รังสีไอออไนซ์ประกอบด้วย: รังสีไอออไนซ์และผลกระทบต่อมนุษย์ ผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ต่อร่างกายมนุษย์

ในร่างกายมนุษย์ การแผ่รังสีทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องและไม่สามารถย้อนกลับได้ กลไกการกระตุ้นให้เกิดผลกระทบคือกระบวนการไอออไนซ์และการกระตุ้นของโมเลกุลและอะตอมในเนื้อเยื่อ บทบาทสำคัญอนุมูลอิสระ H+ และ OH- เกิดขึ้นระหว่างการแผ่รังสีของน้ำ (ร่างกายมีน้ำมากถึง 70%) มีบทบาทในการก่อตัวของผลกระทบทางชีวภาพ มีฤทธิ์ทางเคมีสูงจึงทำปฏิกิริยาเคมีกับโมเลกุลของโปรตีน เอนไซม์ และองค์ประกอบอื่น ๆ ของเนื้อเยื่อชีวภาพ เกี่ยวข้องกับโมเลกุลนับร้อยนับพันที่ไม่ได้รับผลกระทบจากรังสีเข้าสู่ปฏิกิริยาซึ่งนำไปสู่การหยุดชะงัก กระบวนการทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต

ภายใต้อิทธิพลของรังสีพวกมันจะหยุดชะงัก กระบวนการเผาผลาญการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อช้าลงและหยุดลง สารเคมีใหม่ๆ ปรากฏซึ่งไม่ใช่ลักษณะของร่างกาย (สารพิษ) การทำงานของอวัยวะเม็ดเลือด (ไขกระดูกแดง) หยุดชะงัก การซึมผ่านและความเปราะบางของหลอดเลือดเพิ่มขึ้น และเกิดความผิดปกติ

ระบบทางเดินอาหาร, อ่อนแอลง ระบบภูมิคุ้มกันมนุษย์เกิดการพร่องลง เซลล์ปกติเสื่อมลงเป็นเซลล์มะเร็ง (มะเร็ง) เป็นต้น

รังสีไอออไนซ์ทำให้เกิดการแตกหักของโครโมโซม หลังจากนั้นปลายที่หักจะรวมกันเป็นชุดใหม่ สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในเครื่องมือทางพันธุกรรมของมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงโครโมโซมอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ส่งผลเสียต่อลูกหลาน

เพื่อป้องกันรังสีไอออไนซ์จะใช้วิธีการและวิธีการต่อไปนี้:

กิจกรรม (ปริมาณ) ลดลงของไอโซโทปรังสีที่บุคคลทำงาน

การเพิ่มระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสี

การป้องกันรังสีโดยใช้ตะแกรงและโล่ชีวภาพ

การใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล

ในการปฏิบัติทางวิศวกรรมเพื่อเลือกประเภทและวัสดุของหน้าจอจะใช้ความหนาการคำนวณที่ทราบแล้วและข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับปัจจัยการลดทอนของการแผ่รังสีของนิวไคลด์กัมมันตรังสีและพลังงานต่างๆซึ่งนำเสนอในรูปแบบของตารางหรือการพึ่งพาแบบกราฟิก การเลือกใช้วัสดุป้องกันจะขึ้นอยู่กับชนิดและพลังงานของรังสี

เพื่อป้องกันรังสีอัลฟ่าชั้นอากาศ 10 ซม. ก็เพียงพอแล้ว เมื่อตั้งอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดอัลฟ่า จะใช้ฉากกั้นกระจกออร์แกนิก

เพื่อป้องกันรังสีบีตาขอแนะนำให้ใช้วัสดุที่มีมวลอะตอมต่ำ (อลูมิเนียม, ลูกแก้ว, คาร์โบไลท์) สำหรับการป้องกันที่ครอบคลุมต่อรังสีแกมมาเบต้าและเบรมส์สตราลุง มีการใช้ตะแกรงแบบสองชั้นและหลายชั้นรวมกัน โดยจะมีการติดตั้งตะแกรงที่ทำจากวัสดุที่มีมวลอะตอมต่ำที่ด้านข้างของแหล่งกำเนิดรังสีและด้านหลัง - โดยมี มวลอะตอมสูง (ตะกั่ว เหล็ก ฯลฯ) .)

สำหรับการป้องกันแกมมาและเอ็กซ์เรย์การแผ่รังสีที่มีกำลังทะลุทะลวงสูงมากจะใช้วัสดุที่มีมวลอะตอมและความหนาแน่นสูง (ตะกั่ว ทังสเตน ฯลฯ) เช่นเดียวกับเหล็ก เหล็ก คอนกรีต เหล็กหล่อ และอิฐ อย่างไรก็ตาม ยิ่งมวลอะตอมของสารกรองมีขนาดเล็กลงและความหนาแน่นของวัสดุป้องกันยิ่งต่ำลง ความหนาของตะแกรงก็จะยิ่งมากขึ้นตามปัจจัยการลดทอนที่ต้องการ

เพื่อป้องกันรังสีนิวตรอนใช้สารที่มีไฮโดรเจน: น้ำ, พาราฟิน, โพลีเอทิลีน นอกจากนี้รังสีนิวตรอนยังถูกดูดซับอย่างดีจากโบรอน เบริลเลียม แคดเมียม และกราไฟท์ เนื่องจากการแผ่รังสีนิวตรอนมาพร้อมกับรังสีแกมมา จึงจำเป็นต้องใช้ตะแกรงหลายชั้นที่ทำจากวัสดุต่างๆ เช่น ตะกั่ว-โพลีเอทิลีน น้ำเหล็ก และสารละลายที่เป็นน้ำของไฮดรอกไซด์ของโลหะหนัก

หมายถึงการคุ้มครองส่วนบุคคลเพื่อปกป้องบุคคลจากรังสีภายในเมื่อไอโซโทปรังสีเข้าสู่ร่างกายด้วยอากาศที่หายใจเข้า มีการใช้เครื่องช่วยหายใจ (สำหรับการป้องกันฝุ่นกัมมันตภาพรังสี) และหน้ากากป้องกันแก๊สพิษ (สำหรับการป้องกันก๊าซกัมมันตภาพรังสี)

เมื่อทำงานกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี เสื้อคลุม ชุดเอี๊ยม ชุดหลวมที่ทำจากผ้าฝ้ายไม่ย้อม รวมถึงหมวกผ้าฝ้าย หากมีอันตรายจากการปนเปื้อนอย่างมีนัยสำคัญในห้องด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ให้สวมเสื้อผ้าแบบฟิล์ม (แขนเสื้อ กางเกงขายาว ผ้ากันเปื้อน เสื้อคลุม ชุดสูท) ทับเสื้อผ้าฝ้ายให้คลุมทั้งตัวหรือบริเวณที่อาจมีการปนเปื้อนมากที่สุด พลาสติก ยาง และวัสดุอื่นๆ ที่สามารถทำความสะอาดได้ง่ายจากการปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีจะถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับติดฟิล์ม เมื่อใช้ชุดฟิล์ม การออกแบบจะมีระบบจ่ายอากาศแบบบังคับไว้ใต้ชุดและสายรัดแขน

เมื่อทำงานกับไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีฤทธิ์สูง ให้ใช้ถุงมือยางตะกั่ว

ที่ ระดับสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี จึงมีการใช้ชุดนิวแมติกส์ที่ทำจากวัสดุพลาสติกโดยมีการบังคับจ่ายอากาศสะอาดไว้ใต้ชุด เพื่อปกป้องดวงตาจึงใช้แว่นตาชนิดปิดที่มีเลนส์ที่มีทังสเตนฟอสเฟตหรือตะกั่ว เมื่อทำงานกับยาอัลฟาและเบต้า จะใช้โล่ป้องกันลูกแก้วเพื่อปกป้องใบหน้าและดวงตา

ติดฟิล์มรองเท้าหรือผ้าคลุมรองเท้าและผ้าคลุมไว้บนเท้าของคุณ ซึ่งจะถูกถอดออกเมื่อออกจากบริเวณที่ปนเปื้อน

การกระทำทางกายภาพเบื้องต้นของอันตรกิริยาของรังสีไอออไนซ์กับวัตถุทางชีววิทยาคือการไอออไนซ์ พลังงานถูกถ่ายโอนไปยังวัตถุผ่านการไอออไนเซชัน

เป็นที่ทราบกันว่าในเนื้อเยื่อชีวภาพ 60-70% โดยน้ำหนักคือน้ำ จากการแตกตัวเป็นไอออน โมเลกุลของน้ำจึงเกิดอนุมูลอิสระ H- และ OH- ในที่ที่มีออกซิเจน จะเกิดอนุมูลอิสระไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (H2O-) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O) ซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงก็จะเกิดขึ้นเช่นกัน

อนุมูลอิสระและสารออกซิแดนท์ที่เกิดจากกระบวนการกัมมันตภาพรังสีของน้ำซึ่งมีฤทธิ์ทางเคมีสูงเข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีกับโมเลกุลของโปรตีนเอนไซม์และองค์ประกอบโครงสร้างอื่น ๆ ของเนื้อเยื่อชีวภาพซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางชีวภาพในร่างกาย เป็นผลให้กระบวนการเผาผลาญถูกรบกวน กิจกรรมของระบบเอนไซม์ถูกระงับ การเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อช้าลงและหยุดลง และมีสิ่งใหม่เกิดขึ้น สารประกอบเคมีไม่ใช่ลักษณะของร่างกาย-สารพิษ สิ่งนี้นำไปสู่ความผิดปกติ ฟังก์ชั่นส่วนบุคคลหรือระบบร่างกายโดยรวม ขึ้นอยู่กับขนาดของยาที่ดูดซึมและ ลักษณะเฉพาะส่วนบุคคลสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอาจย้อนกลับหรือไม่สามารถย้อนกลับได้

สารกัมมันตภาพรังสีบางชนิดสะสมอยู่บ้าง อวัยวะภายใน. ตัวอย่างเช่น แหล่งที่มาของรังสีอัลฟ่า (เรเดียม ยูเรเนียม พลูโตเนียม) รังสีบีตา (สตรอนเทียมและอิตเทรียม) และรังสีแกมมา (เซอร์โคเนียม) จะถูกสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อกระดูก สารทั้งหมดนี้ขับออกจากร่างกายได้ยาก

คุณสมบัติของผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ต่อสิ่งมีชีวิต

เมื่อศึกษาผลของรังสีต่อร่างกายพบคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

ประสิทธิภาพสูงในการดูดซับพลังงาน พลังงานรังสีที่ดูดซับจำนวนเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพอย่างลึกซึ้งในร่างกาย

· การมีอยู่ของการซ่อนเร้นหรือการฟักตัว อาการของการกระทำของรังสีไอออไนซ์ ช่วงเวลานี้มักเรียกว่าช่วงเวลาแห่งความเป็นอยู่ที่ดีในจินตนาการ ระยะเวลาของมันจะลดลงโดยการฉายรังสี ปริมาณมาก;

· ผลของการใช้ในปริมาณน้อยอาจเป็นแบบเสริมหรือแบบสะสมก็ได้ ผลกระทบนี้เรียกว่าการสะสม

· รังสีไม่เพียงส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตที่ได้รับเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อลูกหลานด้วย นี่คือสิ่งที่เรียกว่าผลกระทบทางพันธุกรรม

· อวัยวะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตมีความไวต่อรังสีในตัวเอง เมื่อได้รับปริมาณ 0.02-0.05 R ทุกวันการเปลี่ยนแปลงในเลือดก็เกิดขึ้นแล้ว

· โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ทุกสิ่งมีชีวิตที่ทำปฏิกิริยากับรังสีเท่ากัน

· การเปิดรับขึ้นอยู่กับความถี่ การได้รับยาในปริมาณมากเพียงครั้งเดียวทำให้เกิดผลที่ลึกซึ้งมากกว่าการแยกส่วน

อันเป็นผลมาจากผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ต่อร่างกายมนุษย์ กระบวนการทางกายภาพ เคมี และชีวภาพที่ซับซ้อนสามารถเกิดขึ้นได้ในเนื้อเยื่อ

เป็นที่ทราบกันว่าสองในสามขององค์ประกอบทั้งหมดของเนื้อเยื่อมนุษย์คือน้ำและคาร์บอน น้ำภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์จะถูกแบ่งออกเป็น H และ OH ซึ่งไม่ว่าจะโดยตรงหรือผ่านสายโซ่ของการเปลี่ยนแปลงทุติยภูมิทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์ทางเคมีสูง: ไฮเดรตออกไซด์ HO2 และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 สารประกอบเหล่านี้มีปฏิกิริยากับโมเลกุล อินทรียฺวัตถุเนื้อเยื่อออกซิไดซ์และทำลายมัน

อันเป็นผลมาจากการสัมผัสกับรังสีไอออไนซ์ทำให้กระบวนการทางชีวเคมีและการเผาผลาญในร่างกายปกติหยุดชะงัก

ปริมาณรังสีที่ดูดกลืนซึ่งทำให้เกิดความเสียหายต่อส่วนต่างๆ ของร่างกายแล้วเสียชีวิตนั้น มีมากกว่าปริมาณรังสีที่ดูดกลืนถึงอันตรายถึงชีวิตไปทั้งร่างกาย ปริมาณการดูดซึมที่อันตรายถึงชีวิตสำหรับทั้งร่างกายมีดังนี้: หัว - 2,000 rads, ส่วนล่างหน้าท้อง - 5,000 rad, หน้าอก - 10,000 rad, แขนขา - 20,000 rad

ระดับความไวของเนื้อเยื่อต่างๆ ต่อรังสีจะแตกต่างกันไป หากเราพิจารณาเนื้อเยื่ออวัยวะตามลำดับการลดความไวต่อรังสี เราจะได้ลำดับต่อไปนี้: เนื้อเยื่อน้ำเหลือง, ต่อมน้ำเหลือง, ม้าม, ต่อมไธมัส, ไขกระดูก,เซลล์สืบพันธุ์

ความไวที่มากขึ้นของอวัยวะเม็ดเลือดต่อการฉายรังสีขึ้นอยู่กับการกำหนดลักษณะของการเจ็บป่วยจากรังสี ด้วยการฉายรังสีเพียงครั้งเดียวของร่างกายมนุษย์ทั้งหมดด้วยปริมาณการดูดซึม 50 rad หนึ่งวันหลังจากการฉายรังสี จำนวนเซลล์เม็ดเลือดขาวสามารถลดลงอย่างรวดเร็วและจำนวนเม็ดเลือดแดง (เซลล์เม็ดเลือดแดง) ก็จะลดลงสองสัปดาห์หลังจากการฉายรังสี ยู คนที่มีสุขภาพดีมีเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 1,014 เซลล์ โดยมีการสืบพันธุ์รายวัน 1,012 เซลล์ และอัตราส่วนนี้จะถูกรบกวนในผู้ป่วย

ปัจจัยสำคัญในการให้ร่างกายได้รับรังสีไอออไนซ์คือระยะเวลาในการได้รับรังสี เมื่ออัตราปริมาณรังสีเพิ่มขึ้น ผลเสียหายของรังสีจะเพิ่มขึ้น ยิ่งการแผ่รังสีตรงเวลามีเศษส่วนมากเท่าใด ผลเสียหายก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

ประสิทธิผลทางชีวภาพของรังสีไอออไนซ์แต่ละประเภทขึ้นอยู่กับการไอออไนซ์จำเพาะ ตัวอย่างเช่น a - อนุภาคที่มีพลังงาน 3 meV ก่อให้เกิดไอออน 40,000 คู่ต่อมิลลิเมตรของเส้นทาง b - อนุภาคที่มีพลังงานเท่ากัน - มากถึงสี่คู่ของไอออน อนุภาคอัลฟ่าเจาะผิวหนังชั้นบนได้ลึก 40 มม. อนุภาคบีตา - สูงถึง 0.13 ซม.

การฉายรังสีภายนอกด้วยรังสี a, b มีอันตรายน้อยกว่า เนื่องจากอนุภาค a และ b มีระยะในเนื้อเยื่อเล็กน้อยและไปไม่ถึงเม็ดเลือดและอวัยวะอื่น ๆ

ระดับความเสียหายต่อร่างกายขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นผิวที่ถูกฉายรังสี เมื่อพื้นผิวที่ถูกฉายรังสีลดลง ผลกระทบทางชีวภาพก็ลดลงเช่นกัน ดังนั้นเมื่อฉายรังสีโฟตอนบนพื้นที่ร่างกาย 6 ซม.2 ด้วยปริมาณรังสีที่ดูดซึม 450 rad ก็ไม่พบความเสียหายต่อร่างกายที่เห็นได้ชัดเจน แต่เมื่อฉายรังสีปริมาณเท่ากันทั้งร่างกาย ก็มีผู้เสียชีวิตถึง 50% .

ลักษณะเฉพาะของร่างกายมนุษย์จะปรากฏเมื่อมีปริมาณการดูดซึมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ยิ่งบุคคลอายุน้อย ความไวต่อรังสีก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็ก ผู้ใหญ่ที่มีอายุ 25 ปีขึ้นไป มีความทนทานต่อรังสีมากที่สุด

มีหลายอาชีพที่มี โอกาสที่ดีการฉายรังสี ภายใต้สถานการณ์ฉุกเฉินบางอย่าง (เช่น การระเบิดที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์) ประชากรที่อาศัยอยู่ในบางพื้นที่อาจได้รับรังสี ไม่มีสารใดที่สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์ แต่มีสารบางชนิดที่ปกป้องร่างกายจากรังสีได้บางส่วน ซึ่งรวมถึง ตัวอย่างเช่น โซเดียมเอไซด์และไซยาไนด์ สารที่มีหมู่ซัลไฮไดรด์ เป็นต้น เป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ป้องกันรังสี

ตัวป้องกันรังสีป้องกันการก่อตัวของอนุมูลเคมีที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีบางส่วน กลไกการออกฤทธิ์ของอุปกรณ์ป้องกันรังสีนั้นแตกต่างกัน บางคนก็เข้าร่วม ปฏิกิริยาเคมีโดยมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่ร่างกายและทำให้เป็นกลางสร้างสารที่เป็นกลางซึ่งถูกกำจัดออกจากร่างกายได้ง่าย คนอื่นมีกลไกที่ยอดเยี่ยม ตัวป้องกันรังสีบางชนิดออกฤทธิ์ในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่บางชนิดมีอายุการใช้งานนานกว่า ตัวป้องกันรังสีมีหลายประเภท: ชนิดเม็ด ผง และสารละลาย

เมื่อสารกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่ร่างกาย ผลเสียหายส่วนใหญ่จะกระทำโดยแหล่ง - และจากนั้นโดยแหล่ง b - และ g เช่น ในลำดับย้อนกลับกับการฉายรังสีภายนอก อนุภาคอัลฟ่าที่มีความหนาแน่นของไอออไนซ์จะทำลายเยื่อเมือกซึ่งก็คือ การป้องกันที่อ่อนแออวัยวะภายในเทียบกับฝาครอบด้านนอก

การเข้ามาของอนุภาคของแข็งเข้าไป อวัยวะระบบทางเดินหายใจขึ้นอยู่กับระดับความแตกแยกของอนุภาค อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.1 ไมครอนจะเข้าสู่ปอดพร้อมกับอากาศ และจะถูกกำจัดออกเมื่อออกมา เหลือเพียงส่วนเล็กๆ ในปอด อนุภาคขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่กว่า 5 ไมครอนจะถูกกักเก็บไว้ในโพรงจมูกเกือบทั้งหมด

ระดับความเป็นอันตรายยังขึ้นอยู่กับอัตราการกำจัดสารออกจากร่างกายด้วย หากนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่เข้าสู่ร่างกายเป็นธาตุประเภทเดียวกับที่มนุษย์บริโภคเข้าไปก็จะไม่คงอยู่ต่อไป เวลานานในร่างกายแต่ถูกขับออกไปพร้อมกับพวกมัน (โซเดียม คลอรีน โพแทสเซียม และอื่นๆ)

ก๊าซกัมมันตภาพรังสีเฉื่อย (อาร์กอน ซีนอน คริปทอน และอื่นๆ) ไม่เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อผ้า ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปพวกมันจะถูกลบออกจากร่างกายโดยสิ้นเชิง

สารกัมมันตภาพรังสีบางชนิดที่เข้าสู่ร่างกายมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันไม่มากก็น้อยส่วนสารกัมมันตภาพรังสีบางชนิดก็เข้มข้นในอวัยวะภายในของแต่ละบุคคล ดังนั้นแหล่งกำเนิดรังสีเช่นเรเดียม ยูเรเนียม และพลูโทเนียมจึงสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อกระดูก สตรอนเทียมและอิตเทรียมซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของรังสีบี และเซอร์โคเนียมซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของรังสีจี ก็สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อกระดูกเช่นกัน องค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งเกาะติดกับเนื้อเยื่อกระดูกทางเคมี จึงยากต่อการกำจัดออกจากร่างกาย

ธาตุที่มีเลขอะตอมสูง (พอโลเนียม ยูเรเนียม ฯลฯ) จะยังคงอยู่ในร่างกายเป็นเวลานานเช่นกัน ธาตุที่สร้างเกลือที่ละลายได้ง่ายในร่างกายและสะสมอยู่ เนื้อเยื่ออ่อนจะถูกขับออกจากร่างกายได้ง่าย

เรื่องอัตราการกำจัดสารกัมมันตภาพรังสี อิทธิพลใหญ่มีครึ่งชีวิตของสารกัมมันตภาพรังสีที่กำหนด T หากเรากำหนดให้ Tb เป็นระยะเวลาครึ่งชีวิตของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจากร่างกายดังนั้นครึ่งชีวิตที่มีประสิทธิผลโดยคำนึงถึงการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีและการกำจัดทางชีวภาพจะเป็น แสดงโดยสูตร:

เทฟฟ์ = T * Tb / (T + Tb)

คุณสมบัติที่สำคัญ การกระทำทางชีวภาพรังสีไอออไนซ์มีดังนี้:

· ผลของรังสีไอออไนซ์ต่อร่างกายมนุษย์ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ ดังนั้นจึงเป็นอันตราย เครื่องมือวัดปริมาณรังสีเป็นเหมือนอวัยวะรับความรู้สึกเพิ่มเติมที่ออกแบบมาเพื่อรับรู้รังสีไอออไนซ์

รอยโรคผิวหนังที่มองเห็นได้ ลักษณะอาการไม่สบายของ เจ็บป่วยจากรังสีไม่ปรากฏขึ้นทันที แต่หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ผลรวมของปริมาณเกิดขึ้นที่ซ่อนอยู่ หากสารกัมมันตภาพรังสีถูกนำเข้าสู่ร่างกายมนุษย์อย่างเป็นระบบปริมาณที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งย่อมนำไปสู่การเจ็บป่วยจากรังสีอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ไอออนไนซ์เรียกว่าการแผ่รังสีซึ่งเมื่อผ่านตัวกลางจะทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนหรือการกระตุ้นโมเลกุลของตัวกลาง รังสีไอออไนซ์เช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยประสาทสัมผัสของมนุษย์ ดังนั้นจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่งเพราะบุคคลนั้นไม่รู้ว่าเขากำลังถูกสัมผัสอยู่ รังสีไอออไนซ์เรียกอีกอย่างว่ารังสี

การแผ่รังสีคือกระแสของอนุภาค (อนุภาคอัลฟา อนุภาคบีตา นิวตรอน) หรือพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมาก ความถี่สูง(แกมมาหรือรังสีเอกซ์)

การปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมการทำงานด้วยสารที่เป็นแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์เรียกว่าการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี

มลพิษทางนิวเคลียร์เป็นรูปแบบหนึ่งของมลพิษทางกายภาพ (พลังงาน) ที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสีในสิ่งแวดล้อมเกินระดับธรรมชาติอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์

สารประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ขององค์ประกอบทางเคมี - อะตอม อะตอมนั้นหารลงตัวและมี โครงสร้างที่ซับซ้อน. ที่จุดศูนย์กลางของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีจะมีอนุภาควัสดุที่เรียกว่านิวเคลียสของอะตอม ซึ่งมีอิเล็กตรอนหมุนรอบอยู่ อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่มีความเสถียรสูง เช่น ความเสถียร อย่างไรก็ตาม ในองค์ประกอบหลายประการที่รู้จักในธรรมชาติ นิวเคลียสจะสลายตัวไปเองตามธรรมชาติ องค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่า นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีธาตุเดียวกันสามารถมีนิวไคลด์กัมมันตรังสีได้หลายตัว ในกรณีนี้พวกเขาจะถูกเรียก ไอโซโทปรังสีองค์ประกอบทางเคมี การสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นเองจะมาพร้อมกับรังสีกัมมันตภาพรังสี

การสลายตัวตามธรรมชาติของนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีบางชนิด (นิวคลิลด์กัมมันตภาพรังสี) เรียกว่า กัมมันตภาพรังสี.

รังสีกัมมันตภาพรังสีสามารถมีได้หลายประเภท: กระแสของอนุภาคพลังงานสูง, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่มากกว่า 1.5.10 17 Hz

อนุภาคที่ปล่อยออกมาคือ หลากหลายชนิดแต่อนุภาคที่ปล่อยออกมาบ่อยที่สุดคืออนุภาคอัลฟา (รังสี α) และอนุภาคบีตา (รังสี β) อนุภาคแอลฟามีน้ำหนักมากและมีพลังงานสูงเป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม อนุภาคบีตาเบากว่าอนุภาคอัลฟ่าประมาณ 7,336 เท่า แต่ก็มีพลังงานสูงเช่นกัน รังสีเบต้าคือกระแสของอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน

กัมมันตรังสี รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า(เรียกอีกอย่างว่ารังสีโฟตอน) ขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่น อาจเป็นรังสีเอกซ์ (1.5...1017...5...1019 Hz) และรังสีแกมมา (มากกว่า 5...1019 Hz) ). รังสีธรรมชาติเป็นเพียงรังสีแกมมาเท่านั้น รังสีเอกซ์เป็นรังสีเทียมและเกิดขึ้นในหลอดรังสีแคโทดที่แรงดันไฟฟ้าหลายหมื่นโวลต์

นิวไคลด์กัมมันตรังสีที่เปล่งอนุภาคออกมา เปลี่ยนเป็นนิวไคลด์กัมมันตรังสีและองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีสลายตัวในอัตราที่ต่างกัน อัตราการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเรียกว่า กิจกรรม. หน่วยวัดสำหรับกิจกรรมคือจำนวนการสลายตัวต่อหน่วยเวลา หนึ่งการสลายตัวต่อวินาทีเรียกว่าพิเศษเบกเคอเรล (Bq) อีกหน่วยที่มักใช้วัดกิจกรรมคือกูรี (Ku) โดย 1 Ku = 37.10 9 Bq. นิวไคลด์กัมมันตรังสีกลุ่มแรกๆ ที่ศึกษาโดยละเอียดคือเรเดียม-226 มันถูกศึกษาครั้งแรกโดย Curies หลังจากนั้นจึงตั้งชื่อหน่วยการวัดกิจกรรม จำนวนการสลายตัวต่อวินาทีที่เกิดขึ้นใน 1 กรัมของเรเดียม-226 (กิจกรรม) คือ 1 Ku

ช่วงเวลาที่เรียกว่าครึ่งหนึ่งของการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี ครึ่งชีวิต(ท 1/2). นิวไคลด์กัมมันตรังสีแต่ละชนิดมีครึ่งชีวิตของตัวเอง ช่วงการเปลี่ยนแปลงของ T 1/2 สำหรับนิวไคลด์กัมมันตรังสีชนิดต่างๆ นั้นกว้างมาก มันแตกต่างกันไปตั้งแต่วินาทีไปจนถึงพันล้านปี ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียม-238 ซึ่งเป็นกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่มีชื่อเสียงที่สุด มีครึ่งชีวิตประมาณ 4.5 พันล้านปี

ในระหว่างการสลายตัว ปริมาณนิวไคลด์กัมมันตรังสีจะลดลงและกิจกรรมของมันจะลดลง รูปแบบตามกิจกรรมที่ลดลงเป็นไปตามกฎการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี:

ที่ไหน ก 0 — กิจกรรมเริ่มต้น ก- กิจกรรมในช่วงเวลาหนึ่ง ที.

ประเภทของรังสีไอออไนซ์

รังสีไอออไนซ์เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า จอแสดงผล ฯลฯ

รังสีไอออไนซ์ประกอบด้วย กล้ามเนื้อ(อัลฟา เบตา นิวตรอน) และ แม่เหล็กไฟฟ้า(แกมมา, เอ็กซ์เรย์) รังสีที่สามารถสร้างอะตอมที่มีประจุและโมเลกุลไอออนเมื่อมีปฏิกิริยากับสสาร

รังสีอัลฟ่าคือกระแสของนิวเคลียสฮีเลียมที่ปล่อยออกมาจากสารในระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสหรือระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์

ยิ่งพลังงานของอนุภาคมากเท่าใด ไอออนไนซ์ทั้งหมดที่เกิดจากอนุภาคในสสารก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ช่วงของอนุภาคอัลฟ่าที่ปล่อยออกมาจากสารกัมมันตภาพรังสีสูงถึง 8-9 ซม. ในอากาศและในเนื้อเยื่อที่มีชีวิต - หลายสิบไมครอน อนุภาคอัลฟ่ามีมวลค่อนข้างมากจะสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็วเมื่อมีปฏิกิริยากับสสาร ซึ่งจะกำหนดความสามารถในการทะลุทะลวงต่ำและการแตกตัวเป็นไอออนจำเพาะสูง ซึ่งมีจำนวนไอออนในอากาศหลายหมื่นคู่ต่อเส้นทาง 1 ซม.

รังสีเบต้า -การไหลของอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี

ช่วงสูงสุดของอนุภาคเบตาในอากาศคือ 1,800 ซม. และในเนื้อเยื่อที่มีชีวิต - 2.5 ซม. ความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนของอนุภาคเบตาต่ำกว่า (หลายสิบคู่ต่อเส้นทาง 1 ซม.) และความสามารถในการเจาะทะลุสูงกว่า อนุภาคอัลฟ่า

นิวตรอนซึ่งเป็นฟลักซ์ที่เกิดขึ้น รังสีนิวตรอนแปลงพลังงานเป็นปฏิกิริยายืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่นกับนิวเคลียสของอะตอม

ในระหว่างปฏิกิริยาที่ไม่ยืดหยุ่น การแผ่รังสีทุติยภูมิจะเกิดขึ้นซึ่งอาจประกอบด้วยทั้งอนุภาคที่มีประจุและแกมมาควอนต้า (รังสีแกมมา): ด้วยปฏิกิริยาแบบยืดหยุ่น ทำให้ไอออนไนซ์ธรรมดาของสสารเป็นไปได้

ความสามารถในการทะลุทะลวงของนิวตรอนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพลังงานและองค์ประกอบของสสารของอะตอมที่พวกมันทำปฏิกิริยากัน

รังสีแกมมา -รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (โฟตอน) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์หรือปฏิกิริยาระหว่างอนุภาค

รังสีแกมมามีพลังทะลุทะลวงสูงและมีฤทธิ์ในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำ

รังสีเอกซ์เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมรอบๆ แหล่งกำเนิดรังสีบีตา (ในหลอดรังสีเอกซ์ เครื่องเร่งอิเล็กตรอน) และเป็นการรวมกันของเบรมสตราลุงและรังสีลักษณะเฉพาะ Bremsstrahlung คือการแผ่รังสีโฟตอนที่มีสเปกตรัมต่อเนื่องที่ปล่อยออกมาเมื่อพลังงานจลน์ของอนุภาคที่มีประจุเปลี่ยนแปลง การแผ่รังสีลักษณะเฉพาะคือการแผ่รังสีโฟตอนที่มีสเปกตรัมแยกกันที่ปล่อยออกมาเมื่อสถานะพลังงานของอะตอมเปลี่ยนแปลง

เช่นเดียวกับรังสีแกมมา รังสีเอกซ์มีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำและมีความลึกทะลุผ่านได้มาก

แหล่งที่มาของรังสีไอออไนซ์

ประเภทของความเสียหายจากรังสีต่อบุคคลขึ้นอยู่กับลักษณะของแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์

รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติประกอบด้วยรังสีคอสมิกและรังสีจากสารกัมมันตรังสีที่กระจายตัวตามธรรมชาติ

นอกจากรังสีธรรมชาติแล้วบุคคลยังได้รับรังสีจากแหล่งอื่นเช่นเมื่อทำการเอ็กซ์เรย์กะโหลกศีรษะ - 0.8-6 R; กระดูกสันหลัง - 1.6-14.7 R; ปอด (ฟลูออโรกราฟี) - 0.2-0.5 R: หน้าอกด้วยการส่องกล้อง - 4.7-19.5 R; ระบบทางเดินอาหารด้วยการส่องกล้อง - 12-82 R: ฟัน - 3-5 R.

การฉายรังสีครั้งเดียวที่ 25-50 rem ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวเล็กน้อยในเลือด เมื่อได้รับรังสีที่ขนาด 80-120 rem จะมีอาการป่วยจากรังสีปรากฏขึ้น แต่ไม่มีความตาย การเจ็บป่วยจากรังสีเฉียบพลันจะเกิดขึ้นเมื่อได้รับรังสีเพียงครั้งเดียวถึง 200-300 รีม และอาจถึงแก่ชีวิตได้ใน 50% ของกรณีทั้งหมด ความตายใน 100% ของกรณีเกิดขึ้นที่ขนาด 550-700 rem ปัจจุบันมียาต้านรังสีอยู่จำนวนหนึ่ง ลดผลกระทบของรังสี

การเจ็บป่วยจากรังสีเรื้อรังสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อได้รับรังสีในปริมาณที่ต่ำกว่าสาเหตุอย่างต่อเนื่องหรือซ้ำๆ แบบฟอร์มเฉียบพลัน. ที่สุด คุณสมบัติลักษณะ รูปแบบเรื้อรังการเจ็บป่วยจากรังสี คือการเปลี่ยนแปลงในเลือด การรบกวนใน ระบบประสาท, รอยโรคผิวหนังเฉพาะที่, เลนส์ตาเสียหาย, ภูมิคุ้มกันลดลง

ระดับขึ้นอยู่กับว่าการสัมผัสภายนอกหรือภายใน การสัมผัสภายในเกิดขึ้นได้จากการสูดดม การกลืนไอโซโทปรังสี และการแทรกซึมเข้าไปในร่างกายมนุษย์ผ่านทางผิวหนัง สารบางชนิดถูกดูดซึมและสะสมในอวัยวะเฉพาะ ส่งผลให้ได้รับรังสีเฉพาะที่ในปริมาณสูง ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปไอโอดีนที่สะสมอยู่ในร่างกายอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ ต่อมไทรอยด์, ธาตุหายาก - เนื้องอกในตับ, ไอโซโทปของซีเซียม, รูบิเดียม - เนื้องอกของเนื้อเยื่ออ่อน

แหล่งกำเนิดรังสีเทียม

นอกจากการสัมผัสจากแหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติซึ่งมีอยู่ตลอดเวลาและทุกที่แล้ว แหล่งกำเนิดรังสีเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ยังปรากฏในศตวรรษที่ 20

ประการแรกคือการใช้รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาในการแพทย์เพื่อวินิจฉัยและรักษาผู้ป่วย ที่ได้รับในระหว่างขั้นตอนที่เหมาะสมอาจมีขนาดใหญ่มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรักษาเนื้องอกเนื้อร้ายด้วยการฉายรังสี เมื่ออยู่ในบริเวณเนื้องอกโดยตรง พวกมันสามารถเข้าถึง 1,000 rem หรือมากกว่า ในระหว่างการตรวจเอ็กซ์เรย์ ปริมาณรังสีจะขึ้นอยู่กับเวลาในการตรวจและอวัยวะที่กำลังได้รับการวินิจฉัย และอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่เพียงไม่กี่ระยะเมื่อถ่ายภาพฟัน ไปจนถึงหลายสิบระยะเมื่อตรวจระบบทางเดินอาหารและปอด ภาพฟลูออโรกราฟิกให้ปริมาณรังสีน้อยที่สุด และไม่ควรละทิ้งการตรวจฟลูออโรกราฟิกเชิงป้องกันประจำปีไม่ว่าในกรณีใดๆ ปริมาณเฉลี่ยที่ผู้คนได้รับจาก การวิจัยทางการแพทย์เท่ากับ 0.15 เรตต่อปี

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ผู้คนเริ่มใช้รังสีอย่างแข็งขันเพื่อจุดประสงค์ทางสันติ มีการใช้ไอโซโทปรังสีหลายชนิด การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในการวินิจฉัยวัตถุทางเทคนิค ในอุปกรณ์ควบคุมและการวัด ฯลฯ และสุดท้าย - พลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) เรือตัดน้ำแข็ง เรือ และเรือดำน้ำ ปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มากกว่า 400 เครื่องที่มีกำลังการผลิตไฟฟ้ารวมมากกว่า 300 ล้านกิโลวัตต์ทำงานที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพียงแห่งเดียว เพื่อให้ได้มาและแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้มีการสร้างองค์กรที่ซับซ้อนทั้งหมดขึ้นมารวมกัน วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์(เอ็นเอฟซี)

วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์รวมถึงองค์กรสำหรับการสกัดยูเรเนียม (เหมืองยูเรเนียม), การเสริมสมรรถนะ (โรงงานเสริมสมรรถนะ), การผลิตองค์ประกอบเชื้อเพลิง, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เอง, องค์กรสำหรับการรีไซเคิลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (โรงงานเคมีกัมมันตภาพรังสี) เพื่อการชั่วคราว การจัดเก็บและการแปรรูปกากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นจากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และท้ายที่สุด ชี้การฝังกากกัมมันตภาพรังสีชั่วนิรันดร์ (บริเวณฝังศพ) ในทุกขั้นตอนของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ สารกัมมันตภาพรังสีจะได้รับผลกระทบไม่มากก็น้อย พนักงานบริการในทุกขั้นตอน การปล่อยนิวไคลด์กัมมันตรังสี (ปกติหรือฉุกเฉิน) ออกสู่สิ่งแวดล้อมอาจเกิดขึ้นและสร้างปริมาณเพิ่มเติมให้กับประชากร โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่สถานประกอบการด้านวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

นิวไคลด์กัมมันตรังสีมาจากไหน? ดำเนินการตามปกติเอ็นพีพี? การแผ่รังสีภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นั้นมีมหาศาล ชิ้นส่วนฟิชชันเชื้อเพลิงต่างๆ อนุภาคมูลฐานสามารถทะลุผ่านเกราะป้องกัน รอยแตกขนาดเล็ก และเข้าไปในสารหล่อเย็นและอากาศได้ การดำเนินการทางเทคโนโลยีหลายอย่างในระหว่างการผลิตพลังงานไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถนำไปสู่มลภาวะทางน้ำและอากาศ ดังนั้นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงติดตั้งระบบบำบัดน้ำและก๊าซให้บริสุทธิ์ การปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจะดำเนินการผ่านท่อสูง

ในระหว่างการดำเนินงานตามปกติของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่สิ่งแวดล้อมจะมีน้อยและมีผลกระทบต่อประชากรที่อาศัยอยู่ในบริเวณใกล้เคียงเพียงเล็กน้อย

อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดจากมุมมองของความปลอดภัยของรังสีนั้นเกิดจากโรงงานในการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วซึ่งมีกิจกรรมที่สูงมาก องค์กรเหล่านี้สร้างของเสียที่เป็นของเหลวจำนวนมากซึ่งมีกัมมันตภาพรังสีสูง และมีอันตรายจากปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกิดขึ้นเอง (อันตรายจากนิวเคลียร์)

ปัญหาในการจัดการกับกากกัมมันตรังสีซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของการปนเปื้อนกัมมันตรังสีในชีวมณฑลนั้นมีความซับซ้อนมาก

อย่างไรก็ตาม วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ซับซ้อนและมีราคาแพงจากการแผ่รังสีในสถานประกอบการทำให้สามารถรับประกันการปกป้องมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในคุณค่าที่น้อยมาก ซึ่งน้อยกว่าภูมิหลังทางเทคโนโลยีที่มีอยู่อย่างมีนัยสำคัญ สถานการณ์ที่แตกต่างเกิดขึ้นเมื่อเบี่ยงเบนไปจาก โหมดปกติในการทำงานและโดยเฉพาะในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ ดังนั้นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นในปี 1986 (ซึ่งสามารถจัดได้ว่าเป็นภัยพิบัติระดับโลก - อุบัติเหตุที่ใหญ่ที่สุดในสถานประกอบการด้านเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในประวัติศาสตร์การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมด) ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลทำให้เกิดการปลดปล่อยเพียง 5 ครั้ง % ของเชื้อเพลิงทั้งหมดสู่สิ่งแวดล้อม เป็นผลให้นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่มีฤทธิ์รวม 50 ล้าน Ci ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม การเปิดตัวครั้งนี้ส่งผลให้ผู้คนจำนวนมากได้รับรังสี จำนวนมากการเสียชีวิต มลพิษในพื้นที่ขนาดใหญ่ ความจำเป็นในการย้ายถิ่นฐานของผู้คนจำนวนมาก

อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าวิธีการผลิตพลังงานนิวเคลียร์เป็นไปได้ก็ต่อเมื่ออุบัติเหตุขนาดใหญ่ในสถานประกอบการเกี่ยวกับวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้รับการยกเว้นโดยพื้นฐานแล้ว

“ทัศนคติของผู้คนต่ออันตรายนั้นขึ้นอยู่กับว่าพวกเขารู้ดีแค่ไหน”

เนื้อหานี้เป็นคำตอบทั่วไปสำหรับคำถามมากมายที่เกิดขึ้นจากผู้ใช้อุปกรณ์ในการตรวจจับและวัดรังสีในสภาวะภายในบ้าน
การใช้คำศัพท์เฉพาะทางฟิสิกส์นิวเคลียร์เพียงเล็กน้อยในการนำเสนอเนื้อหาจะช่วยให้คุณสำรวจเรื่องนี้ได้อย่างอิสระ ปัญหาสิ่งแวดล้อมโดยไม่ยอมแพ้ต่อโรคกลัววิทยุ แต่ก็ไม่มีความพึงพอใจมากเกินไป

อันตรายจากรังสี ทั้งที่เกิดขึ้นจริงและในจินตนาการ

“ธาตุกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติชนิดแรกที่ค้นพบเรียกว่าเรเดียม”
- แปลจากภาษาละติน - รังสีที่เปล่งออกมา”

ทุกๆ คนใน สิ่งแวดล้อมมีปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่มีอิทธิพลต่อมัน ซึ่งรวมถึงพายุความร้อน ความเย็น พายุแม่เหล็กและพายุปกติ ฝนตกหนัก หิมะตกหนัก ลมแรง เสียง การระเบิด ฯลฯ

เนื่องจากการมีอยู่ของอวัยวะรับสัมผัสที่ได้รับมอบหมายโดยธรรมชาติ เขาจึงสามารถตอบสนองต่อปรากฏการณ์เหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วด้วยความช่วยเหลือ เช่น ม่านบังแดด เสื้อผ้า ที่พักพิง ยา หน้าจอ ที่พักอาศัย ฯลฯ

อย่างไรก็ตามในธรรมชาติมีปรากฏการณ์ที่บุคคลเนื่องจากขาดอวัยวะสัมผัสที่จำเป็นจึงไม่สามารถตอบสนองได้ทันที - นี่คือกัมมันตภาพรังสี กัมมันตภาพรังสีไม่ใช่ปรากฏการณ์ใหม่ กัมมันตภาพรังสีและรังสีประกอบ (ที่เรียกว่าไอออไนซ์) มีอยู่ในจักรวาลมาโดยตลอด วัสดุกัมมันตภาพรังสีเป็นส่วนหนึ่งของโลกและแม้แต่มนุษย์ก็มีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อยเพราะ... สารกัมมันตภาพรังสีมีอยู่ในปริมาณที่น้อยที่สุดในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต

คุณสมบัติที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดของรังสีกัมมันตภาพรังสี (ไอออไนซ์) คือผลกระทบต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือวัดที่เหมาะสมที่จะให้ข้อมูลที่รวดเร็วสำหรับการตัดสินใจที่เป็นประโยชน์ก่อนที่จะผ่านไป เวลานานและผลที่ไม่พึงประสงค์หรือร้ายแรงก็จะปรากฏขึ้น บุคคลนั้นจะไม่เริ่มรู้สึกถึงผลกระทบทันทีแต่หลังจากผ่านไประยะหนึ่งเท่านั้น ดังนั้นจึงต้องได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการมีอยู่ของรังสีและกำลังของรังสีโดยเร็วที่สุด
อย่างไรก็ตามความลึกลับก็เพียงพอแล้ว เรามาพูดถึงรังสีและรังสีไอออไนซ์ (เช่น กัมมันตภาพรังสี) กันดีกว่า

รังสีไอออไนซ์

ตัวกลางใดๆ ที่ประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่เป็นกลาง - อะตอมซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบที่อยู่ล้อมรอบพวกมัน ทุกอะตอมก็เหมือน ระบบสุริยะในรูปแบบจิ๋ว: “ดาวเคราะห์” เคลื่อนที่ในวงโคจรรอบแกนกลางเล็ก ๆ - อิเล็กตรอน.
นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานหลายชนิด ได้แก่ โปรตอนและนิวตรอน ซึ่งยึดติดกันด้วยแรงนิวเคลียร์

โปรตอนอนุภาคที่มีประจุบวกเท่ากับค่าสัมบูรณ์กับประจุของอิเล็กตรอน

นิวตรอนอนุภาคที่เป็นกลางโดยไม่มีประจุ จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมจะเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสทุกประการ ดังนั้นโดยทั่วไปแต่ละอะตอมจึงมีความเป็นกลาง มวลของโปรตอนมีค่าเกือบ 2,000 เท่าของมวลอิเล็กตรอน

จำนวนอนุภาคที่เป็นกลาง (นิวตรอน) ที่มีอยู่ในนิวเคลียสอาจแตกต่างกันได้หากจำนวนโปรตอนเท่ากัน อะตอมดังกล่าวซึ่งมีนิวเคลียสมีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน เป็นธาตุที่มีองค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวกัน เรียกว่า “ไอโซโทป” ของธาตุนั้น เพื่อแยกความแตกต่างออกจากกัน จึงมีการกำหนดตัวเลขให้กับสัญลักษณ์ของธาตุเท่ากับผลรวมของอนุภาคทั้งหมดในนิวเคลียสของไอโซโทปที่กำหนด ดังนั้นยูเรเนียม-238 จึงประกอบด้วยโปรตอน 92 ตัว และนิวตรอน 146 ตัว ยูเรเนียม 235 มีโปรตอน 92 ตัว แต่มีนิวตรอน 143 ตัว ไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดก่อตัวเป็นกลุ่มของ "นิวไคลด์" นิวไคลด์บางชนิดมีความเสถียร กล่าวคือ ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในขณะที่อนุภาคอื่นๆ ที่เปล่งออกมานั้นไม่เสถียรและกลายเป็นนิวไคลด์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น ลองใช้อะตอมยูเรเนียม - 238 ในบางครั้งกลุ่มที่มีขนาดกะทัดรัดประกอบด้วยอนุภาคสี่ตัวจะแยกตัวออกมา: โปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว - "อนุภาคอัลฟา (อัลฟา)" ยูเรเนียม-238 จึงกลายเป็นองค์ประกอบที่มีนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน 90 ตัวและนิวตรอน 144 ตัว - ทอเรียม-234 แต่ทอเรียม-234 ก็ไม่เสถียรเช่นกัน นิวตรอนหนึ่งในนั้นกลายเป็นโปรตอน และทอเรียม-234 กลายเป็นธาตุที่มีโปรตอน 91 ตัวและนิวตรอน 143 ตัวในนิวเคลียส การเปลี่ยนแปลงนี้ยังส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน (เบต้า) ในวงโคจรของมันด้วย โดยหนึ่งในนั้นกลายเป็นสิ่งฟุ่มเฟือยโดยไม่มีคู่ (โปรตอน) ดังนั้นมันจึงออกจากอะตอม สายโซ่ของการเปลี่ยนแปลงจำนวนมาก พร้อมด้วยรังสีอัลฟ่าหรือเบต้า จบลงด้วยนิวไคลด์ตะกั่วที่เสถียร แน่นอนว่ามีหลายสายโซ่ของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเอง (การสลายตัว) ของนิวไคลด์ต่างๆ ที่คล้ายกัน ครึ่งชีวิตคือช่วงเวลาที่จำนวนนิวเคลียสกัมมันตรังสีเริ่มต้นโดยเฉลี่ยลดลงครึ่งหนึ่ง
ในแต่ละการสลายตัวพลังงานจะถูกปล่อยออกมาซึ่งถูกส่งไปในรูปของรังสี บ่อยครั้งนิวไคลด์ที่ไม่เสถียรจะพบว่าตัวเองอยู่ในสภาวะตื่นเต้น และการปล่อยอนุภาคไม่ได้นำไปสู่การกำจัดการกระตุ้นโดยสิ้นเชิง จากนั้นจะปล่อยพลังงานส่วนหนึ่งออกมาในรูปของรังสีแกมมา (แกมมาควอนตัม) เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ (ซึ่งแตกต่างจากรังสีแกมมาในความถี่เท่านั้น) จะไม่มีการปล่อยอนุภาคใด ๆ ออกมา กระบวนการทั้งหมดของการสลายตัวที่เกิดขึ้นเองของนิวไคลด์ที่ไม่เสถียรเรียกว่าการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี และตัวนิวไคลด์เองก็เรียกว่านิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี

รังสีประเภทต่างๆ จะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันและมีพลังทะลุทะลวงที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตต่างกัน ตัวอย่างเช่น รังสีอัลฟ่าถูกบล็อกด้วยกระดาษแผ่นหนึ่ง และแทบจะไม่สามารถทะลุผ่านชั้นนอกของผิวหนังได้ จึงไม่ก่อให้เกิดอันตรายจนกว่าสารกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยอนุภาคแอลฟาจะเข้าสู่ร่างกายผ่านทาง แผลเปิดกับอาหาร น้ำ หรืออากาศหายใจหรือไอน้ำ เช่น ในอ่างอาบน้ำ แล้วพวกมันก็กลายเป็นอันตรายอย่างยิ่ง อนุภาคบีตามีความสามารถในการเจาะทะลุได้ดีกว่า โดยจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของร่างกายได้ลึกตั้งแต่ 1-2 เซนติเมตรขึ้นไป ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงาน พลังทะลุทะลวงของรังสีแกมมาซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงนั้นสูงมาก มีเพียงตะกั่วหนาหรือแผ่นคอนกรีตเท่านั้นที่จะหยุดรังสีได้ รังสีไอออไนซ์มีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาณทางกายภาพที่สามารถวัดได้จำนวนหนึ่ง สิ่งเหล่านี้ควรรวมถึงปริมาณพลังงาน เมื่อดูเผินๆ อาจดูเหมือนว่าเพียงพอสำหรับการบันทึกและประเมินผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ต่อสิ่งมีชีวิตและมนุษย์ อย่างไรก็ตามค่าพลังงานเหล่านี้ไม่ได้สะท้อนถึงผลกระทบทางสรีรวิทยาของรังสีไอออไนซ์ ร่างกายมนุษย์และเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เป็นเรื่องส่วนตัวและสำหรับ ผู้คนที่หลากหลายแตกต่าง. ดังนั้นจึงใช้ค่าเฉลี่ย

แหล่งกำเนิดรังสีสามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีอยู่ในธรรมชาติ และไม่ขึ้นอยู่กับมนุษย์

เป็นที่ยอมรับกันว่าในบรรดาแหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติทั้งหมด อันตรายที่ใหญ่ที่สุดคือเรดอน ซึ่งเป็นก๊าซหนักที่ไม่มีรส กลิ่น และในขณะเดียวกันก็มองไม่เห็น ด้วยผลิตภัณฑ์ในเครือ

เรดอนถูกปล่อยออกมาจาก เปลือกโลกทุกที่ แต่ความเข้มข้นในอากาศภายนอกแตกต่างกันอย่างมากสำหรับ จุดต่างๆโลก. อาจดูขัดแย้งกันเมื่อมองแวบแรก บุคคลจะได้รับรังสีหลักจากเรดอนขณะอยู่ในห้องปิดและไม่มีอากาศถ่ายเท เรดอนจะมีความเข้มข้นในอากาศภายในอาคารก็ต่อเมื่อมีฉนวนเพียงพอเท่านั้น สภาพแวดล้อมภายนอก. เรดอนซึมผ่านฐานรากและพื้นจากดิน หรือน้อยกว่าการปล่อยออกจากวัสดุก่อสร้าง จึงสะสมอยู่ในอาคาร ห้องปิดผนึกเพื่อจุดประสงค์ในการเป็นฉนวนมีแต่จะทำให้เรื่องแย่ลงเท่านั้น เนื่องจากจะทำให้ก๊าซกัมมันตภาพรังสีหลุดออกจากห้องได้ยากยิ่งขึ้น ปัญหาเรดอนมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอาคารแนวราบที่มีห้องปิดผนึกอย่างระมัดระวัง (เพื่อกักเก็บความร้อน) และการใช้อลูมินาเป็นสารเติมแต่งในวัสดุก่อสร้าง (ที่เรียกว่า "ปัญหาสวีเดน") วัสดุก่อสร้างที่พบมากที่สุด ได้แก่ ไม้ อิฐ และคอนกรีต ปล่อยก๊าซเรดอนค่อนข้างน้อย หินแกรนิต หินภูเขาไฟ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัตถุดิบอลูมินา และฟอสโฟยิปซัม มีกัมมันตภาพรังสีจำเพาะมากกว่ามาก

แหล่งที่มาของเรดอนในอาคารอีกแหล่งซึ่งมักจะมีความสำคัญน้อยกว่าคือน้ำและก๊าซธรรมชาติที่ใช้สำหรับปรุงอาหารและให้ความร้อนในบ้าน

ความเข้มข้นของเรดอนในน้ำที่ใช้กันทั่วไปนั้นต่ำมาก แต่น้ำจากบ่อลึกหรือบ่อบาดาลมีระดับเรดอนที่สูงมาก อย่างไรก็ตาม อันตรายหลักไม่ได้มาจากน้ำดื่มถึงแม้จะมีปริมาณเรดอนสูงก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว ผู้คนบริโภคน้ำส่วนใหญ่ในอาหารและเครื่องดื่มร้อน และเมื่อต้มน้ำหรือปรุงอาหารร้อน เรดอนจะหายไปเกือบทั้งหมด อันตรายที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นคือการที่ไอน้ำเข้ามา เนื้อหาสูงเรดอนเข้าสู่ปอดพร้อมกับอากาศที่สูดเข้าไป ซึ่งส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในห้องน้ำหรือห้องอบไอน้ำ (ห้องอบไอน้ำ)

เรดอนเข้าสู่ก๊าซธรรมชาติใต้ดิน จากการประมวลผลเบื้องต้นและระหว่างการจัดเก็บก๊าซก่อนถึงมือผู้บริโภค เรดอนส่วนใหญ่จะระเหย แต่ความเข้มข้นของเรดอนในห้องอาจเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดหากเตาในครัวและอุปกรณ์ทำความร้อนก๊าซอื่น ๆ ไม่ได้ติดตั้งเครื่องดูดควันไอเสีย . ในกรณีที่มีการระบายอากาศที่จ่ายและระบายออกซึ่งสื่อสารกับอากาศภายนอก ความเข้มข้นของเรดอนจะไม่เกิดขึ้นในกรณีเหล่านี้ นอกจากนี้ยังใช้กับบ้านโดยรวมด้วย - จากการอ่านเครื่องตรวจจับเรดอนคุณสามารถตั้งค่าโหมดการระบายอากาศสำหรับสถานที่ซึ่งกำจัดภัยคุกคามต่อสุขภาพได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการปล่อยเรดอนออกจากดินเป็นไปตามฤดูกาล จึงจำเป็นต้องติดตามประสิทธิภาพของการระบายอากาศปีละ 3-4 ครั้ง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความเข้มข้นของเรดอนเกินมาตรฐาน

แหล่งกำเนิดรังสีอื่นๆ ที่น่าเสียดายที่มี อันตรายที่อาจเกิดขึ้นที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์เอง แหล่งที่มาของรังสีเทียมคือนิวไคลด์กัมมันตรังสีเทียม ลำแสงนิวตรอน และอนุภาคที่มีประจุที่สร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และเครื่องเร่งปฏิกิริยา พวกมันถูกเรียกว่าแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ที่มนุษย์สร้างขึ้น ปรากฎว่านอกจากธรรมชาติที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์แล้ว รังสียังสามารถนำมาใช้เพื่อรับใช้มนุษย์ได้ด้วย นี่ไม่ใช่รายการการประยุกต์ใช้รังสีในด้านต่างๆ ทั้งหมด: การแพทย์ อุตสาหกรรม เกษตรกรรม เคมี วิทยาศาสตร์ ฯลฯ ปัจจัยที่ทำให้สงบคือ ธรรมชาติที่ถูกควบคุมกิจกรรมทั้งปวงที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการใช้รังสีเทียม

การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และผลการปฏิบัติงานซึ่งปรากฏในกากกัมมันตภาพรังสีและกากกัมมันตภาพรังสี โดดเด่นในแง่ของผลกระทบต่อมนุษย์ อย่างไรก็ตามเท่านั้น กรณีฉุกเฉิน, พิมพ์ อุบัติเหตุเชอร์โนบิลสามารถมีผลกระทบต่อมนุษย์ที่ไม่สามารถควบคุมได้
งานที่เหลือควบคุมได้ง่ายในระดับมืออาชีพ

เมื่อกัมมันตรังสีตกลงมาในบางพื้นที่ของโลก รังสีสามารถเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้โดยตรงผ่านผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรและอาหาร มันง่ายมากที่จะปกป้องตัวเองและคนที่คุณรักจากอันตรายนี้ เมื่อซื้อนม ผัก ผลไม้ สมุนไพร และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ การเปิดเครื่องวัดปริมาณรังสีและนำไปที่ผลิตภัณฑ์ที่ซื้อนั้นไม่จำเป็น ไม่สามารถมองเห็นรังสีได้ แต่อุปกรณ์จะตรวจจับการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีได้ทันที นี่คือชีวิตของเราในสหัสวรรษที่สาม - เครื่องวัดปริมาณรังสีกลายเป็นคุณลักษณะ ชีวิตประจำวันเหมือนผ้าเช็ดหน้า แปรงสีฟัน, สบู่.

ผลกระทบของรังสีไอออไนซ์ต่อเนื้อเยื่อของร่างกาย

ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตจากการแผ่รังสีไอออไนซ์จะมีมากขึ้น พลังงานที่ถ่ายโอนไปยังเนื้อเยื่อก็จะมากขึ้น ปริมาณของพลังงานนี้เรียกว่าปริมาณโดยการเปรียบเทียบกับสารใด ๆ ที่เข้าสู่ร่างกายและดูดซึมได้อย่างสมบูรณ์ ร่างกายสามารถรับรังสีได้ไม่ว่านิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีจะอยู่นอกร่างกายหรืออยู่ข้างในก็ตาม

ปริมาณพลังงานรังสีที่ดูดซับโดยเนื้อเยื่อของร่างกายที่ถูกฉายรังสี ซึ่งคำนวณต่อหน่วยมวล เรียกว่าปริมาณรังสีที่ดูดซึม และวัดเป็นสีเทา แต่ค่านี้ไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่ารังสีอัลฟ่ามีอันตรายมากกว่ารังสีบีตาหรือแกมมาในปริมาณรังสีที่ดูดซับเท่ากัน (ยี่สิบเท่า) ปริมาณที่คำนวณใหม่ในลักษณะนี้เรียกว่าปริมาณที่เท่ากัน มีหน่วยวัดเป็นหน่วยที่เรียกว่า Sieverts

ควรคำนึงด้วยว่าบางส่วนของร่างกายมีความไวมากกว่าส่วนอื่น ๆ เช่น สำหรับปริมาณรังสีที่เท่ากัน มะเร็งมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในปอดมากกว่าในต่อมไทรอยด์ และการฉายรังสีของอวัยวะสืบพันธุ์ เป็นอันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากมีความเสี่ยงต่อความเสียหายทางพันธุกรรม ดังนั้นควรคำนึงถึงปริมาณรังสีของมนุษย์ด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่ต่างกัน ด้วยการคูณปริมาณรังสีที่เท่ากันด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกันและรวมเข้ากับอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมด เราจะได้ปริมาณรังสีที่มีประสิทธิผลเทียบเท่า ซึ่งสะท้อนถึงผลกระทบโดยรวมของรังสีที่มีต่อร่างกาย มีหน่วยวัดเป็น Sieverts ด้วย

อนุภาคที่มีประจุ

อนุภาคอัลฟ่าและเบต้าที่เจาะเข้าไปในเนื้อเยื่อของร่างกายจะสูญเสียพลังงานเนื่องจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้ากับอิเล็กตรอนของอะตอมที่อยู่ใกล้ที่พวกมันผ่านไป (รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์ถ่ายโอนพลังงานของพวกมันไปยังสสารได้หลายวิธี ซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่ปฏิกิริยาทางไฟฟ้าด้วย)

ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้า

ภายในเวลาประมาณสิบล้านล้านวินาทีหลังจากที่รังสีที่ทะลุผ่านไปถึงอะตอมที่เกี่ยวข้องในเนื้อเยื่อของร่างกาย อิเล็กตรอนจะถูกฉีกออกจากอะตอมนั้น อย่างหลังมีประจุลบ ดังนั้นอะตอมที่เป็นกลางแรกเริ่มที่เหลือจึงมีประจุบวก กระบวนการนี้เรียกว่าไอออไนซ์ อิเล็กตรอนที่แยกออกมาสามารถทำให้อะตอมอื่นแตกตัวเป็นไอออนได้อีก

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพ

ทั้งอิเล็กตรอนอิสระและอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนมักจะไม่สามารถอยู่ในสถานะนี้ได้นาน และในช่วงสิบพันล้านวินาทีต่อจากนี้ จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ซับซ้อนซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโมเลกุลใหม่ รวมถึงปฏิกิริยาที่รุนแรงเช่น " อนุมูลอิสระ”

การเปลี่ยนแปลงทางเคมี

ในช่วงหนึ่งในล้านวินาทีถัดมา อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยาทั้งต่อกันและกับโมเลกุลอื่นๆ และผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ สามารถทำให้เกิดการดัดแปลงทางเคมีของโมเลกุลที่สำคัญทางชีวภาพซึ่งจำเป็นต่อการทำงานปกติของเซลล์

ผลกระทบทางชีวภาพ

การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ภายในไม่กี่วินาทีหรือหลายทศวรรษหลังจากการฉายรังสี และทำให้เซลล์ตายหรือเปลี่ยนแปลงในทันที

หน่วยวัดกัมมันตภาพรังสี
เบคเคอเรล (Bq, Bq); กูรี (Ci, Cu)	1 Bq = 1 การสลายตัวต่อวินาที 1 Ci = 3.7 x 10 10 Bq	หน่วยกิจกรรมของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี แสดงจำนวนการสลายตัวต่อหน่วยเวลา
สีเทา (Gr, Gu); ดีใจ (ราด, ราด)	1 Gy = 1 เจ/กก 1 ราด = 0.01 Gy	หน่วยขนาดยาที่ดูดซึม แสดงถึงปริมาณพลังงานของการแผ่รังสีไอออไนซ์ที่ถูกดูดซับโดยหน่วยมวลใดๆ ร่างกายเช่น เนื้อเยื่อของร่างกาย
ซีเวิร์ต (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "เทียบเท่าทางชีวภาพของการเอ็กซ์เรย์"	1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (สำหรับเบต้าและแกมมา) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0.01 Sv = 10 mSv หน่วยขนาดยาที่เทียบเท่า	หน่วยขนาดยาที่เท่ากัน เป็นตัวแทนของหน่วยของปริมาณรังสีที่ดูดซึมคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงอันตรายที่ไม่เท่ากันของรังสีไอออไนซ์ประเภทต่างๆ
สีเทาต่อชั่วโมง (Gy/h); ซีเวิร์ตต่อชั่วโมง (Sv/h); เรินต์เกนต่อชั่วโมง (R/h)	1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (สำหรับเบต้าและแกมมา) 1 µSv/ชม. = 1 µGy/ชม. = 100 µR/ชม 1 μR/ชม. = 1/1000000 R/ชม	หน่วยอัตราการให้ยา แสดงถึงปริมาณที่ร่างกายได้รับต่อหน่วยเวลา

เพื่อเป็นข้อมูลและไม่เป็นการข่มขู่ โดยเฉพาะผู้ที่ตัดสินใจอุทิศตนในการทำงานกับรังสีไอออไนซ์ คุณควรทราบปริมาณสูงสุดที่อนุญาต หน่วยการวัดกัมมันตภาพรังสีแสดงไว้ในตารางที่ 1 ตามข้อสรุปของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสีในปี พ.ศ. 2533 ผลกระทบที่เป็นอันตรายสามารถเกิดขึ้นได้ในปริมาณที่เท่ากันอย่างน้อย 1.5 Sv (150 rem) ที่ได้รับในระหว่างปี และในกรณีต่างๆ ของการได้รับสัมผัสในระยะสั้น - ในขนาดที่สูงกว่า 0.5 Sv (50 rem) เมื่อการสัมผัสรังสีเกินเกณฑ์ที่กำหนด จะเกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสี โรคนี้มีรูปแบบเรื้อรังและเฉียบพลัน (โดยการสัมผัสครั้งใหญ่ครั้งเดียว) การเจ็บป่วยจากรังสีเฉียบพลันแบ่งออกเป็น 4 องศาตามความรุนแรง ตั้งแต่ขนาดยา 1-2 Sv (100-200 rem ระดับที่ 1) จนถึงขนาดมากกว่า 6 Sv (600 rem ระดับที่ 4) ระยะที่ 4 อาจถึงแก่ชีวิตได้

ปริมาณที่ได้รับใน สภาวะปกติไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับที่ระบุไว้ อัตราปริมาณรังสีที่เท่ากันที่เกิดจากรังสีธรรมชาติจะอยู่ในช่วง 0.05 ถึง 0.2 µSv/h กล่าวคือ จาก 0.44 ถึง 1.75 mSv/ปี (44-175 mSv/ปี)
สำหรับขั้นตอนการวินิจฉัยทางการแพทย์ - การเอ็กซเรย์ ฯลฯ - บุคคลได้รับอีกประมาณ 1.4 mSv/ปี

เพราะในอิฐและคอนกรีต ขนาดเล็กมีธาตุกัมมันตรังสีอยู่ ปริมาณรังสีจะเพิ่มขึ้นอีก 1.5 mSv/ปี สุดท้ายนี้ เนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงสมัยใหม่และเมื่อบินบนเครื่องบิน บุคคลจึงได้รับรังสีสูงถึง 4 mSv/ปี โดยรวมแล้ว พื้นหลังที่มีอยู่สามารถเข้าถึง 10 mSv/ปี แต่โดยเฉลี่ยจะต้องไม่เกิน 5 mSv/ปี (0.5 rem/ปี)

ปริมาณดังกล่าวไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์โดยสิ้นเชิง ขีดจำกัดปริมาณรังสีนอกเหนือจากพื้นหลังที่มีอยู่สำหรับประชากรบางส่วนในพื้นที่ที่มีรังสีเพิ่มขึ้นตั้งไว้ที่ 5 mSv/ปี (0.5 rem/ปี) กล่าวคือ ด้วยทุนสำรอง 300 เท่า สำหรับบุคลากรที่ทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ ปริมาณรังสีสูงสุดที่อนุญาตคือ 50 mSv/ปี (5 rem/ปี) กล่าวคือ 28 µSv/h โดยทำงาน 36 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

ตามมาตรฐานด้านสุขอนามัย NRB-96 (1996) ระดับที่อนุญาตอัตราปริมาณรังสีสำหรับการฉายรังสีภายนอกทั้งร่างกายจากแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อที่อยู่อาศัยถาวรของบุคลากร - 10 μGy/h สำหรับสถานที่พักอาศัยและพื้นที่ที่ประชาชนอาศัยอยู่อย่างถาวร - 0.1 μGy/h (0.1 μSv/h, 10 ไมโครอาร์/ชม.)

คุณจะวัดรังสีได้อย่างไร?

