Za nastanak radiobiologije zaslužna su tri velika otkrića koja su okrunila kraj prošlog stoljeća:

1895. - otkriće X-zraka Wilhelma Conrada Roentgena;

1896. - Henri Becquerel je otkrio prirodnu radioaktivnost urana;

1898. – bračni par Curie, Maria Skłodowska i Pierre, otkrili su radioaktivna svojstva polonija i radija.

Wilhelm Conrad Roentgen imao je 50 godina u vrijeme svog velikog otkrića. Zatim je vodio Institut za fiziku i Odjel za fiziku na Sveučilištu u Würzburgu. 8. studenog 1895. Roentgen je, kao i obično, kasno navečer završio eksperimente u laboratoriju. Ugasivši svjetlo u sobi, primijetio je u tami zelenkasti sjaj koji je izvirao iz kristala soli rasutih po stolu. Ispostavilo se da je taj dan zaboravio isključiti napon na katodnoj cijevi s kojom je radio. Sjaj je odmah prestao čim se struja isključila, a odmah se pojavila kad se uključi. Istražujući tajanstveni fenomen, Roentgen je došao do briljantnog zaključka: kada struja prolazi kroz cijev, u njoj se pojavljuje neko nepoznato zračenje. To je ono što uzrokuje sjaj kristala. Ne znajući prirodu tog zračenja, nazvao ga je X-zrakama.

Nastala pompa i bajke nisu mogle oslabiti zanimanje za veliko otkriće. X-zrake su odmah postale ne samo predmet dubokog proučavanja diljem svijeta, već su brzo pronašle i praktičnu primjenu. Osim toga, poslužile su kao izravan poticaj za otkriće novog fenomena – prirodne radioaktivnosti, koja je šokirala svijet manje od šest mjeseci nakon otkrića X-zraka.

X-zrake ne samo da su odmah postale predmet dubokog proučavanja diljem svijeta, već su brzo našle i praktičnu primjenu. Osim toga, poslužile su kao poticaj za otkriće novog fenomena – prirodne radioaktivnosti, koja je šokirala svijet nepunih šest mjeseci nakon otkrića X-zraka. Jedan od onih koji je bio zainteresiran za prirodu "sve prodornih" X-zraka bio je Henri Becquerel, profesor fizike u Pariškom Prirodoslovnom muzeju. Nakon što je jednom razvio fotografsku ploču umotanu u crni papir ostavljenu na stolu, Becquerel je otkrio da je osvijetljena samo na mjestu gdje je izlivena uranova sol. Ponavljajući promatranja nekoliko puta po sunčanom i oblačnom vremenu, znanstvenik je došao do zaključka da uran proizvoljno, bez obzira na sunčevo zračenje, emitira "uranijeve zrake" nevidljive oku.

Deseci istraživača nakon otkrića Roentgena tražili su nova misteriozna zračenja. Ali samo je radoznali i talentirani A. Becquerel uspio razlikovati od luminescencije izazvane sunčevom svjetlošću spontanu emisiju prodornog zračenja urana.

Deseci istraživača nakon otkrića Roentgena bili su zauzeti traženjem novih tajanstvenih zračenja. Proučavanje ovog fenomena postalo je predmetom strastvenih istraživanja velike poljske znanstvenice Marie Skłodowske-Curie, a ubrzo i njezina supruga, ne manje briljantnog francuskog istraživača Pierrea Curiea.

Rad na proučavanju radioaktivnosti nastavio se ubrzano razvijati. Godine 1899. M. Curie je otkrio da zrak oko spojeva radija postaje vodič električne struje, a 1900. njemački kemičar E. Dorn izvijestio je o otkriću novog plinovitog radioaktivnog elementa koji se oslobađa iz pripravaka radija. Ovaj element je nazvao radon. . Iste godine u Engleskoj su E. Rutherford i R. Owen otkrili da torij emitira radioaktivni plin, koji su nazvali emanacija (thoron), a oslobađa se i radioaktivni plin. Iste godine je Kanađanin J. McLennon otkrio da stabilni radij-G (RaG) nastaje kao rezultat radioaktivnih transformacija radija, a O. Hahn i L. Meitner pronašli su krajnji produkt transformacije torija – stabilni torij-D ( ThD).

1900. engleski znanstvenik V. Crooks i neovisno o njemu
ALI.

Godine 1911. K. Fajans je utvrdio da se radioaktivna transformacija RaC odvija na dva načina: stvaranjem radija-C / (RaC) i radija-C "(RaC"). Iste godine ruski znanstvenik G.N.

Broj novootkrivenih radioaktivnih elemenata se katastrofalno povećao, što je bilo u suprotnosti s periodnim sustavom elemenata
DI. Mendeljejev. Većini njih nije bilo mjesta u ovom sustavu. U isto vrijeme, kao što smo vidjeli, gomilale su se informacije o transformacijama jednih radioaktivnih elemenata u druge, o njihovim međusobnim odnosima. Sva ta otkrića novih elemenata utabanom stazom izveo je M. Curie - metodom nosača.

Krajem 1985. profesor Wilhelm Konrad Roentgen otkrio je zrake koje prolaze kroz drvo, karton i druge predmete koji nisu prozirni za vidljivu svjetlost. Kasnije su te zrake nazvane x-zrake.

1896. godine francuski znanstvenik Henri Becquerel otkrio je fenomen radioaktivnosti. Na sastanku Akademije znanosti izvijestio je da zrake koje je promatrao, prodiru poput X-zraka kroz objekte neprozirne za svjetlost, emitiraju određene tvari. Tako je otkriveno da nove zrake emitiraju tvari koje uključuju uran. Becquerel je novootkrivene zrake nazvao uranovim zrakama.

Daljnja povijest novootkrivenih zraka usko je povezana s imenima poljske fizičarke Marije Sklodowske i njezina supruga, Francuza Pierrea Curiea, koji su ta otkrića detaljno proučavali i nazvali radioaktivnost.

Radioaktivnost- to je sposobnost niza kemijskih elemenata da se spontano raspadaju i emitiraju nevidljivo zračenje.

Tada je znanost utvrdila da je radioaktivno zračenje složeno zračenje, koje uključuje tri vrste zraka koje se međusobno razlikuju po svojoj prodornoj sposobnosti.

alfa zrake () - prodorna moć ovih zraka je vrlo mala. U zraku mogu preći put od 2-9 cm, u biološkom tkivu - 0,02-0,06 mm; potpuno ih upija list papira. Najveća opasnost za ljude je kada alfa čestice uđu u tijelo s hranom, vodom i zrakom (praktički se ne izlučuju iz tijela). Alfa čestice su pozitivno nabijene jezgre helija. Alfa raspad je karakterističan za teške elemente (uran; plutonij, torij itd.).
Beta zrake () – prodorna moć ovih zraka je mnogo veća od moći alfa čestica. Beta čestice mogu putovati do 15 m u zraku, do 12 mm u vodi i biološkom tkivu te do 5 mm u aluminiju. U biološkom tkivu uzrokuju ionizaciju atoma, što dovodi do kršenja sinteze proteina, kršenja funkcije tijela u cjelini. Broj beta čestica koje su ušle u ljudsko tijelo uklanja se za 50% unutar 60 dana nakon što se osoba nalazi u čistoj zoni (stroncij -90; jod-131; cezij-137).

gama zrake () - prodorna moć ovih zraka je vrlo visoka. Tako, na primjer, da bi se gama zračenje radioaktivnog kobalta upola ublažilo, potrebno je postaviti zaštitu od sloja olova debljine 1,6 cm ili sloja betona debljine 10 cm.

Kad se proguta, ljudsko tijelo djeluje na imunološki sustav, uzrokuje oštećenje strukture DNK (naknadno, nakon 10-15 godina, onkološke bolesti, biološke promjene u tijelu), cezij 137.

Dakle, prodorno zračenje se shvaća kao tok gama (?) zraka i neutrona.

Sada svaki školarac zna da zračenje uništava ljudsko tijelo, može uzrokovati bolest zračenja različitog stupnja. Šteta koju u živom organizmu uzrokuje zračenje bit će to veća što više energije prenosi na tkiva.
Doza - količina energije koja se prenosi na tijelo.
Rentgen (R) se uzima kao jedinica doze
1 x-zraka (P) - to je takva doza? - zračenje pri kojem u 1 cm3 suhog zraka na temperaturi od 00 °C i tlaku od 760 mm Hg. Čl. 2,08 milijardi parova iona nastaje
(2,08x109).
Na ljudsko tijelo ne utječe sva energija zračenja, već samo apsorbirana energija.

Apsorbirana doza točnije karakterizira učinak ionizirajućih zraka na biološka tkiva i mjeri se u nesistemskim jedinicama tzv. radostan.

Moramo uzeti u obzir činjenicu da je s istom apsorbiranom dozom alfa zračenje puno opasnije (20 puta) od beta i gama zračenja. Svaki ljudski organ ima svoj prag osjetljivosti na ionizirajuće zračenje, pa dozu zračenja određenog tkiva (organa) osobe treba pomnožiti s koeficijentom koji odražava kapacitet zračenja ovog organa. Ovako pretvorena doza naziva se ekvivalentna doza; u SI se mjeri u jedinicama koje se nazivaju sivertima (Sv).

Radionuklidna aktivnost - znači broj dezintegracija u sekundi . Jedan bekerel jednak je jednom raspadu u sekundi.

Veličine i jedinice koje se koriste u dozimetriji ionizirajućeg zračenja

Obrazovanje

Tko je otkrio fenomen radioaktivnosti i kako se to dogodilo?

Članak govori o tome tko je otkrio fenomen radioaktivnosti, kada se to dogodilo i pod kojim okolnostima.

Radioaktivnost

Suvremeni svijet i industrija vjerojatno neće moći bez nuklearne energije. Nuklearni reaktori napajaju podmornice, opskrbljuju strujom cijele gradove, a na umjetnim satelitima i robotima koji proučavaju druge planete ugrađuju se posebni izvori energije na temelju radioaktivnog raspada.

Radioaktivnost je otkrivena na samom kraju 19. stoljeća. Međutim, kao i mnoga druga važna otkrića u raznim područjima znanosti. No, tko je od znanstvenika prvi otkrio fenomen radioaktivnosti i kako se to dogodilo? O tome ćemo govoriti u ovom članku.

Otvor

Ovaj vrlo važan događaj za znanost zbio se 1896. godine, a napravio ga je A. Becquerel proučavajući moguću vezu između luminiscencije i nedavno otkrivenih tzv. x-zraka.

Prema memoarima samog Becquerela, došao je na ideju da je, možda, bilo koja luminiscencija popraćena i X-zrakama? Kako bi provjerio svoju pretpostavku, upotrijebio je nekoliko kemijskih spojeva, uključujući jednu od soli urana, koja je svijetlila u mraku. Zatim je, držeći je pod sunčevim zrakama, znanstvenik zamotao sol u tamni papir i stavio je u ormar na fotografskoj ploči, koja je, pak, također bila zapakirana u neprozirni omot. Kasnije, pokazavši ga, Becquerel je zamijenio točnu sliku komada soli. No, budući da luminiscencija nije mogla nadvladati papir, to znači da je rendgensko zračenje osvijetlilo ploču. Sada znamo tko je prvi otkrio fenomen radioaktivnosti. Istina, sam znanstvenik još nije u potpunosti razumio koje je otkriće napravio. Ali prije svega.

Sastanak Akademije znanosti

Nešto kasnije iste godine, na jednom od sastanaka u Pariškoj akademiji znanosti, Becquerel je napravio izvješće "O zračenju proizvedenom fosforescencijom". Ali nakon nekog vremena, trebalo je izvršiti prilagodbe njegovoj teoriji i zaključcima. Dakle, tijekom jednog od eksperimenata, ne čekajući lijepo i sunčano vrijeme, znanstvenik je na fotografsku ploču stavio spoj urana, koji nije bio zračen svjetlom. Ipak, njegova se jasna struktura i dalje odražavala na disku.

2. ožujka iste godine Becquerel je predstavio skupu Akademije znanosti novi posao, koji je govorio o zračenju koje emitiraju fosforescentna tijela. Sada znamo tko je od znanstvenika otkrio fenomen radioaktivnosti.

Daljnji eksperimenti

Baveći se daljnjim proučavanjem fenomena radioaktivnosti, Becquerel je isprobao mnoge tvari, uključujući metalni uran. I svaki put, tragovi su uvijek ostajali na fotografskoj ploči. A postavljanjem metalnog križa između izvora zračenja i ploče, znanstvenik je dobio, kako bi sada rekli, svoju rendgensku sliku. Tako smo riješili pitanje tko je otkrio fenomen radioaktivnosti.

Tada je postalo jasno da je Becquerel otkrio potpuno novu vrstu nevidljivih zraka koje mogu proći kroz bilo koji objekt, ali u isto vrijeme to nisu bile X-zrake.

Također je utvrđeno da intenzitet radioaktivnog zračenja ovisi o količini samog urana u kemijskim pripravcima, a ne o njihovoj vrsti. Upravo je Becquerel podijelio svoja znanstvena dostignuća i teorije sa supružnicima Pierreom i Marie Curie, koji su naknadno ustanovili radioaktivnost koju emitira torij i otkrili dva potpuno nova elementa, kasnije nazvana polonij i radij. A kada analiziraju pitanje "tko je otkrio fenomen radioaktivnosti", mnogi često pogrešno pripisuju tu zaslugu Curijevima.

Utjecaj na žive organizme

Kada je postalo poznato da svi spojevi urana emitiraju radioaktivno zračenje, Becquerel se postupno vratio proučavanju fosfora. Ali uspio je napraviti još jedno važno otkriće - učinak radioaktivnih zraka na biološke organizme. Dakle, Becquerel nije bio samo prvi koji je otkrio fenomen radioaktivnosti, već i onaj koji je ustanovio njezin učinak na živa bića.

Za jedno od predavanja posudio je radioaktivnu tvar od Curijevih i stavio je u džep. Nakon predavanja, vraćajući ga vlasnicima, znanstvenica je primijetila jako crvenilo kože koje je imalo oblik epruvete. Pierre Curie, nakon što je saslušao njegova nagađanja, odlučio je eksperimentirati - deset sati je nosio epruvetu s radijem privezanu za ruku. Zbog toga je dobio teški čir koji nije zacijelio nekoliko mjeseci.

Tako smo riješili pitanje tko je od znanstvenika prvi otkrio fenomen radioaktivnosti. Tako je otkriven utjecaj radioaktivnosti na biološke organizme. No, unatoč tome, Curijevi su, usput, nastavili proučavati radijacijske materijale, a Marie Curie je umrla upravo od radijacijske bolesti. Njezine osobne stvari još uvijek se čuvaju u posebnom olovom obloženom trezoru, budući da je doza zračenja koju su nakupili prije gotovo stotinu godina još uvijek preopasna.

Zračenje je postojalo mnogo prije pojave čovjeka i prati čovjeka od rođenja do smrti. Nijedno od naših osjetila nije sposobno prepoznati kratkovalno zračenje. Da bi ga identificirala, osoba je morala izumiti posebne uređaje, bez kojih je nemoguće procijeniti ni razinu zračenja ni opasnost koju nosi.

Povijest proučavanja radioaktivnosti

Sav život na našem planetu nastao je, razvio se i postoji u uvjetima koji su ponekad daleko od povoljnih. Na žive organizme utječu promjene temperature, oborine, kretanje zraka, promjene atmosferskog tlaka, izmjena dana i noći i drugi čimbenici. Među njima posebno mjesto zauzima ionizirajuće zračenje koje nastaje zbog 25 prirodnih radioaktivnih elemenata, kao što su uran, radij, radon, torij itd. Prirodna radioaktivnost su čestice koje kroz atmosferu lete sa Sunca i zvijezda Galaksija. To su dva izvora ionizirajućeg zračenja svega živog i neživog.

Rentgensko zračenje ili γ-zračenje je elektromagnetski val visoke frekvencije i iznimno velike energije. Sve vrste ionizirajućeg zračenja uzrokuju ionizaciju i promjenu ozračenih objekata. Vjeruje se da se sav život na Zemlji prilagodio djelovanju ionizirajućeg zračenja i da na njih ne reagira. Postoji čak i hipoteza da je prirodna radioaktivnost motor evolucije, zahvaljujući kojoj je nastao tako velik broj vrsta, najrazličitijih organizama u obliku i načinu života, budući da mutacije nisu ništa drugo nego pojava novih značajki organizam koji može dovesti do pojave potpuno nove vrste. .

Tijekom XVIII-XIX stoljeća, a posebno sada, prirodna pozadina zračenja na Zemlji se povećavala i nastavlja rasti. Razlog je bila progresivna industrijalizacija svih razvijenih zemalja, uslijed koje s povećanjem eksploatacije metalnih ruda, ugljena, nafte, građevinskog materijala, gnojiva i drugih minerala, na njenu površinu izbijaju različiti minerali koji sadrže prirodne radioaktivne elemente. velike količine. Prilikom sagorijevanja mineralnih izvora energije, posebno kao što su ugljen, treset, uljni škriljac, puno razne tvari, uključujući i radioaktivne. Sredinom 20. stoljeća otkrivena je umjetna radioaktivnost. To je dovelo do stvaranja atomske bombe u Sjedinjenim Državama, a potom iu drugim zemljama, kao i do razvoja nuklearne energije. Tijekom nuklearnih eksplozija, rada nuklearnih elektrana (osobito u slučaju nesreća), osim stalne prirodne pozadine, u okolišu se nakuplja i umjetna radioaktivnost. To dovodi do pojave žarišta i velikih površina s visoka razina radioaktivnost.

Što je radioaktivnost, tko je otkrio ovaj fenomen?

Radioaktivnost je 1896. otkrio francuski fizičar A. Becquerel. Utvrdio je da je glavni izvor izloženosti zračenju gama zračenje zbog njegove velike prodorne moći. Radioaktivnost je zračenje kojem je osoba stalno izložena kao posljedica izloženosti prirodnim izvorima zračenja (kozmičke i sunčeve zrake, zemaljsko zračenje). Zove se prirodno pozadinsko zračenje. Oduvijek je postojao: od trenutka nastanka našeg planeta do danas. Čovjek je, kao i svaki drugi organizam, stalno pod utjecajem prirodnog pozadinskog zračenja. Prema Znanstvenom odboru Ujedinjenih naroda za učinke atomskog zračenja (UNSCEAR), izloženost ljudi zračenju iz prirodnih izvora radioaktivnosti čini oko 83% cjelokupnog zračenja koje ljudi primaju. Preostalih 17% uzrokovano je umjetnim izvorima radioaktivnosti. Otkriće i praktična primjena nuklearne energije izazvali su mnoge probleme. Svake godine širi se sfera dodira čovječanstva i svih živih bića s ionizirajućim zračenjem. Već danas, zbog onečišćenja tla i atmosfere radioaktivnim produktima nuklearne energije i eksperimentalnih nuklearnih eksplozija, raširena je liječenje zračenjem i medicinske dijagnostike, korištenje novih građevinskih materijala, tlak zračenja se više nego udvostručio.

Vrste radioaktivnosti

Radioaktivnost koju je napravio čovjek i prirodna radioaktivnost utječe na maksimalne doze koje osoba primi. Ovo je proces koji će intenzivirati proučavanje bioloških učinaka zračenja od strane sve šireg kruga ljudi. Svaka osoba treba znati kakav je odnos između brzine ekspozicijske doze (ERR) i ekvivalentne doze zračenja, što je odlučujuće za procjenu štete uzrokovane zračenjem osobi.

β-čestice imaju energiju od oko 0,01 do 2,3 MeV, kreću se brzinom svjetlosti. Na svom putu stvaraju u prosjeku 50 pari iona po 1 cm puta i ne troše energiju tako brzo kao α-čestice. Za odgodu β-zračenja potrebna je debljina metala od najmanje 3 mm.

Prirodna radioaktivnost materije je kada α-čestice otpuštaju jezgre i imaju energiju od 4 do 9 MeV. Izbačene iz jezgri velikom početnom brzinom (do 20 000 km/s), α-čestice troše energiju na ioniziranje atoma materije koji se nađu na svom putu (prosječno 50 000 parova iona po 1 cm puta) i stati.

γ-zračenje pripada elektromagnetskom zračenju valne duljine manje od 0,01 nm, energija γ-kvanta varira od oko 0,02 do 2,6 MeV. Fotoni γ-zračenja apsorbiraju se u jednom ili više činova interakcije s atomima tvari. Sekundarni elektroni ioniziraju atome okoline. Djelomično, gama zračenje odgađa samo debela olovna (debljina više od 200 mm) ili betonska ploča.

Fenomen radioaktivnosti je zračenje, praćeno oslobađanjem različitih količina energije i različitom prodornom moći, pa imaju različit učinak na organizme i ekosustave u cjelini. U dozimetriji se koriste količine koje kvantitativno karakteriziraju radioaktivno svojstvo tvari i učinke uzrokovane djelovanjem zračenja: aktivnost, ekspozicijska doza zračenja, apsorbirana doza zračenja, ekvivalentna doza zračenja. Otkriće radioaktivnosti i mogućnost umjetne transformacije jezgri pridonijelo je razvoju metoda i tehnika za mjerenje radioaktivnosti elemenata.

Radijacijska bolest

Radioaktivnost je zračenje koje uzrokuje radijacijsku bolest. Postoje kronični i akutni oblici ove bolesti. Kronična radijacijska bolest počinje kao posljedica dugotrajnog zračenja tijela malim (od 1 mSv do 5 mSv dnevno) dozama zračenja nakon nakupljanja ukupne doze od 0,7 ... 1,0 Sat. Akutnu radijacijsku bolest uzrokuje jednokratno intenzivno izlaganje od 1-2 Sv do doze veće od 6 sab. Provedeni proračuni ekvivalentne doze zračenja pokazuju da su doze koje čovjek prima u normalnim uvjetima u gradu, na sreću, puno manje od onih koje izazivaju bolest zračenja.

Ekvivalentna doza uzrokovana prirodnim zračenjem je od 0,44 do 1,75 mSv godišnje. Tijekom medicinske dijagnostike (RTG, zračenje i sl.) osoba prima približno 1,4 mSv godišnje. Dodajmo da su u građevinskim materijalima (cigla, beton) radioaktivni elementi također prisutni u malim dozama. Stoga se doza zračenja tijekom godine povećava za još 1,5 mSv.

Za činjeničnu ocjenu štetnosti radioaktivnog zračenja koristi se takva karakteristika kao što je rizik. Rizik se obično podrazumijeva kao vjerojatnost nanošenja štete ljudskom zdravlju ili životu u određenom vremenskom razdoblju (obično unutar jedne kalendarske godine), izračunata formulom relativne učestalosti pojave opasnog slučajnog događaja u ukupnosti svih mogućih događaja. Glavna manifestacija štete uzrokovane radioaktivnim zračenjem je bolest osobe oboljele od raka.

Skupine radiotoksičnosti

Radiotoksičnost je svojstvo radioaktivnih izotopa da uzrokuju patološke promjene kada uđu u tijelo. Radiotoksičnost izotopa ovisi o nizu njihovih karakteristika i čimbenika, od kojih su glavni sljedeći:

1) vrijeme ulaska radioaktivnih tvari u tijelo;

3) shema radioaktivnog raspada u tijelu;
4) prosječna energija jednog čina raspada;
5) raspodjela radioaktivnih tvari po sustavima i organima;
6) putevi ulaska radioaktivnih tvari u tijelo;
7) vrijeme boravka radionuklida u tijelu;

Svi radionuklidi kao potencijalni izvori unutarnje izloženosti podijeljeni su u četiri skupine radiotoksičnosti:

• skupina A - s posebno visokom radiotoksičnošću, min aktivnosti 1 kBq;
• skupina B - s visokom radiotoksičnošću, min aktivnost nije veća od 10 kBq;
• skupina B - sa srednjom radiotoksičnošću, min aktivnost nije veća od 100 kBq;
• skupina G - s niskom radiotoksičnošću, min aktivnost nije veća od 1000 kBq.

Načela regulacije radioaktivnog utjecaja

Kao rezultat pokusa na životinjama i proučavanja posljedica izlaganja ljudi tijekom nuklearnih eksplozija, nesreća u poduzećima ciklusa nuklearnog goriva, terapije zračenjem maligni tumori, kao i studije drugih vrsta radioaktivnosti, utvrđene su reakcije tijela na akutnu i kroničnu izloženost.

Nestohastički ili deterministički učinci ovisni su o dozi i pojavljuju se u ozračenom organizmu u relativno kratkom vremenu. S povećanjem doze zračenja povećava se stupanj oštećenja organa i tkiva - opaža se učinak gradacije.

Stohastički ili vjerojatni (slučajni) učinci odnose se na udaljene učinke zračenja tijela. Pojava stohastičkih učinaka temelji se na mutacijama izazvanim zračenjem i drugim poremećajima u staničnim strukturama. Nastaju kako u somatskim (od lat. somatos - tijelo) tako i u zametnim stanicama i dovode do stvaranja malignih tumora u ozračenom organizmu, a u potomstvu - razvojnih anomalija i drugih poremećaja koji su nasljedni (genetski učinci). Općenito je prihvaćeno da ne postoji prag za mutageno djelovanje zračenja, što znači da ne postoje potpuno sigurne doze. Dodatnim djelovanjem ionizirajućeg zračenja kao jednog od mnogih čimbenika mutageneze u dozi od 1 cSv (1 rem), rizik od malignih tumora raste za 5%, a manifestacija genetskih defekata - za 0,4%.

Rizik smrti ljudi od dodatnog izlaganja ionizirajućem zračenju u tako malim dozama puno je manji od rizika njihove smrti u najsigurnijoj proizvodnji. Ali jest, jer su doza opterećenja na ljudsko tijelo strogo regulirana. Ovu funkciju obavljaju standardi zaštite od zračenja.

NRBU-97 usmjereni su na sprječavanje pojave determinističkih (somatskih) učinaka i ograničavanje pojave stohastičkih učinaka na prihvaćenoj razini. Radijacijsko-higijenski propisi utvrđeni NRBU-97 temelje se na sljedeća tri načela zaštite:

Načelo opravdanosti;
. načelo ne prekoračenja;
. princip optimizacije.

Prirodna radioaktivnost: razine, doze, rizici

Sustav zaštite građana od zračenja, izgrađen na rezultatima biomedicinskih istraživanja, ukratko je formuliran na sljedeći način: stupanj mogućeg negativan utjecaj Izloženost ljudskom zdravlju određena je samo veličinom doze, bez obzira na to koji izvor ionizirajućeg zračenja nastaje - prirodni ili umjetni. Tehnološki poboljšani izvori prirodnog podrijetla su upravljive komponente ukupne doze, a njihov se doprinos može smanjiti poduzimanjem odgovarajućih mjera. Primjerice, za radon u unutarnjem zraku i glavne doze koje tvore izvore, navedene su dvije situacije izloženosti: izloženost u zgradama koje su već u pogonu i novim kućama koje se tek puštaju u pogon.

Propisi zahtijevaju da Equivalent Equilibrium Air Radon Activity (EERA) za nastanjene kuće ne prelazi 100 Bq/m3, što odgovara 250 Bq/m3 u terminu volumne aktivnosti koji se koristi u većini europskih zemalja. Za usporedbu, u novim "Osnovnim sigurnosnim standardima" (BSS) IAEA-e, referentna razina radona definirana je kao 300 Bq/m3.

Za nove kuće, dječje ustanove i bolnice ta vrijednost iznosi 50 Bq/m3 (ili 125 Bq/m3 plina radona). Mjerenje radioaktivnosti radona, prema NRBU-97, kao i prema regulatornim dokumentima drugih zemalja svijeta, provodi se samo integralnim metodama. Ovaj zahtjev je vrlo važan, jer se razina radona u zraku jednog stana ili kuće može promijeniti 100 puta tijekom dana.

Radon - 222

Tijekom studija koje su posljednjih godina provedene u Rusiji, analizirana je struktura i veličina postojećih doza zračenja te je utvrđeno da je za stanovništvo u objektima glavna opasna tvar koja stvara radioaktivnost radon. Sadržaj ove tvari u zraku lako se može smanjiti povećanjem ventilacije prostorije ili ograničavanjem protoka plina brtvljenjem podruma. Prema podacima Zavoda za radijacijsku higijenu, oko 23% stambenog fonda ne ispunjava zahtjeve važećeg regulatornog okvira za sadržaj radona u zraku zatvorenih prostorija. Ako se stambeni fond dovede do sadašnjih standarda, gubici se mogu prepoloviti.

Zašto je radon toliko štetan? Radioaktivnost je raspad prirodnih radionuklida serije urana, u kojem se radon-222 pretvara u plin. Istodobno tvori kratkotrajne kćerinske produkte (DPR): polonij, bizmut, olovo, koji spajanjem čestica prašine ili vlage tvore radioaktivni aerosol. Jednom u plućima, ova mješavina, kroz kratko vrijeme poluraspada radon-222 DPR, dovodi do relativno visokih doza zračenja, što može uzrokovati dodatni rizik od raka pluća.

Prema istraživanju stambenog fonda pojedinih regija (28.000 kuća) koje su proveli stručnjaci Instituta za higijenu i medicinsku ekologiju, ponderirana prosječna godišnja efektivna doza radona stanovništvu za pojedine regije iznosi 2,4 mSv/god., za ruralno stanovništvo ova vrijednost je gotovo dvostruko viša i iznosi 4,1 mSv/god. Za pojedinačne regije, doze radona variraju u prilično širokom rasponu - od 1,2 mSv / godišnje do 4,3 mSv / godišnje, a pojedinačne doze stanovništva mogu premašiti granice doze za profesionalce kategorije A (20 mSv / godišnje).

Procjenjujemo li stopu smrtnosti od raka pluća uzrokovanog izlaganjem radonu-222 prema metodama prihvaćenim u svjetskoj praksi, onda je to oko 6000 slučajeva godišnje. Također treba uzeti u obzir da se posljednjih godina stječu saznanja o djelovanju radona. Tako je prema nekim epidemiološkim istraživanjima utvrđeno da radon može uzrokovati leukemiju kod djece. Prema AS Evrardu, odnos radona i leukemije u djece ima porast od 20% na svakih 100 Bq/m3. Prema Raaschou-Nielsenu, ovo povećanje je više od 34% na svakih 100 Bq/m3.

Radioaktivnost i troske

U svim zemljama vrlo je akutan problem prerade i zbrinjavanja metalnog otpada s radioaktivnošću. To je također izvor zračenja - ne samo od nesreća, kao što je u nuklearnoj elektrani u Černobilu, već i iz postojećih nuklearnih elektrana, gdje se stalno provode planirane zamjene jedinica. Što je sa starim metalnim komponentama i strukturama koje imaju visoku radioaktivnost? Stručnjaci Instituta za elektrozavarivanje razvili su metodu plazma-lučnog taljenja u vodeno hlađenom lončiću, koja osigurava uklanjanje metala ili legura koji imaju radioaktivnost u trosku. Ovo je fizika najsigurnijeg čišćenja. U ovom slučaju mogu se koristiti različiti sastavi troske s visokim asimilacijskim kapacitetom. Na taj način se mogu ukloniti i oni radioaktivni elementi koji se nalaze u pukotinama i udubljenjima površine. Za rezanje metalnog otpada planira se korištenje plazma rezanja i eksplozije pod vodom, elektrohidrauličkog rezanja i zbijanja rezanih jedinica i konstrukcija. Ove tehnologije visokih performansi eliminiraju stvaranje prašine tijekom rada, stoga sprječavaju onečišćenje okoliša. Trošak obrade radioaktivnog otpada u okviru domaćeg projekta niži je od inozemnih developera.

Osnovni principi zaštite od zatvorenih izvora ionizirajućeg zračenja

Zatvoreni izvori ionizirajućeg zračenja uzrokuju samo vanjsko izlaganje tijela. Načela zaštite mogu se izvesti iz sljedećih osnovnih obrazaca raspodjele zračenja i prirode njihove interakcije s materijom:

Doza vanjskog izlaganja proporcionalna je vremenu i intenzitetu izlaganja zračenju;
. intenzitet zračenja iz izvora izravno je proporcionalan broju čestica ili kvanta ili čestica;
. prolazeći kroz tvar, ona apsorbira zračenje, a njihov raspon ovisi o gustoći ove tvari.

Osnovna načela zaštite od vanjskog izlaganja temelje se na:

a) vremenska zaštita;
b) zaštita po količini;
c) zaštita zaslonima (zaštita izvora materijalima);
d) daljinska zaštita (povećanje udaljenosti do maksimalno mogućih vrijednosti).

Kompleks zaštitnih mjera također treba uzeti u obzir vrstu zračenja radioaktivnih tvari (α-, β-čestice, γ-kvanta). Zaštita od vanjskog zračenja α-česticama nije potrebna, budući da je njihov raspon u zraku 2,4-11 cm, au vodi i tkivima živog organizma - samo 100 mikrona. Kombinezoni u potpunosti štite od njih.

Pod vanjskim zračenjem utječu β-čestice pokrivanje kože i rožnice očiju i u velikim dozama izazivaju suhoću i opekline kože, lomljive nokte, katarakte. Za zaštitu od β-čestica koriste se gumene rukavice, naočale i zasloni. U slučaju posebno snažnih tokova β-čestica treba koristiti dodatne zaslone namijenjene zaštiti od kočionog zračenja: pregače i rukavice od olovne gume, olovno staklo, zasloni, kutije i slično.

Zaštita od vanjskog γ-zračenja može se osigurati smanjenjem vremena izravnog rada s izvorima, korištenjem zaštitnih zaslona koji apsorbiraju zračenje, te povećanjem udaljenosti od izvora.

Navedene metode zaštite mogu se koristiti zasebno ili u raznim kombinacijama, ali tako da doze ekspozicije vanjskog fotona osoba kategorije A ne prelaze 7 mR dnevno i 0,04 R tjedno. Zaštita smanjenjem vremena izravnog rada s izvorima fotonskog zračenja postiže se brzinom manipulacije lijekom, smanjenjem duljine radnog dana i radnog tjedna.

Francuski fizičar A. Bakkrel 1. ožujka 1896. otkrio je crnjenjem fotografske ploče emisiju nevidljivih zraka snažne prodorne moći iz uranove soli. Ubrzo je otkrio da sam uran također ima svojstvo zračenja. Tada je otkrio takvo svojstvo u toriju. Radioaktivnost (od latinskog radio - zračim, radus - snop i activus - djelotvoran), ovo je ime dobilo otvoreni fenomen, koji se pokazao privilegijom najtežih elemenata periodnog sustava D. I. Mendeljejeva. Postoje nekoliko definicija ovog izvanrednog fenomena, od kojih jedna daje takvu formulaciju: “Radioaktivnost je spontana (spontana) transformacija nestabilnog izotopa kemijskog elementa u drugi izotop (obično izotop drugog elementa); u ovom slučaju emitiraju se elektroni, protoni, neutroni ili jezgre (čestice) helija.Suština otkrivenog fenomena bila je spontana promjena sastava atomske jezgre koja je u osnovnom stanju ili u pobuđenom dugovječnom stanju .

Godine 1898. drugi francuski znanstvenici Maria Sklodowska-Curie i Pierre Curie izolirali su iz minerala urana dvije nove tvari, radioaktivne u znatno većoj mjeri od urana i torija.Tako su otkrivena dva dosad nepoznata radioaktivna elementa - polonij i radij, a Marija, uz to otkriva (bez obzira na njemačkog fizičara G. Schmidta) fenomen radioaktivnosti u toriju.

Inače, ona je prva predložila termin radioaktivnost, a znanstvenici su došli do zaključka da je radioaktivnost spontani proces koji se događa u atomima radioaktivnih elemenata.

Sada se ovaj fenomen definira kao spontana transformacija nestabilnog izotopa jednog kemijskog elementa u izotop drugog elementa, a u ovom slučaju se emitiraju elektroni, protoni, neutroni ili jezgre helija? - čestice Ovdje treba napomenuti da su među elementima sadržanim u zemljinoj kori svi sa serijskim brojevima preko 83 radioaktivni, t.j. nalazi se u periodnom sustavu nakon bizmuta.

Za 10 godina zajedničkog rada učinili su mnogo na proučavanju fenomena radioaktivnosti. Bio je to nesebičan rad u ime znanosti – u loše opremljenom laboratoriju i u nedostatku potrebnih sredstava. Pierre je ustanovio spontano oslobađanje topline radijevim solima. Istraživači su ovaj pripravak radija primili 1902. godine u količini od 0,1 g. Za to im je bilo potrebno 45 mjeseci teškog rada i više od 10 000 kemijskih operacija oslobađanja i kristalizacije. Godine 1903. Curie i A. Beckerey dobili su Nobelovu nagradu za fiziku za svoja otkrića u području radioaktivnosti.

Ukupno je dodijeljeno više od 10 Nobelovih nagrada za fiziku i kemiju za rad vezan uz proučavanje i korištenje radioaktivnosti (A. Beckerey, P. i M. Curie, E. Fermi, E. Rutherford, F. i I. Joliot -Curie, D.Havishi, O.Ganu, E.McMillan i G.Seaborg, W.Libby i drugi). U čast supružnika Curie, umjetno dobiveni transuranski element sa serijskim brojem 96, curium, dobio je ime.

Godine 1898. engleski znanstvenik E. Rutherford počeo je proučavati fenomen radioaktivnosti. provođenje eksperimenata raspršenja? – čestice (jezgre helija) s metalnom folijom – čestica je prošla kroz tanku foliju (debljine 1 µm) i, udarivši u zaslon od cink sulfida, generirala bljesak, koji se dobro promatrao pod mikroskopom. Eksperimenti raspršivanja? - čestice su uvjerljivo pokazale da je gotovo cijela masa atoma koncentrirana u vrlo malom volumenu - atomskoj jezgri, čiji je promjer oko 10 puta manji od promjera atoma.

Većina? - čestice lete pored masivne jezgre, a da je ne udare, ali povremeno dolazi do sudara? su čestice s jezgrom, a onda se može odbiti. Dakle, njegovo prvo temeljno otkriće na ovom području bilo je otkriće nehomogenosti zračenja koje emitira uran. - i zrake.

Predložio je i imena: ? - raspad i - čestica. Nešto kasnije otkrivena je još jedna komponenta zračenja, označena trećim slovom grčke abecede: zrake. To se dogodilo nedugo nakon otkrića radioaktivnosti. Godinama? – čestice su postale za E. Rutherforda nezamjenjiv alat za proučavanje atomskih jezgri. 1903. otkriva novi radioaktivni element - emanaciju torija. 1901.-1903. zajedno s engleskim znanstvenikom F. Soddyjem provodi istraživanja koja su dovela do otkrića prirodne transformacije elemenata (npr. radij u radon ) i razvoj teorije radioaktivnog raspada atoma.

Godine 1903. njemački fizičar C. Faience i F. Soddy neovisno su formulirali pravilo pomaka koje karakterizira kretanje izotopa u periodičnom sustavu elemenata tijekom raznih radioaktivnih transformacija. U proljeće 1934. objavljen je članak pod naslovom „Nova vrsta Radioaktivnost” pojavila se u Izvještajima Pariške akademije znanosti”. Njegovi autori Irene Joliot-Curie i njezin suprug Frédéric Joliot-Curie otkrili su da su bor, magnezij i aluminij bili ozračeni? - čestice, same postaju radioaktivne i tijekom svog raspada emitiraju pozitrone.

Tako je otkrivena umjetna radioaktivnost. Kao rezultat nuklearnih reakcija (primjerice, kada se razni elementi ozračiju česticama ili neutronima) nastaju radioaktivni izotopi elemenata koji ne postoje u prirodi. Upravo ti umjetni radioaktivni produkti čine veliku većinu svih poznatih izotopa danas.

U mnogim slučajevima sami se proizvodi radioaktivnog raspadanja pokazuju kao radioaktivni, a tada stvaranju stabilnog izotopa prethodi lanac od nekoliko radnji radioaktivnog raspada. Primjeri takvih lanaca su niz periodičnih izotopa teških elemenata, koji počinju s 238U, 235U, 232 nukleida i završavaju sa stabilnim izotopima olova 206Pb, 207Pb, 208Pb. Dakle, od ukupnog broja trenutno poznatih oko 2000 radioaktivnih izotopa, oko 300 je prirodnih, a ostali su dobiveni umjetno, kao rezultat nuklearnih reakcija.

Nema temeljne razlike između umjetnog i prirodnog zračenja. Godine 1934. I. i F. Joliot-Curie, kao rezultat proučavanja umjetnog zračenja, otkrili su nove varijante ?-raspada - emisije pozitrona, koje su izvorno predvidjeli japanski znanstvenici H. Yukkawa i S. Sakata.I. i F. Joliot-Curie proveli su nuklearnu reakciju čiji je produkt radioaktivni izotop fosfora s masenim brojem 30. Pokazalo se da je emitirao pozitron.

Ova vrsta radioaktivne transformacije naziva se?+ raspad (znači pod raspadom je emisija elektrona). Jedan od istaknutih znanstvenika našeg vremena, E. Fermi, posvetio je svoja glavna djela istraživanju umjetne radioaktivnosti. Teoriju beta raspada koju je stvorio 1934. fizičari trenutno koriste za razumijevanje svijeta elementarnih čestica.Teoretičari su dugo predviđali mogućnost dvostruke transformacije u 2 raspada, pri čemu se istovremeno emitiraju dva elektrona ili dva pozitrona, ali u praksi ovaj put "smrti" još nije pronađena radioaktivna jezgra.

Ali relativno nedavno bilo je moguće promatrati vrlo rijedak fenomen protonske radioaktivnosti - emisiju protona iz jezgre, a dokazano je i postojanje dvoprotonske radioaktivnosti, koju je predvidio znanstvenik V. I. Goldansky. Sve ove vrste radioaktivnih transformacija potvrđene su samo umjetnim radioizotopima, a one se ne događaju u prirodi. Naknadno su brojni znanstvenici različite zemlje(J.Duning, V.A.Karnaukhov, G.N.Flerov, I.V.Kurchatov et al.) otkrili su složene transformacije, uključujući?-raspad, transformacije, uključujući emisiju odgođenih neutrona.

Jedan od prvih znanstvenika u bivšem SSSR-u koji je počeo proučavati fiziku atomskih jezgri općenito, a posebno radioaktivnosti bio je akademik I. V. Kurchatov.1934. otkrio je fenomen grananja nuklearnih reakcija uzrokovanih neutronskim bombardiranjem i proučavao umjetnu radioaktivnost. niz kemijskih elemenata.

Godine 1935., kada je brom bio zračen neutronskim tokovima, Kurčatov i njegovi suradnici primijetili su da se radioaktivni atomi broma koji nastaju u tom procesu raspadaju s dvije različite brzine. Takvi atomi su nazvani izomeri, a fenomen koji su otkrili znanstvenici izomerizam. Znanost je utvrdila da su brzi neutroni sposobni uništiti jezgre urana. Pri tome se oslobađa mnogo energije i stvaraju se novi neutroni koji su sposobni nastaviti proces cijepanja uranovih jezgri.Kasnije se pokazalo da se atomske jezgre urana mogu podijeliti i bez pomoći neutrona. Tako je uspostavljena spontana (spontana) fisija urana.

U čast istaknutog znanstvenika u području nuklearne fizike i radioaktivnosti, 104. element periodnog sustava Mendeljejeva nazvan je kurchatovium. Otkriće radioaktivnosti imalo je ogroman utjecaj na razvoj znanosti i tehnologije, označilo je početak ere intenzivnog proučavanja svojstava i strukture tvari.Novi izgledi koji su se pojavili u energetici, industriji, vojnom području medicine i druga područja ljudskog djelovanja zbog ovladavanja nuklearnom energijom oživjela su otkrićem sposobnosti kemijskih elemenata za spontane transformacije.

No, uz pozitivne čimbenike korištenja svojstava radioaktivnosti u interesu čovječanstva, mogu se navesti primjeri njihovog negativnog uplitanja u naše živote, uključujući nuklearno oružje u svim njegovim oblicima, potopljene brodove i podmornice s nuklearnim motorima i nuklearno oružje , te zbrinjavanje radioaktivnog otpada u moru i na kopnu, nesreće u nuklearnim elektranama i sl. a izravno za Ukrajinu korištenje radioaktivnosti u nuklearnoj energiji dovelo je do tragedije u Černobilu.

Što ćemo učiniti s primljenim materijalom:

Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama: