Radioaktyvioji spinduliuotė yra galingas poveikis žmogaus organizmui, galintis sukelti negrįžtamus procesus, sukeliančius tragiškas pasekmes. Priklausomai nuo galios, įvairios radioaktyviosios spinduliuotės rūšys gali sukelti sunkias ligas arba, priešingai, pagydyti žmogų. Kai kurie iš jų naudojami diagnostikos tikslais. Kitaip tariant, viskas priklauso nuo proceso valdomumo, t.y. jo poveikio biologiniams audiniams intensyvumas ir trukmė.

Reiškinio esmė

Bendruoju atveju radiacijos sąvoka reiškia dalelių išsiskyrimą ir jų sklidimą bangų pavidalu. Radioaktyvumas reiškia spontanišką tam tikrų medžiagų atomų branduolių skilimą, atsirandantį didelės galios įkrautų dalelių srautui. Medžiagos, galinčios sukelti tokį reiškinį, vadinamos radionuklidais.

Taigi, kas yra radioaktyvioji spinduliuotė? Paprastai pagal šį terminą pažymima ir radioaktyvioji, ir radiacinė emisija. Iš esmės tai yra nukreiptas didelės galios elementariųjų dalelių srautas, sukeliantis bet kokios jiems kliūties terpės: oro, skysčių, metalų, mineralų ir kitų medžiagų, taip pat biologinių audinių jonizaciją. Bet kurios medžiagos jonizacija lemia jos struktūros ir pagrindinių savybių pasikeitimą. Biologiniai audiniai, įskaitant. žmogaus organizme vyksta pokyčiai, nesuderinami su jų gyvybine veikla.

Skirtingi radioaktyviosios spinduliuotės tipai turi skirtingus prasiskverbimo ir jonizuojančius gebėjimus. Žalingos savybės priklauso nuo šių pagrindinių radionuklidų charakteristikų: spinduliuotės tipo, srauto galios, pusėjimo trukmės. Jonizuojantis gebėjimas įvertinamas specifiniu rodikliu: jonizuotos medžiagos jonų skaičiumi, susidariusiu 10 mm atstumu išilgai spinduliuotės prasiskverbimo kelio.

Neigiamas poveikis žmogui

Žmogaus spinduliuotė sukelia struktūrinius kūno audinių pokyčius. Dėl jonizacijos juose atsiranda laisvųjų radikalų, kurie yra chemiškai aktyvios molekulės, pažeidžiančios ir naikinančios ląsteles. Pirmosios ir labiausiai pažeidžiamos virškinimo trakto, urogenitalinės ir kraujodaros sistemos. Yra ryškūs jų disfunkcijos simptomai: pykinimas ir vėmimas, karščiavimas, sutrikusios išmatos.

Gana tipiška yra radiacinė katarakta, kurią sukelia spinduliuotės poveikis akies audiniams. Yra ir kitų rimtų radiacijos pasekmių: kraujagyslių sklerozė, staigus imuniteto sumažėjimas, hematogeninės problemos. Ypatingas pavojus yra genetinio mechanizmo pažeidimas. Atsirandantys aktyvieji radikalai sugeba pakeisti pagrindinio genetinės informacijos nešėjo – DNR – struktūrą. Tokie sutrikimai gali sukelti nenuspėjamų mutacijų, kurios paveiks ateities kartas.

Žmogaus organizmo pažeidimo laipsnis priklauso nuo to, kokios radioaktyviosios spinduliuotės rūšys įvyko, koks yra organizmo intensyvumas ir individualus jautrumas. Pagrindinis rodiklis yra spinduliuotės dozė, kuri parodo, kiek radiacijos pateko į organizmą. Nustatyta, kad vienkartinė didelė dozė yra daug pavojingesnė nei tokios dozės susikaupimas ilgai veikiant mažos galios spinduliuotei. Kūno sugertos spinduliuotės kiekis matuojamas evertais (Ev).

Bet kuri gyvenamoji aplinka turi tam tikrą radiacijos lygį. Radiacinis fonas laikomas normaliu ne didesnis kaip 0,18-0,2 meV / h arba 20 mikrorentgenų. Kritinis lygis, lemiantis mirtį, yra 5,5–6,5 Ev.

Radiacijos atmainos

Kaip minėta, radioaktyvioji spinduliuotė ir jos rūšys gali įvairiai paveikti žmogaus organizmą. Galima išskirti šiuos pagrindinius spinduliuotės tipus.

Korpuskulinio tipo spinduliuotė, kuri yra dalelių srautai:

1. Alfa spinduliuotė. Tai srautas, sudarytas iš alfa dalelių, kurios turi didžiulę jonizuojančią galią, tačiau prasiskverbimo gylis yra mažas. Net storo popieriaus lapas gali sustabdyti tokias daleles. Žmonių drabužiai veiksmingai atlieka apsaugos vaidmenį.
2. Beta spinduliuotę sukelia beta dalelių srautas, skrendantis artimu šviesos greičiui. Dėl didžiulio greičio šios dalelės turi didesnį įsiskverbimo gebėjimą, tačiau jų jonizacijos galimybės yra mažesnės nei ankstesnėje versijoje. Langų langai arba 8-10 mm storio metalo lakštas gali būti ekranas nuo šios spinduliuotės. Žmonėms jis yra labai pavojingas tiesioginiam sąlyčiui su oda.
3. Neutroninė spinduliuotė susideda iš neutronų ir turi didžiausią žalingą poveikį. Pakankamą apsaugą nuo jų suteikia medžiagos, kurių struktūroje yra vandenilio: vanduo, parafinas, polietilenas ir kt.

Bangų spinduliuotė, kuri yra energijos sklidimas spinduliu:

1. Gama spinduliuotė iš esmės yra elektromagnetinis laukas, susidarantis radioaktyviųjų transformacijų metu atomuose. Bangos skleidžiamos kvantų, impulsų pavidalu. Spinduliuotė turi labai didelį pralaidumą, bet mažą jonizuojančiąją galią. Norint apsisaugoti nuo tokių spindulių, reikalingi ekranai iš sunkiųjų metalų.
2. Rentgeno spinduliai arba rentgeno spinduliai. Šie kvantiniai spinduliai daugeliu atžvilgių yra panašūs į gama spindulius, tačiau prasiskverbimo galia yra šiek tiek neįvertinta. Šio tipo bangos sukuriamos vakuuminėse rentgeno aparatuose, pataikius į elektronus į specialų taikinį. Šios spinduliuotės diagnostikos tikslas yra gerai žinomas. Tačiau reikia atsiminti, kad ilgalaikis jo veikimas gali sukelti rimtą žalą žmogaus organizmui.

