวงของพวกมันนั้นน้อยมาก ความยาวเส้นทางในอากาศคือ 3-11 ซม. (ประมาณเท่ากับพลังงานอนุภาคใน MeV) ในตัวกลางของเหลวและของแข็ง - หนึ่งในร้อยของมิลลิเมตร ชั้นของสารที่มีความหนาแน่นพื้นผิว 0.01 g/cm2 ดูดซับรังสีได้อย่างสมบูรณ์ด้วยพลังงานสูงถึง 10 MeV รังสีอัลฟ่าจากภายนอกถูกดูดซับไว้ในชั้นผิวหนังชั้นนอกของผิวหนังมนุษย์

แหล่งกำเนิดรังสีอัลฟ่ากัมมันตภาพรังสีใช้การสลายตัวของอัลฟาของนิวเคลียสที่ไม่เสถียรของทั้งไอโซโทปธรรมชาติและไอโซโทปเทียมหนัก ช่วงพลังงานหลักของอนุภาคอัลฟ่าระหว่างการสลายตัวคือตั้งแต่ 4 ถึง 8 MeV การกระจายพลังงานของการแผ่รังสีเป็นแบบแยกส่วนและมีอนุภาคแอลฟาของกลุ่มพลังงานหลายกลุ่ม โดยทั่วไปผลผลิตของอนุภาคแอลฟาที่มีพลังงานสูงสุดมักจะสูงสุด ความกว้างของเส้นการปล่อยพลังงานมีขนาดเล็กมาก ในการผลิตแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีอัลฟา จะใช้ไอโซโทปที่ให้ผลผลิตสูงสุดของอนุภาคแอลฟาและมีรังสีแกมมาประกอบน้อยที่สุด แหล่งกำเนิดผลิตขึ้นในรูปแบบชั้นบางบนพื้นผิวโลหะ

ตารางที่ 2. แหล่งกำเนิดรังสีนิวไคลด์ของอนุภาคแอลฟา

ตัวปล่อยอัลฟ่าที่เกือบบริสุทธิ์ (เช่น พอโลเนียม-210) เป็นแหล่งพลังงานที่ดีเยี่ยม กำลังเฉพาะของตัวปล่อยที่ใช้ Po-210 มากกว่า 1,200 วัตต์ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร Polonium-210 ทำหน้าที่เป็นเครื่องทำความร้อนสำหรับ Lunokhod 2 โดยรักษาสภาวะอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ ในฐานะแหล่งพลังงาน พอโลเนียม-210 ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นแหล่งพลังงานสำหรับบีคอนระยะไกล นอกจากนี้ยังใช้เพื่อกำจัดไฟฟ้าสถิตในโรงงานสิ่งทอ ทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนเพื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ดีขึ้นในเตาเผาแบบเปิด และแม้กระทั่งเพื่อขจัดฝุ่นออกจากฟิล์มภาพถ่าย

แหล่งกำเนิดระดับต่ำยังถูกผลิตและใช้เป็นมาตรฐานรังสีสำหรับการสอบเทียบเครื่องวัดรังสี เครื่องวัดปริมาตร และอุปกรณ์วัดอื่นๆ แหล่งกำเนิดรังสีอัลฟ่าที่เป็นแบบอย่างนั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไอโซโทป ยูเรเนียม-234 และ 238, พลูโทเนียม-239

แหล่งที่มาทางกายภาพและทางเทคนิคของลำแสงฮีเลียมไอออน โปรตอน หรือไอออนหนัก ได้แก่ ไซโคลตรอน นี่คือเครื่องเร่งโปรตอน (หรือไอออน) ซึ่งความถี่ของสนามไฟฟ้าเร่งและสนามแม่เหล็กจะคงที่เมื่อเวลาผ่านไป อนุภาคเคลื่อนที่ในไซโคลตรอนไปตามเกลียวที่กางออกแบน พลังงานสูงสุดของโปรตอนเร่งคือ 20 MeV

3. แหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (โฟตอน)

แหล่งกำเนิดรังสีแกมมา

รังสีแกมมา (รังสีแกมมา) - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคลื่นสั้นที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.1 นาโนเมตรซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีการเปลี่ยนนิวเคลียสจากสถานะตื่นเต้นไปเป็นสถานะพื้นระหว่างปฏิกิริยาของอนุภาคที่มีประจุเร็วกับสสาร การทำลายล้างคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน และการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ของอนุภาคมูลฐาน เนื่องจากความจริงที่ว่านิวเคลียสมีสถานะพลังงานในระดับที่อนุญาตเพียงระดับหนึ่ง สเปกตรัมของรังสีแกมมาจึงไม่ต่อเนื่องและตามกฎแล้วประกอบด้วยกลุ่มพลังงานหลายกลุ่มในช่วงตั้งแต่หลาย keV ถึงสิบ MeV สำหรับนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีเลขอะตอมสูง จำนวนกลุ่มพลังงานของแกมมาควอนต้าสามารถมีได้หลายสิบกลุ่ม แต่มีความน่าจะเป็นที่จะปล่อยออกมาแตกต่างกันอย่างมาก และจำนวนเส้นควอนตัมที่ให้ผลผลิตสูงสุดมักจะน้อย

การไหลของแกมมาควอนต้ามีคุณสมบัติเป็นคลื่นและกล้ามเนื้อ และแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง ความสามารถในการทะลุทะลวงสูงของรังสีแกมมาอธิบายได้จากการไม่มีประจุไฟฟ้าและพลังงานสำรองจำนวนมาก ความเข้มของการเปิดรับรังสีแกมมาจะลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดจุด

ควอนตัมแกมมามีปฏิกิริยาส่วนใหญ่กับเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม โดยถ่ายโอนพลังงานส่วนหนึ่งไปยังอิเล็กตรอนในกระบวนการโฟโตอิเล็กทริกและเอฟเฟกต์คอมป์ตัน ในเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก โฟตอนจะถูกดูดซับโดยอะตอมของตัวกลางพร้อมกับการปล่อยอิเล็กตรอน และพลังงานของโฟตอนลบด้วยพลังงานการจับยึดของอิเล็กตรอนในอะตอมจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา ความน่าจะเป็นของเอฟเฟกต์โฟตอนจะสูงสุดในบริเวณพลังงานโฟตอนที่น้อยกว่า 200 keV และลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อพลังงานโฟตอนเพิ่มขึ้น ในกรณีของปรากฏการณ์คอมป์ตัน พลังงานของโฟตอนเพียงบางส่วนถูกใช้ไปกับการผลักอิเล็กตรอนออกจากเปลือกอะตอม และโฟตอนเองก็เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ การกระเจิงของคอมป์ตันมีอิทธิพลเหนือช่วงพลังงาน (0.2-5) MeV และเป็นสัดส่วนกับเลขอะตอมของตัวกลาง เมื่อพลังงานโฟตอนสูงกว่า 1.022 MeV ใกล้กับนิวเคลียสของอะตอม จะเกิดคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนได้ ความน่าจะเป็นของกระบวนการนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อพลังงานโฟตอนเพิ่มขึ้น

เส้นทางการเดินทางของแกมมาควอนต้าในอากาศวัดเป็นร้อยเมตรในวัตถุของแข็ง - มีหน่วยเป็นสิบเซนติเมตร ความสามารถในการทะลุทะลวงของรังสีแกมมาจะเพิ่มขึ้นตามพลังงานของรังสีแกมมาที่เพิ่มขึ้น และลดลงตามความหนาแน่นของตัวกลางที่เพิ่มขึ้น การลดทอนของรังสีโฟตอนไอออไนซ์โดยชั้นของสสารเกิดขึ้นตามกฎเลขชี้กำลัง สำหรับพลังงานรังสี 1 MeV ความหนาของชั้นลดทอนสิบเท่าจะอยู่ที่ประมาณ 30 กรัม/ซม.2 (ตะกั่ว 2.5 ซม. เหล็ก 4 ซม. หรือคอนกรีต 12-15 ซม.)

