Fremveksten av radiobiologi skyldes tre store funn som kronet slutten av forrige århundre:

1895 - oppdagelse av røntgenstråler av Wilhelm Conrad Roentgen;

1896 - Henri Becquerels oppdagelse av den naturlige radioaktiviteten til uran;

1898 – oppdagelse av Curie-paret, Maria Skłodowska og Pierre, av de radioaktive egenskapene til polonium og radium.

Wilhelm Conrad Roentgen var 50 år gammel på tidspunktet for sin store oppdagelse. Han ledet deretter Physics Institute og Institutt for fysikk ved University of Würzburg. 8. november 1895 avsluttet Roentgen som vanlig forsøk i laboratoriet sent på kvelden. Da han slo av lyset i rommet, la han merke til i mørket en grønnaktig glød som kom fra saltkrystaller spredt på bordet. Det viste seg at han glemte å skru av spenningen på katoderøret han jobbet med den dagen. Gløden stoppet umiddelbart så snart strømmen ble slått av, og dukket umiddelbart opp når den ble slått på. Ved å undersøke et mystisk fenomen, kom Roentgen til en strålende konklusjon: når en strøm passerer gjennom et rør, oppstår det noe ukjent stråling i det. Det er dette som får krystallene til å gløde. Uten å vite arten av denne strålingen, kalte han den røntgenstråler.

Den resulterende hypen og fabler kunne ikke svekke interessen for det store funnet. Røntgenstråler ble umiddelbart ikke bare gjenstand for dype studier over hele verden, men fant også raskt praktiske anvendelser. I tillegg fungerte de som en direkte drivkraft for oppdagelsen av et nytt fenomen - naturlig radioaktivitet, som sjokkerte verden mindre enn seks måneder etter oppdagelsen av røntgenstråler.

Røntgenstråler ble ikke bare umiddelbart gjenstand for dype studier over hele verden, men fant også raskt praktiske anvendelser. I tillegg fungerte de som en drivkraft for oppdagelsen av et nytt fenomen - naturlig radioaktivitet, som sjokkerte verden mindre enn seks måneder etter oppdagelsen av røntgenstråler. En av dem som var interessert i naturen til «alt-penetrerende» røntgenstråler var Henri Becquerel, professor i fysikk ved Paris naturhistoriske museum. Etter å ha utviklet en fotografisk plate pakket inn i svart papir som ble liggende på bordet en gang, oppdaget Becquerel at den kun ble opplyst på stedet der uransaltet ble hellet. Ved å gjenta observasjoner flere ganger i solfylt og overskyet vær, kom forskeren til den konklusjon at uran vilkårlig, uavhengig av solstråling, sender ut "uranstråler" som er usynlige for øyet.

Dusinvis av forskere etter oppdagelsen av Roentgen lette etter nye mystiske strålinger. Men bare den nysgjerrige og talentfulle A. Becquerel klarte å skille spontane utslipp av penetrerende stråling fra uran fra luminescens indusert av sollys.

Dusinvis av forskere etter oppdagelsen av Röntgen var opptatt med å lete etter nye mystiske strålinger. Studiet av dette fenomenet ble gjenstand for et lidenskapelig søk etter den store polske forskeren Marie Sklodowska-Curie, og snart mannen hennes, ikke mindre briljante franske forskeren Pierre Curie.

Arbeidet med studier av radioaktivitet fortsatte å utvikle seg raskt. I 1899 oppdaget M. Curie at luften rundt radiumforbindelser blir en leder av elektrisk strøm, og i 1900 rapporterte den tyske kjemikeren E. Dorn oppdagelsen av et nytt gassformig radioaktivt grunnstoff frigjort fra radiumpreparater. Han kalte dette grunnstoffet radon. . Samme år i England fant E. Rutherford og R. Owen ut at thorium sender ut en radioaktiv gass, som de kalte emanation (thoron) radioaktiv gass frigjøres også. Samme år fant kanadiske J. McLennon at stabil radium-G (RaG) dannes som et resultat av radioaktive transformasjoner av radium, og O. Hahn og L. Meitner fant sluttproduktet av thoriumtransformasjon - stabil thorium-D ( ThD).

I 1900, den engelske vitenskapsmannen V. Crooks og uavhengig av ham
MEN.

I 1911 bestemte K. Fajans at den radioaktive transformasjonen av RaC foregår på to måter: med dannelsen av radium-C / (RaC) og radium-C "(RaC"). Samme år ble den russiske forskeren G.N.

Antallet nyoppdagede radioaktive grunnstoffer økte katastrofalt, noe som var i strid med det periodiske systemet for grunnstoffer
DI. Mendeleev. De fleste av dem hadde ingen plass i dette systemet. Samtidig samlet det seg, som vi har sett, informasjon om transformasjonen av noen radioaktive grunnstoffer til andre, om deres innbyrdes forhold. Alle disse funnene av nye elementer ble utført langs allfarvei av M. Curie - ved hjelp av bærere.

På slutten av 1985 oppdaget professor Wilhelm Konrad Roentgen stråler som passerte gjennom tre, papp og andre gjenstander som ikke er gjennomsiktige for synlig lys. Deretter ble disse strålene kalt røntgenstråler.

I 1896 oppdaget den franske vitenskapsmannen Henri Becquerel fenomenet radioaktivitet. På et møte i Vitenskapsakademiet rapporterte han at strålene han observerte, penetrerende som røntgenstråler gjennom objekter som er ugjennomsiktige for lys, sendes ut av visse stoffer. Så det ble funnet at nye stråler sendes ut av stoffer som inkluderer uran. Becquerel kalte de nyoppdagede strålene uranstråler.

Den videre historien til de nyoppdagede strålene er nært forbundet med navnene til den polske fysikeren Maria Sklodowska og hennes ektemann, franskmannen Pierre Curie, som studerte disse funnene i detalj og kalte dem radioaktivitet.

Radioaktivitet- dette er evnen til en rekke kjemiske elementer til å spontant forfalle og avgi usynlig stråling.

Da ble det fastslått av vitenskapen at radioaktiv stråling er en kompleks stråling, som inkluderer tre typer stråler som skiller seg fra hverandre i deres penetreringsevne.

alfastråler () - gjennomtrengningskraften til disse strålene er veldig liten. I luften kan de reise en bane på 2-9 cm, i biologisk vev - 0,02-0,06 mm; de absorberes fullstendig av papirarket. Den største faren for mennesker er når alfapartikler kommer inn i kroppen med mat, vann og luft (de skilles praktisk talt ikke ut fra kroppen). Alfa-partikler er positivt ladede heliumkjerner. Alfa-forfall er karakteristisk for tunge grunnstoffer (uran; plutonium, thorium, etc.).
Beta stråler () – gjennomtrengningskraften til disse strålene er mye større enn alfapartiklers. Beta-partikler kan bevege seg opptil 15 m i luft, opptil 12 mm i vann og biologisk vev, og opptil 5 mm i aluminium. I biologisk vev forårsaker de ionisering av atomer, noe som fører til et brudd på proteinsyntesen, et brudd på funksjonen til kroppen som helhet. Antall beta-partikler som har kommet inn i menneskekroppen fjernes med 50 % innen 60 dager etter at en person er i en ren sone (strontium -90; jod-131; cesium-137).

gammastråler () - penetreringskraften til disse strålene er veldig høy. Så, for eksempel, for å dempe gammastrålingen til radioaktiv kobolt med halvparten, er det nødvendig å installere beskyttelse mot et lag med bly 1,6 cm tykt eller et lag med betong 10 cm tykt.

Når det kommer inn i menneskekroppen, påvirker det immunsystemet, forårsaker skade på DNA-strukturen (deretter, etter 10-15 år, er onkologiske sykdommer og biologiske endringer i kroppen mulig), cesium 137.

Dermed forstås penetrerende stråling som en fluks av gamma (?) stråler og nøytroner.

Nå vet hvert skolebarn at stråling ødelegger menneskekroppen, kan forårsake strålingssyke av ulik grad. Skadene forårsaket i en levende organisme av stråling vil være jo større jo mer energi den overfører til vevene.
Dose - mengden energi som overføres til kroppen.
Røntgen (R) tas som en doseenhet
1 røntgen (P) - dette er en slik dose? - stråling som i 1 cm3 tørr luft ved en temperatur på 00 ° C og et trykk på 760 mm Hg. Art. 2,08 milliarder par ioner dannes
(2,08 x 109).
Ikke all strålingsenergi påvirker menneskekroppen, men bare den absorberte energien.

Absorbert dose karakteriserer mer nøyaktig effekten av ioniserende stråler på biologisk vev og måles i ikke-systemiske enheter kalt glad.

Vi må ta hensyn til at med samme absorberte dose er alfastråling mye farligere (20 ganger) enn beta- og gammastråling. Hvert menneskelig organ har sin egen terskel for mottakelighet for ioniserende stråling, så strålingsdosen til et bestemt vev (organ) til en person bør multipliseres med en koeffisient som reflekterer strålingskapasiteten til dette organet. Dosen konvertert på denne måten kalles ekvivalent dose; i SI måles det i enheter kalt sieverts (Sv).

Radionuklidaktivitet - betyr antall desintegrasjoner per sekund . En becquerel er lik en desintegrasjon per sekund.

Mengder og enheter brukt i ioniserende strålingsdosimetri

utdanning

Hvem oppdaget fenomenet radioaktivitet og hvordan skjedde det?

Artikkelen forteller om hvem som oppdaget fenomenet radioaktivitet, når det skjedde og under hvilke omstendigheter.

Radioaktivitet

Den moderne verden og industrien vil neppe klare seg uten kjernekraft. Atomreaktorer driver ubåter, gir strøm til hele byer, og spesielle energikilder basert på radioaktivt forfall er installert på kunstige satellitter og roboter som studerer andre planeter.

Radioaktivitet ble oppdaget helt på slutten av 1800-tallet. Men som mange andre viktige funn innen ulike vitenskapsfelt. Men hvem av forskerne oppdaget først fenomenet radioaktivitet og hvordan skjedde dette? Vi vil snakke om dette i denne artikkelen.

Åpning

Denne svært viktige begivenheten for vitenskapen fant sted i 1896 og ble laget av A. Becquerel mens han studerte den mulige sammenhengen mellom luminescens og de nylig oppdagede såkalte røntgenstrålene.

I følge memoarene til Becquerel selv, kom han på ideen om at enhver luminescens kanskje også er ledsaget av røntgenstråler? For å teste gjetningen sin brukte han flere kjemiske forbindelser, inkludert et av uransaltene, som lyste i mørket. Deretter, mens han holdt det under solens stråler, pakket forskeren saltet inn i mørkt papir og la det i et skap på en fotografisk plate, som i sin tur også var pakket i en ugjennomsiktig innpakning. Senere, etter å ha vist det, erstattet Becquerel det nøyaktige bildet av et stykke salt. Men siden luminescensen ikke klarte å overvinne papiret, betyr det at det var røntgenstråling som belyste platen. Så nå vet vi hvem som først oppdaget fenomenet radioaktivitet. Riktignok forsto ikke forskeren selv helt hvilken oppdagelse han hadde gjort. Men først ting først.

Møte i Vitenskapsakademiet

Litt senere samme år, på et av møtene ved vitenskapsakademiet i Paris, laget Becquerel en rapport "Om strålingen produsert av fosforescens." Men etter en tid måtte det gjøres justeringer av hans teori og konklusjoner. Så under et av eksperimentene, uten å vente på godt og solrikt vær, la forskeren en uranforbindelse på en fotografisk plate, som ikke ble bestrålt med lys. Likevel ble dens klare struktur fortsatt reflektert på platen.

2. mars samme år presenterte Becquerel et nytt verk for møtet i Vitenskapsakademiet, som beskrev strålingen som sendes ut av fosforescerende kropper. Nå vet vi hvem av forskerne som oppdaget fenomenet radioaktivitet.

Ytterligere eksperimenter

Etter å ha vært engasjert i videre studier av fenomenet radioaktivitet, prøvde Becquerel mange stoffer, inkludert metallisk uran. Og hver gang ble det alltid spor igjen på den fotografiske platen. Og ved å plassere en metallkryss mellom strålingskilden og platen, fikk forskeren, som de ville si nå, røntgenbildet sitt. Så vi sorterte ut spørsmålet om hvem som oppdaget fenomenet radioaktivitet.

Det var da det ble klart at Becquerel oppdaget en helt ny type usynlige stråler som er i stand til å passere gjennom alle objekter, men samtidig var de ikke røntgenstråler.

Det ble også funnet at intensiteten av radioaktiv stråling avhenger av mengden uran i seg selv i kjemiske preparater, og ikke av typene deres. Det var Becquerel som delte sine vitenskapelige prestasjoner og teorier med ektefellene Pierre og Marie Curie, som senere etablerte radioaktiviteten som sendes ut av thorium og oppdaget to helt nye grunnstoffer, senere kalt polonium og radium. Og når man analyserer spørsmålet "hvem oppdaget fenomenet radioaktivitet", tilskriver mange ofte feilaktig denne fordelen til Curies.

Påvirkning på levende organismer

Da det ble kjent at alle forbindelser av uran sender ut radioaktiv stråling, vendte Becquerel gradvis tilbake til studiet av fosforet. Men han klarte å gjøre enda en viktig oppdagelse - effekten av radioaktive stråler på biologiske organismer. Så Becquerel var ikke bare den første som oppdaget fenomenet radioaktivitet, men også den som etablerte effekten på levende vesener.

Til et av forelesningene lånte han et radioaktivt stoff fra Curies og puttet det i lommen. Etter foredraget, og returnerte det til eierne, la forskeren merke til en sterk rødhet av huden, som hadde formen av et reagensrør. Pierre Curie, etter å ha lyttet til gjetningene hans, bestemte seg for å eksperimentere - i ti timer hadde han på seg et reagensrør som inneholdt radium bundet til armen. Det førte til at han fikk et alvorlig sår som ikke grodde på flere måneder.

Så vi sorterte ut spørsmålet om hvem av forskerne som først oppdaget fenomenet radioaktivitet. Slik ble påvirkningen av radioaktivitet på biologiske organismer oppdaget. Men til tross for dette, fortsatte Curies forresten å studere strålingsmaterialer, og Marie Curie døde nettopp av strålesyke. Hennes personlige eiendeler oppbevares fortsatt i et spesielt blyforet hvelv, siden strålingsdosen som ble akkumulert av dem for nesten hundre år siden fortsatt er for farlig.

Stråling eksisterte lenge før menneskets tilsynekomst og følger mennesket fra fødsel til død. Ingen av sansene våre er i stand til å gjenkjenne kortbølget stråling. For å identifisere det, måtte en person oppfinne spesielle enheter, uten hvilke det er umulig å bedømme verken strålingsnivået eller faren den bærer.

Historie om studiet av radioaktivitet

Alt liv på planeten vår oppsto, utviklet seg og eksisterer under forhold som noen ganger er langt fra gunstige. Levende organismer påvirkes av temperaturendringer, nedbør, luftbevegelser, endringer i atmosfærisk trykk, veksling av dag og natt og andre faktorer. Blant dem er en spesiell plass okkupert av ioniserende stråling, som dannes på grunn av 25 naturlige radioaktive elementer, som uran, radium, radon, thorium, etc. Naturlig radioaktivitet er partikler som flyr gjennom atmosfæren fra solen og stjernene i Galaxy. Dette er to kilder til ioniserende stråling av alle levende og ikke-levende ting.

Røntgen, eller γ-stråling, er en elektromagnetisk bølge med høy frekvens og ekstremt høy energi. Alle typer ioniserende stråling forårsaker ionisering og forandring av bestrålte objekter. Det antas at alt liv på jorden har tilpasset seg virkningen av ioniserende stråling og ikke reagerer på dem. Det er til og med en hypotese om at naturlig radioaktivitet er evolusjonsmotoren, takket være at et så stort antall arter har oppstått, de mest forskjellige organismer i form og livsstil, siden mutasjoner ikke er noe annet enn fremveksten av nye funksjoner i en organisme som kan føre til utseendet til en helt ny art. .

