Koliko vrst ionizirajočega sevanja obstaja? Ionizirajoče sevanje

Ionizirajoče sevanje (IR) - tokovi osnovnih delcev (elektronov, pozitronov, protonov, nevtronov) in kvantov elektromagnetne energije, katerih prehod skozi snov povzroči ionizacijo (nastanek nasprotno polarnih ionov) in vzbujanje njenih atomov in molekul. Ionizacija - preoblikovanje nevtralnih atomov ali molekul v električno nabite delce – ione.bII dosežejo Zemljo v obliki kozmičnih žarkov, nastanejo kot posledica radioaktivnega razpada atomskih jeder (απ β-delci, γ- in rentgenski žarki), nastajajo umetno pri pospeševalnikih nabitih delcev. Praktično zanimive so najpogostejše vrste IR - tokovi a- in β-delcev, γ-sevanje, rentgenski žarki in nevtronski tokovi.

Alfa sevanje(a) – tok pozitivno nabitih delcev – helijeva jedra. Trenutno je znanih več kot 120 umetnih in naravnih alfa radioaktivnih jeder, ki ob oddaji alfa delca izgubijo 2 protona in 2 nevtrona. Hitrost delcev med razpadom je 20 tisoč km/s. Hkrati imajo α-delci najmanjšo prodorno sposobnost, njihova dolžina poti (razdalja od vira do absorpcije) v telesu je 0,05 mm, v zraku - 8–10 cm, ne morejo niti skozi list papirja , vendar je gostota ionizacije na enoto Razpon zelo velik (za 1 cm do več deset tisoč parov), zato imajo ti delci največjo ionizacijsko sposobnost in so nevarni znotraj telesa.

Beta sevanje(β) – tok negativno nabitih delcev. Trenutno je znanih približno 900 beta radioaktivnih izotopov. Masa β-delcev je nekaj desettisočkrat manjša od mase α-delcev, vendar imajo večjo prodorno moč. Njihova hitrost je 200–300 tisoč km/s. Dolžina poti toka od vira v zraku je 1800 cm, v človeškem tkivu - 2,5 cm, β-delce popolnoma zadržijo trdni materiali (3,5 mm aluminijasta plošča, organsko steklo); njihova ionizacijska sposobnost je 1000-krat manjša kot pri delcih α.

Gama sevanje(γ) – elektromagnetno sevanje z valovno dolžino od 1 · 10 -7 m do 1 · 10 -14 m; ki se oddaja, ko se hitri elektroni v snovi upočasnijo. Nastane pri razpadu večine radioaktivnih snovi in ​​ima veliko prodorno moč; potuje s svetlobno hitrostjo. V električnem in magnetnem polju se γ-žarki ne odklonijo. To sevanje ima manjšo ionizacijsko sposobnost kot a- in beta-sevanje, saj je gostota ionizacije na dolžinsko enoto zelo nizka.

Rentgensko sevanje lahko dobimo v posebnih rentgenskih ceveh, v pospeševalnikih elektronov, pri upočasnjevanju hitrih elektronov v snovi in ​​pri prehodu elektronov iz zunanjih elektronskih lupin atoma v notranje, ko nastajajo ioni. Rentgenski žarki imajo tako kot γ-sevanje nizko ionizirajočo sposobnost, vendar veliko globino prodiranja.

Nevtroni - elementarni delci atomskega jedra, njihova masa je 4-krat manjša od mase α-delcev. Njihova življenjska doba je približno 16 minut. Nevtroni nimajo električnega naboja. Dolžina poti počasnih nevtronov v zraku je približno 15 m, v biološkem okolju - 3 cm; za hitre nevtrone - 120 m oziroma 10 cm, slednji imajo visoko prodorno sposobnost in predstavljajo največjo nevarnost.

Obstajata dve vrsti ionizirajočega sevanja:

Korpuskularna, sestavljena iz delcev z maso mirovanja, različno od nič (α-, β– in nevtronsko sevanje);

Elektromagnetno (γ- in rentgensko sevanje) – z zelo kratko valovno dolžino.

Za oceno vpliva ionizirajočega sevanja na katere koli snovi in ​​žive organizme se uporabljajo posebne količine - doze sevanja. Glavna značilnost interakcije ionizirajočega sevanja in okolja je ionizacijski učinek. V začetnem obdobju razvoja dozimetrije sevanja je bilo najpogosteje treba obravnavati rentgensko sevanje, ki se širi v zraku. Zato je bila za kvantitativno merilo sevalnega polja uporabljena stopnja ionizacije zraka v rentgenskih ceveh ali napravah. Kvantitativno merilo, ki temelji na količini ionizacije suhega zraka pri normalnem atmosferskem tlaku, ki ga je precej enostavno izmeriti, imenujemo doza izpostavljenosti.

Odmerek izpostavljenosti določa ionizacijsko sposobnost rentgenskih in γ-žarkov ter izraža energijo sevanja, pretvorjeno v kinetično energijo nabitih delcev na enoto mase atmosferskega zraka. Doza izpostavljenosti je razmerje med skupnim nabojem vseh ionov istega predznaka v elementarni prostornini zraka in maso zraka v tej prostornini. Enota SI za dozo izpostavljenosti je kulon, deljen s kilogrami (C/kg). Nesistemska enota je rentgen (R). 1 C/kg = 3880 R. Pri širjenju nabora znanih vrst ionizirajočega sevanja in področij njegove uporabe se je izkazalo, da mere vpliva ionizirajočega sevanja na snov ni mogoče zlahka določiti zaradi kompleksnosti in raznolikosti. procesov, ki se v tem primeru dogajajo. Najpomembnejši med njimi, ki povzroča fizikalne in kemične spremembe v obsevani snovi in ​​vodi do določenega sevalnega učinka, je absorpcija energije ionizirajočega sevanja s snovjo. Posledično se je pojavil koncept absorbirane doze.

Absorbirana doza prikazuje, koliko energije sevanja se absorbira na enoto mase katere koli obsevane snovi, in je določeno z razmerjem med absorbirano energijo ionizirajočega sevanja in maso snovi. Merska enota absorbirane doze v sistemu SI je gray (Gy). 1 Gy je doza, pri kateri se 1 J energije ionizirajočega sevanja prenese na maso 1 kg Zunajsistemska enota absorbirane doze je rad. 1 Gy = 100 rad. Preučevanje posameznih posledic obsevanja živih tkiv je pokazalo, da imajo različne vrste sevanja pri enakih absorbiranih dozah različne biološke učinke na telo. To je posledica dejstva, da težji delec (na primer proton) proizvede več ionov na enoto poti v tkivu kot lažji delec (na primer elektron). Pri enaki absorbirani dozi, višji kot je radiobiološki destruktivni učinek, gostejša je ionizacija, ki jo ustvari sevanje. Da bi upoštevali ta učinek, je bil uveden koncept ekvivalentne doze.

Enakovreden odmerek se izračuna tako, da se vrednost absorbirane doze pomnoži s posebnim koeficientom – koeficientom relativne biološke učinkovitosti (RBE) ali koeficientom kakovosti. Vrednosti koeficientov za različne vrste sevanja so podane v tabeli. 7.

Tabela 7

Koeficient relativne biološke učinkovitosti za različne vrste sevanja

Enota SI za ekvivalent doze je sievert (Sv). Vrednost 1 Sv je enaka ekvivalentni dozi katere koli vrste sevanja, ki se absorbira v 1 kg biološkega tkiva in ustvari enak biološki učinek kot absorbirana doza 1 Gy fotonskega sevanja. Nesistemska merska enota ekvivalentne doze je rem (biološki ekvivalent rad). 1 Sv = 100 rem. Nekateri človeški organi in tkiva so bolj občutljivi na učinke sevanja kot drugi: pri enakem ekvivalentnem odmerku je na primer večja verjetnost za nastanek raka na pljučih kot na ščitnici, še posebej nevarno pa je obsevanje spolnih žlez zaradi tveganje za genetske poškodbe. Zato je treba doze sevanja na različne organe in tkiva upoštevati z različnimi koeficienti, ki jih imenujemo koeficient sevalne ogroženosti. Če vrednost ekvivalentne doze pomnožimo z ustreznim koeficientom tveganja sevanja in seštejemo po vseh tkivih in organih, dobimo učinkovit odmerek, odraža celoten učinek na telo. Ponderirane koeficiente določimo empirično in izračunamo tako, da je njihova vsota za celoten organizem enota. Enote učinkovitega odmerka so enake enotam ekvivalentnega odmerka. Meri se tudi v sivertih ali remih.

Ionizirajoče sevanje je kombinacija različnih vrst mikrodelcev in fizikalnih polj, ki imajo sposobnost ionizirati snov, to je, da v njej tvorijo električno nabite delce – ione. Poznamo več vrst ionizirajočega sevanja: alfa, beta, gama sevanje in nevtronsko sevanje.

Alfa sevanje

Tvorba pozitivno nabitih alfa delcev vključuje 2 protona in 2 nevtrona, ki sta del helijevih jeder. Alfa delci nastanejo med razpadom atomskega jedra in imajo lahko začetno kinetično energijo od 1,8 do 15 MeV. Za alfa sevanje sta značilni visoka ionizirajoča in nizka prodorna sposobnost. Alfa delci pri gibanju zelo hitro izgubljajo svojo energijo, kar povzroči, da ni dovolj niti za premagovanje tankih plastičnih površin. Na splošno zunanja izpostavljenost alfa delcem, če ne upoštevamo visokoenergijskih alfa delcev, pridobljenih s pospeševalnikom, človeku ne povzroča nobene škode, je pa lahko prodiranje delcev v telo zdravju nevarno, saj alfa radionuklidi Imajo dolgo razpolovno dobo in imajo močno ionizacijo. Če jih zaužijemo, so lahko delci alfa pogosto celo bolj nevarni kot sevanje beta in gama.

Beta sevanje

Kot posledica beta razpada nastanejo nabiti delci beta, katerih hitrost je blizu svetlobni. Beta žarki imajo večjo prodorno moč kot alfa žarki - lahko povzročijo kemične reakcije, luminiscenco, ionizirajo pline in vplivajo na fotografske plošče. Kot zaščito pred tokom nabitih delcev beta (z energijo največ 1 MeV) bo zadostovala uporaba običajne aluminijaste plošče debeline 3-5 mm.

Fotonsko sevanje: žarki gama in rentgenski žarki

Fotonsko sevanje vključuje dve vrsti sevanja: rentgensko (lahko je zavorno in karakteristično) in sevanje gama.

Najpogostejša vrsta fotonskega sevanja so zelo visokoenergijski delci gama ultra kratke valovne dolžine, ki so tok visokoenergijskih fotonov brez naboja. Za razliko od žarkov alfa in beta se delci gama ne odbijajo zaradi magnetnih in električnih polj in imajo bistveno večjo prodorno moč. V določenih količinah in ob določenem trajanju izpostavljenosti lahko sevanje gama povzroči radiacijsko bolezen in povzroči različne vrste raka. Samo težki kemični elementi, kot so svinec, osiromašeni uran in volfram, lahko preprečijo širjenje toka delcev gama.

Nevtronsko sevanje

Vir nevtronskega sevanja so lahko jedrske eksplozije, jedrski reaktorji, laboratorijske in industrijske naprave. Sami nevtroni so električno nevtralni, nestabilni (razpolovna doba prostega nevtrona je približno 10 minut) delci, za katere je zaradi dejstva, da nimajo naboja, značilna visoka prodorna sposobnost s šibko stopnjo interakcije s snovjo. Nevtronsko sevanje je zelo nevarno, zato se za zaščito pred njim uporabljajo številni posebni materiali, ki vsebujejo predvsem vodik. Nevtronsko sevanje najbolje absorbira navadna voda, polietilen, parafin in raztopine hidroksidov težkih kovin.

Kako ionizirajoče sevanje vpliva na snovi?

Vse vrste ionizirajočega sevanja tako ali drugače delujejo na različne snovi, najbolj pa je to izraženo pri delcih gama in nevtronih. Tako lahko ob dolgotrajni izpostavljenosti bistveno spremenijo lastnosti različnih materialov, spremenijo kemično sestavo snovi, ionizirajo dielektrike in uničujoče delujejo na biološka tkiva. Naravno sevanje v ozadju človeku ne bo povzročilo veliko škode, vendar morate biti pri ravnanju z umetnimi viri ionizirajočega sevanja zelo previdni in sprejeti vse potrebne ukrepe, da zmanjšate stopnjo izpostavljenosti sevanju na telo.

Radioaktivno sevanje (ali ionizirajoče sevanje) je energija, ki jo sproščajo atomi v obliki delcev ali valov elektromagnetne narave. Ljudje so taki izpostavljenosti izpostavljeni tako iz naravnih kot antropogenih virov.

Blagodejne lastnosti sevanja so omogočile njegovo uspešno uporabo v industriji, medicini, znanstvenih poskusih in raziskavah, kmetijstvu in na drugih področjih. S širjenjem tega pojava pa je nastala nevarnost za zdravje ljudi. Majhen odmerek radioaktivnega sevanja lahko poveča tveganje za nastanek resnih bolezni.

Razlika med sevanjem in radioaktivnostjo

Sevanje v širšem pomenu pomeni sevanje, to je širjenje energije v obliki valov ali delcev. Radioaktivno sevanje delimo na tri vrste:

• alfa sevanje – tok jeder helija-4;
• beta sevanje – tok elektronov;
• Sevanje gama je tok visokoenergijskih fotonov.

Značilnosti radioaktivnega sevanja temeljijo na njihovi energiji, prenosnih lastnostih in vrsti emitiranih delcev.

Sevanje alfa, ki je tok celic s pozitivnim nabojem, lahko zadrži gost zrak ali oblačila. Ta vrsta praktično ne prodre skozi kožo, ko pa vstopi v telo, na primer skozi ureznine, je zelo nevarna in ima škodljiv učinek na notranje organe.

Beta sevanje ima več energije – elektroni se gibljejo z velikimi hitrostmi in so majhni. Zato tovrstno sevanje prodre skozi tanka oblačila in kožo globoko v tkivo. Beta sevanje je mogoče zaščititi z nekaj milimetrov debelo aluminijasto ploščo ali debelo leseno desko.

Gama sevanje je visokoenergetsko sevanje elektromagnetne narave, ki ima močno prodorno sposobnost. Za zaščito pred njim morate uporabiti debelo plast betona ali ploščo iz težkih kovin, kot sta platina in svinec.

Pojav radioaktivnosti so odkrili leta 1896. Do odkritja je prišel francoski fizik Becquerel. Radioaktivnost je sposobnost predmetov, spojin, elementov, da oddajajo ionizirajoče sevanje, to je sevanje. Razlog za pojav je nestabilnost atomskega jedra, ki pri razpadu sprošča energijo. Obstajajo tri vrste radioaktivnosti:

• naravni - značilni za težke elemente, katerih serijska številka je večja od 82;
• umetno - sproži se posebej s pomočjo jedrskih reakcij;
• inducirano - značilno za predmete, ki sami postanejo vir sevanja, če so močno obsevani.

Elemente, ki so radioaktivni, imenujemo radionuklidi. Za vsako od njih je značilno:

• polovično življenje;
• vrsta oddanega sevanja;
• energija sevanja;
• in druge lastnosti.

Viri sevanja

Človeško telo je redno izpostavljeno radioaktivnemu sevanju. Približno 80 % zneska, prejetega vsako leto, izvira iz kozmičnih žarkov. Zrak, voda in prst vsebujejo 60 radioaktivnih elementov, ki so viri naravnega sevanja. Glavni naravni vir sevanja je inertni plin radon, ki se sprošča iz zemlje in kamnin. Radionuklidi pridejo v človeško telo tudi s hrano. Del ionizirajočega sevanja, ki so mu ljudje izpostavljeni, izvira iz virov, ki jih je ustvaril človek, od jedrskih generatorjev in jedrskih reaktorjev do sevanja, ki se uporablja za zdravljenje in diagnostiko. Danes so pogosti umetni viri sevanja:

• medicinska oprema (glavni antropogeni vir sevanja);
• radiokemična industrija (pridobivanje, obogatitev jedrskega goriva, predelava jedrskih odpadkov in njihova predelava);
• radionuklidi, ki se uporabljajo v kmetijstvu in lahki industriji;
• nesreče v radiokemičnih obratih, jedrske eksplozije, izpusti sevanja
• Gradbeni materiali.

Glede na način prodiranja v telo izpostavljenost sevanju delimo na dve vrsti: notranjo in zunanjo. Slednje je značilno za radionuklide, razpršene v zraku (aerosol, prah). Pridejo na vašo kožo ali oblačila. V tem primeru lahko vire sevanja odstranimo tako, da jih izperemo. Zunanje sevanje povzroča opekline sluznice in kože. Pri internem tipu pride radionuklid v krvni obtok, na primer z injekcijo v veno ali skozi rano, in se odstrani z izločanjem ali terapijo. Takšno sevanje izzove maligne tumorje.

Radioaktivno ozadje je močno odvisno od geografske lege - v nekaterih regijah lahko raven sevanja več stokrat presega povprečje.

Vpliv sevanja na zdravje ljudi

Radioaktivno sevanje zaradi svojega ionizirajočega delovanja povzroči v človeškem telesu nastajanje prostih radikalov – kemično aktivnih agresivnih molekul, ki povzročajo poškodbe in odmiranje celic.

Nanje so še posebej občutljive celice prebavil, reproduktivnega in hematopoetskega sistema. Radioaktivno sevanje moti njihovo delo in povzroča slabost, bruhanje, motnje v delovanju črevesja in povišano telesno temperaturo. Z vplivom na očesna tkiva lahko povzroči sevalno sivo mreno. Posledice ionizirajočega sevanja so tudi poškodbe, kot so skleroza žil, poslabšanje imunosti in poškodbe genetskega aparata.

Sistem prenosa dednih podatkov ima dobro organizacijo. Prosti radikali in njihovi derivati ​​lahko porušijo strukturo DNK, nosilca genetske informacije. To vodi do mutacij, ki vplivajo na zdravje naslednjih generacij.

Naravo učinkov radioaktivnega sevanja na telo določajo številni dejavniki:

• vrsta sevanja;
• intenzivnost sevanja;
• posamezne značilnosti telesa.

Učinki radioaktivnega sevanja se morda ne bodo pokazali takoj. Včasih so njegove posledice opazne po daljšem časovnem obdobju. Poleg tega je velik enkratni odmerek sevanja nevarnejši od dolgotrajne izpostavljenosti majhnim odmerkom.

Količina absorbiranega sevanja je označena z vrednostjo, imenovano Sievert (Sv).

• Normalno sevanje ozadja ne presega 0,2 mSv/h, kar ustreza 20 mikrorentgenom na uro. Pri rentgenskem slikanju zoba človek prejme 0,1 mSv.

• Letalni enkratni odmerek je 6-7 Sv.

Uporaba ionizirajočega sevanja

Radioaktivno sevanje se pogosto uporablja v tehnologiji, medicini, znanosti, vojaški in jedrski industriji ter na drugih področjih človekove dejavnosti. Ta pojav je osnova naprav, kot so detektorji dima, generatorji električne energije, alarmi za zaledenitev in ionizatorji zraka.

V medicini se radioaktivno sevanje uporablja pri radioterapiji za zdravljenje raka. Ionizirajoče sevanje je omogočilo ustvarjanje radiofarmakov. Z njihovo pomočjo se izvajajo diagnostični pregledi. Instrumenti za analizo sestave spojin in sterilizacijo so zgrajeni na osnovi ionizirajočega sevanja.

Odkritje radioaktivnega sevanja je bilo brez pretiravanja revolucionarno – uporaba tega pojava je človeštvo pripeljala na novo stopnjo razvoja. Vendar pa je to povzročilo tudi nevarnost za okolje in zdravje ljudi. V zvezi s tem je ohranjanje sevalne varnosti pomembna naloga našega časa.

Ionizirajoče sevanje – sevanje, ki nastaja pri radioaktivnem razpadu, jedrskih transformacijah, zaviranju nabitih delcev v snovi in ​​tvori ione različnih predznakov pri interakciji z okoljem.

Koncept ionizirajočega sevanja združuje vrste sevanja, ki so po svoji fizikalni naravi različne. Podobnost med njimi je v tem, da imajo visoko energijo, svoj biološki učinek uresničujejo z učinki ionizacije in kasnejšim razvojem kemičnih reakcij v bioloških strukturah celice, ki lahko vodijo v njeno smrt. Človeška čutila ne zaznavajo ionizirajočega sevanja, njegovega vpliva na telo ne čutimo.

Najpomembnejši lastnosti ionizirajočega sevanja sta njihova prodorna sposobnost in ionizirajoči učinek.

Treba je opozoriti, da je stopnja nevarnosti določene vrste sevanja določena z njegovo prodorno sposobnostjo.

Oddani delci in elektromagnetno sevanje imajo energijo in zagon ter so sposobni interakcije s snovjo in prodiranja v kateri koli predmet do določene globine.

Ionizirajoče sevanje pri interakciji s snovmi živih in neživih predmetov povzroča ionizacijo atomov in molekul snovi in ​​s tem izkazuje kemijski učinek. Ta lastnost se uporablja za zaznavanje in beleženje sevanja.

Ionizirajoče sevanje ob izpostavitvi nekaterim trdnim in tekočim snovem povzroči njihovo žarenje (fluorescenco), kar se pogosto uporablja tudi za beleženje sevanja.

Poleg tega je bilo ugotovljeno, da ima ionizirajoče sevanje določen biološki učinek, na primer lahko povzroči spremembe v prostorski konfiguraciji proteina in s tem moti njegove biološke funkcije itd.

Ionizirajoče sevanje sestavljajo nabiti in nenabiti delci, med katere sodijo tudi fotoni, in jih delimo na dve vrsti:

Korpuskularni – α, β, nevtron;

Kvantni ali elektromagnetni - γ in rentgenski žarki.

α-sevanje je tok težkih pozitivno nabitih delcev. So 7300-krat težji od delcev β. Po svoji fizični naravi so α-delci jedra atoma helija in so sestavljeni iz dveh protonov in dveh nevtronov. Ti delci se oddajajo med radioaktivnim razpadom določenih elementov z atomskim številom, večjim od 92. Zaradi velike mase ti delci pri interakciji s snovjo hitro izgubijo energijo.

α-sevanje ima močan ionizirajoči učinek (tvori več deset tisoč ionskih parov na 1 cm razdalje), vendar je njegova prodorna sposobnost zanemarljiva. Domet α-delcev v zraku ne presega 10 cm, ob obsevanju človeka prodrejo do globine površinske plasti kože. Tako pri zunanjem obsevanju za zaščito pred škodljivimi učinki α-delcev zadošča uporaba navadnega oblačila ali lista papirja. Zdi se, da ne predstavljajo resne nevarnosti za zdravje ljudi. Vendar pa so zaradi njihove visoke ionizacijske sposobnosti zelo nevarni, če pride vir v človeško telo s hrano, vodo ali zrakom. V tem primeru ima sevanje zelo destruktiven učinek zaradi absorpcije notranjih organov.

β-sevanje je tok elektronov ali pozitronov, ki se oddajajo med radioaktivnim razpadom. Ionizirajoči učinek teh delcev je manjši od α-delcev, njihova prodorna sposobnost pa je veliko večja. Potovalna razdalja β-delcev je odvisna od njihove energije. V zraku je lahko 3 metre ali več, v vodi in biološkem tkivu - do 2 cm Zimska oblačila ščitijo telo pred zunanjim β-sevanjem. Vendar pa lahko na izpostavljenih površinah kože nastanejo opekline zaradi sevanja različne resnosti in če pride v stik z očesno lečo, se lahko razvije katarakta zaradi sevanja. Ko viri β-sevanja vstopijo v telo, pride do notranjega obsevanja, ki lahko povzroči hude radiacijske poškodbe.

Nevtronsko sevanje predstavlja nevtralne delce, ki nimajo električnega naboja. Pomanjkanje električnega naboja v teh delcih vodi do dejstva, da neposredno komunicirajo z atomskimi jedri, kar povzroča jedrske reakcije. Pri ocenjevanju sevalne nevarnosti ima lahko nevtronsko sevanje pomembno vlogo, saj ima veliko prodorno moč. Narava in intenzivnost nevtronsko-jedrskih interakcij ter prodorna sposobnost teh delcev sta odvisni od energije sevanja, ki se zelo spreminja. Posebnost nevtronov je njihova sposobnost preoblikovanja atomov stabilnih elementov v njihove radioaktivne izotope, kar močno poveča nevarnost nevtronskega obsevanja. Kot moderatorji nevtronov se uporabljajo snovi, ki vsebujejo vodik ali lahke snovi: voda, ogljik, parafin.

γ sevanje je kratkovalovno elektromagnetno sevanje, ki se oddaja med jedrskimi transformacijami. Po svoji naravi je podoben drugim vrstam elektromagnetnega sevanja - svetlobi, ultravijoličnemu, rentgenskemu sevanju. To sevanje ima visoko prodorno sposobnost in krajša kot je valovna dolžina, večja je njegova prodorna sposobnost. Domet γ-kvantov v zraku presega desetine in celo stotine metrov. Sevanje prodre skozi nekaj centimetrov debelo plast svinca in lahko prehaja skozi človeško telo. Glavno nevarnost predstavlja vir zunanjega sevanja. Za zaščito pred γ-sevanjem se učinkovito uporabljajo zasloni iz materialov z visoko atomsko maso in visoko gostoto: svinec, volfram. Stacionarni zasloni so izdelani iz betona.

Rentgensko sevanje zavzema spektralno območje med γ – in ultravijoličnim sevanjem (valovna dolžina 10¯9 - 10¯¹² m) in nastane med delovanjem ustreznih naprav in aparatov. Ima lastnosti, kot sta odboj in lom, njegova energija pa je nizka. Njegova visoka prodorna sposobnost je omogočila uporabo v medicini.

Človeško telo absorbira energijo ionizirajočega sevanja, stopnja poškodbe zaradi sevanja pa je odvisna od količine absorbirane energije. Na telo ne vpliva vsa energija sevanja, temveč le absorbirana energija. Upoštevati je treba, da je pri enaki količini absorbirane energije α-sevanje 20-krat nevarnejše od drugih vrst sevanja, upoštevajoč koeficient, ki odraža sposobnost sevanja, da poškoduje telesno tkivo.

Akutna radiacijska bolezen - to je polisindromska lezija telesa, povezana z zunanjim kratkotrajnim, relativno enakomernim učinkom ionizirajočega sevanja na celotno telo ali njegov večji del v odmerku, ki presega 1 Gy, z obvezno prisotnostjo znakov zatiranja hematopoeze in časa. omejitev za izvajanje glavnih patoloških sprememb za obdobje 2-3 mesecev.

Sevalne poškodbe se lahko glede na vrsto in energijo emitiranega ionizirajočega sevanja ter hitrost doze in njeno porazdelitev po človeškem telesu zelo razlikujejo po patogenezi in klinični sliki.

· Pri enkratni dozi obsevanja 0,25 Gy med rutinskim kliničnim pregledom ni opaznih odstopanj.

· Pri obsevanju v odmerku 0,25-0,75 Gy lahko opazimo blage spremembe krvne slike in nevrovaskularne regulacije, ki se pojavijo v 5-8 tednu od trenutka obsevanja.

· Obsevanje v odmerku 1-10 Gy povzroči značilne oblike ARS z motnjo hematopoeze, ki je vodilna v njeni patogenezi.

· Obsevanje v odmerku 10-20 Gy vodi do razvoja črevesne oblike s smrtnim izidom 10-14.

· Ko je oseba obsevana v odmerku 20-80 Gy, se smrt pojavi 5-7 dan z naraščajočo azotemijo (toksemična oblika).

· Neposredna zgodnja okvara živčnega sistema se razvije pri obsevanju v odmerku nad 80 Gy. Smrtni izid v živčni (akutni) obliki je možen v prvih urah ali dneh po obsevanju.

Ionizirajoče sevanje je posebna vrsta sevalne energije, ki vzbudi proces ionizacije v obsevanem mediju. Viri ionizirajočega sevanja so rentgenske cevi, močne visokonapetostne in pospeševalne naprave, predvsem pa radioaktivne snovi - naravne (uran, torij, radij) in umetne (izotopi).

Radioaktivnost je spontani proces razpada atomskih jeder, zaradi česar nastane sevanje - elektromagnetno in korpuskularno.

Glavne vrste dela, povezane z viri ionizirajočega sevanja: gama detekcija napak na kovinah in izdelkih, delo na rentgenskih napravah v zdravstvenih ustanovah in tehničnih laboratorijih, uporaba izotopov za nadzor proizvodnih procesov, delovanje industrijskih in znanstvenih visokošolskih objektov. napajanje visokonapetostnih in pospeševalnih naprav, uporaba jedrskih reaktorjev, uporaba radioaktivnih snovi in ​​sevanja v zdravstvenih ustanovah v diagnostične in terapevtske namene, rudarjenje radioaktivnih rud.

Pri delu z radioaktivnimi snovmi lahko poleg zunanjega obsevanja radioaktivni elementi vstopajo v telo skozi pljuča (vdihavanje radioaktivnega prahu ali plinov) in skozi prebavila. Nekatere snovi lahko prodrejo skozi kožo.

Radioaktivne snovi, ki ostanejo v telesu, se s krvjo prenašajo v različna tkiva in organe ter v slednjih postanejo vir notranjega sevanja. Hitrost odstranjevanja radioaktivnih snovi iz telesa je različna; hitreje se sproščajo zelo topne snovi. Še posebej nevarni so dolgoživi izotopi, saj so lahko, ko pridejo v telo, vir ionizirajočega sevanja vse življenje žrtve.

Vrste sevanja

Pri razpadu jedra radioaktivnih snovi oddajajo 4 vrste sevanja: a-, b-, y-žarke in nevtrone.

a-žarki so tok pozitivno nabitih delcev z veliko maso (jedra atomov helija). Zunanje obsevanje z α-delci je malo nevarno, saj prodrejo plitvo v tkiva in jih absorbira rožena plast kožnega epitelija. Vstop a-sevalcev v telo predstavlja veliko nevarnost, saj so celice neposredno obsevane z visoko močjo energije.

B-žarki so tok delcev z negativnim nabojem (elektronov). B-žarki imajo večjo prodorno moč kot a-žarki; njihov obseg v zraku, odvisno od energije, sega od frakcij centimetra do 10-15 m, v vodi, v tkivih - od frakcij milimetra do 1 cm.

Y-žarki so visokofrekvenčno elektromagnetno sevanje. Njihove lastnosti so podobne rentgenskim žarkom, vendar imajo krajšo valovno dolžino.

Energija y-žarkov se zelo spreminja. Y-žarke po energiji delimo na mehke (0,1-0,2 MeV), srednje trde (0,2-1 MeV), trde (1-10 MeV) in super trde (nad 10 MeV).

Ta vrsta sevanja je najbolj prodorna in najbolj nevarna pri izpostavljenosti zunanjemu sevanju.

Nevtroni so delci brez naboja. Imajo veliko prodorno moč. Pod vplivom nevtronskega obsevanja lahko postanejo radioaktivni elementi, ki tvorijo tkiva (kot je fosfor itd.).

Biološko delovanje

Ionizirajoče sevanje povzroča kompleksne funkcionalne in morfološke spremembe v tkivih in organih. Pod njenim vplivom molekule vode, ki tvorijo tkiva in organe, razpadejo s tvorbo prostih atomov in radikalov, ki imajo visoko oksidacijsko sposobnost. Produkti radiolize vode delujejo na aktivne sulfhidrilne skupine (SH) beljakovinskih struktur in jih pretvorijo v neaktivne - bisulfidne. Zaradi tega je aktivnost različnih encimskih sistemov, odgovornih za sintetične procese, motena, slednji pa so potlačeni in izkrivljeni. Ionizirajoče sevanje deluje tudi neposredno na beljakovinske in lipidne molekule ter ima denaturacijski učinek. Ionizirajoče sevanje lahko povzroči lokalne (opekline) in splošne (radiacijska bolezen) poškodbe telesa.

Največji dovoljeni odmerek

Najvišja dovoljena doza (MAD) sevanja za celotno telo (pri neposrednem delu z viri ionizirajočih sevanj) je določena pri 0,05 J/kg (5 rem) za eno leto. V nekaterih primerih je dovoljeno prejeti dozo do 0,03 J/kg ali 3 rem v enem četrtletju (pri tem pa ohraniti skupno dozo sevanja skozi vse leto pri 0,05 J/kg ali 5 rem). To povečanje doze ni dovoljeno za ženske, mlajše od 30 let (zanje je največja doza obsevanja v četrtletju 0,013 J/kg oz. 1,3 rem).