แหล่งกำเนิดรังสีแกมมากัมมันตภาพรังสี - ไอโซโทปเบต้าแอคทีฟจากธรรมชาติและเทียม (ตารางที่ 3) ราคาถูกและใช้งานง่าย ในระหว่างการสลายตัวของเบต้าของนิวไคลด์ นิวเคลียสซึ่งเป็นผลผลิตจากการสลายตัวจะก่อตัวขึ้นในสภาวะตื่นเต้น การเปลี่ยนผ่านของนิวเคลียสที่ถูกกระตุ้นไปเป็นสถานะพื้นเกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยแกมมาควอนตาต่อเนื่องกันหนึ่งหรือหลายครั้ง ซึ่งกำจัดพลังงานกระตุ้นออกไป แหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีเป็นหลอดบรรจุปิดผนึกซึ่งทำจากสแตนเลสหรืออะลูมิเนียมที่บรรจุไอโซโทปกัมมันต์ไว้เต็ม พลังงานของแกมมาควอนต้าจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีไม่เกิน 3 MeV

ตารางที่ 3. แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาของกัมมันตภาพรังสี

	ชื่อ	ครึ่งชีวิต	พลังงานของเส้น รังสีเควี	ผลผลิตควอนตัม
	โคบอลต์-60 สตรอนเชียม-85 พลวง-124 อิริเดียม-192		120; 136; 265; (280; 400) 610; 640-1450; 1690; 2080	100; 35; 50; 6.5

ในปัจจุบัน แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาอันทรงพลังได้พบการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ (การฉายรังสี การฆ่าเชื้อเครื่องมือและวัสดุ) ในด้านธรณีวิทยาและเหมืองแร่ (การทดสอบความหนาแน่น การคัดแยกแร่) ในเคมีรังสี (การดัดแปลงวัสดุด้วยรังสี-เคมี การสังเคราะห์โพลีเมอร์) และ ในอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมายของอุตสาหกรรมการผลิตและการก่อสร้าง (การตรวจจับข้อบกพร่อง การทดสอบมวล การทดสอบความหนาของวัสดุ และอื่นๆ อีกมากมาย)

ในแผนกรังสีวิทยาของร้านขายยาด้านเนื้องอกวิทยาจะใช้แหล่งกัมมันตภาพรังสีที่ปิดผนึกซึ่งมีกิจกรรมทั้งหมดสูงถึง 5 * 10 14 Bq เครื่องตรวจจับข้อบกพร่องแกมมาแบบพกพา เช่น "Gammarid" และ "Stapel-5M" ที่ใช้อิริเดียม-192 มีแหล่งกำเนิดที่มีกิจกรรมตั้งแต่ 85 ถึง 120 Bq

แหล่งกำเนิดรังสีทางกายภาพและทางเทคนิค คือเครื่องเร่งอิเล็กตรอนที่ใช้สร้างรังสีแกมมา ในเครื่องเร่งเหล่านี้ การไหลของอิเล็กตรอนจะถูกเร่งให้เป็นพลังงานของ MeV หลายตัว และมุ่งตรงไปยังเป้าหมาย (เซอร์โคเนียม แบเรียม บิสมัท ฯลฯ) ซึ่งการไหลอันทรงพลังของแกมมาควอนตัม bremsstrahlung จะปรากฏขึ้นพร้อมกับสเปกตรัมต่อเนื่องตั้งแต่ศูนย์ไปจนถึงพลังงานอิเล็กตรอนสูงสุด .

ในการสร้างฟลักซ์พัลซ์ที่ทรงพลังของรังสีแกมมา bremsstrahlung จะใช้การติดตั้ง LIU-10, LIU-15, UIN-10, RIUS-5 เครื่องเร่งแบบพัลส์ RIUS-5 สร้างกระแสอิเล็กตรอนในพัลส์ (0.02-2) μs สูงถึง 100 kA ที่พลังงานอิเล็กตรอนสูงถึง 14 MeV ซึ่งทำให้สามารถสร้างอัตราปริมาณรังสี bremsstrahlung สูงถึง 10 13 R /s โดยมีพลังงานควอนต้าแกมมาเฉลี่ยประมาณ 2 MeV

พัลส์เบตาตรอนขนาดเล็กประเภท MIB ใช้สำหรับการควบคุมคุณภาพด้วยการถ่ายภาพรังสีของวัสดุและผลิตภัณฑ์ในสภาวะที่ไม่อยู่กับที่: ที่สถานที่ติดตั้งและก่อสร้าง เมื่อตรวจสอบรอยเชื่อมและวาล์วปิดของท่อน้ำมันและก๊าซ ตรวจสอบส่วนรองรับสะพานและ โครงสร้างอาคารที่สำคัญอื่นๆ ตลอดจนการตรวจสอบการหล่อและชิ้นส่วนที่เชื่อม การเชื่อมต่อที่มีความหนามาก พลังงานสูงสุดของการแผ่รังสี bremsstrahlung ของสิ่งติดตั้งคือสูงถึง 7.5 MeV ความหนาสูงสุดของวัสดุที่จะส่องผ่านนั้นสูงถึง 300 มม.

แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์

รังสีเอกซ์ คุณสมบัติทางกายภาพของมันคล้ายกับรังสีแกมมา แต่ธรรมชาติของมันแตกต่างอย่างสิ้นเชิง นี่คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานต่ำ (ไม่เกิน 100 keV) มันเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของธาตุถูกกระตุ้นโดยการไหลของอิเล็กตรอน อนุภาคแอลฟา หรือแกมมาควอนตัม ซึ่งในระหว่างนั้นอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมาจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม การฟื้นฟูเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมจะมาพร้อมกับการปล่อยควอนตัมรังสีเอกซ์และมีสเปกตรัมเส้นของพลังงานที่ยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนกับนิวเคลียสบนเปลือกอิเล็กตรอน

การแผ่รังสีเอกซ์ยังเกิดขึ้นพร้อมกับการสลายบีตาของนิวไคลด์กัมมันตรังสี ซึ่งนิวเคลียสของธาตุจะเพิ่มประจุ +1 และเกิดการปรับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนใหม่ กระบวนการนี้ทำให้สามารถสร้างแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ทรงพลังและราคาถูกได้ (ตารางที่ 4) โดยธรรมชาติแล้ว แหล่งกำเนิดดังกล่าวเป็นแหล่งกำเนิดรังสีบีตาและแกมมาบางชนิดพร้อมกัน สำหรับการผลิตแหล่งกำเนิด จะใช้นิวไคลด์กัมมันตรังสีที่มีพลังงานน้อยที่สุดของอนุภาคบีตาที่ปล่อยออกมาและแกมมาควอนต้า

ตารางที่ 4. แหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีของควอนตัมพลังงานต่ำ

การป้องกันรังสีเอกซ์นั้นง่ายกว่าการป้องกันรังสีแกมมามาก ชั้นตะกั่ว 1 มม. ให้การลดทอนรังสีเป็นสิบเท่าด้วยพลังงาน 100 keV

แหล่งข้อมูลทางกายภาพและทางเทคนิค การแผ่รังสีเอกซ์ - หลอดรังสีเอกซ์ซึ่งภายใต้อิทธิพลของการไหลของอิเล็กตรอนที่ถูกเร่งไปที่หลายสิบ keV การแผ่รังสีจะตื่นเต้นในเป้าหมาย (ขั้วบวกของหลอด)

หลอดเอ็กซ์เรย์ประกอบด้วยกระบอกสุญญากาศแก้วที่มีอิเล็กโทรดบัดกรี - แคโทดที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง และขั้วบวก อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะถูกเร่งในช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดด้วยสนามไฟฟ้ากำลังแรง (สูงถึง 500 kV สำหรับหลอดกำลังสูง) และถล่มขั้วบวก เมื่ออิเล็กตรอนชนขั้วบวก พลังงานจลน์ของพวกมันจะถูกแปลงบางส่วนเป็นพลังงานของลักษณะเฉพาะและรังสีเบรมสตราลุง ประสิทธิภาพของหลอดเอ็กซ์เรย์มักจะไม่เกิน 3% เนื่องจากพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนส่วนใหญ่ถูกแปลงเป็นความร้อน แอโนดจึงทำจากโลหะที่มีค่าการนำความร้อนสูง และใช้เป้าหมายที่ทำจากวัสดุที่มีเลขอะตอมสูง เช่น ทังสเตน บนพื้นผิว (ที่ 45 o ไปยังการไหลของอิเล็กตรอน) ในโซนโฟกัสการไหล สำหรับหลอดเอ็กซ์เรย์ทรงพลัง จะมีการบังคับระบายความร้อนของแอโนด (ด้วยน้ำหรือสารละลายพิเศษ) กำลังไฟฟ้าเฉพาะที่กระจายโดยขั้วบวกในหลอดสมัยใหม่คือตั้งแต่ 10 ถึง 10 4 W/mm 2

รูปที่ 3.สเปกตรัมรังสีของหลอดเอ็กซ์เรย์

สเปกตรัมการแผ่รังสีของหลอดรังสีเอกซ์ทั่วไปแสดงไว้ในรูปที่ 1 3. ประกอบด้วยสเปกตรัมต่อเนื่องของรังสีเบรมส์สตราลุงจากลำอิเล็กตรอนและเส้นลักษณะเฉพาะของการแผ่รังสีเอกซ์ (ยอดแหลม) เมื่อมีการกระตุ้นเปลือกอิเล็กตรอนชั้นในของอะตอมเป้าหมาย

4. แหล่งกำเนิดนิวตรอน

รังสีนิวตรอน คือกระแสของอนุภาคที่เป็นกลางซึ่งมีมวลประมาณเท่ากับมวลของโปรตอน อนุภาคเหล่านี้ถูกขับออกจากนิวเคลียสของอะตอมในระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์บางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างปฏิกิริยาฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียมและพลูโตเนียม เนื่องจากนิวตรอนไม่มีประจุไฟฟ้า การแผ่รังสีนิวตรอนจึงมีปฏิกิริยากับนิวเคลียสของอะตอมของตัวกลางเท่านั้นและมีพลังทะลุทะลวงค่อนข้างสูง ขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ (เมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน E t anta 0.025 eV) นิวตรอนจะถูกแบ่งตามอัตภาพเป็นความร้อน (E ~ E t) ช้า (E t< E < 1 кэВ), промежуточные (1 < E < 500 кэВ) и быстрые (E >500 เควี)

กระบวนการลดทอนรังสีนิวตรอนเมื่อผ่านสสารประกอบด้วยกระบวนการชะลอความเร็วของนิวตรอนที่เร็วและปานกลางการแพร่กระจายของนิวตรอนความร้อนและการดักจับโดยนิวเคลียสของตัวกลาง

ในกระบวนการชะลอความเร็วของนิวตรอนที่เร็วและปานกลางบทบาทหลักคือการถ่ายโอนพลังงานของนิวตรอนไปยังนิวเคลียสของตัวกลางในระหว่างการชนโดยตรงกับพวกมัน (การกระเจิงที่ไม่ยืดหยุ่นและยืดหยุ่น) ในการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่น พลังงานนิวตรอนส่วนหนึ่งถูกใช้ไปในการกระตุ้นนิวเคลียส ซึ่งถูกกำจัดออกไปด้วยรังสีแกมมา ในการกระเจิงแบบยืดหยุ่น ยิ่งมวลแกนกลางเล็กลงและมุมกระเจิงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ที่สุดถ่ายโอนพลังงานไปยังนิวตรอนไปยังนิวเคลียส ความน่าจะเป็นของการกระเจิงแบบยืดหยุ่นนั้นคงที่ในทางปฏิบัติจนถึงพลังงาน 200 keV และลดลง 3-5 เท่าเมื่อพลังงานนิวตรอนเพิ่มขึ้น

การดักจับนิวตรอนด้วยการแผ่รังสีสามารถทำได้บนนิวเคลียสใดๆ ยกเว้นนิวเคลียสของฮีเลียม ในระหว่างการจับภาพนิวเคลียสที่ตื่นเต้นจะถูกสร้างขึ้นซึ่งผ่านเข้าสู่สถานะพื้นดินพร้อมกับการปล่อยลักษณะรังสีแกมมาของนิวไคลด์แต่ละตัวซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์การกระตุ้นนิวตรอนขององค์ประกอบทางเคมีของตัวกลางด้วยระดับความแม่นยำสูงสุด (มากถึง 10 -8%) ปฏิกิริยานิวเคลียร์กับการปล่อยโปรตอนและอนุภาคอัลฟ่าจะสังเกตได้บนนิวเคลียสของแสง เมื่อนิวตรอนถูกจับ นิวเคลียสหนักจะถูกแบ่งออกเป็นนิวเคลียสที่เบากว่าสองนิวเคลียส โดยปล่อยพลังงานออกมาสูงถึง 200 MeV ซึ่งประมาณ 160 MeV จะถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นส่วนฟิชชัน ความน่าจะเป็นของการดักจับนั้นขึ้นอยู่กับพลังงานนิวตรอนโดยเฉพาะนิวไคลด์ โดยมีพีคเรโซแนนซ์และการลดลงไปสู่บริเวณที่มีพลังงานสูง การจับนิวตรอนมีอิทธิพลเหนือนิวตรอนที่ช้าและนิวตรอนความร้อน

การป้องกันนิวตรอนทำจากส่วนผสม (ชั้น) ของธาตุหนัก (เหล็ก, ตะกั่วสำหรับการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่น), สารที่มีไฮโดรเจนและคาร์บอนเบา (น้ำ, พาราฟิน, กราไฟท์ - การกระเจิงแบบยืดหยุ่น) และองค์ประกอบการจับนิวตรอนความร้อน (ไฮโดรเจน, โบรอน). ด้วยอัตราส่วนเฉลี่ยของธาตุหนักและธาตุเบาที่ 1:4 ทำให้ฟลักซ์นิวตรอนอ่อนตัวลงด้วยปัจจัย 10:100:1000 จะเกิดขึ้นในชั้นต่างๆ ประมาณ 20:32:40 ซม.

รังสีนิวตรอนเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดในบรรดาอิทธิพลภายนอกที่มีต่อมนุษย์ ช้าลงอย่างมากและถูกดูดซับโดยสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนในร่างกายและทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ในอวัยวะภายใน

แหล่งกำเนิดนิวตรอนกัมมันตภาพรังสี (ตารางที่ 5) ดำเนินการบนพื้นฐานของการกระตุ้นในองค์ประกอบทางเคมีบางชนิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภท (a,n) - การดูดซับอนุภาคอัลฟ่า Þ การปล่อยนิวตรอนหรือ (g,n) - การดูดซับควอนตัมแกมมา Þ การปล่อยนิวตรอน ตามกฎแล้ว พวกมันคือส่วนผสมที่ถูกบีบอัดที่เป็นเนื้อเดียวกันของธาตุ-ตัวปล่อยของอนุภาคแอลฟาหรือแกมมาควอนตัม และองค์ประกอบเป้าหมายที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ถูกกระตุ้น พอโลเนียม เรเดียม พลูโตเนียม อะเมริเซียม และคูเรียมใช้เป็นตัวปล่อยอัลฟา ส่วนพลวง อิตเทรียม เรเดียม และเมโซโทเรียม ใช้เป็นตัวปล่อยรังสีแกมมา องค์ประกอบ - เป้าหมายสำหรับตัวปล่อยอัลฟา - เบริลเลียม, โบรอน, สำหรับตัวปล่อยแกมมา - เบริลเลียม, ดิวทีเรียม ส่วนผสมขององค์ประกอบถูกปิดผนึกไว้ในหลอดสแตนเลส

แหล่งหลอดบรรจุที่รู้จักกันดีที่สุดคือเรเดียม-เบริลเลียมและพอโลเนียม-เบริลเลียม Polonium-210 เป็นตัวปล่อยอัลฟ่าที่เกือบบริสุทธิ์ การสลายตัวของพอโลเนียมจะมาพร้อมกับรังสีแกมมาที่มีความเข้มต่ำ ข้อเสียเปรียบหลักคืออายุการใช้งานสั้นซึ่งกำหนดโดยครึ่งชีวิตของพอโลเนียม

แหล่งกำเนิดนิวตรอนแคลิฟอร์เนียใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเองโดยปล่อยนิวตรอนออกจากนิวเคลียสพร้อมกับรังสีแกมมาที่รุนแรง การแยกตัวของนิวเคลียร์แต่ละครั้งจะปล่อยนิวตรอนออกมาสี่ตัว แหล่งกำเนิด 1 กรัมต่อวินาทีปล่อยนิวตรอน 2.4 * 10 12 นิวตรอนซึ่งสอดคล้องกับฟลักซ์นิวตรอนของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยเฉลี่ย แหล่งกำเนิดมีการไหลของนิวตรอนคงที่ (ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบ) การแผ่รังสี "เฉพาะจุด" อายุการใช้งานยาวนาน (มากกว่า 3 ปี) และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ

แหล่งกำเนิดนิวตรอนความร้อนได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกันและมีกล่องตัวหน่วงกราไฟท์เพิ่มเติม

ตารางที่ 5. แหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี

	ชื่อ		ครึ่งชีวิต การสลายตัวปี	พลังงาน มีวี	n/3.7 10 10 ตร.ม
	พอโลเนียมเบริลเลียม พลูโตเนียม-239, เบริลเลียม พลูโตเนียม-238, เบริลเลียม เรเดียมเบริลเลียม อะเมริเซียม, เบริลเลียม แอกทิเนียม, เบริลเลียม โพโลเนียม, โบรอน พลวงเบริลเลียม อิตเทรียม, เบริลเลียม เมโซทอเรียม เบริลเลียม เรเดียมเบริลเลียม อิตเทรียม, ดิวเทอเรียม เมโสทอเรียม ดิวเทอเรียม เรเดียมดิวทีเรียม แคลิฟอร์เนียม

สเปกตรัมพลังงานของแหล่งกำเนิดอัลฟา-นิวตรอนมีความต่อเนื่อง ตั้งแต่ความร้อนจนถึง 6-8 MeV แหล่งกำเนิดแกมมา-นิวตรอนจะมีพลังงานเชิงเดี่ยวประมาณ 10 หรือ 100 keV อัตราผลตอบแทนของแหล่งกำเนิดแกมมา-นิวตรอนคือ 1-2 ลำดับความสำคัญของขนาดน้อยกว่าแหล่งกำเนิดอัลฟ่า-นิวตรอน และมาพร้อมกับรังสีแกมมาที่รุนแรง สำหรับแหล่งกำเนิดอัลฟ่า-นิวตรอน รังสีแกมมาที่เกิดขึ้นมักจะให้พลังงานต่ำและค่อนข้างอ่อน ยกเว้นแหล่งกำเนิดที่มีเรเดียม (รังสีจากเรเดียมและผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของมัน) และอะเมริเซียม (รังสีพลังงานต่ำจากอะเมริเซียม)

แหล่งกำเนิดอัลฟ่านิวตรอนมักจะถูกจำกัดในการใช้งานในช่วง 5-10 ปี ซึ่งเกิดจากความเป็นไปได้ที่หลอดแอมพูลจะตกต่ำเมื่อฮีเลียมสะสมอยู่ในนั้นและความดันภายในเพิ่มขึ้น

แหล่งที่มาทางกายภาพและทางเทคนิคของนิวตรอน เป็นหลอดนิวตรอน มันเป็นเครื่องเร่งไฟฟ้าสถิตขนาดเล็กของอนุภาคที่มีประจุ - ดิวเทอรอน (นิวเคลียสของอะตอมดิวทีเรียม 2 НºD) ซึ่งถูกเร่งให้เป็นพลังงานมากกว่า 100 keV และถูกส่งไปยังเป้าหมายบาง ๆ ของดิวทีเรียมหรือทริเทียม (3 НºT) ใน ซึ่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ขึ้น:

d + D Þ 3 เขา + n + 3.3 MeV, d + T Þ 4 เขา + n + 14.6 MeV

พลังงานที่ปล่อยออกมาส่วนใหญ่จะถูกนิวตรอนพาไป การกระจายพลังงานนิวตรอนค่อนข้างแคบและมีพลังงานเดี่ยวเหนือมุมที่ปล่อยออกมา ผลผลิตนิวตรอนจะอยู่ที่ประมาณ 10 8 ต่อ 1 ไมโครคูลอมบ์ของดิวเทอรอน ตามกฎแล้วหลอดนิวตรอนทำงานในโหมดพัลซิ่ง และกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตสามารถเกิน 10 12 n/s

เครื่องกำเนิดนิวตรอนแบบพกพาแทบไม่มีอันตรายจากรังสีเมื่อปิดเครื่อง และมีความสามารถในการควบคุมโหมดการปล่อยนิวตรอน ข้อเสียของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ได้แก่ อายุการใช้งานที่ จำกัด (100-300 ชั่วโมง) และความไม่แน่นอนของผลผลิตนิวตรอนจากพัลส์ถึงพัลส์ (มากถึง 50%)

5. สินค้าคงคลังและการกำจัดแหล่งที่มา

แหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีของรังสีไอออไนซ์ก่อให้เกิดอันตรายต่อประชากรด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

1. มีการกระจายไปทั่วหลายองค์กร และไม่ได้มีการจัดพนักงานทุกที่ วงจรชีวิตแหล่งที่มา (การจัดซื้อ - การบัญชี - การควบคุม - การใช้ - การกำจัด)

2. ไม่สามารถให้แหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ด้วยการป้องกันที่เชื่อถือได้

3. การออกแบบแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์นั้น หากใช้อย่างไม่ระมัดระวังหรือไม่เหมาะสม อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้

ในรัสเซียบนพื้นฐานของสถาบันวิจัย All-Russian Research Unitary Enterprise แห่งสหพันธรัฐ เทคโนโลยีเคมี(VNIIHT) Rosatom ได้สร้างศูนย์การบัญชีและการควบคุมสารกัมมันตภาพรังสีและของเสียของรัฐ ในปี พ.ศ. 2543-2544 ตามการตัดสินใจของรัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซีย ได้มีการจัดทำรายการสินค้าคงคลังของรัฐเกี่ยวกับวัสดุกัมมันตภาพรังสี กากกัมมันตภาพรังสี และแหล่งที่มาของรังสีไอออไนซ์ ข้อมูลแผนกภูมิภาคและศูนย์วิเคราะห์ได้ถูกสร้างขึ้นและกำลังทำงานอยู่ พวกเขารวบรวม ประมวลผล และวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับการก่อตัว การเคลื่อนที่ การแปรรูป และการเก็บรักษาสารกัมมันตภาพรังสี

ขนาดและขอบเขตของการใช้แหล่งกำเนิดนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และปัญหาการจัดการแหล่งกำเนิดอย่างปลอดภัยในทุกขั้นตอนของวงจรชีวิตของแหล่งกัมมันตภาพรังสีก็เป็นและจะยังคงเป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุด สามารถใช้ได้ในรัสเซีย ความรับผิดทางอาญาสำหรับการได้มา การจัดเก็บ การใช้ การถ่ายโอน หรือการทำลายวัสดุกัมมันตภาพรังสีอย่างผิดกฎหมาย

แหล่งที่มาระดับสูงถูกกำจัดที่ PA Mayak แหล่งที่มาระดับต่ำถูกกำจัดที่องค์กรระดับภูมิภาคของ NPO Radon

โรคกลัววิทยุ. ความกลัวตื่นตระหนกต่อรังสีไอออไนซ์ไม่ว่าจะในปริมาณใดก็ตาม เรียกว่ากลัวรังสี มันไม่ฉลาดเลยที่จะวิ่งออกจากห้องที่เครื่องนับไกเกอร์ทำงานอยู่และบันทึกพื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ คุณต้องเข้าใจว่าทุกๆ 2 ซม. ของผิวหนังของคุณ อนุภาคไอออไนซ์ประมาณ 10 ตัวจะผ่านเข้าสู่คน ๆ หนึ่งทุก ๆ วินาที และการสลายตัวประมาณ 10 5 ครั้งเกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์ต่อนาที

ปัจจุบันโรคกลัววิทยุได้แพร่กระจายไปยังโทรทัศน์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ และไปยังเครื่องบินที่นำบุคคลขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบน ซึ่งระดับรังสีคอสมิกจะสูงกว่า ทีวีเป็นแหล่งรังสีเอกซ์จริงๆ แต่เมื่อดูทุกวัน รายการโทรทัศน์สามถึงสี่ชั่วโมงต่อวันเป็นเวลาหนึ่งปีจะส่งผลให้ปริมาณยาน้อยกว่าพื้นหลังตามธรรมชาติ 100-200 เท่า การบินด้วยเครื่องบินสมัยใหม่ในระยะทาง 2,000 กม. ส่งผลให้ได้รับรังสีธรรมชาติโดยเฉลี่ยประมาณหนึ่งในร้อยต่อปี มีหลายพื้นที่บนโลกที่ระดับรังสีสูงกว่าค่าเฉลี่ยหลายร้อยเท่า (สูงถึง 250 mSv) แต่ไม่พบผลเสียต่อสุขภาพของผู้คนที่อาศัยอยู่ที่นั่น

การลดปริมาณรังสีเมื่อจำเป็นต้องทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์สามารถทำได้สามวิธี: การเพิ่มระยะห่างจากแหล่งกำเนิด ลดเวลาที่ใช้ใกล้แหล่งกำเนิด และการติดตั้งตะแกรงที่ดูดซับรังสี เมื่อคุณเคลื่อนออกจากแหล่งกำเนิด ปริมาณรังสีจะลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะทาง

การแผ่รังสี - การแผ่รังสี (จากรังสี - ถึงการแผ่รังสี) - การแพร่กระจายของพลังงานในรูปของคลื่นหรืออนุภาค แสง รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีความร้อนอินฟราเรด ไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ ถือเป็นรังสีประเภทหนึ่ง การแผ่รังสีบางชนิดเรียกว่าการแตกตัวเป็นไอออนเนื่องจากความสามารถในการทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุลในสารที่ถูกฉายรังสี

รังสีไอออไนซ์ - การแผ่รังสีอันตรกิริยากับตัวกลางทำให้เกิดไอออนของสัญญาณต่างๆ นี่คือกระแสของอนุภาคหรือควอนตัมที่สามารถก่อให้เกิดไอออนไนซ์ทั้งทางตรงและทางอ้อม สิ่งแวดล้อม. รังสีไอออไนซ์เป็นการรวมรังสีประเภทต่างๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพแตกต่างกัน ในหมู่พวกเขาโดดเด่น อนุภาคมูลฐาน (อิเล็กตรอน โพซิตรอน โปรตอน นิวตรอน มีซอน ฯลฯ) หนักกว่า คูณไอออนที่มีประจุ (อนุภาคเอ นิวเคลียสของเบริลเลียม ลิเธียม และธาตุที่หนักกว่าอื่นๆ) มีรังสี ธรรมชาติทางแม่เหล็กไฟฟ้า (รังสีเอกซ์, รังสีเอกซ์)

รังสีไอออไนซ์มีสองประเภท: คอร์กล้ามเนื้อและแม่เหล็กไฟฟ้า

การฉายรังสีทางร่างกาย - คือการไหลของอนุภาค (คอร์ปัสเคิล) ซึ่งมีมวล ประจุ และความเร็วที่แน่นอน เหล่านี้คืออิเล็กตรอน, โพซิตรอน, โปรตอน, นิวตรอน, นิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม, ดิวเทอเรียม ฯลฯ

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า - กระแสของควอนตัมหรือโฟตอน (รังสีเอกซ์, รังสีเอกซ์) มันไม่มีมวลหรือประจุ

นอกจากนี้ยังมีรังสีไอออไนซ์ทั้งทางตรงและทางอ้อม

รังสีไอออไนซ์โดยตรง - การแผ่รังสีไอออไนซ์ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุซึ่งมีพลังงานจลน์เพียงพอสำหรับการแตกตัวเป็นไอออนเมื่อชนกัน (, อนุภาค ฯลฯ )

รังสีไอออไนซ์ทางอ้อม - รังสีไอออไนซ์ ประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่มีประจุและโฟตอนที่สามารถสร้างรังสีไอออไนซ์ได้โดยตรงและ (หรือ) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์ (นิวตรอน รังสีเอกซ์ และรังสีจี)

หลัก คุณสมบัติการแผ่รังสีไอออไนซ์คือความสามารถในการก่อให้เกิดการก่อตัวเมื่อผ่านสารใดๆ ปริมาณมาก อิเล็กตรอนอิสระ และมีประจุบวก ไอออน(เช่น ความจุไอออไนซ์)

อนุภาคหรือควอนตัมพลังงานสูงมักจะทำให้อิเล็กตรอนตัวหนึ่งของอะตอมหลุดออกไป ซึ่งจะทำให้ประจุลบเพียงตัวเดียวหายไป ในกรณีนี้ส่วนที่เหลือของอะตอมหรือโมเลกุลที่ได้รับประจุบวก (เนื่องจากการขาดแคลนอนุภาคที่มีประจุลบ) จะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ไอออนไนซ์ปฐมภูมิ

อิเล็กตรอนถูกกระแทกระหว่างปฏิกิริยาปฐมภูมิโดยมีพลังงานจำนวนหนึ่งมีปฏิกิริยากับอะตอมที่กำลังจะมาถึงทำให้พวกมันกลายเป็นไอออนที่มีประจุลบ (สิ่งนี้เกิดขึ้น ไอออไนเซชันทุติยภูมิ ). อิเล็กตรอนที่สูญเสียพลังงานเนื่องจากการชนจะยังคงเป็นอิสระ ตัวเลือกแรก (การก่อตัวของไอออนบวก) เกิดขึ้นได้ดีที่สุดกับอะตอมที่มีอิเล็กตรอน 1-3 ตัวในเปลือกนอก และตัวเลือกที่สอง (การก่อตัวของไอออนลบ) เกิดขึ้นได้ดีที่สุดกับอะตอมที่มีอิเล็กตรอน 5-7 ตัวในเปลือกนอก

ดังนั้นเอฟเฟกต์ไอออไนซ์จึงเป็นการแสดงออกหลักของการกระทำของการแผ่รังสีพลังงานสูงต่อสสาร นั่นคือสาเหตุที่การแผ่รังสีเรียกว่ารังสีไอออไนซ์ (รังสีไอออไนซ์)

ไอออนไนซ์เกิดขึ้นทั้งในโมเลกุลของสสารอนินทรีย์และในระบบชีวภาพ สำหรับการแตกตัวเป็นไอออนขององค์ประกอบส่วนใหญ่ที่เป็นส่วนหนึ่งของสารตั้งต้นทางชีวภาพ (ซึ่งหมายถึงการก่อตัวของไอออนหนึ่งคู่) จำเป็นต้องมีการดูดซับพลังงาน 10-12 eV (อิเล็กตรอนโวลต์) นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ศักยภาพไอออไนเซชัน . ศักยภาพไอออไนเซชันของอากาศอยู่ที่เฉลี่ย 34 eV

ดังนั้น รังสีไอออไนซ์จึงมีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานรังสีจำนวนหนึ่ง ซึ่งวัดเป็น eV อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) เป็นหน่วยพลังงานนอกระบบที่อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพื้นฐานได้มาเมื่อเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดโดยมีความต่างศักย์ 1 โวลต์

1 eV = 1.6 x 10-19 J = 1.6 x 10-12 เช่น

1keV (กิโลอิเล็กตรอน-โวลต์) = 103 eV

1 MeV (เมกะอิเล็กตรอนโวลต์) = 106 eV

เมื่อทราบพลังงานของอนุภาค จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณว่ามีไอออนที่สามารถก่อตัวตามเส้นทางได้กี่คู่ ความยาวเส้นทางคือความยาวรวมของวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาค (ไม่ว่ามันจะซับซ้อนแค่ไหนก็ตาม) ดังนั้น หากอนุภาคมีพลังงาน 600 keV ก็สามารถสร้างไอออนในอากาศได้ประมาณ 20,000 คู่

ในกรณีที่พลังงานของอนุภาค (โฟตอน) ไม่เพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของนิวเคลียสของอะตอมและลอยออกจากอะตอม (พลังงานรังสีน้อยกว่าศักยภาพของไอออไนเซชัน) จะไม่เกิดการไอออไนซ์ ได้รับพลังงานส่วนเกิน (เรียกว่า ตื่นเต้น ) ในเสี้ยววินาที มันจะเคลื่อนไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น จากนั้นจึงกลับสู่ตำแหน่งเดิมอย่างกะทันหันและปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของควอนตัมเรืองแสง (อัลตราไวโอเลตหรือที่มองเห็นได้) การเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนจากวงโคจรด้านนอกสู่วงโคจรด้านในจะมาพร้อมกับรังสีเอกซ์

อย่างไรก็ตามบทบาท ความตื่นเต้น ในผลกระทบของรังสีเป็นเรื่องรองเมื่อเปรียบเทียบกับ ไอออนไนซ์ อะตอม ดังนั้นชื่อที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับรังสีพลังงานสูงคือ: “ ไอออไนซ์ " ซึ่งเน้นย้ำถึงคุณสมบัติหลัก

ชื่อที่สองของรังสีคือ “ ทะลุทะลวง " - แสดงถึงความสามารถของการแผ่รังสีพลังงานสูงโดยหลักๆ คือ X-ray และ
รังสีเอกซ์แทรกซึมลึกเข้าไปในสสาร โดยเฉพาะเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ความลึกของการแทรกซึมของรังสีไอออไนซ์นั้นขึ้นอยู่กับธรรมชาติของรังสี ประจุของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบและพลังงาน และอีกด้านหนึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและความหนาแน่นของสารที่ถูกฉายรังสี

รังสีไอออไนซ์มีความเร็วและพลังงานที่แน่นอน ดังนั้นรังสี b และรังสี g จึงแพร่กระจายด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง ตัวอย่างเช่น พลังงานของอนุภาค a อยู่ในช่วง 4-9 MeV

หนึ่งใน คุณสมบัติที่สำคัญผลกระทบทางชีวภาพของรังสีไอออไนซ์เป็นสิ่งที่มองไม่เห็นและมองไม่เห็น นี่คืออันตรายของพวกเขา บุคคลไม่สามารถตรวจจับผลกระทบของรังสีไม่ว่าจะทางสายตาหรือทางประสาทสัมผัส ต่างจากรังสีแสงและแม้แต่คลื่นวิทยุ ซึ่งในปริมาณที่กำหนดทำให้เกิดความร้อนของเนื้อเยื่อและความรู้สึกอบอุ่น รังสีไอออไนซ์แม้จะในปริมาณที่อันตรายถึงชีวิตก็ไม่ถูกตรวจพบโดยประสาทสัมผัสของเรา จริงอยู่ นักบินอวกาศสังเกตเห็นอาการทางอ้อมของผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ - ความรู้สึกของการกะพริบเมื่อหลับตา - เนื่องจากการไอออไนซ์ขนาดใหญ่ในเรตินา ดังนั้นไอออไนเซชันและการกระตุ้นจึงเป็นกระบวนการหลักที่ใช้พลังงานรังสีที่ดูดซับในวัตถุที่ถูกฉายรังสี

ไอออนที่เกิดขึ้นจะหายไปในระหว่างกระบวนการรวมตัวกันใหม่ ซึ่งหมายถึงการรวมตัวของไอออนบวกและไอออนลบอีกครั้ง ซึ่งอะตอมที่เป็นกลางจะถูกสร้างขึ้น ตามกฎแล้วกระบวนการนี้จะมาพร้อมกับการก่อตัวของอะตอมที่ตื่นเต้น

ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับไอออนและอะตอมที่ถูกกระตุ้นนั้นรุนแรงมาก สำคัญ. พวกมันรองรับกระบวนการทางเคมีมากมาย รวมถึงกระบวนการที่มีความสำคัญทางชีวภาพด้วย ปฏิกิริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับผลเสียของรังสีต่อร่างกายมนุษย์

พลังงานปรมาณูถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อจุดประสงค์เชิงสันติ เช่น ในการทำงานของเครื่องเอ็กซ์เรย์และการติดตั้งเครื่องเร่งความเร็ว ซึ่งทำให้สามารถกระจายรังสีไอออไนซ์ในระบบเศรษฐกิจของประเทศได้ เมื่อพิจารณาว่ามีคนสัมผัสสิ่งนี้ทุกวัน จึงจำเป็นต้องค้นหาว่าการสัมผัสที่เป็นอันตรายจะส่งผลอย่างไรและจะป้องกันตนเองได้อย่างไร

ลักษณะสำคัญ

รังสีไอออไนซ์เป็นพลังงานรังสีชนิดหนึ่งที่เข้าสู่สภาพแวดล้อมเฉพาะ ทำให้เกิดกระบวนการไอออไนซ์ในร่างกาย คุณลักษณะของรังสีไอออไนซ์นี้เหมาะสำหรับรังสีเอกซ์ พลังงานกัมมันตรังสีและพลังงานสูง และอื่นๆ อีกมากมาย

รังสีไอออไนซ์มีผลโดยตรงต่อร่างกายมนุษย์ แม้ว่ารังสีไอออไนซ์จะสามารถนำมาใช้ในทางการแพทย์ได้ แต่ก็เป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากลักษณะและคุณสมบัติของมัน

พันธุ์ที่รู้จักกันดีคือการฉายรังสีกัมมันตภาพรังสีซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอมโดยพลการซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสารเคมี คุณสมบัติทางกายภาพ. สารที่สามารถสลายตัวได้ถือเป็นสารกัมมันตภาพรังสี

อาจเป็นของเทียม (เจ็ดร้อยองค์ประกอบ) ธรรมชาติ (ห้าสิบองค์ประกอบ) - ทอเรียม ยูเรเนียม เรเดียม ควรสังเกตว่ามีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็ง สารพิษจะถูกปล่อยออกมาจากการสัมผัสกับมนุษย์ และอาจทำให้เกิดมะเร็งและการเจ็บป่วยจากรังสีได้

จำเป็นต้องสังเกตรังสีไอออไนซ์ประเภทต่อไปนี้ที่ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์:

อัลฟ่า

พวกมันถือเป็นฮีเลียมไอออนที่มีประจุบวกซึ่งจะปรากฏขึ้นในกรณีที่นิวเคลียสของธาตุหนักสลายตัว การป้องกันรังสีไอออไนซ์ทำได้โดยใช้กระดาษหรือผ้า

เบต้า

– การไหลของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบซึ่งปรากฏขึ้นในกรณีการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี: เทียม, โดยธรรมชาติ ปัจจัยความเสียหายนั้นสูงกว่าสายพันธุ์ก่อนหน้ามาก คุณจะต้องมีหน้าจอหนาและทนทานมากขึ้นเพื่อเป็นการป้องกัน การแผ่รังสีดังกล่าวรวมถึงโพสิตรอนด้วย

แกมมา

– การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างหนักซึ่งปรากฏขึ้นหลังจากการสลายนิวเคลียสของสารกัมมันตภาพรังสี มีการสังเกตปัจจัยทะลุทะลวงที่สูงและเป็นรังสีที่อันตรายที่สุดในสามรังสีที่อยู่ในร่างกายมนุษย์ เพื่อป้องกันรังสีคุณต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องใช้วัสดุที่ดีและทนทาน: น้ำ ตะกั่ว และคอนกรีต

เอ็กซ์เรย์

รังสีไอออไนซ์ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการทำงานกับหลอดและการติดตั้งที่ซับซ้อน ลักษณะคล้ายรังสีแกมมา ความแตกต่างอยู่ที่ต้นกำเนิดและความยาวคลื่น มีปัจจัยแทรกซึม

นิวตรอน

รังสีนิวตรอนเป็นกระแสของนิวตรอนที่ไม่มีประจุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียส ยกเว้นไฮโดรเจน จากการฉายรังสี สารต่างๆ จะได้รับกัมมันตภาพรังสีบางส่วน มีปัจจัยทะลุทะลวงที่ใหญ่ที่สุด รังสีไอออไนซ์ทุกประเภทเหล่านี้เป็นอันตรายมาก

แหล่งกำเนิดรังสีหลัก

แหล่งที่มาของรังสีไอออไนซ์อาจเป็นแหล่งกำเนิดหรือมาจากธรรมชาติก็ได้ โดยพื้นฐานแล้วร่างกายมนุษย์ได้รับรังสีจากแหล่งธรรมชาติ ได้แก่:

• รังสีภาคพื้นดิน
• การฉายรังสีภายใน

ในส่วนของแหล่งที่มาของรังสีจากภาคพื้นดินนั้นส่วนใหญ่เป็นสารก่อมะเร็ง ซึ่งรวมถึง:

• ดาวยูเรนัส;
• โพแทสเซียม;
• ทอเรียม;
• พอโลเนียม;
• ตะกั่ว;
• รูบิเดียม;
• เรดอน.

อันตรายคือเป็นสารก่อมะเร็ง เรดอนเป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่น สี หรือรส หนักกว่าอากาศเจ็ดเท่าครึ่ง ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวมีอันตรายมากกว่าก๊าซ ดังนั้นผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์จึงน่าเศร้าอย่างยิ่ง

แหล่งที่มาเทียม ได้แก่ :

• พลังงานนิวเคลียร์;
• โรงงานแปรรูป
• เหมืองยูเรเนียม
• สถานที่ฝังศพที่มีกากกัมมันตภาพรังสี
• เครื่องเอ็กซ์เรย์;
• การระเบิดของนิวเคลียร์
• ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์
• นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีซึ่งใช้ในการแพทย์แผนปัจจุบัน
• อุปกรณ์ให้แสงสว่าง
• คอมพิวเตอร์และโทรศัพท์
• เครื่องใช้ไฟฟ้า.

หากแหล่งที่มาเหล่านี้อยู่ใกล้ๆ จะมีปัจจัยของปริมาณรังสีไอออไนซ์ที่ดูดซับไว้ ซึ่งหน่วยจะขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการสัมผัสกับร่างกายมนุษย์

การทำงานของแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์เกิดขึ้นทุกวัน เช่น เมื่อคุณทำงานที่คอมพิวเตอร์ ดูรายการทีวี หรือพูดคุย โทรศัพท์มือถือสมาร์ทโฟน แหล่งที่มาทั้งหมดเหล่านี้เป็นสารก่อมะเร็งในระดับหนึ่งและอาจก่อให้เกิดโรคร้ายแรงและร้ายแรงได้

การวางแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์รวมถึงรายการงานที่สำคัญและมีความรับผิดชอบที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาโครงการสำหรับที่ตั้งของการติดตั้งการฉายรังสี แหล่งกำเนิดรังสีทั้งหมดมีหน่วยรังสีจำนวนหนึ่ง ซึ่งแต่ละหน่วยมีผลกระทบเฉพาะต่อร่างกายมนุษย์ ซึ่งรวมถึงการจัดการที่ดำเนินการเพื่อการติดตั้งและการว่าจ้างการติดตั้งเหล่านี้

ควรสังเกตว่าจำเป็นต้องกำจัดแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์

นี่เป็นกระบวนการที่ช่วยแหล่งสร้างการรื้อถอน ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยมาตรการด้านเทคนิคและการบริหารที่มุ่งสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของบุคลากร ประชากร และยังมีปัจจัยด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมด้วย แหล่งที่มาและอุปกรณ์ที่ก่อมะเร็งเป็นอันตรายอย่างมากต่อร่างกายมนุษย์ ดังนั้นจึงต้องกำจัดทิ้ง

คุณสมบัติของการลงทะเบียนรังสี

ลักษณะของรังสีไอออไนซ์แสดงให้เห็นว่ามองไม่เห็น ไม่มีกลิ่น และไม่มีสี ดังนั้นจึงสังเกตได้ยาก

เพื่อจุดประสงค์นี้ มีวิธีการบันทึกรังสีไอออไนซ์ ส่วนวิธีการตรวจจับและการวัดนั้น ทุกอย่างกระทำโดยอ้อมโดยใช้คุณสมบัติบางอย่างเป็นพื้นฐาน

ใช้วิธีการต่อไปนี้ในการตรวจจับรังสีไอออไนซ์:

• ทางกายภาพ: ไอออนไนซ์, ตัวนับสัดส่วน, ตัวนับ Geiger-Muller ปล่อยก๊าซ, ห้องไอออไนเซชัน, ตัวนับเซมิคอนดักเตอร์
• วิธีการตรวจวัดปริมาณแคลอรี่: ทางชีววิทยา คลินิก ภาพถ่าย โลหิตวิทยา เซลล์พันธุศาสตร์
• เรืองแสง: ตัวนับฟลูออเรสเซนต์และประกายแวววาว
• วิธีทางชีวฟิสิกส์: รังสีเอกซ์, การคำนวณ

การวัดปริมาณรังสีของไอออไนซ์ทำได้โดยใช้เครื่องมือซึ่งสามารถกำหนดปริมาณรังสีได้ อุปกรณ์ประกอบด้วยสามส่วนหลัก ได้แก่ ตัวนับชีพจร เซ็นเซอร์ และแหล่งพลังงาน การวัดปริมาณรังสีสามารถทำได้ด้วยเครื่องวัดปริมาณรังสีหรือเครื่องวัดรังสี

ผลกระทบต่อมนุษย์

ผลของรังสีไอออไนซ์ต่อร่างกายมนุษย์เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ผลที่ตามมาต่อไปนี้เป็นไปได้:

• มีปัจจัยของการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาที่ลึกซึ้งมาก
• มีผลสะสมของหน่วยรังสีดูดกลืน
• ผลปรากฏออกมาเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากมีระยะเวลาแฝงอยู่
• อวัยวะและระบบภายในทั้งหมดมีความไวต่อหน่วยรังสีที่ดูดซับต่างกัน
• รังสีส่งผลกระทบต่อลูกหลานทุกคน
• ผลที่ได้ขึ้นอยู่กับหน่วยของรังสีที่ดูดกลืน ปริมาณรังสี และระยะเวลา

แม้จะมีการใช้อุปกรณ์ฉายรังสีในทางการแพทย์ แต่ผลกระทบของอุปกรณ์ดังกล่าวก็อาจเป็นอันตรายได้ ผลกระทบทางชีวภาพของรังสีไอออไนซ์ในกระบวนการฉายรังสีของร่างกายสม่ำเสมอซึ่งคำนวณที่ 100% ของขนาดยาเกิดขึ้นดังนี้:

• ไขกระดูก – หน่วยของรังสีที่ดูดซึม 12%;
• ปอด – อย่างน้อย 12%;
• กระดูก – 3%;
• อัณฑะ รังไข่– ปริมาณรังสีไอออไนซ์ที่ดูดซับได้ประมาณ 25%;
• ต่อมไทรอยด์– หน่วยขนาดยาที่ดูดซึมประมาณ 3%;
• ต่อมน้ำนม – ประมาณ 15%;
• เนื้อเยื่ออื่น - หน่วยของปริมาณรังสีที่ดูดซึมคือ 30%

ส่งผลให้เกิดโรคต่างๆ ได้ เช่น เนื้องอก อัมพาต และการเจ็บป่วยจากรังสี เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเด็กและสตรีมีครรภ์เนื่องจากการพัฒนาอวัยวะและเนื้อเยื่อผิดปกติเกิดขึ้น สารพิษและรังสีเป็นแหล่งของโรคอันตราย