I løpet av XVIII-XIX århundrer, og spesielt nå, har den naturlige strålingsbakgrunnen på jorden økt og fortsetter å øke. Årsaken var den progressive industrialiseringen av alle utviklede land, som et resultat av at, med en økning i utvinningen av metallmalm, kull, olje, byggematerialer, gjødsel og andre mineraler, kommer forskjellige mineraler som inneholder naturlige radioaktive elementer til overflaten i store mengder. Ved brenning av mineralske energikilder, spesielt som kull, torv, oljeskifer, kommer mange forskjellige stoffer, inkludert radioaktive, inn i atmosfæren. På midten av 1900-tallet ble kunstig radioaktivitet oppdaget. Dette førte til opprettelsen av atombomben i USA, og deretter i andre land, samt til utviklingen av atomenergi. Under atomeksplosjoner, drift av kjernekraftverk (spesielt ved ulykker), i tillegg til en konstant naturlig bakgrunn, akkumuleres kunstig radioaktivitet i miljøet. Dette fører til at det oppstår brennpunkter og store områder med høy radioaktivitet.

Hva er radioaktivitet, hvem oppdaget dette fenomenet?

Radioaktivitet ble oppdaget i 1896 av den franske fysikeren A. Becquerel. Han fastslo at hovedkilden til strålingseksponering er gammastråling på grunn av dens store penetreringskraft. Radioaktivitet er strålingen som en person konstant utsettes for som et resultat av eksponering for naturlige strålingskilder (kosmiske og solstråler, terrestrisk stråling). Det kalles naturlig bakgrunnsstråling. Det har alltid eksistert: fra øyeblikket av dannelsen av planeten vår til i dag. Mennesket, som enhver annen organisme, er konstant under påvirkning av naturlig bakgrunnsstråling. I følge FNs vitenskapelige komité for virkninger av atomstråling (UNSCEAR), utgjør menneskelig strålingseksponering fra naturlige kilder til radioaktivitet omtrent 83 % av all stråling som mottas av mennesker. De resterende 17 % er forårsaket av menneskeskapte kilder til radioaktivitet. Oppdagelsen og den praktiske anvendelsen av kjernekraft forårsaket mange problemer. Hvert år utvides kontaktsfæren til menneskeheten og alle levende ting med ioniserende stråling. Allerede i dag, på grunn av forurensning av jord og atmosfære med radioaktive produkter fra atomenergi og eksperimentelle atomeksplosjoner, utbredt bruk av strålebehandling og medisinsk diagnostikk, og bruk av nye byggematerialer, har strålingstrykket mer enn doblet seg.

Typer radioaktivitet

Menneskeskapt og naturlig radioaktivitet påvirker de maksimale dosene en person mottar. Dette er en prosess som vil intensivere studiet av de biologiske effektene av stråling av en stadig bredere krets av mennesker. Hver person bør vite hva som er forholdet mellom eksponeringsdoserate (ERR) og ekvivalent stråledose, som er avgjørende for å vurdere skaden påført en person av stråling.

β-partikler har en energi på omtrent 0,01 til 2,3 MeV, beveger seg med lysets hastighet. På veien lager de i gjennomsnitt 50 par ioner per 1 cm av veien og bruker ikke energien like raskt som α-partikler. For å forsinke β-bestråling kreves en metalltykkelse på minst 3 mm.

Materiens naturlige radioaktivitet er når α-partikler frigjøres av kjerner og har en energi på 4 til 9 MeV. Utstøpt fra kjernene med høy starthastighet (opptil 20 000 km/s), bruker α-partikler energi på å ionisere atomene av materie som blir møtt på deres vei (gjennomsnittlig 50 000 par ioner per 1 cm av banen) og stopp.

γ-stråling tilhører elektromagnetisk stråling med en bølgelengde mindre enn 0,01 nm, energien til γ-kvanten varierer fra ca. 0,02 til 2,6 MeV. Fotoner av γ-stråling absorberes i en eller flere handlinger av interaksjon med stoffets atomer. Sekundære elektroner ioniserer atomene i miljøet. Delvis forsinkes gammastråling bare av en tykk bly (mer enn 200 mm tykk) eller betongplate.

Fenomenet radioaktivitet er stråling, ledsaget av frigjøring av forskjellige mengder energi og har ulik penetreringskraft, så de har forskjellige effekter på organismer og økosystemer som helhet. I dosimetri brukes mengder som kvantitativt karakteriserer den radioaktive egenskapen til et stoff og effektene forårsaket av virkningen av stråling: aktivitet, eksponeringsdose av stråling, absorbert stråledose, ekvivalent stråledose. Oppdagelsen av radioaktivitet og muligheten for kunstig transformasjon av kjerner bidro til utviklingen av metoder og teknikker for å måle radioaktiviteten til grunnstoffer.

Strålesykdom

Radioaktivitet er strålingen som forårsaker strålesyke. Det er kroniske og akutte former for denne sykdommen. Kronisk strålingssykdom begynner som et resultat av langvarig eksponering av kroppen for små (fra 1 mSv til 5 mSv per dag) strålingsdoser etter akkumulering av en total dose på 0,7 ... 1,0 lør. Akutt strålesyke er forårsaket av en enkelt intens eksponering fra 1-2 Sv til en dose på mer enn 6 lør. De utførte beregningene av ekvivalent stråledose viser at dosene som en person får under normale forhold i byen, heldigvis er mye lavere enn de som forårsaker strålesyke.

Ekvivalent dosehastighet forårsaket av naturlig stråling er fra 0,44 til 1,75 mSv per år. Under medisinsk diagnostikk (røntgen, strålebehandling osv.) mottar en person ca. 1,4 mSv per år. Vi legger til at i byggematerialer (murstein, betong) er radioaktive elementer også til stede i små doser. Derfor øker stråledosen med ytterligere 1,5 mSv i løpet av året.

