Munculnya radiobiologi disebabkan oleh tiga penemuan besar yang menandai akhir abad sebelumnya:

1895 - penemuan sinar-X oleh Wilhelm Conrad Roentgen;

1896 - Penemuan radioaktivitas alami uranium oleh Henri Becquerel;

1898–penemuan oleh pasangan Curie, Maria Skłodowska dan Pierre, tentang sifat radioaktif polonium dan radium.

Wilhelm Conrad Roentgen berusia 50 tahun pada saat penemuan besarnya. Dia kemudian mengarahkan Institut Fisika dan Departemen Fisika di Universitas Würzburg. 8 November 1895 Roentgen, seperti biasa, menyelesaikan eksperimennya di laboratorium pada sore hari. Mematikan lampu di ruangan itu, dia melihat dalam kegelapan cahaya kehijauan yang berasal dari kristal garam yang tersebar di atas meja. Ternyata dia lupa mematikan tegangan pada tabung katoda yang dia kerjakan hari itu. Cahaya itu segera berhenti begitu arus dimatikan, dan segera muncul ketika dihidupkan. Menyelidiki fenomena misterius, Roentgen sampai pada kesimpulan yang brilian: ketika arus melewati tabung, beberapa radiasi yang tidak diketahui muncul di dalamnya. Inilah yang menyebabkan kristal bersinar. Karena tidak mengetahui sifat radiasi ini, ia menyebutnya sinar-X.

Hype dan dongeng yang dihasilkan tidak dapat melemahkan minat pada penemuan hebat itu. Sinar-X segera menjadi tidak hanya subjek studi mendalam di seluruh dunia, tetapi juga dengan cepat menemukan aplikasi praktis. Selain itu, mereka berfungsi sebagai pendorong langsung untuk penemuan fenomena baru - radioaktivitas alami, yang mengejutkan dunia kurang dari enam bulan setelah penemuan sinar-X.

Sinar-X tidak hanya segera menjadi subjek studi mendalam di seluruh dunia, tetapi juga dengan cepat menemukan aplikasi praktis. Selain itu, mereka berfungsi sebagai dorongan untuk penemuan fenomena baru - radioaktivitas alami, yang mengejutkan dunia kurang dari enam bulan setelah penemuan sinar-X. Salah satu dari mereka yang tertarik dengan sifat sinar-X yang "menembus segalanya" adalah Henri Becquerel, profesor fisika di Museum Sejarah Alam Paris. Setelah mengembangkan piring fotografi yang dibungkus kertas hitam yang tertinggal di atas meja, Becquerel menemukan bahwa itu hanya diterangi di tempat garam uranium dituangkan. Mengulangi pengamatan beberapa kali dalam cuaca cerah dan berawan, ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa uranium secara sewenang-wenang, terlepas dari radiasi matahari, memancarkan "sinar uranium" yang tidak terlihat oleh mata.

Puluhan peneliti setelah penemuan Roentgen sedang mencari radiasi misterius baru. Tetapi hanya A. Becquerel yang ingin tahu dan berbakat yang berhasil membedakan dari pendaran yang disebabkan oleh sinar matahari, emisi spontan radiasi penetrasi oleh uranium.

Puluhan peneliti setelah penemuan Roentgen sibuk mencari radiasi misterius baru. Studi tentang fenomena ini menjadi subjek pencarian penuh gairah ilmuwan besar Polandia Marie Skłodowska-Curie, dan segera suaminya, peneliti Prancis yang tidak kalah brilian, Pierre Curie.

Pekerjaan pada studi radioaktivitas terus berkembang pesat. Pada tahun 1899, M. Curie menemukan bahwa udara di sekitar senyawa radium menjadi penghantar arus listrik, dan pada tahun 1900, ahli kimia Jerman E. Dorn melaporkan penemuan unsur radioaktif gas baru yang dilepaskan dari sediaan radium. Dia menamai elemen ini radon. . Pada tahun yang sama di Inggris, E. Rutherford dan R. Owen menemukan bahwa thorium memancarkan gas radioaktif, yang mereka sebut emanasi (thoron), gas radioaktif juga dilepaskan. Pada tahun yang sama, Kanada J. McLennon menemukan bahwa radium-G (RaG) yang stabil terbentuk sebagai hasil dari transformasi radioaktif radium, dan O. Hahn dan L. Meitner menemukan produk akhir dari transformasi thorium - thorium-D yang stabil ( TH).

Pada tahun 1900, ilmuwan Inggris V. Crooks dan terlepas dari dia
TETAPI.

Pada tahun 1911, K. Fajans menetapkan bahwa transformasi radioaktif RaC berlangsung dalam dua cara: dengan pembentukan radium-C / (RaC) dan radium-C "(RaC"). Pada tahun yang sama, ilmuwan Rusia G.N.

Jumlah unsur radioaktif yang baru ditemukan meningkat drastis, yang bertentangan dengan tabel periodik unsur
DI. Mendeleev. Kebanyakan dari mereka tidak memiliki tempat dalam sistem ini. Pada saat yang sama, seperti yang telah kita lihat, informasi terakumulasi tentang transformasi beberapa unsur radioaktif menjadi unsur lain, tentang hubungan timbal baliknya. Semua penemuan elemen baru ini dilakukan di sepanjang jalur oleh M. Curie - dengan metode pembawa.

Pada akhir tahun 1985, Profesor Wilhelm Konrad Roentgen menemukan sinar yang menembus kayu, karton, dan benda lain yang tidak tembus cahaya tampak. Selanjutnya, sinar ini disebut sinar-x.

Pada tahun 1896, ilmuwan Prancis Henri Becquerel menemukan fenomena radioaktivitas. Pada pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan, dia melaporkan bahwa sinar yang dia amati, yang menembus seperti sinar-X melalui objek yang tidak tembus cahaya, dipancarkan oleh zat tertentu. Sehingga ditemukan sinar baru yang dipancarkan oleh zat yang termasuk uranium. Becquerel menyebut sinar yang baru ditemukan itu sinar uranium.

Sejarah lebih lanjut dari sinar yang baru ditemukan terkait erat dengan nama fisikawan Polandia Maria Sklodowska dan suaminya, orang Prancis Pierre Curie, yang mempelajari penemuan ini secara rinci dan menyebutnya radioaktivitas.

Radioaktivitas- ini adalah kemampuan sejumlah elemen kimia untuk meluruh secara spontan dan memancarkan radiasi yang tidak terlihat.

Kemudian ditetapkan oleh ilmu pengetahuan bahwa radiasi radioaktif adalah radiasi kompleks, yang mencakup tiga jenis sinar yang berbeda satu sama lain dalam kemampuan penetrasinya.

sinar alfa () - daya tembus sinar ini sangat kecil. Di udara, mereka dapat menempuh jalur 2-9 cm, di jaringan biologis - 0,02-0,06 mm; mereka benar-benar diserap oleh selembar kertas. Bahaya terbesar bagi manusia adalah ketika partikel alfa memasuki tubuh dengan makanan, air dan udara (praktis mereka tidak dikeluarkan dari tubuh). Partikel alfa adalah inti helium bermuatan positif. Peluruhan alfa adalah karakteristik dari unsur-unsur berat (uranium; plutonium, torium, dll.).
Sinar beta () – daya tembus sinar ini jauh lebih besar daripada partikel alfa. Partikel beta dapat menempuh jarak hingga 15 m di udara, hingga 12 mm dalam air dan jaringan biologis, dan hingga 5 mm dalam aluminium. Dalam jaringan biologis, mereka menyebabkan ionisasi atom, yang mengarah pada pelanggaran sintesis protein, pelanggaran fungsi tubuh secara keseluruhan. Jumlah partikel beta yang telah memasuki tubuh manusia dihilangkan sebesar 50% dalam waktu 60 hari setelah seseorang berada di zona bersih (strontium -90; yodium-131; cesium-137).

sinar gamma () - daya tembus sinar ini sangat tinggi. Jadi, misalnya, untuk melemahkan radiasi gamma kobalt radioaktif hingga setengahnya, perlu dipasang pelindung dari lapisan timah setebal 1,6 cm atau lapisan beton setebal 10 cm.

Ketika memasuki tubuh manusia, itu mempengaruhi sistem kekebalan tubuh, menyebabkan kerusakan pada struktur DNA (selanjutnya, setelah 10-15 tahun, penyakit onkologis dan perubahan biologis dalam tubuh mungkin terjadi), cesium 137.

Jadi, penetrasi radiasi dipahami sebagai fluks sinar gamma (?) dan neutron.

Sekarang setiap anak sekolah tahu bahwa radiasi menghancurkan tubuh manusia, dapat menyebabkan penyakit radiasi dalam berbagai tingkat. Kerusakan yang ditimbulkan pada organisme hidup oleh radiasi akan semakin besar, semakin banyak energi yang ditransfer ke jaringan.
Dosis - jumlah energi yang ditransfer ke tubuh.
Sinar-X (R) diambil sebagai satuan dosis
1 x-ray (P) - ini adalah dosis seperti itu? - radiasi di mana dalam 1 cm3 udara kering pada suhu 00 ° C dan tekanan 760 mm Hg. Pasal 2,08 miliar pasang ion terbentuk
(2.08x109).
Tidak semua energi radiasi mempengaruhi tubuh manusia, tetapi hanya energi yang diserap.

Dosis serap lebih akurat mencirikan efek sinar pengion pada jaringan biologis dan diukur dalam unit non-sistemik yang disebut senang.

Kita harus memperhitungkan fakta bahwa dengan dosis serap yang sama, radiasi alfa jauh lebih berbahaya (20 kali) daripada radiasi beta dan gamma. Setiap organ manusia memiliki ambang kerentanannya sendiri terhadap radiasi pengion, sehingga dosis radiasi jaringan (organ) tertentu seseorang harus dikalikan dengan koefisien yang mencerminkan kapasitas radiasi organ ini. Dosis yang diubah dengan cara ini disebut dosis setara; dalam SI diukur dalam satuan yang disebut sieverts (Sv).

Aktivitas radionuklida - berarti jumlah disintegrasi per detik . Satu becquerel sama dengan satu disintegrasi per detik.

Besaran dan satuan yang digunakan dalam dosimetri radiasi pengion

Pendidikan

Siapa penemu fenomena radioaktivitas dan bagaimana terjadinya?

Artikel tersebut menceritakan tentang siapa yang menemukan fenomena radioaktivitas, kapan itu terjadi dan dalam keadaan apa.

Radioaktivitas

Dunia dan industri modern tidak mungkin dapat melakukannya tanpa energi nuklir. Reaktor nuklir menggerakkan kapal selam, menyediakan listrik ke seluruh kota, dan sumber energi khusus berdasarkan peluruhan radioaktif dipasang pada satelit dan robot buatan yang mempelajari planet lain.

Radioaktivitas ditemukan pada akhir abad ke-19. Namun, seperti banyak penemuan penting lainnya di berbagai bidang ilmu pengetahuan. Tetapi siapa di antara para ilmuwan yang pertama kali menemukan fenomena radioaktivitas dan bagaimana ini bisa terjadi? Kami akan membicarakannya di artikel ini.

Pembukaan

Peristiwa yang sangat penting bagi sains ini terjadi pada tahun 1896 dan dibuat oleh A. Becquerel saat mempelajari kemungkinan hubungan antara pendaran dan apa yang disebut sinar-x yang baru ditemukan.

Menurut memoar Becquerel sendiri, dia mengemukakan gagasan bahwa, mungkin, setiap pendaran juga disertai dengan sinar-X? Untuk menguji tebakannya, ia menggunakan beberapa senyawa kimia, termasuk salah satu garam uranium, yang bersinar dalam gelap. Kemudian, sambil memegangnya di bawah sinar matahari, ilmuwan itu membungkus garam itu dengan kertas gelap dan meletakkannya di lemari di atas piring fotografi, yang, pada gilirannya, juga dikemas dalam bungkus buram. Kemudian, setelah menunjukkannya, Becquerel mengganti gambar yang tepat dari sepotong garam. Tetapi karena pendaran tidak dapat mengatasi kertas, itu berarti radiasi sinar-X yang menyinari pelat. Jadi sekarang kita tahu siapa yang pertama kali menemukan fenomena radioaktivitas. Benar, ilmuwan itu sendiri belum sepenuhnya memahami penemuan apa yang dia buat. Tapi hal pertama yang pertama.

Pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan

Beberapa saat kemudian di tahun yang sama, di salah satu pertemuan di Akademi Ilmu Pengetahuan Paris, Becquerel membuat laporan "Tentang radiasi yang dihasilkan oleh fosforesensi." Tetapi setelah beberapa waktu, penyesuaian harus dilakukan pada teori dan kesimpulannya. Jadi, selama salah satu percobaan, tanpa menunggu cuaca cerah dan cerah, ilmuwan meletakkan senyawa uranium di piring fotografi, yang tidak disinari dengan cahaya. Namun demikian, strukturnya yang jelas masih tercermin pada disk.

Pada tanggal 2 Maret di tahun yang sama, Becquerel mempresentasikan sebuah karya baru ke pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan, yang menggambarkan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda berpendar. Sekarang kita tahu ilmuwan mana yang menemukan fenomena radioaktivitas.

Eksperimen lebih lanjut

Terlibat dalam studi lebih lanjut tentang fenomena radioaktivitas, Becquerel mencoba banyak zat, termasuk uranium logam. Dan setiap kali, jejak selalu tertinggal di piring fotografi. Dan dengan menempatkan salib logam antara sumber radiasi dan pelat, ilmuwan memperoleh, seperti yang mereka katakan sekarang, sinar-x-nya. Jadi kami memilah pertanyaan siapa yang menemukan fenomena radioaktivitas.

Saat itulah menjadi jelas bahwa Becquerel menemukan jenis sinar tak terlihat yang benar-benar baru yang mampu melewati objek apa pun, tetapi pada saat yang sama mereka bukan sinar-X.

Ditemukan juga bahwa intensitas radiasi radioaktif tergantung pada jumlah uranium itu sendiri dalam sediaan kimia, dan bukan pada jenisnya. Becquerel-lah yang berbagi pencapaian dan teori ilmiahnya dengan pasangan Pierre dan Marie Curie, yang kemudian menetapkan radioaktivitas yang dipancarkan oleh thorium dan menemukan dua elemen yang sama sekali baru, yang kemudian disebut polonium dan radium. Dan ketika menganalisis pertanyaan "siapa yang menemukan fenomena radioaktivitas", banyak yang sering secara keliru mengaitkan manfaat ini dengan Curie.

Dampak pada organisme hidup

Ketika diketahui bahwa semua senyawa uranium memancarkan radiasi radioaktif, Becquerel secara bertahap kembali mempelajari fosfor. Tetapi dia berhasil membuat satu lagi penemuan penting - efek sinar radioaktif pada organisme biologis. Jadi Becquerel bukan hanya orang pertama yang menemukan fenomena radioaktivitas, tetapi juga orang yang menetapkan pengaruhnya terhadap makhluk hidup.

Untuk salah satu kuliah, dia meminjam zat radioaktif dari Curie dan memasukkannya ke dalam sakunya. Setelah kuliah, mengembalikannya ke pemiliknya, ilmuwan melihat kemerahan yang kuat pada kulit, yang berbentuk tabung reaksi. Pierre Curie, setelah mendengarkan tebakannya, memutuskan untuk bereksperimen - selama sepuluh jam ia mengenakan tabung reaksi berisi radium yang diikatkan ke lengannya. Akibatnya, ia menderita maag parah yang tidak kunjung sembuh selama beberapa bulan.

Jadi kami memilah pertanyaan ilmuwan mana yang pertama kali menemukan fenomena radioaktivitas. Ini adalah bagaimana pengaruh radioaktivitas pada organisme biologis ditemukan. Namun terlepas dari ini, Curie terus mempelajari materi radiasi, dan Marie Curie meninggal karena penyakit radiasi. Barang-barang pribadinya masih disimpan di lemari besi khusus berlapis timah, karena dosis radiasi yang dikumpulkan oleh mereka hampir seratus tahun yang lalu masih terlalu berbahaya.

Radiasi sudah ada jauh sebelum manusia muncul dan menyertai manusia sejak lahir sampai mati. Tak satu pun dari indera kita mampu mengenali radiasi gelombang pendek. Untuk mengidentifikasinya, seseorang harus menemukan perangkat khusus, yang tanpanya tidak mungkin untuk menilai tingkat radiasi atau bahaya yang dibawanya.

Sejarah studi radioaktivitas

Semua kehidupan di planet kita muncul, berkembang, dan ada dalam kondisi yang terkadang jauh dari menguntungkan. Organisme hidup dipengaruhi oleh perubahan suhu, curah hujan, pergerakan udara, perubahan tekanan atmosfer, pergantian siang dan malam, dan faktor lainnya. Di antara mereka, tempat khusus ditempati oleh radiasi pengion, yang terbentuk karena 25 elemen radioaktif alami, seperti uranium, radium, radon, thorium, dll. Radioaktivitas alami adalah partikel yang terbang melalui atmosfer dari Matahari dan bintang-bintang Galaksi. Ini adalah dua sumber radiasi pengion dari semua makhluk hidup dan tidak hidup.

Sinar-X, atau -radiasi, adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tinggi dan energi yang sangat tinggi. Semua jenis radiasi pengion menyebabkan ionisasi dan perubahan benda yang disinari. Diyakini bahwa semua kehidupan di Bumi telah beradaptasi dengan aksi radiasi pengion dan tidak bereaksi terhadapnya. Bahkan ada hipotesis bahwa radioaktivitas alam adalah mesin evolusi, berkat munculnya sejumlah besar spesies, organisme yang paling beragam dalam bentuk dan cara hidup, karena mutasi tidak lebih dari munculnya ciri-ciri baru suatu organisme. organisme yang dapat menyebabkan munculnya spesies yang sama sekali baru.

Selama abad XVIII-XIX, dan terutama sekarang, latar belakang radiasi alam di Bumi telah meningkat dan terus meningkat. Alasannya adalah industrialisasi progresif semua negara maju, sebagai akibatnya, dengan peningkatan ekstraksi bijih logam, batu bara, minyak, bahan bangunan, pupuk dan mineral lainnya, berbagai mineral yang mengandung unsur radioaktif alam muncul ke permukaan di jumlah besar. Saat membakar sumber energi mineral, terutama seperti batu bara, gambut, serpih minyak, banyak zat berbeda, termasuk radioaktif, masuk ke atmosfer. Pada pertengahan abad ke-20, radioaktivitas buatan ditemukan. Ini mengarah pada penciptaan bom atom di Amerika Serikat, dan kemudian di negara lain, serta pengembangan energi nuklir. Selama ledakan nuklir, pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir (terutama jika terjadi kecelakaan), selain latar belakang alami yang konstan, radioaktivitas buatan terakumulasi di lingkungan. Hal ini menyebabkan munculnya fokus dan area yang luas dengan tingkat radioaktivitas yang tinggi.

Apa itu radioaktivitas, siapa yang menemukan fenomena ini?

Radioaktivitas ditemukan pada tahun 1896 oleh fisikawan Prancis A. Becquerel. Dia menetapkan bahwa sumber utama paparan radiasi adalah radiasi gamma karena daya tembusnya yang besar. Radioaktivitas adalah radiasi di mana seseorang terus-menerus terpapar sebagai akibat dari paparan sumber radiasi alami (sinar kosmik dan matahari, radiasi terestrial). Ini disebut radiasi latar alami. Itu selalu ada: dari saat pembentukan planet kita hingga saat ini. Manusia, seperti organisme lain, terus-menerus di bawah pengaruh radiasi latar belakang alami. Menurut United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), paparan radiasi manusia dari sumber alami radioaktivitas menyumbang sekitar 83% dari semua radiasi yang diterima manusia. Sisanya 17% disebabkan oleh sumber radioaktivitas buatan manusia. Penemuan dan penerapan praktis energi nuklir menimbulkan banyak masalah. Setiap tahun bidang kontak umat manusia dan semua makhluk hidup dengan radiasi pengion berkembang. Sudah hari ini, karena kontaminasi tanah dan atmosfer dengan produk radioaktif energi nuklir dan ledakan nuklir eksperimental, meluasnya penggunaan perawatan radiasi dan diagnosa medis, dan penggunaan bahan bangunan baru, tekanan radiasi meningkat lebih dari dua kali lipat.

Jenis radioaktivitas

Radioaktivitas alami dan buatan manusia mempengaruhi dosis maksimum yang diterima seseorang. Ini adalah proses yang akan mengintensifkan studi tentang efek biologis radiasi oleh lingkaran orang yang semakin luas. Setiap orang harus mengetahui apa hubungan antara laju dosis paparan (ERR) dan dosis radiasi ekivalen, yang menentukan untuk menilai kerusakan yang disebabkan oleh radiasi pada seseorang.

Partikel memiliki energi sekitar 0,01 hingga 2,3 MeV, bergerak dengan kecepatan cahaya. Dalam perjalanannya, mereka menciptakan rata-rata 50 pasang ion per 1 cm jalan dan tidak menghabiskan energi mereka secepat partikel . Untuk menunda -iradiasi, ketebalan logam minimal 3 mm diperlukan.

Radioaktivitas alami materi adalah ketika partikel dilepaskan oleh inti dan memiliki energi 4 hingga 9 MeV. Dikeluarkan dari inti dengan kecepatan awal yang tinggi (hingga 20.000 km/s), partikel menghabiskan energi untuk mengionisasi atom materi yang ditemui dalam perjalanannya (rata-rata 50.000 pasang ion per 1 cm lintasan) dan berhenti.

-radiasi termasuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang kurang dari 0,01 nm, energi -kuantum bervariasi dari sekitar 0,02 hingga 2,6 MeV. Foton radiasi diserap dalam satu atau beberapa tindakan interaksi dengan atom materi. Elektron sekunder mengionisasi atom-atom lingkungan. Sebagian, radiasi gamma ditunda hanya oleh timah tebal (tebal lebih dari 200 mm) atau pelat beton.

Fenomena radioaktivitas adalah radiasi, disertai pelepasan energi dalam jumlah yang berbeda dan daya tembus yang berbeda, sehingga memiliki pengaruh yang berbeda terhadap organisme dan ekosistem secara keseluruhan. Dalam dosimetri, kuantitas digunakan yang secara kuantitatif mencirikan sifat radioaktif suatu zat dan efek yang disebabkan oleh aksi radiasi: aktivitas, dosis paparan radiasi, dosis radiasi yang diserap, dosis radiasi yang setara. Penemuan radioaktivitas dan kemungkinan transformasi buatan inti berkontribusi pada pengembangan metode dan teknik untuk mengukur radioaktivitas unsur.

penyakit radiasi

Radioaktivitas adalah radiasi yang menyebabkan penyakit radiasi. Ada bentuk kronis dan akut dari penyakit ini. Penyakit radiasi kronis dimulai sebagai akibat paparan jangka panjang tubuh terhadap dosis radiasi kecil (dari 1 mSv hingga 5 mSv per hari) setelah akumulasi dosis total 0,7 ... 1,0 Sat. Penyakit radiasi akut disebabkan oleh paparan intens tunggal dari 1-2 Sv hingga dosis lebih dari 6 Sat. Perhitungan dosis radiasi ekuivalen yang dilakukan menunjukkan bahwa dosis yang diterima seseorang dalam kondisi normal di kota, untungnya, jauh lebih rendah daripada yang menyebabkan penyakit radiasi.

Laju dosis ekivalen yang disebabkan oleh radiasi alam adalah dari 0,44 hingga 1,75 mSv per tahun. Selama diagnosa medis (pemeriksaan sinar-X, terapi radiasi, dll.), seseorang menerima sekitar 1,4 mSv per tahun. Kami menambahkan bahwa dalam bahan bangunan (bata, beton) unsur radioaktif juga ada dalam dosis kecil. Oleh karena itu, dosis radiasi meningkat 1,5 mSv sepanjang tahun.

Untuk penilaian faktual tentang bahaya radiasi radioaktif, karakteristik seperti risiko digunakan. Risiko biasanya dipahami sebagai kemungkinan menyebabkan kerugian bagi kesehatan atau kehidupan manusia dalam jangka waktu tertentu (biasanya dalam satu tahun kalender), dihitung dengan rumus frekuensi relatif terjadinya peristiwa acak yang berbahaya secara agregat dari semua kemungkinan. acara. Manifestasi utama dari kerusakan yang disebabkan oleh radiasi radioaktif adalah penyakit seseorang dengan kanker.

Kelompok radiotoksisitas

Radiotoksisitas adalah sifat isotop radioaktif yang menyebabkan perubahan patologis ketika memasuki tubuh. Radiotoksisitas isotop tergantung pada sejumlah karakteristik dan faktornya, yang utamanya adalah sebagai berikut:

1) waktu masuknya zat radioaktif ke dalam tubuh;

3) skema peluruhan radioaktif dalam tubuh;
4) energi rata-rata dari satu tindakan peluruhan;
5) distribusi zat radioaktif menurut sistem dan organ;
6) jalur masuknya zat radioaktif ke dalam tubuh;
7) waktu tinggal radionuklida di dalam tubuh;

Semua radionuklida sebagai sumber potensial paparan internal dibagi menjadi empat kelompok radiotoksisitas:

• grup A - dengan radiotoksisitas yang sangat tinggi, aktivitas min 1 kBq;
• grup B - dengan radiotoksisitas tinggi, aktivitas min tidak lebih dari 10 kBq;
• grup B - dengan radiotoksisitas sedang, aktivitas min tidak lebih dari 100 kBq;
• grup G - dengan radiotoksisitas rendah, aktivitas min tidak lebih dari 1000 kBq.

Prinsip pengaturan dampak radioaktif

Sebagai hasil dari percobaan hewan dan studi tentang efek paparan manusia dalam ledakan nuklir, kecelakaan di perusahaan siklus bahan bakar nuklir, terapi radiasi tumor ganas, serta studi tentang jenis radioaktivitas lainnya, reaksi tubuh terhadap paparan akut dan kronis didirikan.

Efek non-stokastik atau deterministik bergantung pada dosis dan muncul pada organisme yang diiradiasi dalam waktu yang relatif singkat. Dengan peningkatan dosis radiasi, tingkat kerusakan organ dan jaringan meningkat - efek kelulusan diamati.

Efek stokastik, atau kemungkinan (acak) mengacu pada efek jarak jauh dari penyinaran tubuh. Efek stokastik didasarkan pada mutasi yang diinduksi radiasi dan gangguan lain dalam struktur seluler. Mereka muncul baik dalam somatik (dari bahasa Latin somatos - tubuh) dan dalam sel germinal dan mengarah pada pembentukan tumor ganas pada organisme yang diiradiasi, dan pada keturunannya - anomali perkembangan dan kelainan lain yang diturunkan (efek genetik). Secara umum diterima bahwa tidak ada ambang batas untuk aksi mutagenik radiasi, yang berarti bahwa tidak ada dosis yang sepenuhnya aman. Dengan tindakan tambahan radiasi pengion sebagai salah satu dari banyak faktor mutagenesis pada dosis 1 cSv (1 rem), risiko tumor ganas meningkat sebesar 5%, dan manifestasi cacat genetik - sebesar 0,4%.

Risiko kematian orang dari paparan tambahan radiasi pengion dalam dosis rendah seperti itu jauh lebih kecil daripada risiko kematian mereka dalam produksi yang paling aman. Tapi itu, karena beban dosis pada tubuh manusia diatur secara ketat. Fungsi ini dilakukan oleh standar keselamatan radiasi.

NRBU-97 ditujukan untuk mencegah terjadinya efek deterministik (somatik) dan membatasi terjadinya efek stokastik pada level yang diterima. Peraturan radiasi-higienis yang ditetapkan oleh NRBU-97 didasarkan pada tiga prinsip perlindungan berikut:

Prinsip pembenaran;
. prinsip tidak melebihi;
. prinsip optimasi.

Radioaktivitas alami: tingkat, dosis, risiko

Sistem proteksi radiasi warga negara, yang dibangun di atas hasil penelitian biomedis, dirumuskan secara singkat sebagai berikut: tingkat kemungkinan dampak negatif radiasi terhadap kesehatan manusia hanya ditentukan oleh besarnya dosis, terlepas dari sumber radiasi pengionnya. itu terbentuk - alami atau buatan. Sumber-sumber alami yang ditingkatkan secara teknologi adalah komponen yang dapat dikelola dari dosis total, dan kontribusinya dapat dikurangi dengan mengambil langkah-langkah yang tepat. Misalnya, untuk radon di udara dalam ruangan dan dosis utama yang membentuk sumber, dua situasi paparan ditentukan: paparan di gedung yang sudah beroperasi dan rumah baru yang baru dioperasikan.

Peraturan mengharuskan Equivalent Equilibrium Air Radon Activity (EERA) untuk rumah yang ditempati tidak melebihi 100 Bq/m3, yang sesuai dengan 250 Bq/m3 dalam istilah volume aktivitas yang digunakan di sebagian besar negara Eropa. Sebagai perbandingan, dalam "Basic Safety Standards" (BSS) baru dari IAEA, tingkat referensi untuk radon didefinisikan sebagai 300 Bq/m3.

Untuk rumah baru, lembaga anak dan rumah sakit, nilainya adalah 50 Bq/m3 (atau 125 Bq/m3 gas radon). Pengukuran radioaktivitas radon, menurut NRBU-97, serta menurut dokumen peraturan negara-negara lain di dunia, hanya dilakukan dengan metode integral. Persyaratan ini sangat penting, karena tingkat radon di udara satu apartemen atau rumah dapat berubah 100 kali dalam sehari.

Radon - 222

Dalam perjalanan studi yang telah dilakukan di Rusia dalam beberapa tahun terakhir, struktur dan besarnya dosis radiasi yang ada dianalisis dan ditemukan bahwa untuk populasi di tempat tersebut, zat berbahaya utama yang menciptakan radioaktivitas adalah radon. Kandungan zat ini di udara dapat dengan mudah dikurangi dengan meningkatkan ventilasi ruangan atau membatasi aliran gas dengan menutup ruang bawah tanah. Menurut Departemen Kebersihan Radiasi, sekitar 23% dari stok perumahan tidak memenuhi persyaratan kerangka peraturan saat ini untuk kandungan radon di udara dalam ruangan. Jika stok perumahan dibawa ke standar saat ini, kerugian dapat dikurangi setengahnya.

Mengapa radon begitu berbahaya? Radioaktivitas adalah peluruhan radionuklida alami dari seri uranium, di mana radon-222 diubah menjadi gas. Pada saat yang sama, ia membentuk produk anak perempuan berumur pendek (DPR): polonium, bismut, timbal, yang, dengan menggabungkan partikel debu atau uap air, membentuk aerosol radioaktif. Begitu berada di paru-paru, campuran ini, melalui waktu paruh radon-222 DPR yang pendek, menyebabkan dosis radiasi yang relatif tinggi, yang dapat menyebabkan risiko tambahan kanker paru-paru.

Menurut survei stok perumahan di wilayah tertentu (28.000 rumah) oleh spesialis dari Institute of Hygiene and Medical Ecology, dosis efektif tahunan rata-rata tertimbang dari paparan radon terhadap populasi untuk wilayah tertentu adalah 2,4 mSv / tahun, untuk pedesaan populasi nilai ini hampir dua kali lebih tinggi dan berjumlah 4,1 mSv/tahun. Untuk masing-masing wilayah, dosis radon bervariasi dalam kisaran yang cukup luas - dari 1,2 mSv / tahun hingga 4,3 mSv / tahun, dan dosis individu populasi dapat melebihi batas dosis untuk profesional kategori A (20 mSv / tahun).

Jika kita memperkirakan tingkat kematian akibat kanker paru-paru yang disebabkan oleh paparan radon-222 menurut metode yang diterima dalam praktik dunia, maka itu adalah sekitar 6000 kasus per tahun. Juga harus diperhitungkan bahwa dalam beberapa tahun terakhir pengetahuan telah diperoleh tentang efek radon. Jadi, menurut beberapa studi epidemiologi, telah ditetapkan bahwa radon dapat menyebabkan leukemia pada anak-anak. Menurut AS Evrard, hubungan antara radon dan leukemia pada anak meningkat 20% untuk setiap 100 Bq/m3. Menurut Raaschou-Nielsen, peningkatan ini lebih dari 34% untuk setiap 100 Bq/m3.

Radioaktivitas dan terak

Di semua negara, masalah pengolahan dan pembuangan limbah logam dengan radioaktivitas sangat akut. Ini juga merupakan sumber radiasi - tidak hanya dari kecelakaan, seperti di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, tetapi juga dari pembangkit listrik tenaga nuklir yang ada, di mana penggantian unit yang direncanakan terus dilakukan. Bagaimana dengan komponen dan struktur logam tua yang memiliki radioaktivitas tinggi? Spesialis dari Institute of Electric Welding telah mengembangkan metode peleburan busur plasma dalam wadah berpendingin air, yang memastikan penghilangan logam atau paduan yang memiliki radioaktivitas menjadi terak. Ini adalah fisika pembersihan paling aman. Dalam hal ini, berbagai komposisi terak dengan kapasitas asimilatif tinggi dapat digunakan. Dengan cara ini, bahkan unsur-unsur radioaktif yang ada di celah-celah dan lekukan permukaan dapat dihilangkan. Untuk pemotongan limbah logam, direncanakan untuk menggunakan pemotongan plasma dan ledakan di bawah air, pemotongan elektro-hidraulik dan pemadatan unit dan struktur yang dipotong. Teknologi berkinerja tinggi ini menghilangkan pembentukan debu selama operasi, oleh karena itu, mencegah pencemaran lingkungan. Biaya pengolahan limbah radioaktif di bawah proyek dalam negeri lebih rendah daripada pengembang asing.

Prinsip dasar perlindungan terhadap sumber radiasi pengion yang disegel

Sumber radiasi pengion yang tertutup hanya menyebabkan paparan eksternal tubuh. Prinsip-prinsip proteksi dapat diturunkan dari pola dasar distribusi radiasi berikut dan sifat interaksinya dengan materi:

Dosis paparan eksternal sebanding dengan waktu dan intensitas paparan radiasi;
. intensitas radiasi dari suatu sumber berbanding lurus dengan jumlah partikel atau kuanta atau partikel;
. melewati suatu zat, radiasi diserap olehnya, dan jangkauannya tergantung pada kepadatan zat ini.

Prinsip-prinsip dasar perlindungan terhadap paparan eksternal didasarkan pada:

a) perlindungan waktu;
b) perlindungan berdasarkan kuantitas;
c) perlindungan dengan layar (melindungi sumber dengan bahan);
d) perlindungan jarak (meningkatkan jarak ke nilai maksimum yang mungkin).

Kompleks tindakan perlindungan juga harus mempertimbangkan jenis radiasi zat radioaktif (-, -partikel, -kuanta). Perlindungan dari radiasi eksternal oleh partikel- tidak diperlukan, karena jangkauannya di udara adalah 2,4-11 cm, dan dalam air dan jaringan organisme hidup - hanya 100 mikron. Overall melindungi sepenuhnya dari mereka.

Dengan iradiasi eksternal, partikel mempengaruhi kulit dan kornea mata dan, dalam dosis besar, menyebabkan kekeringan dan luka bakar pada kulit, kuku rapuh, dan katarak. Untuk melindungi dari partikel-, sarung tangan karet, kacamata dan layar digunakan. Dalam hal fluks partikel yang sangat kuat, saringan tambahan yang dirancang untuk melindungi dari radiasi bremsstrahlung harus digunakan: celemek dan sarung tangan yang terbuat dari karet timbal, kaca bertimbal, kasa, kotak, dan sejenisnya.

Perlindungan dari radiasi eksternal dapat diberikan dengan mengurangi waktu kerja langsung dengan sumber, menggunakan layar pelindung yang menyerap radiasi, dan meningkatkan jarak dari sumber.

Metode perlindungan di atas dapat diterapkan secara terpisah atau dalam berbagai kombinasi, tetapi agar dosis paparan foton eksternal kategori A orang tidak melebihi 7 mR per hari dan 0,04 R per minggu. Perlindungan dengan mengurangi waktu kerja langsung dengan sumber radiasi foton dicapai dengan kecepatan manipulasi dengan obat, dengan mengurangi panjang hari kerja dan minggu kerja.

Pada 1 Maret 1896, fisikawan Prancis A. Bakkrel menemukan, dengan menghitamkan pelat fotografi, pancaran sinar tak kasat mata dengan daya tembus yang kuat dari garam uranium. Dia segera menemukan bahwa uranium sendiri juga memiliki sifat radiasi. Kemudian dia menemukan properti seperti itu di thorium. Radioaktivitas (dari radio Latin - I radiate, radus - beam dan activus - efektif), nama ini diberikan untuk fenomena terbuka, yang ternyata merupakan hak istimewa elemen terberat dari sistem periodik D.I. Mendeleev. Ada beberapa definisi dari fenomena yang luar biasa ini, salah satunya memberikan rumusan seperti ini: “Radioaktivitas adalah transformasi spontan (spontan) dari isotop tidak stabil suatu unsur kimia menjadi isotop lain (biasanya isotop unsur lain); dalam hal ini, elektron, proton, neutron atau inti helium (partikel) dipancarkan.Esensi dari fenomena yang ditemukan adalah perubahan spontan dalam komposisi inti atom, yang berada dalam keadaan dasar atau dalam keadaan tereksitasi berumur panjang .

Pada tahun 1898, ilmuwan Prancis lainnya Maria Sklodowska-Curie dan Pierre Curie mengisolasi dua zat baru dari mineral uranium, radioaktif ke tingkat yang jauh lebih besar daripada uranium dan thorium.Dengan demikian, dua elemen radioaktif yang sebelumnya tidak diketahui ditemukan - polonium dan radium, dan Maria, selain itu, menemukan (terlepas dari fisikawan Jerman G. Schmidt) fenomena radioaktivitas di thorium.

Omong-omong, dia adalah orang pertama yang mengusulkan istilah radioaktivitas.Para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa radioaktivitas adalah proses spontan yang terjadi pada atom unsur radioaktif.

Sekarang fenomena ini didefinisikan sebagai transformasi spontan isotop tidak stabil dari satu unsur kimia menjadi isotop unsur lain, dan dalam hal ini, elektron, proton, neutron, atau inti helium dipancarkan? - partikel Perlu dicatat di sini bahwa di antara unsur-unsur yang terkandung dalam kerak bumi, semua dengan nomor seri lebih dari 83 adalah radioaktif, yaitu. terletak di tabel periodik setelah bismut.

Selama 10 tahun kerja bersama, mereka telah melakukan banyak hal untuk mempelajari fenomena radioaktivitas. Itu adalah pekerjaan tanpa pamrih atas nama sains - di laboratorium yang tidak dilengkapi dengan baik dan tanpa adanya dana yang diperlukan. Pierre menetapkan pelepasan panas secara spontan oleh garam radium. Peneliti menerima persiapan radium ini pada tahun 1902 dalam jumlah 0,1 g. Untuk melakukan ini, mereka membutuhkan 45 bulan kerja keras dan lebih dari 10.000 operasi kimia pembebasan dan kristalisasi.Pada tahun 1903, Curie dan A. Beckerey dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika untuk penemuan mereka di bidang radioaktivitas.

Secara total, lebih dari 10 Hadiah Nobel dalam fisika dan kimia diberikan untuk pekerjaan yang berkaitan dengan studi dan penggunaan radioaktivitas (A. Beckerey, P. dan M. Curie, E. Fermi, E. Rutherford, F. dan I. Joliot -Curie, D.Havishi, O.Ganu, E.McMillan dan G.Seaborg, W.Libby dan lain-lain). Untuk menghormati pasangan Curie, elemen transuranium yang diperoleh secara artifisial dengan nomor seri 96, curium, mendapatkan namanya.

Pada tahun 1898, ilmuwan Inggris E. Rutherford mulai mempelajari fenomena radioaktivitas. melakukan percobaan hamburan? – partikel (inti helium) dengan foil logam – partikel melewati foil tipis (tebal 1 m) dan, mengenai layar seng sulfida, menghasilkan kilatan, yang diamati dengan baik di mikroskop. Eksperimen hamburan? - partikel secara meyakinkan menunjukkan bahwa hampir seluruh massa atom terkonsentrasi dalam volume yang sangat kecil - inti atom, yang diameternya sekitar 10 kali lebih kecil dari diameter atom.

Mayoritas? - partikel terbang melewati nukleus masif tanpa menabraknya, tetapi kadang-kadang terjadi tumbukan? adalah partikel dengan inti, dan kemudian dapat memantul kembali. Jadi, penemuan mendasar pertamanya di bidang ini adalah penemuan ketidakhomogenan radiasi yang dipancarkan oleh uranium. - dan sinar.

Dia juga menyarankan nama: ? - disintegrasi dan - partikel. Beberapa saat kemudian, komponen radiasi lain ditemukan, yang ditunjuk oleh huruf ketiga alfabet Yunani: sinar. Ini terjadi tak lama setelah penemuan radioaktivitas. Bertahun-tahun? – partikel bagi E. Rutherford telah menjadi alat yang sangat diperlukan untuk mempelajari inti atom. Pada tahun 1903, ia menemukan unsur radioaktif baru - emanasi thorium Pada tahun 1901-1903, bersama dengan ilmuwan Inggris F. Soddy, ia melakukan penelitian yang mengarah pada penemuan transformasi alami unsur-unsur (misalnya, radium menjadi radon ) dan pengembangan teori peluruhan radioaktif atom.

Pada tahun 1903, fisikawan Jerman C. Faience dan F. Soddy secara independen merumuskan aturan perpindahan yang mencirikan pergerakan isotop dalam sistem periodik unsur selama berbagai transformasi radioaktif.Pada musim semi 1934, sebuah artikel berjudul “A New Type of Radioaktivitas” muncul di Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan Paris ". Penulisnya Irene Joliot-Curie dan suaminya Frédéric Joliot-Curie menemukan bahwa boron, magnesium, dan aluminium diradiasi? - partikel, menjadi radioaktif dan memancarkan positron selama peluruhannya.

Ini adalah bagaimana radioaktivitas buatan ditemukan. Sebagai hasil dari reaksi nuklir (misalnya, ketika berbagai unsur disinari dengan partikel atau neutron), isotop radioaktif unsur terbentuk yang tidak ada di alam.Produk radioaktif buatan inilah yang membentuk sebagian besar dari semua isotop yang diketahui. hari ini.

Dalam banyak kasus, produk peluruhan radioaktif itu sendiri berubah menjadi radioaktif, dan kemudian pembentukan isotop stabil didahului oleh serangkaian beberapa tindakan peluruhan radioaktif. Contoh rantai tersebut adalah rangkaian isotop periodik unsur berat, yang dimulai dengan 238U, 235U, 232 nukleida dan diakhiri dengan isotop timbal stabil 206Pb, 207Pb, 208Pb. Jadi, dari jumlah total sekitar 2000 isotop radioaktif yang dikenal saat ini, sekitar 300 adalah alami, dan sisanya diperoleh secara artifisial, sebagai hasil dari reaksi nuklir.

Tidak ada perbedaan mendasar antara radiasi buatan dan alami. Pada tahun 1934, I. dan F. Joliot-Curie, sebagai hasil mempelajari radiasi buatan, menemukan varian baru ?-peluruhan - emisi positron, yang awalnya diprediksi oleh ilmuwan Jepang H. Yukkawa dan S. Sakata.I. dan F. Joliot-Curie melakukan reaksi nuklir, yang produknya adalah isotop radioaktif fosfor dengan nomor massa 30. Ternyata ia memancarkan positron.

Jenis transformasi radioaktif ini disebut?+ peluruhan (artinya peluruhan adalah emisi elektron). Salah satu ilmuwan terkemuka di zaman kita, E. Fermi, mengabdikan karya utamanya untuk penelitian yang berkaitan dengan radioaktivitas buatan. Teori peluruhan beta, yang diciptakan olehnya pada tahun 1934, saat ini digunakan oleh fisikawan untuk memahami dunia partikel elementer. Para ahli teori telah lama memperkirakan kemungkinan transformasi ganda menjadi 2 peluruhan, di mana dua elektron atau dua positron dipancarkan secara bersamaan, tetapi dalam praktiknya jalan "kematian" ini belum ada inti radioaktif yang ditemukan.

Tetapi relatif baru-baru ini dimungkinkan untuk mengamati fenomena radioaktivitas proton yang sangat langka - emisi proton dari nukleus, dan keberadaan radioaktivitas dua proton, yang diprediksi oleh ilmuwan V.I. Goldansky, terbukti. Semua jenis transformasi radioaktif ini hanya dikonfirmasi oleh radioisotop buatan, dan mereka tidak terjadi di alam.Selanjutnya, sejumlah ilmuwan dari berbagai negara (J.Duning, V.A. Karnaukhov, G.N. Flerov, I.V. Kurchatov, dll.) mengalami transformasi kompleks, termasuk emisi neutron tertunda, ditemukan.

Salah satu ilmuwan pertama di bekas Uni Soviet yang mulai mempelajari fisika inti atom secara umum dan radioaktivitas pada khususnya adalah Akademisi I.V. Kurchatov. Pada tahun 1934, ia menemukan fenomena percabangan reaksi nuklir yang disebabkan oleh pemboman neutron dan mempelajari radioaktivitas buatan. sejumlah unsur kimia.

Pada tahun 1935, ketika bromin diiradiasi dengan fluks neutron, Kurchatov dan rekan-rekannya memperhatikan bahwa atom bromin radioaktif yang timbul dalam proses ini meluruh pada dua tingkat yang berbeda. Atom seperti itu disebut isomer, dan fenomena yang ditemukan oleh para ilmuwan adalah isomerisme. Ilmu pengetahuan telah menetapkan bahwa neutron cepat mampu menghancurkan inti uranium. Dalam hal ini, banyak energi dilepaskan dan neutron baru terbentuk, yang mampu melanjutkan proses fisi inti uranium.Kemudian ditemukan bahwa inti atom uranium juga dapat dibagi tanpa bantuan neutron. Jadi, fisi uranium spontan (spontan).

Untuk menghormati ilmuwan terkemuka di bidang fisika nuklir dan radioaktivitas, elemen ke-104 dari sistem periodik Mendeleev dinamai kurchatovium. Penemuan radioaktivitas memberikan dampak yang sangat besar bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, menandai dimulainya era studi intensif tentang sifat dan struktur zat, serta prospek baru yang muncul di bidang energi, industri, militer, kedokteran dan bidang lain dari aktivitas manusia karena penguasaan energi nuklir dihidupkan oleh penemuan kemampuan unsur-unsur kimia untuk transformasi spontan.

Namun, bersama dengan faktor-faktor positif dari penggunaan sifat-sifat radioaktivitas untuk kepentingan umat manusia, contoh-contoh gangguan negatifnya dalam kehidupan kita dapat diberikan, termasuk senjata nuklir dalam segala bentuknya, kapal yang tenggelam dan kapal selam dengan mesin nuklir dan senjata nuklir. , dan pembuangan limbah radioaktif di laut dan di darat, kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir, dll. dan secara langsung untuk Ukraina, penggunaan radioaktivitas dalam energi nuklir menyebabkan tragedi Chernobyl.

Apa yang akan kami lakukan dengan materi yang diterima:

Jika materi ini bermanfaat bagi Anda, Anda dapat menyimpannya di halaman Anda di jejaring sosial: