promieniowanie-jonizujaceCzym jest promieniotwórczość ?

Promieniowanie polega na emisji cząstek lub fali elektromagnetycznej z danego źródła energii.

Promieniowanie jonizujące jest wysyłane, kiedy atomy promieniotwórcze (niestabilne, posiadające nadmiar energii, której się pozbywają) przemieniają się albo rozpadają samoczynnie na inne atomy promieniotwórcze lub nie. Wywołuje ono jonizację ośrodka, czyli oderwanie elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej.

Promieniowanie jonizujące bezpośrednie jest złożone z obiektów posiadających ładunek elektryczny jonizujących poprzez oddziaływanie kolumbowskie. Promieniowanie jonizujące pośrednie składa się z obiektów nieposiadających ładunku elektrycznego, jonizuje przez efekt fotoelektryczny, rozpraszanie kolumbowskie czy kreację par elektron (e) – pozyton (e+).

Źródła promieniotwórczości

Źródła promieniowania jonizującego możemy podzielić na:

  • naturalne (promieniowanie kosmiczne, ziemskie, wewnętrzne);
  • sztuczne (wytworzone przez człowieka, pochodzące z ludzkich działań).

Promieniowanie kosmiczne jest to promieniowanie złożone, zarówno korpuskularne i elektromagnetyczne (falowe) docierające do Ziemi. Pierwotne promieniowanie kosmiczne dociera do zewnętrznych warstw atmosfery i na skutek zderzeń z jądrami atomów gazów atmosfery, powstaje strumień wysokoenergetycznych e, p+, mionów i fotonów – wtórne promieniowanie kosmiczne.

Zaś do sztucznych (cywilizacyjnych) źródeł promieniowania jonizującego zaliczamy:

  • wydobycie i spalanie paliw organicznych;
  • wydobycie i przerób fosforanów;
  • radiomedycyna – diagnostyka i terapia za pomocą promieniowania rentgenowskiego X, radioizotopów;
  • zastosowanie promieniowania jonizującego w nauce, przemyśle itd.;
  • działania z zastosowaniem energii jądrowej (reakcje rozszczepienia, reakcje syntezy jądrowej).

Rodzaje i właściwości promieniowania

Promieniowanie jonizujące jest natury cząsteczkowej (korpuskularnej) – promieniowanie α, β, neutronowe oraz protonowe oraz natury falowej (elektromagnetycznej) – fotony γ czy promieniowanie rentgenowskie X.

Wśród rodzajów promieniowania jonizującego wyróżniamy:

      • alfa α – cząstka (emisja cząstki α – jądra helu zgodnie z zapisem reakcji , o krótkim zasięgu – niska zdolność przenikania, zaś duża zdolność do jonizowania tkanek biologicznych (skóry lub narządów), dlatego jest niebezpieczne, gdy dostanie się do organizmu);
      • beta β – emisja elektronu e z jądra – promieniowanie β lub emisja pozytonu e+ z jądra – promieniowanie β+  według wskazanych reakcji ( ; );
      • neutronowe o słabym działaniu jonizującym, ale wysokiej zdolności przenikania (w elektrowniach, promieniowanie kosmiczne);
      • protonowe;
      • fotony gamma γ – towarzyszy promieniowaniu α i β, charakteryzuje się dużą zdolnością do przenikania tkanek oraz słabym działaniem jonizującym, może prowadzić do uszkodzenia komórek biologicznych w narządach organizmów, które napotka na swojej drodze, powstaje za pomocą różnych metod – efekt fotoelektryczny, rozpraszanie Comptona, reakcje fotojądrowe oraz kreację par elektron-pozyton;
      • rentgenowskie X (przy różnego rodzaju prześwietleniom w gabinetach lekarskich).

Rysunek 1 prezentuje możliwości zatrzymania promieniowania α, β czy γ za pomocą odpowiednio kartki papieru, aluminium czy betonu lub ołowiu.

rodzaje-promieniowania

Rys. 1. Zdolność przenikania promieniowania jonizującego [1]

Jak wykryć promieniotwórczość ?

Do wykrywania promieniowania jonizującego służą specjalistyczne przyrządy np. licznik Geigera-Müllera, komory jonizacyjne, detektory scyntylacyjne rejestrujące elektryczne lub chemiczne skutki jonizacji. Dokonują one detekcji nawet słabej promieniotwórczości i wykonują bardzo dokładne pomiary wielkości promieniowania. Na rysunku 2. przedstawiono również bramki kontrolne czy dawkomierze wykorzystywane do pomiaru wielkości dawki promieniowania otrzymanej przez człowieka.

detekcja-promieniowania

Rys. 2. Urządzenia i przyrządy służące do pomiaru promieniowania [1]

Podsumowanie

Pojęcie promieniotwórczości nie pojawiło się wraz z rozwojem energetyki jądrowej, istnieje od początku istnienia świata, z czego nie każdy zdaje sobie sprawę. Jak wynika z danych, nawet przy pominięciu i zaniedbaniu działalności człowieka i pochodzącej z niej promieniotwórczości sztucznej, na Ziemi występuje promieniowanie tła (promieniowanie naturalne). Uśredniona roczna dawka efektywna z tego tytułu po wszystkich mieszkańcach Ziemi wynosi 380 μSv.

Więc nawet bez energetyki jądrowej ludzkość jest narażona na dawki promieniowania przy uwzględnieniu tła naturalnego Ziemi oraz promieniowania rentgenowskiego, które otrzymujemy przy wizytach lekarskich podczas prześwietleń organizmu.

Referencje:

Wszystko o energetyce jądrowej. Od atomu A do cyrkonu Zr, [komentarz: A. Strupczewski, tł. M. Rey], Paryż 2008.


Autor: Ola Luks

Pokaż więcej w  Energia Jądrowa
Brak możliwości skomentowania

Sprawdź również

Small Modular Reactors (SMR)

Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) wielkość reaktora jest określana zg…