Mikä on radionuklidi? Tätä sanaa ei tarvitse pelätä: se tarkoittaa yksinkertaisesti radioaktiivisia isotooppeja. Joskus puheessa voi kuulla sanat "radionukleidi" tai vielä vähemmän kirjallinen versio - "radionukleotidi". Oikea termi on radionuklidi. Mutta mitä on radioaktiivinen hajoaminen? Mitkä ovat eri säteilytyyppien ominaisuudet ja miten ne eroavat toisistaan? Kaikesta - järjestyksessä.
Määritelmät radiologiassa
Ensimmäisen atomipommin räjähdyksen jälkeen monet radiologian käsitteet ovat muuttuneet. Ilmauksen "atomikattila" sijasta on tapana sanoa "ydinreaktori". Ilmaisun "radioaktiiviset säteet" sijasta käytetään ilmaisua "ionisoiva säteily". Ilmaus "radioaktiivinen isotooppi" korvattiin sanalla "radionuklidi".
Pitkä- ja lyhytikäiset radionuklidit
Alfa-, beeta- ja gammasäteily seuraavat atomiytimen hajoamisprosessia. Mikä on ajanjaksopuolikas elämä? Radionuklidien ytimet eivät ole stabiileja - tämä erottaa ne muista stabiileista isotoopeista. Tietyssä vaiheessa radioaktiivinen hajoamisprosessi alkaa. Radionuklidit muunnetaan sitten muiksi isotoopeiksi, joiden aikana lähetetään alfa-, beeta- ja gammasäteitä. Radionuklidien epävakaustasot vaihtelevat – osa niistä hajoaa satojen, miljoonien ja jopa miljardien vuosien aikana. Esimerkiksi kaikki luonnossa esiintyvät uraanin isotoopit ovat pitkäikäisiä. On myös radionuklideja, jotka hajoavat sekunneissa, päivissä, kuukausissa. Niitä kutsutaan lyhytikäisiksi.
Alfa-, beeta- ja gammahiukkasten vapautuminen ei liity hajoamiseen. Mutta itse asiassa radioaktiiviseen hajoamiseen liittyy vain alfa- tai beetahiukkasten vapautuminen. Joissakin tapauksissa tämä prosessi tapahtuu gammasäteilyn mukana. Puhdasta gammasäteilyä ei esiinny luonnossa. Mitä suurempi radionuklidin hajoamisnopeus on, sitä korkeampi on sen radioaktiivisuus. Jotkut uskovat, että luonnossa esiintyy alfa-, beeta-, gamma- ja deltahajoamista. Tämä ei ole totta. Delta-hajoamista ei ole olemassa.
Radioaktiivisuusyksiköt
Kuitenkin miten tämä arvo mitataan? Radioaktiivisuuden mittaus mahdollistaa hajoamisnopeuden ilmaisemisen numeroina. Radionuklidiaktiivisuuden mittayksikkö on becquerel. 1 becquerel (Bq) tarkoittaa, että 1 hajoaminen tapahtuu 1 sekunnissa. Aikoinaan näissä mittauksissa käytettiin paljon suurempaa mittayksikköä - curie (Ci): 1 curie=37 miljardia becquereliä.
Tietenkinon tarpeen verrata samoja aineen massoja, esimerkiksi 1 mg uraania ja 1 mg toriumia. Radionuklidin tietyn massayksikön aktiivisuutta kutsutaan ominaisaktiivisuudeksi. Mitä pidempi puoliintumisaika, sitä pienempi on ominaisradioaktiivisuus.
Mitkä radionuklidit ovat vaarallisimpia?
Tämä on melko provosoiva kysymys. Toisa alta lyhytikäiset ovat vaarallisempia, koska ne ovat aktiivisempia. Mutta loppujen lopuksi itse säteilyongelma menettää merkityksensä niiden rappeutumisen jälkeen, kun taas pitkäikäiset aiheuttavat vaaran useiden vuosien ajan.
Radionuklidien ominaisaktiivisuutta voidaan verrata aseisiin. Kumpi ase olisi vaarallisempi: se, joka ampuu viisikymmentä laukausta minuutissa, vai se, joka ampuu kerran puolen tunnin välein? Tähän kysymykseen ei voi vastata - kaikki riippuu aseen kaliiperista, mitä se on ladattu, saavuttaako luoti kohteen, mikä on vahinko.
Säteilytyyppien väliset erot
Alfa-, gamma- ja beetatyyppiset säteilyt voidaan katsoa aseiden "kaliiperin" ansioksi. Näillä säteilyillä on sekä yhteisiä että eroja. Suurin yhteinen ominaisuus on, että ne kaikki luokitellaan vaaralliseksi ionisoivaksi säteilyksi. Mitä tämä määritelmä tarkoittaa? Ionisoivan säteilyn energia on erittäin voimakasta. Kun he osuvat toiseen atomiin, ne lyövät elektronin ulos sen kiertorad alta. Kun hiukkanen vapautuu, ytimen varaus muuttuu - tämä luo uuden aineen.
Alfasäteiden luonne
Ja yhteinen asia näiden välillä on, että gamma-, beeta- ja alfasäteilyllä on samanlainen luonne. enitenalfasäteet löydettiin ensimmäisinä. Ne muodostuivat raskasmetallien - uraanin, toriumin, radonin - hajoamisen aikana. Jo alfasäteiden löytämisen jälkeen niiden luonne selkiytyi. Ne osoittautuivat suurella nopeudella lentäviä heliumytimiä. Toisin sanoen nämä ovat raskaita 2 protonin ja 2 neutronin "joukkoja", joilla on positiivinen varaus. Ilmassa alfasäteet kulkevat hyvin lyhyen matkan - enintään muutaman senttimetrin. Paperi tai esimerkiksi orvaskesi estää tämän säteilyn kokonaan.
Beta-säteily
Seuraavaksi löydetyt beetahiukkaset osoittautuivat tavallisiksi elektroneiksi, mutta suurella nopeudella. Ne ovat paljon pienempiä kuin alfahiukkaset ja niissä on myös vähemmän sähkövarausta. Beetahiukkaset voivat tunkeutua helposti eri materiaaleihin. Ilmassa ne kattavat jopa useiden metrien etäisyyden. Seuraavat materiaalit voivat viivästyttää niitä: vaatteet, lasi, ohut metallilevy.
Gammasäteiden ominaisuudet
Tämäntyyppinen säteily on luonteeltaan samaa kuin ultraviolettisäteily, infrapunasäteet tai radioaallot. Gammasäteet ovat fotonisäteilyä. Kuitenkin erittäin suurella fotonien nopeudella. Tämäntyyppinen säteily tunkeutuu materiaaliin hyvin nopeasti. Sen hidastamiseksi käytetään yleensä lyijyä ja betonia. Gammasäteet voivat kulkea tuhansia kilometrejä.
Myytti vaarasta
Alfa-, gamma- ja beetasäteilyä verrattaessa ihmiset pitävät yleensä gammasäteilyä vaarallisimpana. Loppujen lopuksi ne muodostuvat ydinräjähdysten aikana, ylittävät satoja kilometrejä jaaiheuttaa säteilysairautta. Kaikki tämä on totta, mutta se ei liity suoraan säteiden vaaraan. Koska tässä tapauksessa he puhuvat tunkeutumiskyvystään. Tietenkin alfa-, beeta- ja gammasäteet eroavat tässä suhteessa. Vaaraa ei kuitenkaan arvioida tunkeutumisvoiman, vaan imeytyneen annoksen perusteella. Tämä indikaattori lasketaan jouleina kilogrammaa kohti (J / kg).
Siten absorboituneen säteilyn annos mitataan murto-osana. Sen osoittaja ei sisällä alfa-, gamma- ja beetahiukkasten määrää, vaan energiaa. Esimerkiksi gammasäteily voi olla kovaa ja pehmeää. Jälkimmäisessä on vähemmän energiaa. Jatkamalla analogiaa aseiden kanssa, voidaan sanoa: ei vain luodin kaliiperilla ole väliä, vaan on myös tärkeää, mistä laukaus ammutaan - ritsasta vai haulikosta.
