تعريف جسيمات ألفا بيتا وجاما. أشعة ألفا وبيتا وجاما – نولدج هايبر ماركت

§ 1. الإشعاعات المؤينة تعريفها وخصائصها. النشاط الإشعاعي.

أشعة ألفا. أشعة بيتا. أشعة غاما. الأشعة السينية.

النشاط الإشعاعي هو التحول التلقائي لنواة بعض الذرات إلى نوى ذرات أخرى، مصحوبًا بانبعاث الإشعاعات المؤينة.

يُطلق على الإشعاع الإشعاعي اسم الإشعاع المؤين، لأنه عند التفاعل مع مادة ما يكون قادرًا على تكوين ذرات وجزيئات (أيونات) مشحونة فيها بشكل مباشر أو غير مباشر. تشمل الإشعاعات المؤينة الأشعة السينية، وأشعة الراديو وأشعة جاما، وأشعة ألفا، وأشعة بيتا، وتدفقات النيوترونات والجسيمات النووية الأخرى، والأشعة الكونية.

أشعة ألفاتمثل تيارًا من جسيمات ألفا من نوى ذرات الهيليوم موجبة الشحنة وتتميز بقدرات تأين عالية وقدرات اختراق منخفضة. وبسبب هذه الخصائص، لا تخترق جزيئات ألفا الطبقة الخارجية من الجلد. يحدث التأثير الضار على جسم الإنسان عندما يكون في منطقة عمل مادة تنبعث منها جسيمات ألفا.

أشعة بيتاتمثل تيارًا من الإلكترونات أو البوزيترونات المنبعثة من نوى ذرات المواد المشعة. بالمقارنة مع جسيمات ألفا، فهي تتمتع بقدرة اختراق أكبر وبالتالي فهي متساوية في الخطورة سواء عند ملامسة المادة المنبعثة مباشرة أو على مسافة.

أشعة غاماتتميز بأقل قدرة على التأين وأعلى قدرة على الاختراق. هذا هو الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي التردد الذي يحدث أثناء التفاعلات النووية أو التحلل الإشعاعي.

الأشعة السينية,تنشأ عندما يتم قصف مادة بتيار من الإلكترونات، وهي أيضًا إشعاعات كهرومغناطيسية. يمكن أن تحدث في أي تركيبات فراغ كهربائي، ولها قدرة تأين منخفضة وعمق اختراق كبير.

لقياس التأثير الناتج عن أي إشعاع مؤين في البيئة، نستخدم مفهوم جرعة الإشعاع الممتصة D p = W/m،

حيث W هي طاقة الإشعاع المؤين الذي تمتصه المادة المشععة، J؛ م هي كتلة المادة المشععة، كجم. الوحدة خارج النظامية للجرعة الممتصة هي الراد. 1 راد يتوافق مع امتصاص طاقة 0.01 جول بواسطة مادة تزن 1 كجم.

السمة الكمية للأشعة السينية وأشعة جاما هي جرعة التعرض (C/kg): D e = Q/m،

حيث Q هي الشحنة الكهربائية الإجمالية للأيونات التي لها نفس العلامة C؛ م - كتلة الهواء، كجم.

تعتبر وحدة جرعة التعرض للأشعة السينية وأشعة جاما عبارة عن قلادة لكل كيلوجرام (C/kg). قلادة لكل كيلوغرام- جرعة التعرض للأشعة السينية أو إشعاع جاما، حيث يؤدي الانبعاث الجسيمي المرتبط بهذا الإشعاع لكل 1 كجم من الهواء الجوي الجاف إلى تكوين أيونات في الهواء تحمل شحنة كهربائية قدرها 1 درجة مئوية من كل علامة.

الوحدة غير النظامية لجرعة التعرض للأشعة السينية وأشعة جاما هي الأشعة السينية. الأشعة السينية هي جرعة من الأشعة السينية أو إشعاع جاما حيث يصاحب الانبعاث الجسيمي لهذا الإشعاع 1.293 * 10 -6 جرام من الهواء الجاف في الظروف العادية (عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط 760 ملم زئبق) ) تشكل أيونات تحمل وحدة واحدة رسوم GHS لكل علامة؛ 1 رونتجن (R) = 10 3 ملي رونتجن (mR) = 10 6 ميكرو رونتجن (μR).

يتم تعريف جرعات التعرض والجرعات الممتصة المتعلقة بالوقت على أنها معدلات الجرعة ويتم قياسها على التوالي مثل رونتجنز في الثانية (R/s) وراد في الثانية (rad/s).

يعتمد تأثير الإشعاعات المشعة المختلفة على الأنسجة الحية على قدرة الإشعاع على الاختراق والتأين. أنواع مختلفة من الإشعاع بنفس الجرعة الممتصة تسبب تأثيرات بيولوجية مختلفة. ولذلك، لتقييم خطر الإشعاع، تم إدخال مفهوم الجرعة المكافئة D eq، ووحدتها هي الريم (المعادل البيولوجي للراد) *

د مكافئ = د و /ك،

* 1 ريم هي الجرعة المكافئة لأي إشعاع مؤين في الأنسجة البيولوجية، مما يخلق نفس التأثير البيولوجي لجرعة 1 راد من الأشعة السينية أو إشعاع جاما،

حيث k هو معامل نوعي يوضح نسبة الفعالية البيولوجية لنوع معين من الإشعاع إلى الفعالية البيولوجية لإشعاع الأشعة السينية المأخوذ كوحدة.

لا داعي للخوف من هذه الكلمة: فهي تعني ببساطة النظائر المشعة. في بعض الأحيان يمكنك سماع عبارة "النوكليوتيدات المشعة" في الكلام، أو حتى نسخة أقل أدبية - "النوكليوتيدات المشعة". المصطلح الصحيح هو النويدات المشعة. ولكن ما هو الاضمحلال الإشعاعي؟ ما هي خصائص أنواع الإشعاع المختلفة وكيف تختلف؟ دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب.

تعريفات في الأشعة

منذ انفجار القنبلة الذرية الأولى، طرأت تغيرات على العديد من المفاهيم في علم الأشعة. بدلاً من عبارة "الغلاية النووية" من المعتاد أن نقول "المفاعل النووي". وبدلا من عبارة "الأشعة المشعة"، يتم استخدام عبارة "الإشعاعات المؤينة". تم استبدال عبارة "النظائر المشعة" بعبارة "النويدات المشعة".

النويدات المشعة طويلة العمر وقصيرة العمر

تصاحب إشعاعات ألفا وبيتا وجاما عملية تحلل النواة الذرية. ما هي نوى النويدات المشعة غير مستقرة - وهذا هو سبب اختلافها عن النظائر المستقرة الأخرى. عند نقطة معينة، تبدأ عملية التحلل الإشعاعي. يتم تحويل النويدات المشعة إلى نظائر أخرى، حيث تنبعث منها أشعة ألفا وبيتا وجاما. تتمتع النويدات المشعة بمستويات متفاوتة من عدم الاستقرار، حيث يتحلل بعضها على مدى مئات أو ملايين أو حتى مليارات السنين. على سبيل المثال، جميع نظائر اليورانيوم الموجودة في الطبيعة طويلة العمر. هناك أيضًا نويدات مشعة تتحلل خلال ثوانٍ أو أيام أو أشهر. يطلق عليهم قصيرة العمر.

لا يصاحب إطلاق جسيمات ألفا وبيتا وجاما أي اضمحلال. ولكن في الواقع، يصاحب التحلل الإشعاعي فقط إطلاق جسيمات ألفا أو بيتا. وفي بعض الحالات، تحدث هذه العملية مصحوبة بأشعة جاما. لا يحدث إشعاع جاما النقي في الطبيعة. كلما كان معدل تحلل النويدة المشعة أسرع، كلما ارتفع مستوى نشاطها الإشعاعي. يعتقد البعض أن تحلل ألفا وبيتا وغاما والدلتا موجود في الطبيعة. هذا ليس صحيحا. اضمحلال دلتا غير موجود.

وحدات قياس النشاط الإشعاعي

ولكن كيف يتم قياس هذه الكمية؟ يسمح قياس النشاط الإشعاعي بالتعبير عن معدل الانحلال بالأرقام. وحدة قياس نشاط النويدات المشعة هي البيكريل. 1 بيكريل (Bq) يعني أن 1 اضمحلال يحدث في ثانية واحدة. ذات مرة، تم استخدام وحدة قياس أكبر بكثير لهذه القياسات - الكوري (Ci): 1 كوري = 37 مليار بيكريل.

وبطبيعة الحال، من الضروري مقارنة كتل متطابقة من المادة، على سبيل المثال، 1 ملغ من اليورانيوم و 1 ملغ من الثوريوم. ويسمى نشاط وحدة كتلة معينة من النويدات المشعة بالنشاط النوعي. كلما زاد عمر النصف، انخفض النشاط الإشعاعي النوعي.

ما هي النويدات المشعة التي تشكل الخطر الأكبر؟

خصائص أشعة جاما

وهذا النوع من الإشعاع له نفس طبيعة الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء أو موجات الراديو. أشعة جاما هي إشعاع الفوتون. ومع ذلك، مع سرعة عالية للغاية من الفوتونات. يخترق هذا النوع من الإشعاع المواد بسرعة كبيرة. لاحتوائه، عادة ما يتم استخدام الرصاص والخرسانة. يمكن لأشعة جاما السفر لآلاف الكيلومترات.

أسطورة الخطر

عند مقارنة إشعاعات ألفا وغاما وبيتا، يعتبر الناس عمومًا أن أشعة جاما هي الأكثر خطورة. بعد كل شيء، يتم تشكيلها أثناء الانفجارات النووية، وتسافر مئات الكيلومترات وتسبب مرض الإشعاع. كل هذا صحيح، ولكن ليس له علاقة مباشرة بخطر الأشعة. لأنهم في هذه الحالة يتحدثون على وجه التحديد عن قدرتهم على الاختراق. وبطبيعة الحال، تختلف أشعة ألفا وبيتا وجاما في هذا الصدد. ومع ذلك، لا يتم تقييم الخطر من خلال القدرة على الاختراق، ولكن من خلال الجرعة الممتصة. يتم حساب هذا المؤشر بالجول لكل كيلوغرام (J/kg).

وبالتالي يتم قياسه ككسر. بسطه ليس عدد جسيمات ألفا وجاما وبيتا، بل الطاقة. يمكن أن يكون K صلبًا وناعمًا. هذا الأخير لديه طاقة أقل. بمواصلة التشبيه بالأسلحة، يمكننا أن نقول: ليس فقط عيار الرصاصة مهمًا، بل من المهم أيضًا ما يتم إطلاق النار منه - من مقلاع أو من بندقية.

الإشعاعات الجسيمية - الإشعاعات المؤينة المكونة من جسيمات تختلف كتلتها عن الصفر.

إشعاع ألفا - تيار من الجسيمات الموجبة الشحنة (نواة ذرات الهيليوم - 24He)، والتي تتحرك بسرعة حوالي 20000 كم/ثانية. تتشكل أشعة ألفا أثناء التحلل الإشعاعي لنواة العناصر ذات الأعداد الذرية الكبيرة وأثناء التفاعلات والتحولات النووية. تتراوح طاقتها من 4-9 (2-11) MeV. يعتمد مدى جسيمات A في المادة على طاقتها وعلى طبيعة المادة التي تتحرك فيها. في المتوسط، المسافة في الهواء هي 2-10 سم، في الأنسجة البيولوجية - عدة ميكرونات. وبما أن جسيمات-أ ضخمة ولها طاقة عالية نسبيًا، فإن مسارها عبر المادة يكون كذلك واضحة أنها تسبب تأثير التأين القوي. يبلغ التأين النوعي حوالي 40000 زوج أيوني لكل 1 سم من السفر في الهواء (يمكن إنشاء ما يصل إلى 250 ألف زوج أيوني على مدار طول الرحلة بالكامل). في الأنسجة البيولوجية، يتم إنشاء ما يصل إلى 40.000 زوج أيون أيضًا على طول مسار 1-2 ميكرون. وتنتقل كافة الطاقة إلى خلايا الجسم مما يسبب ضرراً كبيراً له.

تُحتجز جزيئات ألفا بورقة من الورق، ولا تتمكن عمليا من اختراق الطبقة الخارجية (الخارجية) من الجلد، بل يتم امتصاصها بواسطة الطبقة القرنية من الجلد. ولذلك فإن الإشعاع لا يشكل خطراً إلا إذا دخلت المواد المشعة التي تنبعث منها جزيئات ألف إلى الجسم من خلال جرح مفتوح أو مع الطعام أو الهواء المستنشق - ثم تصبح خطير للغاية .

إشعاع بيتا - تيار من جسيمات ب يتكون من إلكترونات (جسيمات سالبة الشحنة) وبوزيترونات (جسيمات موجبة الشحنة) تنبعث من النوى الذرية أثناء اضمحلالها ب. كتلة جسيمات بيتا بالقيمة المطلقة هي 9.1x10-28 جم، وتحمل جسيمات بيتا شحنة كهربائية أولية واحدة وتنتشر في الوسط بسرعة تتراوح من 100 ألف كم/ث إلى 300 ألف كم/ث (أي حتى سرعة الضوء). اعتمادا على الطاقة الإشعاعية. تختلف طاقة الجسيمات ب بشكل كبير. ويفسر ذلك حقيقة أنه خلال كل اضمحلال ب للنواة المشعة، يتم توزيع الطاقة الناتجة بين النواة الابنة وجسيمات ب والنيوترينوات بنسب مختلفة، ويمكن أن تتقلب طاقة جسيمات ب من الصفر إلى بعض القيمة القصوى . تتراوح الطاقة القصوى من 0.015-0.05 MeV (الإشعاع الناعم) إلى 3-13.5 MeV (الإشعاع الصلب).

نظرًا لأن الجسيمات b لها شحنة، فإنها تنحرف عن الاتجاه المستقيم تحت تأثير المجالات الكهربائية والمغناطيسية. نظرًا لوجود كتلة صغيرة جدًا، فإن جسيمات ب، عند اصطدامها بالذرات والجزيئات، تنحرف أيضًا بسهولة عن اتجاهها الأصلي (أي أنها متناثرة بقوة). لذلك، من الصعب جدًا تحديد طول مسار جسيمات بيتا - وهذا المسار متعرج للغاية. عدد الأميال
ب- الجسيمات ، نظرًا لاحتوائها على كميات مختلفة من الطاقة ، تخضع أيضًا للاهتزازات. يمكن أن يصل طول المدى في الهواء
25 سم، وأحيانا عدة أمتار. في الأنسجة البيولوجية، يصل مسار الجزيئات إلى 1 سم، ويتأثر مسار الحركة أيضًا بكثافة الوسط.

القدرة التأينية لجسيمات بيتا أقل بكثير من قدرة جسيمات ألفا. تعتمد درجة التأين على السرعة: سرعة أقل - تأين أكثر. على مسافة 1 سم في الهواء، يتشكل جسيم ب
50-100 زوج أيوني (1000-25 ألف زوج أيوني على طول الطريق عبر الهواء). إن جسيمات بيتا عالية الطاقة، التي تطير عبر النواة بسرعة كبيرة، ليس لديها الوقت لإحداث نفس التأثير المؤين القوي مثل جسيمات بيتا البطيئة. عند فقدان الطاقة، يتم التقاطها إما بواسطة أيون موجب لتكوين ذرة متعادلة، أو بواسطة ذرة لتكوين أيون سالب.

الإشعاع النيوتروني - الإشعاع المكون من النيوترونات، أي. جزيئات محايدة. تتشكل النيوترونات أثناء التفاعلات النووية (تفاعل متسلسل لانشطار نوى العناصر المشعة الثقيلة، أثناء تفاعلات تخليق العناصر الأثقل من نوى الهيدروجين). الإشعاع النيوتروني قابل للتأين بشكل غير مباشر؛ لا يحدث تكوين الأيونات تحت تأثير النيوترونات نفسها، ولكن تحت تأثير الجسيمات الثانوية المشحونة الثقيلة وأشعة جاما، التي تنقل النيوترونات طاقتها إليها. يعد الإشعاع النيوتروني خطيرًا للغاية نظرًا لقدرته العالية على الاختراق (يمكن أن يصل المدى في الهواء إلى عدة آلاف من الأمتار). بالإضافة إلى ذلك، يمكن للنيوترونات أن تسبب إشعاعًا مستحثًا (بما في ذلك الكائنات الحية)، وتحول ذرات العناصر المستقرة إلى ذرات مشعة. المواد التي تحتوي على الهيدروجين (الجرافيت، البارافين، الماء، إلخ) محمية بشكل جيد من تشعيع النيوترونات.

اعتمادًا على الطاقة، يتم تمييز النيوترونات التالية:

1. النيوترونات فائقة السرعة بطاقة 10-50 ميغا إلكترون فولت. تتشكل أثناء التفجيرات النووية وتشغيل المفاعلات النووية.

2. النيوترونات السريعة، وطاقتها تتجاوز 100 كيلو إلكترون فولت.

3. النيوترونات المتوسطة - طاقتها من 100 كيلو إلكترون فولت إلى 1 كيلو إلكترون فولت.

4. النيوترونات البطيئة والحرارية. لا تتجاوز طاقة النيوترونات البطيئة 1 كيلو إلكترون فولت. تصل طاقة النيوترونات الحرارية إلى 0.025 فولت.

يُستخدم الإشعاع النيوتروني في العلاج بالنيوترونات في الطب، وتحديد محتوى العناصر الفردية ونظائرها في الوسائط البيولوجية، وما إلى ذلك. تستخدم الأشعة الطبية بشكل رئيسي النيوترونات السريعة والحرارية، ويستخدم بشكل رئيسي كاليفورنيوم 252، الذي يضمحل ليطلق نيوترونات بمتوسط ​​طاقة يبلغ 2.3 ميغا إلكترون فولت.

الاشعاع الكهرومغناطيسي تختلف في أصلها، والطاقة، والطول الموجي. يشمل الإشعاع الكهرومغناطيسي الأشعة السينية، وأشعة جاما الصادرة عن العناصر المشعة، والإشعاع الكهرومغناطيسي، والذي يحدث عندما تمر جسيمات مشحونة متسارعة للغاية عبر المادة. الضوء المرئي وموجات الراديو هي أيضًا إشعاعات كهرومغناطيسية، لكنها لا تؤين المادة، لأنها تتميز بطول موجي طويل (أقل صلابة). لا تنبعث طاقة المجال الكهرومغناطيسي بشكل مستمر، ولكن في أجزاء منفصلة - الكميات (الفوتونات). ولذلك، فإن الإشعاع الكهرومغناطيسي هو تيار من الكمات أو الفوتونات.

الأشعة السينية. تم اكتشاف الأشعة السينية على يد فيلهلم كونراد رونتجن في عام 1895. الأشعة السينية هي إشعاع كهرومغناطيسي كمي يبلغ طوله الموجي 0.001-10 نانومتر. يُطلق على الإشعاع الذي يزيد طوله الموجي عن 0.2 نانومتر تقليديًا اسم الأشعة السينية "الناعمة" وما يصل إلى 0.2 نانومتر - "الصلب". الطول الموجي هو المسافة التي ينتقل خلالها الإشعاع خلال فترة تذبذب واحدة. تنتقل الأشعة السينية، مثل أي إشعاع كهرومغناطيسي، بسرعة الضوء - 300000 كم/ثانية. طاقة الأشعة السينية عادة لا تتجاوز 500 كيلو إلكترون فولت.

هناك bremsstrahlung والأشعة السينية المميزة. يحدث إشعاع Bremsstrahlung عندما تتباطأ الإلكترونات السريعة في المجال الكهروستاتيكي للنواة الذرية (أي عندما تتفاعل الإلكترونات مع النوى الذرية). عندما يمر إلكترون عالي الطاقة بالقرب من النواة، يلاحظ تشتت (تباطؤ) الإلكترون. تتناقص سرعة الإلكترون، وينبعث جزء من طاقته على شكل فوتون أشعة سينية bremsstrahlung.

تنشأ الأشعة السينية المميزة عندما تخترق الإلكترونات السريعة أعماق الذرة وتخرج من المستويات الداخلية (K، L، وحتى M). يتم إثارة الذرة ثم تعود إلى الحالة الأرضية. في هذه الحالة تملأ الإلكترونات من المستويات الخارجية الفراغات في المستويات الداخلية وفي نفس الوقت تنبعث فوتونات الإشعاع المميز بطاقة تساوي الفرق في طاقة الذرة في الحالتين المثارة والأرضية (لا تتجاوز 250 كيلو فولت). أولئك. يحدث الإشعاع المميز عند إعادة ترتيب الأغلفة الإلكترونية للذرات. أثناء التحولات المختلفة للذرات من الحالة المثارة إلى الحالة غير المثارة، يمكن أيضًا أن تنبعث الطاقة الزائدة في شكل ضوء مرئي وأشعة تحت الحمراء وأشعة فوق بنفسجية. نظرًا لأن الأشعة السينية لها أطوال موجية قصيرة ويتم امتصاصها بشكل أقل في المادة، فهي تتمتع بقدرة اختراق أكبر.

أشعة غاما - هذا إشعاع من أصل نووي. تنبعث من النوى الذرية أثناء اضمحلال ألفا وبيتا للنويدات المشعة الاصطناعية الطبيعية في الحالات التي تحتوي فيها النواة الابنة على طاقة زائدة لا يتم التقاطها بواسطة الإشعاع الجسيمي (جسيمات ألفا وبيتا). تنبعث هذه الطاقة الزائدة على الفور في شكل أشعة جاما. أولئك. إشعاع جاما هو تيار من الموجات الكهرومغناطيسية (الكمات) التي تنبعث أثناء عملية التحلل الإشعاعي عندما تتغير حالة الطاقة في النوى. بالإضافة إلى ذلك، تتشكل كمات جاما أثناء تحلل البوزيترون والإلكترون. خصائص إشعاع جاما قريبة من الأشعة السينية، ولكن لها سرعة وطاقة أكبر. سرعة الانتشار في الفراغ تساوي سرعة الضوء - 300000 كم/ثانية. وبما أن أشعة جاما ليس لها أي شحنة، فإنها لا تنحرف في المجالات الكهربائية والمغناطيسية، وتنتشر بشكل مستقيم ومتساوي في جميع الاتجاهات من المصدر. تتراوح طاقة إشعاع جاما من عشرات الآلاف إلى ملايين الإلكترون فولت (2-3 ميجا فولت)، ونادرا ما تصل إلى 5-6 ميجا فولت (متوسط ​​طاقة أشعة جاما المنتجة أثناء اضمحلال الكوبالت 60 هو 1.25 ميجا فولت). يتضمن تدفق إشعاع جاما كميات من الطاقات المختلفة. خلال الاضمحلال 131

ليس سرا أن الإشعاع ضار. الجميع يعرف هذا. لقد سمع الجميع عن الخسائر الفادحة ومخاطر التعرض للإشعاع. ما هو الإشعاع؟ كيف تنشأ؟ هل هناك أنواع مختلفة من الإشعاع؟ وكيف تحمي نفسك منه؟

كلمة "الإشعاع" تأتي من اللاتينية نصف القطرويدل على شعاع. من حيث المبدأ، الإشعاع هو جميع أنواع الإشعاع الموجودة في الطبيعة - موجات الراديو، الضوء المرئي، الأشعة فوق البنفسجية، وما إلى ذلك. ولكن هناك أنواع مختلفة من الإشعاع، بعضها مفيد، وبعضها ضار. لقد اعتدنا في الحياة العادية على استخدام كلمة الإشعاع للإشارة إلى الإشعاع الضار الناتج عن النشاط الإشعاعي لأنواع معينة من المواد. دعونا نلقي نظرة على كيفية شرح ظاهرة النشاط الإشعاعي في دروس الفيزياء.

النشاط الإشعاعي في الفيزياء

نحن نعلم أن ذرات المادة تتكون من نواة وإلكترونات تدور حولها. وبالتالي فإن النواة، من حيث المبدأ، هي تكوين مستقر للغاية يصعب تدميره. ومع ذلك، فإن النوى الذرية لبعض المواد غير مستقرة ويمكن أن تنبعث منها طاقات وجسيمات مختلفة في الفضاء.

ويسمى هذا الإشعاع بالإشعاع، وهو يشتمل على عدة مكونات، يتم تسميتها وفقًا للأحرف الثلاثة الأولى من الأبجدية اليونانية: إشعاع α- وβ- وγ-. (أشعة ألفا وبيتا وجاما). وهذه الإشعاعات مختلفة، كما يختلف تأثيرها على الإنسان وإجراءات الحماية منها. دعونا ننظر إلى كل شيء بالترتيب.

إشعاع ألفا

إشعاع ألفا هو تيار من الجسيمات الثقيلة ذات الشحنة الموجبة. يحدث نتيجة اضمحلال ذرات العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم والراديوم والثوريوم. في الهواء، لا ينتقل إشعاع ألفا أكثر من خمسة سنتيمترات، وكقاعدة عامة، يتم حظره بالكامل بواسطة قطعة من الورق أو الطبقة الخارجية الميتة من الجلد. ومع ذلك، إذا دخلت مادة تنبعث منها جسيمات ألفا إلى الجسم عن طريق الطعام أو الهواء، فإنها تشع الأعضاء الداخلية وتصبح خطيرة.

إشعاع بيتا

إشعاع بيتا عبارة عن إلكترونات أصغر بكثير من جسيمات ألفا ويمكنها اختراق عمق عدة سنتيمترات في الجسم. يمكنك حماية نفسك منها بطبقة رقيقة من المعدن، وزجاج النوافذ، وحتى الملابس العادية. عندما يصل إشعاع بيتا إلى مناطق غير محمية من الجسم، فإنه عادة ما يؤثر على الطبقات العليا من الجلد. خلال حادث محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية عام 1986، أصيب رجال الإطفاء بحروق جلدية نتيجة التعرض القوي للغاية لجزيئات بيتا. إذا دخلت مادة تنبعث منها جزيئات بيتا إلى الجسم، فإنها تشع الأنسجة الداخلية.

أشعة غاما

إشعاع جاما هو الفوتونات، أي. موجة كهرومغناطيسية تحمل الطاقة. وفي الهواء، يمكنها السفر لمسافات طويلة، وتفقد طاقتها تدريجيًا نتيجة الاصطدام بذرات الوسط. إن إشعاع جاما المكثف، إذا لم يكن محميًا منه، يمكن أن يؤدي إلى تلف الجلد فحسب، بل أيضًا الأنسجة الداخلية. تعتبر المواد الكثيفة والثقيلة مثل الحديد والرصاص بمثابة حواجز ممتازة أمام إشعاع غاما.

كما ترون، وفقا لخصائصه، فإن إشعاع ألفا ليس خطيرا عمليا إذا لم تستنشق جزيئاته أو تأكلها مع الطعام. يمكن أن يسبب إشعاع بيتا حروقًا جلدية نتيجة التعرض له. يتمتع إشعاع جاما بأخطر الخصائص. يتغلغل في أعماق الجسم، ومن الصعب جداً إخراجه من هناك، وآثاره مدمرة جداً.

على أية حال، بدون أدوات خاصة، من المستحيل معرفة نوع الإشعاع الموجود في هذه الحالة بالذات، خاصة أنه يمكنك دائمًا استنشاق جزيئات الإشعاع في الهواء عن طريق الخطأ. لذلك، هناك قاعدة عامة واحدة فقط - تجنب مثل هذه الأماكن، وإذا وجدت نفسك، فقم بلف نفسك بأكبر قدر ممكن من الملابس والأشياء، وتنفس من خلال القماش، ولا تأكل أو تشرب، وحاول مغادرة المكان. العدوى في أسرع وقت ممكن. وبعد ذلك، في أول فرصة، تخلص من كل هذه الأشياء واغتسل جيدًا.

أدى الاكتشاف الاستثنائي للنشاط الإشعاعي إلى ظهور قائمة كبيرة من الأسئلة. أعظم اختراق في هذا المجال تم تحقيقه من قبل العالم إي. رذرفورد، الذي وضع باعثًا خاصًا، أي إشعاعيًا، في مجال مغناطيسي. ونتيجة لذلك، انقسم الشعاع إلى ثلاثة مكونات.

ملامح الإشعاع

بناءً على سلسلة من التجارب، أصبح من المعروف أن إشعاع ألفا عبارة عن تيار من الجزيئات الموجبة، وأن معلماتها متطابقة تمامًا مع نواة الهيليوم. أما ذرة الهيليوم فهي تحتوي على إلكترونين فقط.

وبالإضافة إلى أشعة ألفا، تم اكتشاف أشعة غاما وأشعة بيتا، ولكل منهما قوة ونشاط إشعاعي خاص. وبالتالي، يمكننا أن نقول بأمان أن إشعاع ألفا هو ذرة هيليوم متأينة بشكل مضاعف. ألفا مشحونة بشكل إيجابي، وغاما محايدة، وبيتا عبارة عن شعاع سلبي. لدى ألفا وغاما وبيتا اختلافات قوية فيما يتعلق بقدرة الاختراق. بكلمات بسيطة، تختلف جاما وألفا وبيتا من حيث أنها تمتصها مكونات مختلفة بكثافة مختلفة.

وتشبه أشعة جاما الأشعة السينية، إلا أن قدرتها على الاختراق أعلى بكثير. أدى هذا إلى فكرة أن أشعة جاما هي موجات كهرومغناطيسية. ومع ذلك، تم وضع الشكوك جانبًا عندما تم اكتشاف حيود أشعة جاما على بلورات خاصة، وتم تحديد طولها. ومن الغريب أن طول أشعة جاما صغير جدًا، أي يصل إلى 10-11 سم.

أما أشعة بيتا فكانت تعتبر جسيمات مشحونة. لقد جعل الإصدار التجريبي من التجربة أسهل بكثير. الغرض من البحث هو تحديد كتلة وشحنة أشعة بيتا. وقد وجد أن جسيمات بيتا هي إلكترونات سرعتها قريبة من سرعة الضوء.

إشعاع ألفا له مصادر:

• المفاعلات.
• مرافق صناعة اليورانيوم.
• اضمحلال العناصر الكيميائية الثقيلة جدًا، مما يؤدي إلى ظهور نوى الهيليوم؛
• التجارب التي أجريت في مسرعات الجسيمات ومختبرات النظائر المشعة؛
• تسارع الهليوم.

ولكل من هذه الأشعة طيف الانبعاث الخاص بها. بكلمات بسيطة، الطيف هو توزيع الجسيمات وفقًا للكميات المقاسة، والتي يتم اختزالها في ظروف معينة. ويتميز الطيف بنوع الجزيئات. أما بالنسبة لطيف ألفا، فهو يعتبر بشكل عام منفصلا.

طرق الحماية

يمتلك إشعاع ألفا طيفًا خاصًا به، بالإضافة إلى نشاط إشعاعي معين يمكن أن يكون له تأثير ضار على البشر. النشاط الإشعاعي الضار لتيار جسيمات ألفا ليس كبيرًا جدًا.

من المقبول عمومًا أن طيف هذا الإشعاع غير ضار، لكن لا تنسَ النشاط الإشعاعي. يؤدي اختراق الجزيئات الضخمة إلى جسم الإنسان مع الماء أو الطعام أو عبر الجلد إلى خطر التسمم الخطير. تنشأ المضاعفات بسبب التأثير المؤين القوي وتكوين الأكسجين وعامل الأكسدة والهيدروجين الحر. نظرًا لحقيقة أن النشاط الإشعاعي يؤثر على الدماغ ويتراكم فيه، تظهر العديد من الأمراض التي تقلل بشكل فعال من وظائف الجسم التكيفية والوقائية.

على الرغم من نشاطها الإشعاعي، يتم التعرف على جسيمات ألفا باعتبارها الأكثر أمانا، لأنه بعد التشعيع الخارجي لا توجد حاجة إلى معدات الحماية. هناك خطر من التشعيع الداخلي، عندما يعمل النشاط الإشعاعي للجسيمات بشكل أكثر ذكاءً. لمنع المشاكل، يكفي منع دخول النويدات المشعة إلى الجسم باستخدام وسائل الحماية الشخصية:

• ملابس مصنوعة من مواد خاصة؛
• إذا كانت بشرتك حساسة، يمكنك استخدام الكريم أو المعجون الجلدي؛
• الدروع المصنوعة من زجاج شبكي خاص مناسبة للعيون.

تتضمن قائمة التوصيات معلومات عن تأثير المنتجات الغذائية على التخلص من النويدات المشعة وتحييدها في الجسم. توجد هذه القدرة في المنتجات الغنية بفيتامين C وB. ويعتبر بيض السمان مفيدًا جدًا، ولكن إذا كانت جرعة الإشعاع ليست عالية جدًا. فهي تعتبر مصدرا غنيا للأحماض الأمينية والفيتامينات والعناصر الدقيقة. أحد النباتات التي يمكن أن تساعد هو خرشوف القدس.

نطاق تطبيق الإشعاع

بالإضافة إلى الحماية ضد جسيمات ألفا، تم تطوير علاج خاص باستخدامها. تتيح لك جلسة العلاج استخدام النظائر التي تم الحصول عليها من خلال الإشعاع، وهي الثوريون والرادون، والتي لها عمر قصير ويتم التخلص منها بسرعة من الجسم.

أمثلة على استخدام إشعاع ألفا في الطب:

• الاستخدام الفموي لمياه الرادون.
• أخذ حمام الرادون.
• إجراء التنفس مع الهواء المحتوي على غاز الرادون.

الأطباء على قناعة تامة وجازمة بأن تأثير جسيمات ألفا يمكن تركيزه وتدمير الخلايا السرطانية. يمكن أن يكون لهذا العلاج الشافي تأثير مهدئ ومسكن ومضاد للالتهابات على الشخص. يوصى به لعلاج الجهاز العضلي الهيكلي وأمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض النساء. يتم تنفيذ الإجراء بدقة تحت إشراف الطبيب المعالج وشخص مدرب بشكل خاص.