Radiação radioativa com maior capacidade de penetração. Têm a menor capacidade de penetração
Diferentes tipos de radiação são acompanhados pela liberação de diferentes quantidades de energia e possuem diferentes capacidades de penetração, portanto, têm diferentes efeitos nos tecidos de um organismo vivo.
Quanto maior a energia da radiação e a profundidade de penetração dos raios, mais grave será a lesão por radiação.
Assim, o poder de penetração da radiação G, que se propaga à velocidade da luz, é muito elevado: apenas um chumbo grosso ou uma laje de betão podem detê-la.
Em caso de irradiação externa de uma pessoa:
as partículas alfa são completamente retidas pela camada superficial da pele;
as partículas beta não conseguem penetrar mais profundamente no corpo humano do que alguns milímetros;
Os raios gama podem causar irradiação de todo o corpo.
Meia-vida
O número de decaimentos por segundo em uma fonte radioativa é chamado atividade. Unidade de atividade – becquerel (Bq,Bq): 1 Bq é igual a um decaimento por segundo.
O tempo durante o qual, em média, metade de todos os radionuclídeos de um determinado tipo em qualquer fonte radioativa decai é chamado de meia-vida. A diminuição pela metade da concentração de radionuclídeos no corpo é chamada de meia-vida. Por exemplo, no território da Ucrânia, como resultado do acidente de Chernobyl, caíram os seguintes radionuclídeos com períodos de meia-vida e meia-vida: carbono 14 - 5.730 anos e 200 dias, respectivamente; césio 137, 30 anos e 100 dias, respectivamente; estrôncio 90 – 29 e 20 anos, respectivamente; iodo 131 – 8 e 138 dias, respectivamente. A área torna-se segura para viver e usar após aproximadamente 10 meias-vidas.
Fundo radioativo natural
Por população globo constantemente exposto à radiação natural de fundo. Esta é a radiação cósmica (prótons, partículas alfa, raios gama), radiação de substâncias radioativas naturais presentes no solo e radiação dessas substâncias radioativas (também naturais) que entram no corpo humano com ar, alimentos e água. A dose total gerada pela radiação natural varia muito em diferentes áreas da Terra. Na Ucrânia varia de 70 a 200 mrem/ano.
A base natural fornece aproximadamente um terço da chamada dose populacional da base geral. Outro terço das pessoas recebe durante procedimentos de diagnóstico médico - raios X, fluorografia, raios X, etc. O restante da dose da população vem da permanência de uma pessoa em construções modernas. As centrais térmicas a carvão também contribuem para o aumento da radiação de fundo, uma vez que o carvão contém elementos radioactivos dispersos. Ao voar em aviões, uma pessoa também recebe uma pequena dose de radiação ionizante. Mas todas estas são quantidades muito pequenas que não têm efeitos nocivos para a saúde humana.
Efeito da radiação ionizante
Nos órgãos e tecidos dos objetos biológicos, como em qualquer ambiente, durante a irradiação, como resultado da absorção de energia, ocorrem processos de ionização e excitação dos átomos.
O efeito da radiação ionizante é a radiólise das moléculas de água. Como você sabe, a água representa cerca de 80% da massa de todos os órgãos e tecidos do corpo humano.
Quando a água ioniza, formam-se radicais que possuem propriedades oxidantes e redutoras.
RADICAIS LIVRES - partículas com elétrons desemparelhados em orbitais atômicos ou moleculares externos
Substâncias peróxidos (ou radicais livres) possuem fortes propriedades oxidantes e tóxicas. Combinados com substâncias orgânicas, causam alterações químicas significativas nas células e tecidos, desnaturação de proteínas e outras estruturas orgânicas com formação de substâncias tóxicas semelhantes à histamina.
Ao passar pela matéria, as micropartículas de radiação desperdiçam sua energia em colisões com elétrons orbitais, bem como em interações com poderosos campos elétricos e magnéticos quando as partículas voam perto do núcleo. O máximo de colisões e interações ocorrem não com núcleos, mas com elétrons nas camadas do átomo. Tirar um elétron de um átomo leva à formação de um íon, ou seja, ionização.
A energia das partículas emitidas durante o decaimento radioativo é da ordem de mega ou quiloelétron-volts, e em uma única colisão uma média de cerca de 33-35 eV de energia é absorvida (transferida para os átomos do meio), do que se segue que o o desperdício de toda a energia exigirá um grande número de eventos de ionização. Por exemplo, com uma energia média de radiação β 90Y igual a 930 keV, sua absorção completa ocorrerá em ~10,4 colisões.
O comprimento total do caminho de uma partícula depende da densidade do meio. Na tabela 2.5 mostra valores aproximados de poder de penetração Vários tipos radiação em vários materiais. Em geral, a taxa de penetração tipos diferentes a radiação pode ser representada como γ > β > α.
Além da capacidade de penetração, outro importante indicador de radiação é a densidade de ionização, que é definida como o número médio de pares de íons formados por unidade de comprimento de caminho de uma partícula. Naturalmente, ambos os indicadores estão inter-relacionados numa relação inversa. A densidade de ionização depende, entre outras coisas, do tamanho das partículas de radiação: quanto maiores as partículas, maior a probabilidade de colisões ao passar pelos átomos do meio e maior a densidade de ionização. O valor mais alto deste indicador é para as radiações α e n, muito menor para as radiações β (fluxos de elétrons e pósitrons), e muito pequeno para os fótons γ, especialmente porque estes ainda não possuem carga elétrica, e portanto, não pode desviar-se nos campos magnéticos e elétricos de um átomo. Mas a ordem de grandeza da densidade de ionização da radiação α, β e γ no mesmo tipo de meio difere na proporção de aproximadamente 10:4:10:2:1.
O traço do movimento de partículas em um meio é chamado de trilha. A partir de uma colisão com elétrons orbitais, a direção do movimento de uma partícula tão grande como α (sua massa é aproximadamente 7.400 vezes maior que a massa de um elétron) praticamente não muda, mas as trajetórias das partículas leves (elétrons livres ou pósitrons) acabam por ser fortemente quebrados e em zigue-zague. Consideremos as características da passagem de diferentes tipos de radiação pela matéria.
radiação α. De acordo com a maior densidade de ionização das partículas α, seu alcance em todos os meios é muito pequeno: mesmo no ar, a radiação α se propaga por uma distância não superior a 3-7 cm, e em meios densos o alcance é ainda mais curto. Em tecidos biológicos, o alcance de uma partícula α raramente excede 40-60 µm, isto é, o seu efeito é geralmente limitado pelo tamanho de uma célula. A baixa capacidade de penetração da radiação α torna praticamente desnecessária qualquer proteção contra fontes não fechadas de radiação α.
radiação β. Os intervalos das partículas beta variam acentuadamente dependendo de sua energia. Existem radiações suaves com energias inferiores a 0,5 MeV e radiações duras com energias superiores a 1 MeV. O alcance das partículas β de emissores duros (por exemplo, 32P ou 90Y) atinge 10 m ou mais no ar, mas em meios densos é de apenas alguns mm. O alcance real (de acordo com a espessura do material que absorve completamente a radiação) é ainda menor devido às trajetórias em zigue-zague das partículas β. Portanto, com a contaminação superficial do solo, a radiação externa de isótopos emissores de β (do radiostrôncio, por exemplo) não representa um perigo grave, uma vez que a radiação não atinge a superfície do solo quando o radionuclídeo já está a uma profundidade superior a 1 cm .
No laboratório, são utilizadas telas de vidro orgânico de até 10 mm de espessura para proteção contra a radiação β. Para trabalhar com emissores β suaves, mesmo essa proteção não é necessária, uma vez que o alcance máximo da radiação β no ar de 14C (energia máxima 0,156 MeV) é de apenas 15 cm, de trítio (2H, energia máxima 0,019 MeV) - menos de 5 mm.
radiação γ. Em termos comparativos, o poder de penetração da radiação γ é o maior, porém, levando em consideração o fator de espalhamento geométrico, que é proporcional ao quadrado da distância, o alcance real das fontes γ em áreas abertas é de 200-300 m Com a ajuda de aviões ou helicópteros equipados com equipamentos sensíveis, a radiação gama pode identificar e mapear os níveis de contaminação radioativa de uma área; na cartografia, isso é feito usando o método de levantamento gama aéreo. No entanto, devemos lembrar que os resultados mais confiáveis e precisos são obtidos ao voar a uma altitude de 25-50 a 200-254) m, mas não superior.
Em meios densos, a radiação γ pode passar por dezenas e até centenas de centímetros de espessura. Para proteger a radiação γ, são escolhidos materiais com alta densidade, como o chumbo. A espessura da proteção de blindagem é determinada pela atividade geral da fonte; para proteção confiável, pode ser necessária uma espessura de chumbo de até 5 a 30 cm (ou até mais).
Radiação de nêutrons. A absorção de nêutrons em meios densos ocorre com uma densidade de ionização relativamente alta, portanto sua capacidade de penetração é baixa. Na entrada, nêutrons rápidos são desacelerados para baixas energias em distâncias da ordem de 8 cm, em solos ou estruturas de edifícios - até 20-40 cm. Os mecanismos de absorção de nêutrons são muito específicos, por isso é necessário selecionar especiais materiais para proteger contra nêutrons rápidos ou lentos.
A radiação beta é um fluxo de elétrons ou pósitrons emitidos pelos núcleos de átomos de substâncias radioativas durante o decaimento radioativo. O alcance máximo no ar é de 1.800 cm, e nos tecidos vivos - 2,5 cm. A capacidade ionizante das partículas p é menor e a capacidade de penetração é maior que a das partículas oc, pois possuem uma massa significativamente menor e possuem o a mesma energia que as partículas a têm menos carga.
A radiação de nêutrons é um fluxo de nêutrons que converte sua energia em interações elásticas e não elásticas com núcleos atômicos. Durante as interações inelásticas, surge a radiação secundária, que pode consistir tanto em partículas carregadas quanto em gama quanta (radiação gama). Nas interações elásticas, a ionização comum de uma substância é possível. O poder de penetração dos nêutrons é alto.
A água é o agente extintor mais utilizado. Possui uma capacidade calorífica significativa e um calor de evaporação muito elevado (-2,22 kJ/g), pelo que tem um forte efeito de arrefecimento do fogo. As desvantagens mais significativas da água incluem sua capacidade insuficiente de umedecimento (e, portanto, penetração) na extinção de materiais fibrosos (madeira, algodão, etc.) e alta mobilidade, levando a grandes perdas de água e danos aos objetos circundantes. Para superar essas desvantagens, surfactantes (agentes umectantes) e substâncias que aumentam a viscosidade (carboximetilcelulose sódica) são adicionados à água.
Em áreas explosivas, são utilizados neutralizadores de radioisótopos, cuja ação se baseia na ionização do ar pela radiação alfa do plutônio 239 e pela radiação beta do promécio 147. A capacidade de penetração das partículas alfa no ar é de vários centímetros, portanto o uso de uma fonte alfa é seguro para o pessoal.
Dependendo do tamanho das gotículas, os jatos são gotículas (diâmetro de gotícula > 0,4 mm), atomizados (diâmetro de gotícula 0,2-0,4 mm) e finamente atomizados (semelhantes a névoa, diâmetro de gotícula
Na extinção com jatos de água é fundamental sua capacidade de penetração, que é determinada pela pressão
A pressão do jato d'água é determinada experimentalmente pela velocidade de movimento das gotas e pelo fluxo de ar que elas arrastam. A capacidade de penetração diminui com a diminuição da pressão do jato e do tamanho das gotas. Quando o diâmetro da gota é superior a 0,8 mm, a capacidade de penetração não depende da pressão do jato.
Os isótopos radioativos emitem vários tipos de radiação invisível aos olhos: raios A (raios alfa), raios 3 (raios beta), raios (raios gama) e nêutrons. Eles são capazes de penetrar em corpos sólidos, líquidos e gasosos, e para diferentes tipos de radiação a capacidade de penetração não é a mesma: os raios têm a maior capacidade de penetração. Para detê-los é necessária uma camada de chumbo com aproximadamente 15 cm de espessura.)