For en saklig vurdering av radioaktiv strålings skadelighet benyttes en slik karakteristikk som risiko. Risiko forstås vanligvis som sannsynligheten for å forårsake skade på menneskers helse eller liv over en viss tidsperiode (vanligvis innen ett kalenderår), beregnet ved formelen for den relative hyppigheten av forekomsten av en farlig tilfeldig hendelse i totalen av alle mulige hendelser. Den viktigste manifestasjonen av skaden forårsaket av radioaktiv stråling er sykdommen til en person med kreft.

Radiotoksisitetsgrupper

Radiotoksisitet er egenskapen til radioaktive isotoper for å forårsake patologiske endringer når de kommer inn i kroppen. Radiotoksisiteten til isotoper avhenger av en rekke av deres egenskaper og faktorer, hvorav de viktigste er følgende:

1) tidspunktet for inntreden av radioaktive stoffer i kroppen;

3) skjema for radioaktivt forfall i kroppen;
4) gjennomsnittlig energi av en handling av forfall;
5) fordeling av radioaktive stoffer etter systemer og organer;
6) tilgangsveier for radioaktive stoffer i kroppen;
7) oppholdstid for radionuklidet i kroppen;

Alle radionuklider som potensielle kilder til intern eksponering er delt inn i fire grupper av radiotoksisitet:

• gruppe A - med spesielt høy radiotoksisitet, min aktivitet 1 kBq;
• gruppe B - med høy radiotoksisitet, min aktivitet er ikke mer enn 10 kBq;
• gruppe B - med middels radiotoksisitet, min aktivitet er ikke mer enn 100 kBq;
• gruppe G - med lav radiotoksisitet, min aktivitet er ikke mer enn 1000 kBq.

Prinsipper for regulering av radioaktiv påvirkning

Som et resultat av dyreforsøk og studiet av effektene av menneskelig eksponering i kjernefysiske eksplosjoner, ulykker i kjernefysiske brenselssyklusbedrifter, strålebehandling av ondartede svulster, samt studier av andre typer radioaktivitet, kroppens reaksjoner på akutt og kronisk eksponering ble etablert.

Ikke-stokastiske eller deterministiske effekter er doseavhengige og opptrer i den bestrålte organismen i løpet av relativt kort tid. Med en økning i strålingsdosen øker graden av skade på organer og vev - effekten av gradering observeres.

Stokastiske eller sannsynlige (tilfeldige) effekter refererer til fjerneffekter av bestråling av kroppen. Forekomsten av stokastiske effekter er basert på strålingsinduserte mutasjoner og andre forstyrrelser i cellulære strukturer. De oppstår både i somatiske (fra latin somatos - kropp) og i kjønnsceller og fører til dannelse av ondartede svulster i den bestrålte organismen, og hos avkom - utviklingsavvik og andre lidelser som er arvet (genetiske effekter). Det er generelt akseptert at det ikke er noen terskel for den mutagene virkningen av stråling, noe som betyr at det ikke finnes helt sikre doser. Med den ekstra virkningen av ioniserende stråling som en av mange mutagenesefaktorer ved en dose på 1 cSv (1 rem), øker risikoen for ondartede svulster med 5%, og manifestasjonen av genetiske defekter - med 0,4%.

Risikoen for død av mennesker fra ytterligere eksponering for ioniserende stråling i så lave doser er mye mindre enn risikoen for deres død i den sikreste produksjonen. Men det er det fordi dosebelastninger på menneskekroppen er strengt regulert. Denne funksjonen utføres av strålesikkerhetsstandarder.

NRBU-97 er rettet mot å forhindre forekomst av deterministiske (somatiske) effekter og begrense forekomsten av stokastiske effekter på akseptert nivå. Strålehygieniske forskrifter fastsatt av NRBU-97 er basert på følgende tre beskyttelsesprinsipper:

Begrunnelsesprinsippet;
. prinsippet om ikke-overskridelse;
. optimeringsprinsipp.

Naturlig radioaktivitet: nivåer, doser, risikoer

Systemet for strålebeskyttelse av innbyggere, bygget på resultatene av biomedisinsk forskning, er kort formulert som følger: graden av mulig negativ innvirkning av stråling på menneskers helse bestemmes bare av størrelsen på dosen, uavhengig av hvilken kilde til ioniserende stråling det er dannet - naturlig eller kunstig. Teknologisk forbedrede kilder av naturlig opprinnelse er håndterbare komponenter i den totale dosen, og deres bidrag kan reduseres ved å iverksette passende tiltak. For eksempel for radon i inneluft og hoveddosene som utgjør kildene, er det fastsatt to eksponeringssituasjoner: eksponering i bygninger som allerede er i drift og nye hus som nettopp er i drift.

Forskriften krever at Ekvivalent Equilibrium Air Radon Activity (EERA) for okkuperte hus ikke overstiger 100 Bq/m3, som tilsvarer 250 Bq/m3 i volumaktivitetsbegrepet som brukes i de fleste europeiske land. Til sammenligning, i de nye «Basic Safety Standards» (BSS) til IAEA, er referansenivået for radon definert som 300 Bq/m3.

For nye hus, barneinstitusjoner og sykehus er denne verdien 50 Bq/m3 (eller 125 Bq/m3 radongass). Målingen av radonradioaktivitet, i henhold til NRBU-97, så vel som i henhold til reguleringsdokumenter fra andre land i verden, utføres kun ved integrerte metoder. Dette kravet er svært viktig, fordi nivået av radon i luften i en leilighet eller hus kan endres 100 ganger i løpet av dagen.

Radon - 222

I løpet av studier som har blitt utført i Russland de siste årene, ble strukturen og størrelsen på eksisterende stråledoser analysert, og det ble funnet at for befolkningen i lokalene er radon det viktigste farlige stoffet som skaper radioaktivitet. Innholdet av dette stoffet i luften kan enkelt reduseres ved å øke ventilasjonen i rommet eller begrense gassstrømmen ved å forsegle kjelleren. Ifølge Institutt for strålehygiene oppfyller om lag 23 % av boligmassen ikke kravene i gjeldende regelverk for innhold av radon i inneluft. Dersom boligmassen bringes opp til dagens standard, kan tapene halveres.

Hvorfor er radon så skadelig? Radioaktivitet er nedbrytningen av naturlige radionuklider fra uranserien, der radon-222 omdannes til en gass. Samtidig danner det kortlivede datterprodukter (DPR): polonium, vismut, bly, som sammen med støv- eller fuktighetspartikler danner en radioaktiv aerosol. En gang i lungene fører denne blandingen, gjennom en kort halveringstid av radon-222 DPR, til relativt høye strålingsdoser, som kan gi en ekstra risiko for lungekreft.

I følge en undersøkelse av boligmassen i visse regioner (28 000 hus) av spesialister fra Institutt for hygiene og medisinsk økologi, er den veide gjennomsnittlige årlige effektive dosen av radoneksponering for befolkningen for visse regioner 2,4 mSv/år, for landsbygda. befolkning denne verdien er nesten dobbelt så høy og utgjør 4,1 mSv/år. For enkeltregioner varierer radondosene innenfor et ganske bredt område - fra 1,2 mSv/år til 4,3 mSv/år, og individuelle doser av befolkningen kan overstige dosegrensene for kategori A-fagfolk (20 mSv/år).

Hvis vi anslår dødsraten fra lungekreft forårsaket av eksponering for radon-222 i henhold til metoder som er akseptert i verdens praksis, så er det ca. 6000 tilfeller per år. Det bør også tas med i betraktningen at det de siste årene er oppnådd kunnskap om effekten av radon. I følge noen epidemiologiske studier er det således fastslått at radon kan forårsake leukemi hos barn. Ifølge AS Evrard har sammenhengen mellom radon og leukemi hos barn en økning på 20 % for hver 100 Bq/m3. Ifølge Raaschou-Nielsen er denne økningen mer enn 34 % for hver 100 Bq/m3.

Radioaktivitet og slagger

I alle land er problemet med behandling og deponering av metallavfall med radioaktivitet svært akutt. Dette er også en kilde til stråling - ikke bare fra ulykker, som ved atomkraftverket i Tsjernobyl, men også fra eksisterende atomkraftverk, hvor det hele tiden gjennomføres planlagte utskiftninger av enheter. Hva med de gamle metallkomponentene og strukturene som har høy radioaktivitet? Spesialister fra Institutt for elektrisk sveising har utviklet en plasmabuesmeltemetode i en vannkjølt digel, som sikrer fjerning av metall eller legering som har radioaktivitet til slagg. Dette er fysikken til den sikreste rengjøringen. I dette tilfellet kan forskjellige slaggsammensetninger med høy assimilasjonskapasitet brukes. På denne måten kan selv de radioaktive elementene som er i sprekkene og fordypningene på overflaten fjernes. For kutting av metallavfall er det planlagt å bruke plasmaskjæring og eksplosjon under vann, elektrohydraulisk kutting og komprimering av kutteenheter og strukturer. Disse høyytelsesteknologiene eliminerer dannelsen av støv under drift, og forhindrer derfor miljøforurensning. Kostnaden for å behandle radioaktivt avfall under det innenlandske prosjektet er lavere enn for utenlandske utviklere.

Grunnleggende prinsipper for beskyttelse mot forseglede kilder til ioniserende stråling

Forseglede kilder til ioniserende stråling forårsaker kun ekstern eksponering av kroppen. Prinsippene for beskyttelse kan utledes fra følgende grunnleggende mønstre for distribusjon av stråling og arten av deres interaksjon med materie:

Dosen av ekstern eksponering er proporsjonal med tiden og intensiteten av eksponering for stråling;
. intensiteten av stråling fra en kilde er direkte proporsjonal med antall partikler eller kvanta eller partikler;
. passerer gjennom et stoff, absorberes stråling av det, og rekkevidden deres avhenger av tettheten til dette stoffet.

De grunnleggende prinsippene for beskyttelse mot ekstern eksponering er basert på:

a) tidsbeskyttelse;
b) beskyttelse etter mengde;
c) beskyttelse med skjermer (skjerming av kilder med materialer);
d) avstandsbeskyttelse (øke avstanden til maksimalt mulige verdier).

Komplekset av beskyttelsestiltak bør også ta hensyn til typen stråling av radioaktive stoffer (α-, β-partikler, γ-quanta). Beskyttelse mot ekstern stråling av α-partikler er ikke nødvendig, siden deres rekkevidde i luft er 2,4-11 cm, og i vann og vev av en levende organisme - bare 100 mikron. Kjeledresser beskytter fullstendig mot dem.

Ved ekstern bestråling påvirker β-partikler huden og hornhinnen i øynene og forårsaker i store doser tørrhet og forbrenninger i huden, sprø negler og grå stær. For å beskytte mot β-partikler brukes gummihansker, vernebriller og skjermer. Ved spesielt kraftige flukser av β-partikler bør det brukes ekstra skjermer designet for å beskytte mot bremsstrahlung-stråling: forklær og hansker laget av blygummi, blyglass, skjermer, bokser og lignende.

Beskyttelse mot ekstern γ-stråling kan gis ved å redusere tiden for direkte arbeid med kilder, bruke beskyttelsesskjermer som absorberer stråling, og øke avstanden fra kilden.

Ovennevnte beskyttelsesmetoder kan brukes separat eller i ulike kombinasjoner, men slik at dosene av ekstern fotoneksponering av kategori A personer ikke overstiger 7 mR per dag og 0,04 R per uke. Beskyttelse ved å redusere tiden for direkte arbeid med fotonstrålingskilder oppnås ved hastigheten på manipulasjoner med stoffet, ved å redusere lengden på arbeidsdagen og arbeidsuken.

1. mars 1896 oppdaget den franske fysikeren A. Bakkrel, ved å sverte en fotografisk plate, utslipp av usynlige stråler med sterk penetrerende kraft fra uransalt. Han fant snart ut at uran i seg selv også har egenskapen til stråling. Så oppdaget han en slik egenskap i thorium. Radioaktivitet (fra latin radio - jeg stråler, radus - en stråle og aktivus - effektiv), dette navnet ble gitt til et åpent fenomen, som viste seg å være privilegiet til de tyngste elementene i det periodiske systemet til D.I. Mendeleev. Det er flere definisjoner av dette bemerkelsesverdige fenomenet, hvorav en gir en slik formulering: "Radioaktivitet er den spontane (spontane) transformasjonen av en ustabil isotop av et kjemisk element til en annen isotop (vanligvis en isotop av et annet element); i dette tilfellet sendes det ut elektroner, protoner, nøytroner eller heliumkjerner (partikler) Essensen av det oppdagede fenomenet var en spontan endring i sammensetningen av atomkjernen, som er i grunntilstand eller i en eksitert langtidstilstand .

I 1898 isolerte andre franske forskere Maria Sklodowska-Curie og Pierre Curie to nye stoffer fra uranmineralet, radioaktive i mye større grad enn uran og thorium. Dermed ble to tidligere ukjente radioaktive grunnstoffer oppdaget - polonium og radium, og Maria, i tillegg oppdager (uavhengig av den tyske fysikeren G. Schmidt) fenomenet radioaktivitet i thorium.

Hun var forresten den første som foreslo begrepet radioaktivitet.Forskere kom til den konklusjonen at radioaktivitet er en spontan prosess som skjer i atomene til radioaktive grunnstoffer.

Nå er dette fenomenet definert som den spontane transformasjonen av en ustabil isotop av ett kjemisk element til en isotop av et annet element, og i dette tilfellet sendes det ut elektroner, protoner, nøytroner eller heliumkjerner? - partikler Det skal her bemerkes at blant grunnstoffene som finnes i jordskorpen, er alle med serienummer over 83 radioaktive, dvs. ligger i det periodiske systemet etter vismut.

I 10 års felles arbeid har de gjort mye for å studere fenomenet radioaktivitet. Det var uselvisk arbeid i vitenskapens navn - i et dårlig utstyrt laboratorium og i fravær av nødvendige midler. Pierre etablerte den spontane frigjøringen av varme av radiumsalter. Forskere mottok dette preparatet av radium i 1902 i mengden 0,1 g. For å gjøre dette trengte de 45 måneder med hardt arbeid og mer enn 10 000 kjemiske operasjoner for frigjøring og krystallisering.I 1903 ble Curie og A. Beckerey tildelt Nobelprisen i fysikk for deres oppdagelse innen radioaktivitet.

Totalt ble mer enn 10 nobelpriser i fysikk og kjemi delt ut for arbeid knyttet til studier og bruk av radioaktivitet (A. Beckerey, P. og M. Curie, E. Fermi, E. Rutherford, F. og I. Joliot -Curie, D.Havishi, O.Ganu, E.McMillan og G.Seaborg, W.Libby og andre). Til ære for Curie-ektefellene fikk det kunstig oppnådde transuranelementet med serienummer 96, curium, navnet sitt.

I 1898 begynte den engelske vitenskapsmannen E. Rutherford å studere fenomenet radioaktivitet. gjennomføre spredningsforsøk? – partikler (heliumkjerner) med metallfolie – partikkelen passerte gjennom en tynn folie (1 µm tykk) og traff en sinksulfidskjerm og genererte et blink som ble godt observert i et mikroskop. Spredningseksperimenter? - partikler viste overbevisende at nesten hele massen til et atom er konsentrert i et veldig lite volum - atomkjernen, hvis diameter er omtrent 10 ganger mindre enn atomets diameter.

Flertall? - partikler flyr forbi den massive kjernen uten å treffe den, men noen ganger er det en kollisjon? er partikler med en kjerne, og da kan den sprette tilbake. Derfor var hans første grunnleggende oppdagelse i dette området oppdagelsen av inhomogeniteten til strålingen som sendes ut av uran.Så konseptet med? - og stråler.

Han foreslo også navn: ? - oppløsning og - partikkel. Litt senere ble en annen komponent av stråling oppdaget, utpekt av den tredje bokstaven i det greske alfabetet: stråler. Dette skjedde kort tid etter oppdagelsen av radioaktivitet. I mange år? – partikler har blitt for E. Rutherford et uunnværlig verktøy for studiet av atomkjerner. I 1903 oppdager han et nytt radioaktivt grunnstoff - emanasjonen av thorium. I 1901-1903 driver han sammen med den engelske forskeren F. Soddy forskning som førte til oppdagelsen av den naturlige transformasjonen av grunnstoffer (for eksempel radium til radon) ) og utviklingen av en teori om radioaktivt forfall av atomer.

I 1903 formulerte den tyske fysikeren C. Faience og F. Soddy uavhengig av hverandre en forskyvningsregel som karakteriserer bevegelsen av en isotop i det periodiske systemet av grunnstoffer under ulike radioaktive transformasjoner. Våren 1934 kom en artikkel med tittelen «A New Type of Radioaktivitet" dukket opp i rapportene fra Paris Academy of Sciences ". Forfatterne Irene Joliot-Curie og ektemannen Frédéric Joliot-Curie fant ut at bor, magnesium og aluminium ble bestrålt? - partikler, blir selv radioaktive og sender ut positroner under forfallet.

Slik ble kunstig radioaktivitet oppdaget. Som et resultat av kjernefysiske reaksjoner (for eksempel når ulike grunnstoffer bestråles med partikler eller nøytroner) dannes det radioaktive isotoper av grunnstoffer som ikke finnes i naturen.Det er disse kunstige radioaktive produktene som utgjør det store flertallet av alle isotoper som er kjent i dag.

I mange tilfeller viser selve produktene av radioaktivt forfall seg å være radioaktive, og da innledes dannelsen av en stabil isotop av en kjede av flere handlinger av radioaktivt forfall. Eksempler på slike kjeder er rekken av periodiske isotoper av tunge grunnstoffer, som begynner med 238U, 235U, 232 nukleider og slutter med stabile blyisotoper 206Pb, 207Pb, 208Pb. Av det totale antallet av for tiden kjente rundt 2000 radioaktive isotoper, er omtrent 300 naturlige, og resten oppnås kunstig, som et resultat av kjernefysiske reaksjoner.

Det er ingen grunnleggende forskjell mellom kunstig og naturlig stråling. I 1934 oppdaget I. og F. Joliot-Curie, som et resultat av å studere kunstig stråling, nye varianter av ?-forfall - utslipp av positroner, som opprinnelig ble spådd av japanske forskere H. Yukkawa og S. Sakata.I. og F. Joliot-Curie utførte en kjernefysisk reaksjon, hvis produkt var en radioaktiv isotop av fosfor med et massetall på 30. Det viste seg at han sendte ut et positron.

Denne typen radioaktiv transformasjon kalles?+ forfall (som betyr at forfall er utslipp av et elektron). En av vår tids fremragende vitenskapsmenn, E. Fermi, viet sine hovedverk til forskning knyttet til kunstig radioaktivitet. Teorien om beta-forfall, laget av ham i 1934, brukes i dag av fysikere for å forstå elementærpartiklers verden.Teoretikere har lenge spådd muligheten for en dobbel transformasjon til 2 henfall, der to elektroner eller to positroner sendes ut samtidig, men i praksis har denne "dødsveien" ennå ikke funnet noen radioaktiv kjerne.

Men relativt nylig var det mulig å observere et veldig sjeldent fenomen av protonradioaktivitet - utslippet av et proton fra kjernen, og eksistensen av to-protons radioaktivitet, forutsagt av forskeren V.I. Goldansky, ble bevist. Alle disse typene radioaktive transformasjoner ble bekreftet kun av kunstige radioisotoper, og de forekommer ikke i naturen. Deretter har en rekke forskere fra forskjellige land (J.Duning, V.A. Karnaukhov, G.N. Flerov, I.V. Kurchatov, etc.) komplekse transformasjoner, inkludert utslipp av forsinkede nøytroner, ble oppdaget, inkludert β-forfall.

En av de første forskerne i det tidligere Sovjetunionen som begynte å studere fysikken til atomkjerner generelt og radioaktivitet spesielt var akademiker I.V. Kurchatov. I 1934 oppdaget han fenomenet forgrening av kjernefysiske reaksjoner forårsaket av nøytronbombardement og studerte kunstig radioaktivitet. en rekke kjemiske grunnstoffer.

I 1935, da brom ble bestrålt med nøytronflukser, la Kurchatov og hans samarbeidspartnere merke til at de radioaktive bromatomene som oppstår i denne prosessen forfaller med to forskjellige hastigheter. Slike atomer ble kalt isomerer, og fenomenet oppdaget av forskere isomerisme. Vitenskapen har fastslått at raske nøytroner er i stand til å ødelegge urankjerner. I dette tilfellet frigjøres mye energi og det dannes nye nøytroner som er i stand til å fortsette prosessen med fisjon av urankjerner.Senere ble det funnet at atomkjernene til uran også kan deles uten hjelp av nøytroner. Så spontan (spontan) fisjon av uran ble etablert.

Til ære for den fremragende forskeren innen kjernefysikk og radioaktivitet, heter det 104. elementet i det periodiske systemet til Mendeleev kurchatovium. Oppdagelsen av radioaktivitet hadde en enorm innvirkning på utviklingen av vitenskap og teknologi. Det markerte begynnelsen på en æra med intensive studier av stoffers egenskaper og struktur. De nye utsiktene som oppsto innen energi, industri, det militære feltet for medisin og andre områder av menneskelig aktivitet på grunn av mestring av kjernekraft ble brakt til live ved oppdagelsen av evnen kjemiske elementer til spontane transformasjoner.

Men sammen med de positive faktorene ved å bruke egenskapene til radioaktivitet i menneskehetens interesse, kan det gis eksempler på deres negative innblanding i våre liv. Disse inkluderer atomvåpen i alle dens former, sunkne skip og ubåter med atommotorer og atomvåpen , og deponering av radioaktivt avfall i havet og på land, ulykker ved atomkraftverk osv. og direkte for Ukraina førte bruken av radioaktivitet i atomenergi til Tsjernobyl-tragedien.

Hva skal vi gjøre med det mottatte materialet:

Hvis dette materialet viste seg å være nyttig for deg, kan du lagre det på siden din på sosiale nettverk: