Mi az a radionuklid? Ettől a szótól nem kell félni: egyszerűen radioaktív izotópokat jelent. Néha a beszédben hallani lehet a "radionukleid" szavakat, vagy még kevésbé irodalmi változatot - "radionukleotid". A helyes kifejezés a radionuklid. De mi is az a radioaktív bomlás? Milyen tulajdonságai vannak a különböző típusú sugárzásoknak, és miben különböznek egymástól? Mindenről – sorrendben.
Definíciók a radiológiában
Az első atombomba robbanása óta a radiológiában sok fogalom megváltozott. Az "atomkazán" kifejezés helyett szokás azt mondani, hogy "atomreaktor". A „radioaktív sugarak” kifejezés helyett az „ionizáló sugárzás” kifejezést használják. A "radioaktív izotóp" kifejezést a "radionuklid" váltotta fel.
Hosszú és rövid élettartamú radionuklidok
Alfa, béta és gamma sugárzás kíséri az atommag bomlási folyamatát. Mi az az időszakfél élet? A radionuklidok magjai nem stabilak – ez különbözteti meg őket a többi stabil izotóptól. Egy bizonyos ponton megindul a radioaktív bomlás folyamata. A radionuklidokat ezután más izotópokká alakítják át, amelyek során alfa-, béta- és gamma-sugarakat bocsátanak ki. A radionuklidok különböző szintű instabilitást mutatnak – némelyikük több száz, millió vagy akár több milliárd év alatt bomlik le. Például minden természetben előforduló uránizotóp hosszú élettartamú. Vannak olyan radionuklidok is, amelyek másodpercek, napok, hónapok alatt bomlanak le. Rövid életűnek hívják őket.
Az alfa-, béta- és gamma-részecskék felszabadulása nem jár semmiféle bomlással. De valójában a radioaktív bomlás csak alfa- vagy béta-részecskék felszabadulásával jár. Egyes esetekben ez a folyamat gamma-sugárzással jár. Tiszta gamma-sugárzás a természetben nem fordul elő. Minél nagyobb egy radionuklid bomlási sebessége, annál magasabb a radioaktivitása. Egyesek úgy vélik, hogy alfa-, béta-, gamma- és delta-bomlás létezik a természetben. Ez nem igaz. Delta-bomlás nem létezik.
Radioaktivitási egységek
Azonban hogyan mérik ezt az értéket? A radioaktivitás mérése lehetővé teszi a bomlás sebességének számokkal történő kifejezését. A radionuklid aktivitás mértékegysége a becquerel. 1 becquerel (Bq) azt jelenti, hogy 1 bomlás következik be 1 másodperc alatt. Réges-régen ezek a mérések sokkal nagyobb mértékegységet használtak – a curie-t (Ci): 1 curie=37 milliárd becquerel.
Természetesenössze kell hasonlítani egy anyag azonos tömegét, például 1 mg uránt és 1 mg tóriumot. Egy radionuklid adott egységnyi tömegének aktivitását fajlagos aktivitásnak nevezzük. Minél hosszabb a felezési idő, annál alacsonyabb a fajlagos radioaktivitás.
Mely radionuklidok a legveszélyesebbek?
Ez egy meglehetősen provokatív kérdés. Egyrészt a rövid életűek veszélyesebbek, mert aktívabbak. De végül is a sugárzás bomlása után elveszti jelentőségét, míg a hosszú élettartamúak sok éven át veszélyt jelentenek.
A radionuklidok fajlagos aktivitása a fegyverekhez hasonlítható. Melyik fegyver lenne veszélyesebb: az, amelyik percenként ötven lövést ad le, vagy az, amelyik félóránként egyszer ad le? Erre a kérdésre nem lehet válaszolni – minden attól függ, hogy milyen kaliberben van a fegyver, mivel van megtöltve, hogy a golyó eléri-e a célt, milyen lesz a sebzés.
A sugárzás típusai közötti különbségek
Az alfa, gamma és béta típusú sugárzás a fegyverek "kaliberének" tulajdonítható. Ezeknek a sugárzásoknak van közös és különbségük is. A fő közös tulajdonság az, hogy mindegyik veszélyes ionizáló sugárzásnak minősül. Mit jelent ez a meghatározás? Az ionizáló sugárzás energiája rendkívül erős. Amikor eltalálnak egy másik atomot, kiütnek egy elektront a pályájáról. Amikor egy részecske kibocsátódik, az atommag töltése megváltozik – ez új anyagot hoz létre.
Az alfa-sugarak természete
És az a közös köztük, hogy a gamma-, béta- és alfasugárzásnak hasonló a természete. a legtöbbenaz alfa sugarakat fedezték fel először. A nehézfémek - urán, tórium, radon - bomlása során keletkeztek. Már az alfasugarak felfedezése után tisztázódott a természetük. Kiderült, hogy nagy sebességgel repülő héliummagok. Más szóval, ezek 2 protonból és 2 neutronból álló nehéz "halmazok", amelyek pozitív töltéssel rendelkeznek. A levegőben az alfa-sugarak nagyon rövid távolságot tesznek meg – legfeljebb néhány centimétert. A papír vagy például az epidermisz teljesen leállítja ezt a sugárzást.
Béta sugárzás
A béta részecskék, amelyeket ezután fedeztek fel, közönséges elektronoknak bizonyultak, de nagy sebességgel. Sokkal kisebbek, mint az alfa-részecskék, és kisebb az elektromos töltésük is. A béta-részecskék könnyen behatolnak különféle anyagokba. A levegőben akár több méteres távolságot is megtesznek. A következő anyagok késleltethetik: ruha, üveg, vékony fémlemez.
A gamma-sugárzás tulajdonságai
Ez a fajta sugárzás ugyanolyan jellegű, mint az ultraibolya sugárzás, az infravörös sugarak vagy a rádióhullámok. A gamma-sugárzás fotonsugárzás. Azonban rendkívül nagy fotonsebességgel. Az ilyen típusú sugárzás nagyon gyorsan behatol az anyagokba. Ennek késleltetésére általában ólmot és betont használnak. A gamma sugarak több ezer kilométert képesek megtenni.
A veszély mítosza
Az alfa-, gamma- és béta-sugárzást összehasonlítva az emberek általában a gamma-sugárzást tartják a legveszélyesebbnek. Végül is nukleáris robbanások során keletkeznek, több száz kilométert leküzdenek éssugárbetegséget okoz. Mindez igaz, de nincs közvetlen összefüggésben a sugarak veszélyével. Mivel ebben az esetben az átható képességükről beszélnek. Természetesen az alfa-, béta- és gamma-sugárzás ebben a tekintetben különbözik. A veszélyt azonban nem a behatoló erő, hanem az elnyelt dózis alapján értékelik. Ezt a mutatót joule per kilogrammban (J / kg) kell kiszámítani.
Így az elnyelt sugárzás dózisát töredékben mérjük. A számlálója nem az alfa-, gamma- és béta-részecskék számát tartalmazza, hanem az energiát. Például a gamma-sugárzás lehet kemény és lágy. Ez utóbbinak kevesebb az energiája. Folytatva a fegyverekkel való hasonlatot, elmondhatjuk: nem csak a golyó kalibere számít, hanem az is, hogy miből adják le a lövést - csúzliból vagy sörétes puskából.
