Радинуклид дегеніміз не? Бұл сөзден қорқудың қажеті жоқ: бұл жай ғана радиоактивті изотоптарды білдіреді. Кейде сөйлеуде сіз «радионуклеид» сөздерін ести аласыз, немесе одан да аз әдеби нұсқасы - «радионуклеотид». Дұрыс термин - радионуклид. Бірақ радиоактивті ыдырау дегеніміз не? Сәулеленудің әртүрлі түрлерінің қасиеттері қандай және олар қалай ерекшеленеді? Барлығы туралы - ретімен.
Радиологиядағы анықтамалар
Бірінші атом бомбасының жарылысынан бері радиологиядағы көптеген түсініктер өзгерді. «Атомдық қазан» деген сөз тіркесінің орнына «ядролық реактор» деп айту әдетке айналған. «Радиоактивті сәулелер» тіркесінің орнына «иондаушы сәулелену» тіркесі қолданылады. "Радиоактивті изотоп" тіркесі "радионуклид" сөзімен ауыстырылды.
Ұзақ және қысқа өмір сүретін радионуклидтер
Атом ядросының ыдырау процесі Альфа, бета және гамма-сәулеленумен бірге жүреді. Мерзім дегеніміз нежартылай ыдырау мерзімі? Радионуклидтердің ядролары тұрақты емес – олардың басқа тұрақты изотоптардан ерекшелігі де осында. Белгілі бір сәтте радиоактивті ыдырау процесі басталады. Содан кейін радионуклидтер басқа изотоптарға айналады, оның барысында альфа, бета және гамма сәулелері шығарылады. Радионуклидтердің тұрақсыздық деңгейі әртүрлі – олардың кейбіреулері жүздеген, миллиондаған, тіпті миллиардтаған жылдар бойы ыдырайды. Мысалы, табиғатта кездесетін барлық уран изотоптары ұзақ өмір сүреді. Секундтар, күндер, айлар ішінде ыдырайтын радионуклидтер де бар. Олар қысқа мерзімді деп аталады.
Альфа, бета және гамма бөлшектерінің бөлінуі ешқандай ыдыраумен бірге жүрмейді. Бірақ шын мәнінде, радиоактивті ыдырау тек альфа немесе бета бөлшектерінің бөлінуімен бірге жүреді. Кейбір жағдайларда бұл процесс гамма сәулелерімен бірге жүреді. Таза гамма-сәулелену табиғатта кездеспейді. Радионуклидтің ыдырау жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, оның радиоактивтілігі де соғұрлым жоғары болады. Кейбіреулер табиғатта альфа, бета, гамма және дельта ыдырауы бар деп санайды. Бұл дұрыс емес болып табылады. Дельта ыдырауы жоқ.
Радиоактивтілік бірліктері
Алайда бұл мән қалай өлшенеді? Радиоактивтілікті өлшеу ыдырау жылдамдығын сандармен көрсетуге мүмкіндік береді. Радионуклидтердің белсенділігін өлшеу бірлігі - беккерель. 1 беккерель (Bq) 1 секундта 1 ыдырау болатынын білдіреді. Бір кездері бұл өлшемдер әлдеқайда үлкен өлшем бірлігін пайдаланды - кюри (Ci): 1 кюри=37 миллиард беккерель.
Әринезаттың бірдей массаларын салыстыру қажет, мысалы, 1 мг уран мен 1 мг торий. Радионуклидтің берілген бірлік массасының активтілігі меншікті белсенділік деп аталады. Жартылай ыдырау кезеңі неғұрлым ұзағырақ болса, меншікті радиоактивтілігі соғұрлым төмен болады.
Қандай радионуклидтер ең қауіпті?
Бұл өте арандатушылық сұрақ. Бір жағынан, қысқа өмір сүретіндер қауіптірек, өйткені олар белсендірек. Бірақ олардың ыдырауынан кейін радиация мәселесі өзектілігін жоғалтады, ал ұзақ өмір сүретіндер көптеген жылдар бойы қауіп төндіреді.
Радинуклидтердің ерекше белсенділігін қарумен салыстыруға болады. Қай қару қауіптірек: минутына елу оқ ататын қару ма, әлде жарты сағатта бір рет ататын қару ма? Бұл сұраққа жауап беру мүмкін емес – бәрі қарудың калибріне, оның немен оқталғанына, оқ нысанаға жете ме, зияны қандай болатынына байланысты.
Сәулелену түрлерінің айырмашылығы
Сәулеленудің альфа, гамма және бета түрлерін қарудың «калибріне» жатқызуға болады. Бұл сәулелердің ортақ және айырмашылықтары бар. Негізгі ортақ қасиет - олардың барлығы қауіпті иондаушы сәулелерге жатқызылады. Бұл анықтама нені білдіреді? Иондаушы сәулеленудің энергиясы өте күшті. Олар басқа атомға соқтығысқанда, олар электронды орбитасынан шығарады. Бөлшек шығарылған кезде ядроның заряды өзгереді - бұл жаңа зат түзеді.
Альфа сәулелерінің табиғаты
Ал олардың арасындағы ортақ нәрсе - гамма, бета және альфа сәулеленудің табиғаты ұқсас. ең көпальфа сәулелері бірінші болып ашылды. Олар ауыр металдардың – уран, торий, радонның ыдырауы кезінде пайда болды. Альфа сәулелері ашылғаннан кейін олардың табиғаты нақтыланды. Олар үлкен жылдамдықпен ұшатын гелий ядролары болып шықты. Басқаша айтқанда, бұл оң заряды бар 2 протон мен 2 нейтроннан тұратын ауыр «жинақтар». Ауада альфа сәулелері өте қысқа қашықтыққа таралады - бірнеше сантиметрден аспайды. Қағаз немесе, мысалы, эпидермис бұл сәулеленуді толығымен тоқтатады.
Бета сәулелену
Келесі ашылған бета бөлшектері қарапайым электрондар болып шықты, бірақ үлкен жылдамдықпен. Олар альфа бөлшектерінен әлдеқайда аз, сонымен қатар электр заряды да аз. Бета бөлшектері әртүрлі материалдарға оңай енеді. Ауада олар бірнеше метрге дейінгі қашықтықты басып өтеді. Келесі материалдар оларды кешіктіруі мүмкін: киім, шыны, жұқа металл қаңылтыр.
Гамма-сәулелердің қасиеттері
Сәулеленудің бұл түрі ультракүлгін сәулелер, инфрақызыл сәулелер немесе радиотолқындар сияқты сипатта болады. Гамма сәулелері фотонды сәулелену болып табылады. Дегенмен, фотондардың өте жоғары жылдамдығымен. Радиацияның бұл түрі материалдарға өте тез енеді. Оны кешіктіру үшін әдетте қорғасын мен бетон қолданылады. Гамма-сәулелері мыңдаған шақырым жол жүре алады.
Қауіп туралы миф
Альфа, гамма және бета сәулеленуді салыстыра отырып, адамдар әдетте гамма-сәулелерді ең қауіпті деп санайды. Өйткені, олар ядролық жарылыс кезінде қалыптасады, жүздеген километрді еңсереді жәнесәуле ауруын тудырады. Мұның бәрі рас, бірақ бұл сәулелердің қауіптілігіне тікелей байланысты емес. Өйткені бұл жағдайда олар өздерінің ену қабілеті туралы айтады. Әрине, бұл жағынан альфа, бета және гамма сәулелері ерекшеленеді. Дегенмен, қауіп ену күшімен емес, сіңірілген дозамен бағаланады. Бұл көрсеткіш килограммға джоульмен есептеледі (Дж/кг).
Осылайша, жұтылатын сәулелену дозасы бөлшек ретінде өлшенеді. Оның алымы альфа, гамма және бета бөлшектерінің санын емес, энергияны қамтиды. Мысалы, гамма-сәулелену қатты және жұмсақ болуы мүмкін. Соңғысының энергиясы аз. Қарумен ұқсастықты жалғастыра отырып, мынаны айта аламыз: оқтың калибрі ғана маңызды емес, оқ неден атылғаны да маңызды - ротадан немесе шолақ мылтықтан.