Kaip žmogus gali būti apšvitintas

Asmuo gauna radioaktyviąją apšvitą su sąlyga, kad radiacija patenka į jo kūną. Tai gali pasireikšti 2 būdais: išorine ir vidine įtaka. Pirmuoju atveju radioaktyviosios spinduliuotės šaltinis yra lauke, o žmogus dėl įvairių priežasčių patenka į savo veiklos lauką be tinkamos apsaugos. Vidinė apšvita atliekama radionuklidui prasiskverbus į organizmą. Taip gali nutikti vartojant apšvitintus maisto produktus ar skysčius, su dulkėmis ir dujomis, kvėpuojant užterštu oru ir pan.

Išoriniai spinduliuotės šaltiniai gali būti suskirstyti į 3 kategorijas:

1. Natūralūs šaltiniai: sunkieji cheminiai elementai ir radioaktyvieji izotopai.
2. Dirbtiniai šaltiniai: techniniai įrenginiai, suteikiantys spinduliuotę atitinkamų branduolinių reakcijų metu.
3. Indukuota spinduliuotė: įvairios terpės, patekusios į intensyvią jonizuojančiąją spinduliuotę, pačios tampa spinduliuotės šaltiniu.

Pavojingiausi objektai pagal galimą radiacijos poveikį yra šie spinduliuotės šaltiniai:

1. Gamyba, susijusi su radionuklidų gavyba, perdirbimu, sodrinimu, branduolinio kuro gamyba reaktoriams, ypač urano pramonei.
2. Bet kokio tipo branduoliniai reaktoriai, įskaitant elektrinėse ir laivuose.
3. Radiochemijos įmonės, užsiimančios branduolinio kuro regeneravimu.
4. Radioaktyviųjų medžiagų atliekų saugojimo (palaidojimo) vietos, taip pat jų perdirbimo įmonės.
5. Naudojant spinduliuotę įvairiose pramonės šakose: medicinoje, geologijoje, žemės ūkyje, pramonėje ir kt.
6. Branduolinių ginklų bandymai, branduoliniai sprogimai taikiems tikslams.

Kūno pažeidimo pasireiškimas

Radioaktyviosios spinduliuotės charakteristika vaidina lemiamą vaidmenį nustatant žalos žmogaus organizmui laipsnį. Dėl poveikio išsivysto spindulinė liga, kuri gali turėti 2 kryptis: somatinę ir genetinę žalą. Pagal pasireiškimo laiką išskiriamas ankstyvas ir tolimas poveikis.

Ankstyvas poveikis atskleidžia būdingus simptomus nuo 1 valandos iki 2 mėnesių. Būdingi laikomi šie požymiai: odos paraudimas ir lupimasis, akies lęšiuko drumstumas, kraujodaros proceso pažeidimas. Ekstremalus variantas su didele radiacijos doze yra mirtinas rezultatas. Vietiniams pažeidimams būdingi tokie požymiai kaip odos ir gleivinių nudegimai spinduliais.

Nuotolinės apraiškos nustatomos po 3-5 mėnesių ir net po kelerių metų. Šiuo atveju pastebimi nuolatiniai odos pažeidimai, įvairios lokalizacijos piktybiniai navikai, staigus imuniteto pablogėjimas, kraujo sudėties pasikeitimas (žymus eritrocitų, leukocitų, trombocitų ir neutrofilų kiekio sumažėjimas). Dėl to dažnai išsivysto įvairios infekcinės ligos, gerokai sutrumpėja gyvenimo trukmė.

Siekiant išvengti jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio žmogui, naudojamos įvairios apsaugos rūšys, kurios priklauso nuo spinduliuotės rūšies. Be to, reglamentuojami griežti standartai dėl maksimalios asmens buvimo radiacinėje zonoje trukmės, minimalaus atstumo iki spinduliuotės šaltinio, asmeninių apsaugos priemonių naudojimo ir apsauginių ekranų įrengimo.

Radioaktyvioji spinduliuotė gali turėti stiprų destruktyvų poveikį visiems žmogaus kūno audiniams. Tuo pačiu metu jis taip pat naudojamas įvairių ligų gydymui. Viskas priklauso nuo radiacijos dozės, kurią žmogus gauna vienkartiniu ar ilgalaikiu režimu. Tik griežtas radiacinės saugos standartų laikymasis padės išlaikyti sveikatą, net jei esate radiacijos šaltinio zonoje.

elektromagnetinė SPINDULIacija,

1) klasikinėje elektrodinamikoje - laisvo elektromagnetinio lauko susidarymo procesas, vykstantis sąveikaujant elektra įkrautoms dalelėms (ar jų sistemoms); kvantinėje teorijoje - fotonų gimimo (emisijos) procesas, kai keičiasi kvantinės sistemos būsena;

2) laisvasis elektromagnetinis laukas – elektromagnetinės bangos.

Klasikinės spinduliuotės teorijos – elektrodinamikos – pagrindai buvo padėti XIX amžiaus pirmoje pusėje M. Faradėjaus ir J. K. Maxwello darbuose, kurie plėtojo Faradėjaus idėjas, spinduliavimo dėsniams suteikdami griežtą matematinę formą. Iš Maksvelo lygčių išplaukė, kad elektromagnetinės bangos vakuume bet kurioje atskaitos sistemoje sklinda tokiu pat greičiu – šviesos greičiu c = 3·10 8 m/s. Maksvelo teorija paaiškino daugybę fizikinių reiškinių, sujungti optiniai, elektriniai ir magnetiniai reiškiniai, tapo elektros ir radijo inžinerijos pagrindu, tačiau nemažai reiškinių (pavyzdžiui, atomų ir molekulių spektrai) galėjo būti paaiškinti tik sukūrus kvantą. spinduliavimo teorija, kurios pamatus padėjo M. Plathas, A. Einšteinas, N. Bohras, P. Dirakas ir kt.. Spinduliavimo teorija buvo visiškai pagrįsta kvantinėje elektrodinamikoje, kuri buvo baigta 1950 m. RF Feynman, J. Schwinger, F. Dyson ir kt.

Spinduliavimo proceso ir laisvojo elektromagnetinio lauko charakteristikos (spinduliavimo intensyvumas, spinduliuotės spektras, energijos pasiskirstymas jame, spinduliuotės energijos srauto tankis ir kt.) priklauso nuo spinduliuojančios įkrautos dalelės (ar dalelių sistemos) savybių ir sąlygų. jo sąveika su elektriniais ir (arba) magnetiniais laukais, sukelianti spinduliuotę. Taigi, kai įkrauta dalelė praeina per medžiagą, dėl sąveikos su medžiagos atomais dalelės greitis pasikeičia ir ji išskiria vadinamąjį bremsstrahlung (žr. toliau). Laisvasis elektromagnetinis laukas, priklausomai nuo bangų ilgių diapazono λ, vadinamas radijo spinduliuote (žr. Radijo bangos), infraraudonąją spinduliuotę, optinę spinduliuotę, ultravioletinę spinduliuotę, rentgeno spinduliuotę, gama spinduliuotę.

Įkrautos dalelės elektromagnetinis laukas, vienodai ir tiesiškai judantis vakuume toli nuo jo, yra nereikšmingas, ir galime sakyti, kad jos įtrauktas laukas juda kartu su ja tokiu pačiu greičiu. Tokio įkrautos dalelės savaiminio lauko savybės priklauso nuo jo greičio dydžio ir krypties ir nekinta, jei jis pastovus; tokia dalelė nespinduliuoja. Jeigu pakito įelektrintos dalelės greitis (pavyzdžiui, susidūrus su kita dalele), tai savas laukas prieš ir po greičio pasikeitimo skiriasi – pasikeitus greičiui savas laukas persitvarko taip, kad dalis jo atsijungia ir nebesijungia su įkrauta dalele – tampa laisvu lauku. Taigi, elektromagnetinių bangų susidarymas įvyksta pasikeitus įkrautos dalelės greičiui; greičio kitimo priežastys yra įvairios, atsižvelgiant į tai, atsiranda įvairių tipų spinduliuotė (bremsstrahlung, magnetinis bremsstrahlung ir kt.). Dalelių sistemos spinduliuotė priklauso nuo jos sandaros; ji gali būti analogiška dalelių spinduliuotei, būti dipoline spinduliuote (dipolio spinduliuote) arba daugiapoline spinduliuote (daugiapoline spinduliuote).

Anihiliuojant elektroną ir pozitroną (žr. Anihiliacija ir porų susidarymas) taip pat susidaro laisvas elektromagnetinis laukas (fotonai). Naikinamųjų dalelių energija ir impulsas išsaugomi, tai yra, jos perduodamos elektromagnetiniam laukui. Tai reiškia, kad spinduliuotės laukas visada turi energiją ir impulsą.

Spinduliavimo procese susidariusios elektromagnetinės bangos sudaro iš šaltinio išeinantį energijos srautą, kurio tankis S(r,t) (Poynting vektorius – energija, tekanti per laiko vienetą statmenu srautui vienetiniu paviršiumi) momentu t. atstumu r nuo spinduliuojančios įkrautos dalelės yra proporcinga magnetinių H (r, t) ir elektrinių E (r, t) laukų stiprumų vektorinei sandaugai:

Bendrą energiją W, kurią praranda įkrauta dalelė per laiko vienetą spinduliavimo metu, galima gauti apskaičiuojant energijos srautą per be galo didelio spindulio r sferą.

kur dΩ. - kietojo kampo elementas, n - vienetinis vektorius spinduliuotės sklidimo kryptimi.Krūvių sistemos savaiminis laukas dideliais atstumais mažėja esant didesniam atstumui nei 1/r, o spinduliavimo laukas dideliais atstumais nuo šaltinio sumažėja kaip 1 /r.

Skleisti darną. Iš dviejų identiškų šaltinių į tam tikrą erdvės tašką ateinančio spinduliuotės srauto tankis yra proporcingas elektrinių stiprių E 1 (r, t) ir E 2 (r, t) ir magnetinio H 1 () vektorinei sandaugai. r, t) ir H 2 (r, t) elektromagnetinių bangų laukai iš 1 ir 2 šaltinių:

Dviejų sinusoidinių plokštumos bangų pridėjimo rezultatas priklauso nuo fazių, kuriomis jos patenka į tam tikrą tašką. Jei fazės vienodos, tai laukai E ir H padvigubėja, o lauko energija tam tikrame taške padidėja 4 kartus, lyginant su lauko energija iš vieno šaltinio. Tuo atveju, kai bangos iš dviejų skirtingų šaltinių ateina į detektorių su priešingomis fazėmis, laukų ir [E 2 (r, t) H 1 (r, t)] sandauga (3) išnyksta. Dėl to iš dviejų spinduliuotojų į tam tikrą tašką patenka dvigubai daugiau energijos nei iš vieno emiterio. N spindulių atveju, iš kurių bangos ateina į tam tikrą tašką tomis pačiomis fazėmis, energija padidės N 2 kartus. Tokie skleidėjai vadinami koherentiniais. Jei bangų, ateinančių į detektorių iš kiekvieno emiterio, fazės yra atsitiktinės, tada stebėjimo taške pridedami skirtingų emiterių laukai iš dalies panaikinami. Tada iš N šaltinių detektorius užregistruos N kartų didesnę energiją nei iš vieno šaltinio. Tokie šaltiniai (ir jų spinduliuotė) vadinami nenuosekliais. Tai beveik visi įprasti šviesos šaltiniai (žvakės liepsna, kaitrinės lempos, fluorescencinės lempos ir kt.); juose kiekvieno atomo ar molekulės emisijos laiko momentai (ir atitinkamai fazės, kuriomis jų spinduliavimo bangos ateina į tam tikrą tašką) yra atsitiktiniai. Koherentiniai spinduliuotės šaltiniai yra lazeriai, kuriuose sudaromos sąlygos vienu metu apšviesti visus darbinės medžiagos atomus.

Radiacinė reakcija. Išspinduliuojanti įkrauta dalelė netenka energijos, todėl spinduliavimo procese susidaro dalelę veikianti jėga, kuri lėtina jos greitį ir vadinama radiacinės reakcijos jėga arba spinduliavimo trinties jėga. Esant nereliatyvistiniams įkrautų dalelių greičiams, spinduliuotės reakcijos jėga visada yra maža, tačiau esant greičiams, artimiems šviesos greičiui, ji gali atlikti svarbų vaidmenį. Taigi Žemės magnetiniame lauke energijos nuostoliai dėl didelės energijos kosminių spindulių elektronų spinduliavimo yra tokie dideli, kad elektronai negali pasiekti Žemės paviršiaus. Kosminių spindulių dalelės, turinčios vienodą energiją ir didesnę masę, mažiau energijos praranda spinduliuotei nei elektronai, ir jos pasiekia Žemės paviršių. Iš to išplaukia, kad Žemės paviršiuje ir iš palydovų užfiksuotų kosminių spindulių sudėtis gali skirtis.

Radiacijos koherentiškumo ilgis. Spinduliavimo procesai esant nereliatyvistiniams ir ultrareliatyvistiniams įkrautos dalelės greičiams skiriasi erdvės srities, kurioje susidaro spinduliuotės laukas, dydžiu. Nereliatyvistiniu atveju (kai dalelės greitis v mažas) spinduliavimo laukas palieka krūvį šviesos greičiu ir spinduliavimo procesas greitai baigiasi, spinduliuotės susidarymo srities dydis (koherencijos ilgis) L yra daug mažesnis nei spinduliavimo bangos ilgis λ, L~λv/s. Jei dalelės greitis artimas šviesos greičiui (esant reliatyvistiniams greičiams), susidaręs spinduliavimo laukas ir jį sukūrusi dalelė ilgą laiką juda arti vienas kito ir išsiskiria, nuskridę gana ilgą atstumą. Spinduliavimo lauko susidarymas užtrunka daug ilgiau, o ilgis L yra daug didesnis už bangos ilgį L~λγ (kur γ= -1/2 yra dalelės Lorenco koeficientas).

Bremsstrahlung atsiranda, kai įkrauta dalelė išsisklaido ant materijos atomų. Jei laikas Δt, per kurį dalelė, turinti krūvį e, sklaidos metu pakeičia savo greitį nuo v 1 iki v 2, yra daug mažesnis už spinduliuotės susidarymo laiką L/v, tai įkraunamos dalelės greičio pokytis gali būti laikomas momentiniu. Tada spinduliuotės energijos pasiskirstymas kampuose ir apskritimuose dažniuose ω turi tokią formą:

Padauginus šią išraišką iš tikimybės, kad dalelių greitis pasikeis sklaidos metu iš v 1 į v 2 ir gautą išraišką integruojant į visas v 2 , galime gauti bremsstrahlung energijos pasiskirstymą pagal dažnius ir kampus (nepriklausomai nuo dažnio). Lengvesnės dalelės, sąveikaudamos su atomu, yra lengviau nukreipiamos, todėl stabdymo intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas greitosios dalelės masės kvadratui. Bremsstrahlung yra pagrindinė reliatyvistinių elektronų energijos praradimo materijoje priežastis, kai elektronų energija yra didesnė už tam tikrą kritinę energiją, kuri yra 83 MeV orui, 47 MeV Al ir 59 MeV Pb.

Magnetinis sujungimasįvyksta, kai įkrauta dalelė juda magnetiniame lauke, kuris iškreipia jos judėjimo trajektoriją. Nuolatiniame ir vienodame magnetiniame lauke įkrautos dalelės, kurios masė yra m, trajektorija yra spiralė, ty ji susideda iš tolygaus judėjimo lauko kryptimi ir sukimosi aplink jį dažniu ω H = eH/γmс.

Dalelės judėjimo periodiškumas lemia tai, kad jos skleidžiamos bangos turi ω H kartotinius: ω = Mω H, kur N=1,2,3 ... . ultrareliatyvistinių dalelių spinduliavimas magnetiniame lauke vadinamas sinchrotronine spinduliuote. Jis turi platų dažnių spektrą, kurio maksimumas ties ω yra ω Н γ 3, o pagrindinė skleidžiamos energijos dalis yra dažnių diapazone ω » ω Н. Šiuo atveju intervalai tarp gretimų dažnių yra daug mažesni nei dažnį, todėl dažnių pasiskirstymas sinchrotroninio spinduliavimo spektre gali būti apytiksliai laikomas nuolatiniu . Dažnių diapazone ω » ω Н γ 3 spinduliavimo intensyvumas didėja, kai dažnis yra lygus ω 2/3, o dažnių diapazone ω » ω Н γ 3 spinduliuotės intensyvumas mažėja eksponentiškai didėjant dažniui. Sinchrotroninė spinduliuotė dalelės orbitos plokštumoje turi nedidelę kampinę divergenciją (l/γ dydžio) ir didelį poliarizacijos laipsnį. Magnetinis išsiveržimas nereliatyvistiniais įkrautų dalelių greičiais vadinamas ciklotronine spinduliuote, jos dažnis ω = ω H.

Undulatorinė spinduliuotė atsiranda ultrareliatyvistinei įelektrintai dalelei judant su nedideliais skersiniais periodiniais nuokrypiais, pavyzdžiui, skrendant periodiškai kintančiame elektriniame lauke (toks laukas susidaro, pvz., specialiuose įrenginiuose – banglentėse). Banguotosios spinduliuotės dažnis ω yra susijęs su dalelės skersinių virpesių dažniu ω 0 ryšiu

čia θ – kampas tarp dalelių greičio v ir banguotosios spinduliuotės sklidimo krypties. Šio tipo spinduliuotės analogas yra spinduliuotė, kuri atsiranda, kai įkrautos dalelės yra nukreipiamos į pavienius kristalus, kai dalelė, judanti tarp gretimų kristalų grafinių plokštumų, patiria skersinius virpesius dėl sąveikos su intrakristaliniu lauku.

Vavilovo-Čerenkovo ​​spinduliuotė stebimas, kai įkrauta dalelė tolygiai juda terpėje greičiu, viršijančiu šviesos fazės greitį c/ε 1/2 terpėje (ε – terpės laidumas). Šiuo atveju dalis pačios dalelės lauko atsilieka nuo jos ir formuoja elektromagnetines bangas, sklindančias kampu dalelių judėjimo krypčiai (žr. Vavilovo-Čerenkovo ​​spinduliuotę), kurią lemia lygybė cos θ = с/vε 1/2 . Už šios iš esmės naujos spinduliuotės rūšies, plačiai pritaikytos įkrautų dalelių greičiui matuoti, atradimą ir paaiškinimą I. E. Tammas, I. M. Frankas ir P. A. Čerenkovas buvo apdovanoti Nobelio premija (1958 m.).

pereinamoji spinduliuotė(1946 m. ​​numatė V. L. Ginzburgas ir I. M. Frankas) atsiranda tolygiai tiesiškai judant įelektrintai dalelei erdvėje su nevienalytėmis dielektrinėmis savybėmis. Dažniausiai susidaro, kai dalelė kerta dviejų skirtingų laidumo terpių sąsają (dažnai būtent ši spinduliuotė laikoma pereinamąja spinduliuote; žr. Pereinamoji spinduliuotė). Skirtingose ​​terpėse pastoviu greičiu judančios dalelės savaiminis laukas yra skirtingas, todėl terpių sąsajoje savaiminis laukas persitvarko, todėl atsiranda spinduliuotė. Pereinamoji spinduliuotė nepriklauso nuo greitos dalelės masės, jos intensyvumas priklauso ne nuo dalelės greičio, o nuo jos energijos, todėl jos pagrindu galima sukurti unikalius tikslius itin didelės energijos dalelių aptikimo metodus.

Difrakcinė spinduliuotė atsiranda įelektrintai dalelei praeinant vakuume šalia medžiagos paviršiaus, kai pasikeičia pačios dalelės laukas dėl sąveikos su paviršiaus nehomogeniškumais. Difrakcinė spinduliuotė sėkmingai naudojama medžiagos paviršiaus savybėms tirti.

Įkrautų dalelių sistemų spinduliavimas.

Paprasčiausia sistema, galinti spinduliuoti, yra elektrinis dipolis su kintamu dipolio momentu – dviejų priešingai įkrautų svyruojančių dalelių sistema. Keičiantis dipolio laukui, pavyzdžiui, dalelėms vibruojant išilgai tiesės (dipolio ašies), jungiančios jas viena į kitą, dalis lauko nuplėšiama ir susidaro elektromagnetinės bangos. Tokia spinduliuotė yra neišotropinė, jos energija skirtingomis kryptimis nevienoda: didžiausia dalelių virpesių ašiai statmena kryptimi, o statmenai nėra, tarpinėms kryptims jos intensyvumas proporcingas sinθ 2 (θ yra kampas tarp spinduliavimo krypties ir dalelių virpesių ašies). Tikrieji emiteriai, kaip taisyklė, susideda iš daugybės priešingai įkrautų dalelių, tačiau dažnai atsižvelgiant į jų vietą ir judėjimo detales toli nuo sistemos yra nereikšmingos; tokiu atveju galima supaprastinti tikrąjį paskirstymą „traukiant“ to paties pavadinimo mokesčius į kai kuriuos mokesčių skirstymo centrus. Jei visa sistema yra elektriškai neutrali, tada jos spinduliuotę galima apytiksliai laikyti elektrinio dipolio spinduliuote.

Jei sistemoje nėra dipolio spinduliavimo, tada ji gali būti pavaizduota kaip kvadrupolis arba sudėtingesnė sistema - daugiapolis. Kai jame juda krūviai, atsiranda elektrinė kvadrupolio arba daugiapolio spinduliuotė. Spinduliuotės šaltiniai taip pat gali būti sistemos, kurios yra magnetiniai dipoliai (pavyzdžiui, srovės kilpa) arba magnetiniai daugiapoliai. Magnetinio dipolio spinduliuotės intensyvumas, kaip taisyklė, yra (v/c) 2 kartus mažesnis už elektrinės dipolio spinduliuotės intensyvumą ir tokio paties dydžio kaip elektrinės kvadrupolio spinduliuotės.

Kvantinė spinduliuotės teorija. Kvantinė elektrodinamika nagrinėja kvantinių sistemų (atomų, molekulių, atomų branduolių ir kt.) spinduliavimo procesus, kurių elgesys priklauso nuo kvantinės mechanikos dėsnių; šiuo atveju laisvasis elektromagnetinis laukas vaizduojamas kaip šio lauko kvantų rinkinys – fotonai. Fotono energija E yra proporcinga jo dažniui v (v = ω/2π), tai yra E=hv (h Planko konstanta), o impulsas p proporcingas bangos vektoriui k: p = hk. Fotono emisiją lydi sistemos kvantinis perėjimas iš būsenos su energija E 1 į būseną su mažesnės energijos E 2 =E 1 - hv (iš energijos lygio E 1 į lygį E 2). Surištos kvantinės sistemos (pavyzdžiui, atomo) energija yra kvantuojama, tai yra, ji turi tik atskiras reikšmes; tokios sistemos spinduliavimo dažniai taip pat yra diskretiški. Taigi kvantinės sistemos spinduliavimas susideda iš atskirų spektro linijų, turinčių tam tikrus dažnius, t.y., ji turi atskirą spektrą. Nepertraukiamas (nepertraukiamas) emisijos spektras gaunamas, kai viena (arba abi) sistemos, kurioje vyksta kvantinis perėjimas, pradinės ir galutinės energijos verčių sekos yra nepertraukiamos (pavyzdžiui, laisvojo elektrono rekombinacijos metu). ir jonas).

Kvantinė elektrodinamika leido apskaičiuoti įvairių sistemų spinduliavimo intensyvumus, atsižvelgti į nespinduliuojančių perėjimų tikimybes, spinduliuotės perdavimo procesus, apskaičiuoti vadinamąsias spinduliavimo korekcijas, kitas kvantinių sistemų spinduliavimo charakteristikas.

Visos atomo būsenos, išskyrus pradinę būseną (būseną su minimalia energija), vadinamos sužadintomis būsenomis, yra nestabilios. Būdamas juose atomas po tam tikro laiko (apie 10 -8 s) savaime išskiria fotoną; tokia spinduliuotė vadinama spontaniška arba spontaniška. Savaiminės atomo emisijos charakteristikos – sklidimo kryptis, intensyvumas, poliarizacija – nepriklauso nuo išorinių sąlygų. Spinduliavimo bangų ilgių rinkinys yra individualus kiekvieno cheminio elemento atomui ir parodo jo atominį spektrą. Pagrindinė atomo spinduliuotė yra dipolio spinduliuotė, kuri gali atsirasti tik atliekant kvantinius perėjimus, leidžiamus pagal elektrinių dipolių perėjimų atrankos taisykles, tai yra esant tam tikriems ryšiams tarp pradinės ir galutinės atomo būsenų charakteristikų (kvantinių skaičių). Tam tikromis sąlygomis gali kilti ir daugiapolis atomo spinduliavimas (vadinamosios draudžiamosios linijos), tačiau perėjimų, kuriuose ji įvyksta, tikimybė yra maža, o jos intensyvumas dažniausiai mažas. Atomų branduolių spinduliavimas vyksta kvantinių perėjimų tarp branduolinės energijos lygių metu ir yra nulemtas atitinkamų atrankos taisyklių.

įvairių molekulių spinduliuotė, kurioje vyksta jas sudarančių įkrautų dalelių vibraciniai ir sukamieji judesiai, turi sudėtingus spektrus, turinčius elektroninę-vibracinę-sukimosi struktūrą (žr. Molekuliniai spektrai).

Fotono, kurio impulsas hk ir energija hv, emisijos tikimybė yra proporcinga (n k + 1), kur n k yra lygiai tų pačių fotonų skaičius sistemoje prieš emisijos momentą. Kai n k = 0, atsiranda spontaniška emisija, jei n k ≠ 0, atsiranda ir stimuliuojama emisija. Stimuliuojamos emisijos fotonas, skirtingai nei spontaniškas, turi tokią pat sklidimo kryptį, dažnį ir poliarizaciją, kaip ir išorinės spinduliuotės fotonas; stimuliuojamos emisijos intensyvumas proporcingas išorinės spinduliuotės fotonų skaičiui. Stimuliuotos emisijos egzistavimą 1916 metais postulavo A. Einšteinas, apskaičiavęs stimuliuojamos emisijos tikimybę (žr. Einšteino koeficientus). Normaliomis sąlygomis stimuliuojamos emisijos tikimybė (taigi ir intensyvumas) yra maža, tačiau kvantiniuose generatoriuose (lazeriuose), norint padidinti nk, darbinė medžiaga (emiteris) patalpinama į optines ertmes, kurios išlaiko išorinės spinduliuotės fotonus šalia. tai. Kiekvienas medžiagos skleidžiamas fotonas padidina n k, todėl spinduliavimo intensyvumas su duotu k sparčiai auga esant mažam fotonų emisijos intensyvumui su visais kitais k. Dėl to kvantinis generatorius yra stimuliuojamos spinduliuotės šaltinis, turintis labai siaurą v ir k verčių juostą - koherentinę spinduliuotę. Tokios spinduliuotės laukas yra labai intensyvus, jo dydžiu galima palyginti su intramolekuliniais laukais, o kvantinės generatoriaus spinduliuotės (lazerio spinduliuotės) sąveika su medžiaga tampa netiesinė (žr. Netiesinė optika).

Įvairių objektų spinduliuotė neša informaciją apie jų struktūrą, savybes ir juose vykstančius procesus; jo tyrimas yra galingas ir dažnai vienintelis (pavyzdžiui, kosminiams kūnams) būdas juos tirti. Radiacijos teorija vaidina ypatingą vaidmenį formuojant šiuolaikinį fizinį pasaulio vaizdą. Kuriant šią teoriją, atsirado reliatyvumo teorija, kvantinė mechanika, buvo sukurti nauji spinduliuotės šaltiniai, pasiekta nemažai laimėjimų radijo inžinerijos, elektronikos ir kt.

Lit .: Akhiezer A. I., Berestetsky V. B. Kvantinė elektrodinamika. 4-asis leidimas M., 1981; Landau L.D., Lifshits E.M. Lauko teorija. 8-asis leidimas M., 2001; Tamm I. E. Elektros teorijos pagrindai. 11-asis leidimas M., 2003 m.

Elektromagnetiniai laukai mus supa visur. Priklausomai nuo bangų diapazono, jie gali skirtingai veikti gyvus organizmus. Nejonizuojanti spinduliuotė laikoma geresne, tačiau kartais ji yra nesaugi. Kokie tai reiškiniai ir kokį poveikį jie daro mūsų organizmui?

Kas yra nejonizuojanti spinduliuotė?

Energija sklinda mažų dalelių ir bangų pavidalu. Jos sklidimo ir sklidimo procesas vadinamas radiacija. Pagal poveikio objektams ir gyviems audiniams pobūdį išskiriami du pagrindiniai jo tipai. Pirmasis - jonizuojantis, yra elementariųjų dalelių srautas, susidarantis dėl atomų dalijimosi. Tai apima radioaktyviąją, rentgeno, gravitacinę spinduliuotę ir Hawkingo spindulius.

Antroji – nejonizuojanti spinduliuotė. Tiesą sakant, jie yra elektromagnetiniai, kurie yra didesni nei 1000 nm, o išsiskiriančios energijos kiekis yra mažesnis nei 10 keV. Jis veikia mikrobangų pavidalu, todėl išskirdamas šviesą ir šilumą.

Skirtingai nuo pirmojo tipo, ši spinduliuotė nejonizuoja medžiagos, kurią ji veikia, molekulių ir atomų, tai yra, nenutraukia ryšių tarp savo molekulių. Žinoma, yra ir išimčių. Taigi, tam tikros rūšys, pavyzdžiui, UV spinduliai, gali jonizuoti medžiagą.

Nejonizuojančiosios spinduliuotės rūšys

Elektromagnetinė spinduliuotė yra daug platesnė sąvoka nei nejonizuojanti spinduliuotė. Aukšto dažnio rentgeno ir gama spinduliai taip pat yra elektromagnetiniai, tačiau jie yra kietesni ir jonizuoja medžiagą. Visi kiti EMR tipai yra nejonizuojantys, jų energijos nepakanka, kad trukdytų materijos struktūrai.

Ilgiausios iš jų yra radijo bangos, kurių diapazonas svyruoja nuo itin ilgų (daugiau nei 10 km) iki itin trumpų (10 m – 1 mm). Kitų EM spindulių bangos yra mažesnės nei 1 mm. Po radijo spinduliuotės ateina infraraudonieji arba terminiai, jo bangų ilgis priklauso nuo šildymo temperatūros.

Matoma šviesa taip pat yra nejonizuojanti, o pirmoji dažnai vadinama optine. Savo spektru jis labai artimas infraraudoniesiems spinduliams ir susidaro kaitinant kūnus. Ultravioletinė spinduliuotė yra artima rentgeno spinduliams, todėl gali turėti savybę jonizuoti. Kai bangos ilgis nuo 400 iki 315 nm, jį atpažįsta žmogaus akis.

Šaltiniai

Nejonizuojanti elektromagnetinė spinduliuotė gali būti tiek natūralios, tiek dirbtinės kilmės. Vienas iš pagrindinių gamtos šaltinių yra Saulė. Jis skleidžia visų rūšių spinduliuotę. Visiškai jiems prasiskverbti į mūsų planetą neleidžia žemės atmosfera. Dėl ozono sluoksnio, drėgmės, anglies dioksido, kenksmingų spindulių poveikis labai sušvelnėja.

Radijo bangoms žaibas gali būti natūralus šaltinis, taip pat kosminiai objektai. Šiluminiai infraraudonieji spinduliai gali skleisti bet kurį iki norimos temperatūros įkaitintą kūną, nors pagrindinė spinduliuotė sklinda iš dirbtinių objektų. Taigi, pagrindiniai jo šaltiniai yra šildytuvai, degikliai ir paprastos kaitrinės lemputės, kurių yra kiekvienuose namuose.

Poveikis žmogui

Elektromagnetinei spinduliuotei būdingas bangos ilgis, dažnis ir poliarizacija. Nuo visų šių kriterijų ir priklauso nuo jo poveikio stiprumo. Kuo ilgesnė banga, tuo mažiau energijos ji perduoda objektui, vadinasi, ji mažiau kenksminga. Decimetro-centimetro diapazone esanti spinduliuotė yra žalingiausia.

Ilgalaikis nejonizuojančiosios spinduliuotės poveikis gali pakenkti sveikatai, nors vidutinės dozės gali būti naudingos. gali nudeginti odą ir akies rageną, sukelti įvairias mutacijas. O medicinoje jų pagalba odoje sintetina vitaminą D3, sterilizuoja įrangą, dezinfekuoja vandenį ir orą.

Medicinoje infraraudonieji spinduliai naudojami medžiagų apykaitai gerinti ir kraujotakai skatinti, maistui dezinfekuoti. Pernelyg kaitinant, ši spinduliuotė gali labai išsausinti akies gleivinę, o esant maksimaliai galiai net sunaikinti DNR molekulę.

Radijo bangos naudojamos mobiliajam ir radijo ryšiui, navigacijos sistemoms, televizijai ir kitiems tikslams. Nuolatinis buitinių prietaisų radijo dažnių poveikis gali padidinti nervų sistemos jaudrumą, sutrikdyti smegenų veiklą, neigiamai paveikti širdies ir kraujagyslių sistemą bei reprodukcinę funkciją.

Visi sužadintos būsenos atomai gali skleisti elektromagnetines bangas. Norėdami tai padaryti, jie turi pereiti į pagrindinę būseną, kurioje jų vidinė energija įgyja . Tokio perėjimo procesą lydi elektromagnetinės bangos spinduliavimas. Priklausomai nuo ilgio, jis turi skirtingas savybes. Yra keletas tokios spinduliuotės tipų.

matoma šviesa

Bangos ilgis yra trumpiausias atstumas tarp lygių fazių paviršiaus. Matoma šviesa yra elektromagnetinės bangos, kurias gali suvokti žmogaus akis. Šviesos bangos ilgiai svyruoja nuo 340 nanometrų (violetinė šviesa) iki 760 nanometrų (raudona šviesa). Geriausia, kad žmogaus akis jaučia geltonai žalią spektro sritį.

Infraraudonoji spinduliuotė

Viskas, kas supa žmogų, įskaitant jį patį, yra infraraudonosios arba šiluminės spinduliuotės (bangos ilgis iki 0,5 mm) šaltinis. Atsitiktinai vienas su kitu susidūrę atomai skleidžia elektromagnetines bangas šiame diapazone. Kiekvieno susidūrimo metu jų kinetinė energija paverčiama šilumine energija. Atomas yra sužadintas ir skleidžia bangas infraraudonųjų spindulių diapazone.

Tik nedidelė infraraudonųjų spindulių dalis iš Saulės pasiekia Žemės paviršių. Iki 80% sugeria oro molekulės ir ypač anglies dioksidas, sukeliantis šiltnamio efektą.

Ultravioletinė radiacija

Ultravioletinės spinduliuotės bangos ilgis yra daug trumpesnis nei infraraudonųjų spindulių. Saulės spektre taip pat yra ultravioletinis komponentas, tačiau jis yra užblokuotas Žemės ozono sluoksnio ir nepasiekia jo paviršiaus. Tokia spinduliuotė labai kenkia visiems gyviems organizmams.

Ultravioletinės spinduliuotės ilgis yra nuo 10 iki 740 nanometrų. Ta nedidelė jo dalelė, kartu su matoma šviesa pasiekianti Žemės paviršių, sukelia žmonių įdegį, kaip apsauginę odos reakciją į žalingą poveikį.

Radio bangos

Iki 1,5 km ilgio radijo bangų pagalba galima perduoti informaciją. Jis naudojamas radijo ir televizijos aparatuose. Toks didelis ilgis leidžia jiems pasilenkti aplink Žemės paviršių. Trumpiausios radijo bangos gali atsispindėti iš viršutinių atmosferos sluoksnių ir pasiekti stotis, esančias priešingoje Žemės rutulio pusėje.

gama spinduliai

Gama spinduliai priskiriami ypač stipriai ultravioletinei spinduliuotei. Jie susidaro sprogstant atominei bombai, taip pat vykstant procesams žvaigždžių paviršiuje. Ši spinduliuotė kenkia gyviems organizmams, tačiau Žemės magnetosfera jų nepraleidžia. Gama spindulių fotonai turi itin didelę energiją.

Įvadas……………………………………………………………………………..3

1. Spinduliuotės rūšys……………………………………………………………………….5

2. Radiacinės saugos normavimas…………………………………………………………10

3. Pagrindinės dozės ribos ................................................... ..........................................trylika

4. Leistini ir kontroliuojami poveikio lygiai……………………………………………………………………………………………………………18

Išvada………………………………………………………………………………….26

Naudotų šaltinių sąrašas…………………………………………………….28

ĮVADAS

Tarp moksliškai svarbių klausimų nedaugelis sulaukia tokio nuolatinio visuomenės dėmesio ir sukelia tiek daug ginčų, kaip radiacijos poveikio žmogui ir aplinkai klausimas.

Deja, patikima mokslinė informacija šiuo klausimu labai dažnai nepasiekia gyventojų, kurie dėl to naudojasi įvairiausiais gandais. Pernelyg dažnai branduolinės energetikos priešininkų argumentacija grindžiama vien jausmais ir emocijomis, lygiai taip pat dažnai jos plėtros šalininkų pasisakymai redukuojami į menkai pagrįstus raminančius patikinimus.

JT Atominės spinduliuotės poveikio mokslinis komitetas renka ir analizuoja visą turimą informaciją apie radiacijos šaltinius ir jos poveikį žmonėms bei aplinkai. Jis tyrinėja daugybę natūralių ir dirbtinių spinduliuotės šaltinių, o jo išvados gali nustebinti net tuos, kurie atidžiai seka viešo kalbėjimo šia tema eigą.

Radiacija yra tikrai mirtina. Didelės dozės sukelia sunkų audinių pažeidimą, o mažos – gali sukelti vėžį ir sukelti genetinius defektus, kurie gali atsirasti paveikto asmens vaikams ir anūkams arba tolimesniems jo palikuonims.

Tačiau plačiajai visuomenei pavojingiausi radiacijos šaltiniai nėra tie, apie kuriuos daugiausia kalbama. Didžiausią dozę žmogus gauna iš natūralių spinduliuotės šaltinių. Radiacija, susijusi su branduolinės energijos plėtra, sudaro tik mažą dalį radiacijos, kurią sukuria žmogaus veikla; kur kas didesnes dozes gauname iš kitų, kur kas mažiau prieštaringų, šios veiklos formų, pavyzdžiui, iš rentgeno spindulių panaudojimo medicinoje. Be to, kasdienė veikla, pvz., anglies deginimas ir kelionės lėktuvu, ypač nuolatinis buvimas gerai uždarytose patalpose, gali žymiai padidinti apšvitą dėl natūralios spinduliuotės. Didžiausios gyventojų radiacinės apšvitos mažinimo atsargos glūdi būtent tokiose „neginčijamose“ žmogaus veiklos formose.

Šiame darbe akcentuojamos įvairios spinduliuotės rūšys – tiek iš natūralių, tiek iš žmogaus sukurtų šaltinių, veikiančios žmones ir aplinką, pateikiami reguliavimo informacijos šaltiniai apie radiacinę saugą, apšvitos dozių ribas ir jų leistinus bei kontrolės lygius.

SPINDULIACIJOS RŪŠYS

Prasiskverbianti spinduliuotė kelia didelį pavojų žmonių sveikatai ir gyvybei. Didelėmis dozėmis sukelia rimtus kūno audinių pažeidimus, išsivysto ūmi spindulinė liga, mažomis - onkologinėmis ligomis, provokuoja genetinius defektus. Gamtoje yra nemažai elementų, kurių atomų branduoliai paverčiami kitų elementų branduoliais. Šiuos virsmus lydi radiacija – radioaktyvumas. Jonizuojanti spinduliuotė yra elementariųjų dalelių ir elektromagnetinės spinduliuotės kvantų srautas, galintis sukelti terpės, kurioje jie sklinda, atomų ir molekulių jonizaciją.

Įvairios spinduliuotės rūšys yra lydimos skirtingo energijos kiekio išsiskyrimo ir turi skirtingą prasiskverbimo galią, todėl skirtingai veikia gyvo organizmo audinius (1 pav.). Alfa spinduliuotę, kuri yra sunkiųjų dalelių, susidedančių iš neutronų ir protonų, srautas, sulaiko, pavyzdžiui, popieriaus lapas ir praktiškai negali prasiskverbti į išorinį odos sluoksnį, kurį sudaro negyvos ląstelės. Todėl pavojaus nekelia tol, kol per atvirą žaizdą, su maistu ar įkvėptu oru į organizmą nepatenka radioaktyviosios medžiagos, išskiriančios α daleles; tada jie tampa itin pavojingi. Beta spinduliuotė turi didesnę prasiskverbimo galią: ji prasiskverbia į kūno audinius nuo vieno iki dviejų centimetrų gylio. Šviesos greičiu sklindančios gama spinduliuotės prasiskverbimo galia yra labai didelė: ją gali sustabdyti tik stora švino ar betono plokštė. Dėl labai didelės gama spinduliuotės prasiskverbimo galios jie kelia didelį pavojų žmonėms. Jonizuojančiosios spinduliuotės ypatybė yra ta, kad jos poveikį žmogus pradės jausti tik praėjus tam tikram laikui.

Ryžiai. 1. Trys spinduliuotės tipai ir jų skverbimosi galia

Spinduliuotės šaltiniai yra natūralūs, yra gamtoje ir nepriklauso nuo žmogaus.

Didžioji dalis pasaulio gyventojų apšvitos gaunama iš natūralių radiacijos šaltinių (2 pav.).

Ryžiai. 2. Vidutinės metinės efektinės ekvivalentinės apšvitos iš natūralių ir žmogaus sukurtų spinduliuotės šaltinių dozės (skaičiai rodo dozę milisivertais)

Dauguma jų yra tokie, kad visiškai neįmanoma išvengti jų spinduliuotės. Per visą Žemės egzistavimo istoriją į Žemės paviršių iš kosmoso krinta įvairios spinduliuotės rūšys, atsirandančios iš radioaktyvių medžiagų, esančių žemės plutoje. Žmogus yra veikiamas spinduliuotės dviem būdais. Radioaktyviosios medžiagos gali būti už kūno ribų ir apšvitinti jį iš išorės; šiuo atveju kalbama apie išorinį švitinimą. Arba jie gali būti ore, kuriuo žmogus kvėpuoja, maiste ar vandenyje ir patekti į kūną. Šis švitinimo būdas vadinamas vidiniu.

Bet kuris Žemės gyventojas yra veikiamas natūralių spinduliuotės šaltinių, tačiau vieni jų gauna didesnes dozes nei kiti. Tai iš dalies priklauso nuo to, kur jie gyvena. Radiacijos lygis kai kuriose Žemės rutulio vietose, kur yra ypač radioaktyvių uolienų, yra daug didesnis nei vidutinis, o kitur atitinkamai mažesnis. Apšvitos dozė priklauso ir nuo žmonių gyvenimo būdo. Tam tikrų statybinių medžiagų naudojimas, virimo dujos, atviros anglies kepsninės, slėgis patalpose ir net skrydis lėktuvais padidina natūralių spinduliuotės šaltinių poveikį.

Antžeminiai spinduliuotės šaltiniai kartu yra atsakingi už didžiąją dalį apšvitos, kurią žmogus patiria dėl natūralios spinduliuotės. Vidutiniškai jie suteikia daugiau nei 5/6 metinės efektinės ekvivalentinės dozės, kurią gauna gyventojai, daugiausia dėl vidinės apšvitos. Likusią dalį sudaro kosminiai spinduliai, daugiausia išorinis švitinimas (3 pav.).

Ryžiai. 3. Vidutinės metinės efektinės ekvivalentinės dozės iš natūralių spinduliuotės šaltinių (skaičiai rodo dozę milisivertais)

Kai kuriais duomenimis, 1 vidutinė efektinė ekvivalentinė išorinės spinduliuotės dozė, kurią žmogus per metus gauna iš antžeminių natūralios spinduliuotės šaltinių, yra maždaug 350 mikrosivertų, t.y. šiek tiek daugiau nei vidutinė individuali apšvitos dozė dėl kosminių spindulių sukurto radiacinio fono jūros lygyje.

Vidutiniškai maždaug 2/3 efektyvios ekvivalentinės spinduliuotės dozės, kurią žmogus gauna iš natūralių spinduliuotės šaltinių, gaunama iš radioaktyvių medžiagų, kurios į organizmą patenka su maistu, vandeniu ir oru.

Nustatyta, kad iš visų natūralių spinduliuotės šaltinių didžiausią pavojų kelia radonas – sunkios, bespalvės ir bekvapės dujos. Iš žemės plutos jis išsiskiria visur, tačiau jo koncentracija lauko ore įvairiose Žemės rutulio dalyse labai skiriasi. Pagrindinę radono spinduliuotę žmogus gauna būdamas patalpoje. Radonas koncentruojasi patalpų ore tik tada, kai jie yra pakankamai izoliuoti nuo išorinės aplinkos. Pro pamatus ir grindis nutekėjęs iš grunto ar rečiau iš statybinių medžiagų patalpoje kaupiasi radonas. Labiausiai paplitusios statybinės medžiagos – mediena, plytos ir betonas – radono išskiria palyginti nedaug. Daug didesnį savitąjį radioaktyvumą turi granitas, pemza, gaminiai iš aliuminio oksido žaliavų, fosfogipsas.

Kitas radono šaltinis gyvenamosiose patalpose yra vanduo ir gamtinės dujos. Radono koncentracija įprastai naudojamame vandenyje yra itin maža, tačiau vandenyje iš giluminių gręžinių ar artezinių gręžinių radono yra daug. Tačiau pagrindinis pavojus nekyla išgėrus, net ir esant dideliam radono kiekiui. Dažniausiai žmonės geria virintą vandenį arba karštų gėrimų pavidalu, o verdant radonas beveik visiškai išnyksta. Didelis pavojus yra vandens garų su dideliu radono kiekiu patekimas į plaučius kartu su įkvepiamu oru, kuris dažniausiai įvyksta vonios kambaryje arba garinėje. Gamtinėse dujose radonas prasiskverbia į žemę. Dėl pirminio dujų apdorojimo ir saugojimo, kol jos pasiekia vartotoją, didžioji dalis radono išeina, tačiau radono koncentracija gali padidėti, jei viryklėse nėra gartraukio. Todėl radonas ypač pavojingas mažaaukščiams pastatams, kruopščiai sandarinant patalpas (siekiant išlaikyti šilumą) ir naudojant aliuminio oksidą kaip statybinių medžiagų priedą.

Kitus pavojingus radiacijos šaltinius, deja, sukuria pats žmogus. Šiuo metu radiacija plačiai naudojama įvairiose srityse: medicinoje, pramonėje, žemės ūkyje, chemijoje, moksle ir kt.. Dirbtinės spinduliuotės šaltiniai – branduolinių reaktorių ir greitintuvų pagalba sukurti dirbtiniai radionuklidai, neutronų pluoštas ir įkrautos dalelės. Jie vadinami žmogaus sukurtais jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais. Visa veikla, susijusi su dirbtinės spinduliuotės gamyba ir naudojimu, yra griežtai kontroliuojama. Branduolinio ginklo bandymai atmosferoje, avarijos atominėse elektrinėse ir branduoliniuose reaktoriuose bei jų darbo rezultatai, pasireiškiantys radioaktyviomis nuosėdomis ir radioaktyviosiomis atliekomis, išsiskiria savo poveikiu žmogaus organizmui. Kai kuriose Žemės vietose atsiranda radioaktyvių kritulių, radiacija į žmogaus organizmą gali patekti tiesiai per žemės ūkio produktus ir maistą.