Co to jest radionuklid? Tego słowa nie trzeba się bać: oznacza ono po prostu radioaktywne izotopy. Czasami w mowie można usłyszeć słowa „radionukleid”, a nawet mniej literacką wersję - „radionukleotyd”. Prawidłowy termin to radionuklid. Ale co to jest rozpad promieniotwórczy? Jakie są właściwości różnych rodzajów promieniowania i czym się różnią? O wszystkim - w porządku.
Definicje w radiologii
Od wybuchu pierwszej bomby atomowej zmieniło się wiele pojęć w radiologii. Zamiast wyrażenia „kocioł atomowy” zwyczajowo mówi się „reaktor jądrowy”. Zamiast wyrażenia „promienie radioaktywne” stosuje się wyrażenie „promieniowanie jonizujące”. Wyrażenie „izotop promieniotwórczy” zostało zastąpione przez „nuklid promieniotwórczy”.
Długożyciowe i krótkożyciowe radionuklidy
Promieniowanie alfa, beta i gamma towarzyszą procesowi rozpadu jądra atomowego. Co to jest okrespół życia? Jądra radionuklidów nie są stabilne – to odróżnia je od innych stabilnych izotopów. W pewnym momencie rozpoczyna się proces rozpadu promieniotwórczego. Radionuklidy są następnie przekształcane w inne izotopy, podczas których emitowane są promienie alfa, beta i gamma. Radionuklidy mają różne poziomy niestabilności – niektóre z nich rozkładają się przez setki, miliony, a nawet miliardy lat. Na przykład wszystkie naturalnie występujące izotopy uranu są długowieczne. Istnieją również radionuklidy, które rozpadają się w ciągu sekund, dni, miesięcy. Nazywa się je krótkotrwałymi.
Uwalnianie cząstek alfa, beta i gamma nie towarzyszy żadnemu rozpadowi. Ale w rzeczywistości rozpadowi radioaktywnemu towarzyszy jedynie uwalnianie cząstek alfa lub beta. W niektórych przypadkach procesowi temu towarzyszą promienie gamma. Czyste promieniowanie gamma nie występuje w przyrodzie. Im wyższa szybkość rozpadu radionuklidu, tym wyższy poziom radioaktywności. Niektórzy uważają, że rozpady alfa, beta, gamma i delta istnieją w naturze. To nie jest prawda. Zanik delta nie istnieje.
Jednostki radioaktywności
Jak jednak jest mierzona ta wartość? Pomiar radioaktywności pozwala na wyrażenie szybkości rozpadu w liczbach. Jednostką miary aktywności radionuklidów jest bekerel. 1 bekerel (Bq) oznacza, że 1 rozpad następuje w ciągu 1 sek. Dawno, dawno temu, pomiary te wykorzystywały znacznie większą jednostkę miary - curie (Ci): 1 curie=37 miliardów bekereli.
Oczywiściekonieczne jest porównanie tych samych mas substancji, na przykład 1 mg uranu i 1 mg toru. Aktywność danej masy jednostkowej radionuklidu nazywamy aktywnością właściwą. Im dłuższy okres półtrwania, tym niższa radioaktywność właściwa.
Które radionuklidy są najbardziej niebezpieczne?
To dość prowokacyjne pytanie. Z jednej strony te krótkotrwałe są bardziej niebezpieczne, ponieważ są bardziej aktywne. Ale przecież po ich rozpadzie sam problem promieniowania traci na znaczeniu, a długowieczne stanowią zagrożenie przez wiele lat.
Właściwą aktywność radionuklidów można porównać do broni. Która broń byłaby bardziej niebezpieczna: ta, która strzela pięćdziesiąt strzałów na minutę, czy ta, która strzela raz na pół godziny? Na to pytanie nie można odpowiedzieć - wszystko zależy od kalibru broni, czym jest załadowana, czy pocisk dotrze do celu, jakie będą obrażenia.
Różnice między rodzajami promieniowania
Rodzaje promieniowania alfa, gamma i beta można przypisać „kaliberowi” broni. Promieniowania te mają zarówno cechy wspólne, jak i różnice. Główną wspólną cechą jest to, że wszystkie są klasyfikowane jako niebezpieczne promieniowanie jonizujące. Co oznacza ta definicja? Energia promieniowania jonizującego jest niezwykle potężna. Kiedy uderzają w inny atom, wybijają elektron z jego orbity. Kiedy cząsteczka jest emitowana, zmienia się ładunek jądra - tworzy to nową substancję.
Natura promieni alfa
I wspólną cechą jest to, że promieniowanie gamma, beta i alfa mają podobny charakter. przez większośćpromienie alfa zostały odkryte jako pierwsze. Powstały podczas rozpadu metali ciężkich – uranu, toru, radonu. Już po odkryciu promieni alfa wyjaśniono ich naturę. Okazało się, że to jądra helu lecące z dużą prędkością. Innymi słowy, są to ciężkie „zestawy” 2 protonów i 2 neutronów, które mają ładunek dodatni. W powietrzu promienie alfa przemieszczają się na bardzo krótkie odległości - nie więcej niż kilka centymetrów. Papier lub np. naskórek całkowicie zatrzymują to promieniowanie.
Promieniowanie beta
Cząstki beta, odkryte później, okazały się zwykłymi elektronami, ale z dużą prędkością. Są znacznie mniejsze niż cząstki alfa, a także mają mniejszy ładunek elektryczny. Cząsteczki beta mogą z łatwością przenikać przez różne materiały. W powietrzu pokonują dystans do kilku metrów. Następujące materiały mogą je opóźnić: odzież, szkło, cienka blacha.
Właściwości promieni gamma
Ten rodzaj promieniowania ma taką samą naturę jak promieniowanie ultrafioletowe, podczerwone lub fale radiowe. Promienie gamma to promieniowanie fotonowe. Jednak przy niezwykle dużej prędkości fotonów. Ten rodzaj promieniowania bardzo szybko penetruje materiały. Aby to opóźnić, zwykle używa się ołowiu i betonu. Promienie gamma mogą podróżować tysiące kilometrów.
Mit o niebezpieczeństwie
Porównując promieniowanie alfa, gamma i beta, ludzie ogólnie uważają promieniowanie gamma za najbardziej niebezpieczne. W końcu powstają podczas wybuchów jądrowych, pokonują setki kilometrów ispowodować chorobę popromienną. Wszystko to prawda, ale nie jest to bezpośrednio związane z niebezpieczeństwem promieni. Ponieważ w tym przypadku mówią o ich zdolności penetracji. Oczywiście promienie alfa, beta i gamma różnią się pod tym względem. Jednak niebezpieczeństwo ocenia się nie na podstawie siły penetracji, ale na podstawie pochłoniętej dawki. Ten wskaźnik jest obliczany w dżulach na kilogram (J / kg).
W ten sposób dawka pochłoniętego promieniowania jest mierzona jako ułamek. Jego licznik zawiera nie liczbę cząstek alfa, gamma i beta, ale energię. Na przykład promieniowanie gamma może być twarde i miękkie. Ten ostatni ma mniej energii. Kontynuując analogię z bronią, możemy powiedzieć: nie tylko kaliber pocisku ma znaczenie, ważne jest również z jakiego strzału jest oddany - z procy czy ze strzelby.