คำไม่กี่คำเกี่ยวกับการลงทะเบียนและการวัดปริมาณรังสีของไอออไนซ์ มีอยู่ วิธีการต่างๆการลงทะเบียนและการวัดปริมาณรังสี: ไอออนไนซ์ (เกี่ยวข้องกับการผ่านของรังสีไอออไนซ์ในก๊าซ), สารกึ่งตัวนำ (ซึ่งก๊าซถูกแทนที่ด้วยของแข็ง), การแวววาว, แสงเรืองแสง, การถ่ายภาพ วิธีการเหล่านี้เป็นพื้นฐานของงาน เครื่องวัดปริมาตรรังสี เซ็นเซอร์รังสีไอออไนซ์ที่เติมแก๊สประกอบด้วยห้องไอออไนซ์ ห้องฟิชชัน ตัวนับสัดส่วน และ เคาน์เตอร์ไกเกอร์-มุลเลอร์. อย่างหลังนั้นค่อนข้างเรียบง่าย ราคาถูกที่สุด และไม่สำคัญต่อสภาพการใช้งาน ซึ่งเป็นสิ่งที่กำหนด ประยุกต์กว้างในอุปกรณ์วัดปริมาณรังสีระดับมืออาชีพที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับและประเมินรังสีเบตาและแกมมา เมื่อเซ็นเซอร์เป็นตัวนับ Geiger-Muller อนุภาคไอออไนซ์ใดๆ ที่เข้าสู่ปริมาตรที่ละเอียดอ่อนของตัวนับจะทำให้เกิดการคายประจุในตัวเอง ตกอยู่ในปริมาณที่ละเอียดอ่อนอย่างแม่นยำ! ดังนั้นอนุภาคอัลฟ่าจึงไม่ได้รับการลงทะเบียนเพราะว่า พวกเขาเข้าไปในนั้นไม่ได้ แม้ในขณะที่ลงทะเบียนอนุภาคบีตา ก็จำเป็นต้องนำเครื่องตรวจจับเข้าใกล้วัตถุมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีรังสี เนื่องจาก ในอากาศ พลังงานของอนุภาคเหล่านี้อาจอ่อนลง อาจไม่ทะลุตัวเครื่อง ไม่เข้าสู่องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน และจะไม่ถูกตรวจพบ

ปริญญาเอก สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ ศาสตราจารย์ MEPhI N.M. กาฟริลอฟ
บทความนี้เขียนขึ้นสำหรับ บริษัท "Kvarta-Rad"

รังสีกัมมันตภาพรังสี (หรือรังสีไอออไนซ์) คือพลังงานที่ปล่อยออกมาจากอะตอมในรูปของอนุภาคหรือคลื่นที่มีลักษณะทางแม่เหล็กไฟฟ้า มนุษย์ต้องเผชิญกับการสัมผัสดังกล่าวจากทั้งแหล่งธรรมชาติและแหล่งของมนุษย์

คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของรังสีทำให้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรม การแพทย์ การทดลองและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การเกษตร และสาขาอื่นๆ ได้สำเร็จ อย่างไรก็ตาม ด้วยการแพร่กระจายของปรากฏการณ์นี้ ภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์ก็เกิดขึ้น การได้รับรังสีกัมมันตภาพรังสีในปริมาณเล็กน้อยอาจเพิ่มความเสี่ยงในการเป็นโรคร้ายแรงได้

ความแตกต่างระหว่างรังสีและกัมมันตภาพรังสี

การแผ่รังสีในความหมายกว้างๆ หมายถึง การแผ่รังสี กล่าวคือ การแพร่กระจายของพลังงานในรูปของคลื่นหรืออนุภาค รังสีกัมมันตภาพรังสีแบ่งออกเป็นสามประเภท:

• รังสีอัลฟ่า – ฟลักซ์ของนิวเคลียสฮีเลียม-4;
• รังสีบีตา – การไหลของอิเล็กตรอน
• รังสีแกมมาเป็นกระแสโฟตอนที่พลังงานสูง

ลักษณะของรังสีกัมมันตรังสีขึ้นอยู่กับพลังงาน คุณสมบัติการส่งผ่าน และประเภทของอนุภาคที่ปล่อยออกมา

รังสีอัลฟ่าซึ่งเป็นกระแสของคลังข้อมูลที่มีประจุบวก อาจล่าช้าได้ด้วยอากาศหนาหรือเสื้อผ้า สายพันธุ์นี้ไม่สามารถเจาะผิวหนังได้จริง แต่เมื่อเข้าสู่ร่างกายเช่นผ่านบาดแผลจะเป็นอันตรายมากและมีผลเสียต่ออวัยวะภายใน

รังสีเบต้ามีพลังงานมากกว่า - อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและมีขนาดเล็ก นั่นเป็นเหตุผล ประเภทนี้รังสีทะลุผ่านเสื้อผ้าบางๆ และผิวหนังลึกเข้าไปในเนื้อเยื่อ สามารถป้องกันรังสีเบต้าได้โดยใช้แผ่นอลูมิเนียมหนาไม่กี่มิลลิเมตรหรือแผ่นไม้หนา

รังสีแกมมาเป็นรังสีพลังงานสูงที่มีลักษณะทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความสามารถในการทะลุทะลวงสูง เพื่อป้องกันมันคุณต้องใช้คอนกรีตชั้นหนาหรือแผ่น โลหะหนักเช่นแพลทินัมและตะกั่ว

ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2439 การค้นพบนี้ทำโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Becquerel กัมมันตภาพรังสีคือความสามารถของวัตถุ สารประกอบ องค์ประกอบในการเปล่งรังสีไอออไนซ์ กล่าวคือ รังสี สาเหตุของปรากฏการณ์นี้คือความไม่เสถียรของนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งจะปล่อยพลังงานออกมาในระหว่างการสลายตัว กัมมันตภาพรังสีมีสามประเภท:

• ธรรมชาติ – โดยทั่วไปสำหรับองค์ประกอบหนักที่มีหมายเลขซีเรียลมากกว่า 82
• ประดิษฐ์ - ริเริ่มโดยเฉพาะด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยานิวเคลียร์
• เหนี่ยวนำ - ลักษณะของวัตถุที่กลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีหากถูกฉายรังสีอย่างหนัก

ธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีเรียกว่านิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี แต่ละคนมีลักษณะโดย:

• ครึ่งชีวิต;
• ประเภทของรังสีที่ปล่อยออกมา
• พลังงานรังสี
• และคุณสมบัติอื่นๆ

แหล่งกำเนิดรังสี

ร่างกายมนุษย์ได้รับรังสีกัมมันตรังสีเป็นประจำ ประมาณ 80% ของจำนวนเงินที่ได้รับทุกปีมาจาก รังสีคอสมิก. อากาศ น้ำ และดินประกอบด้วยธาตุกัมมันตภาพรังสี 60 ชนิดที่เป็นแหล่งกำเนิดรังสีธรรมชาติ แหล่งกำเนิดรังสีตามธรรมชาติหลักถือเป็นก๊าซเฉื่อยที่ปล่อยออกมาจากโลกและหิน นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสียังเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ผ่านทางอาหารอีกด้วย รังสีไอออไนซ์บางส่วนที่ผู้คนสัมผัสนั้นมาจากแหล่งกำเนิดที่มนุษย์สร้างขึ้น ตั้งแต่เครื่องกำเนิดพลังงานนิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ไปจนถึงรังสีที่ใช้สำหรับการรักษาพยาบาลและการวินิจฉัย วันนี้เรื่องธรรมดา แหล่งที่มาเทียมการแผ่รังสีคือ:

• อุปกรณ์ทางการแพทย์ (แหล่งกำเนิดรังสีหลักของมนุษย์);
• อุตสาหกรรมเคมีกัมมันตภาพรังสี (การสกัด การเสริมสมรรถนะเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การแปรรูปกากนิวเคลียร์และการนำกลับมาใช้ใหม่)
• นิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีที่ใช้ในการเกษตรและอุตสาหกรรมเบา
• อุบัติเหตุที่โรงงานเคมีกัมมันตภาพรังสี การระเบิดของนิวเคลียร์ การปล่อยรังสี
• วัสดุก่อสร้าง.

ตามวิธีการทะลุเข้าสู่ร่างกาย การได้รับรังสีแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ภายในและภายนอก อย่างหลังนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่กระจายตัวในอากาศ (ละอองลอย ฝุ่น) พวกมันโดนผิวหนังหรือเสื้อผ้าของคุณ ในกรณีนี้ แหล่งกำเนิดรังสีสามารถกำจัดออกได้โดยการล้างออกไป การฉายรังสีภายนอกทำให้เกิดการไหม้ของเยื่อเมือกและ ผิว. ในรูปแบบภายใน สารกัมมันตรังสีจะเข้าสู่กระแสเลือด เช่น โดยการฉีดเข้าหลอดเลือดดำหรือผ่านบาดแผล และถูกกำจัดออกโดยการขับถ่ายหรือการบำบัด การฉายรังสีดังกล่าวกระตุ้นให้เกิดเนื้องอกที่ร้ายแรง

พื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีขึ้นอยู่กับอย่างมาก ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์– ในบางภูมิภาค ระดับรังสีอาจสูงกว่าค่าเฉลี่ยหลายร้อยเท่า

ผลของรังสีต่อสุขภาพของมนุษย์

รังสีกัมมันตภาพรังสีเนื่องจาก การกระทำที่เป็นไอออไนซ์นำไปสู่การก่อตัวของอนุมูลอิสระในร่างกายมนุษย์ - โมเลกุลเชิงรุกที่มีฤทธิ์ทางเคมีซึ่งทำให้เซลล์ถูกทำลายและเสียชีวิต

เซลล์ของระบบทางเดินอาหาร ระบบสืบพันธุ์ และระบบเม็ดเลือดมีความไวต่อเซลล์เหล่านี้เป็นพิเศษ การได้รับสารกัมมันตภาพรังสีรบกวนการทำงานและทำให้เกิดอาการคลื่นไส้ อาเจียน ลำไส้ทำงานผิดปกติ และมีไข้ โดยส่งผลต่อเนื้อเยื่อตาอาจทำให้เกิดต้อกระจกจากรังสีได้ ผลที่ตามมาของรังสีไอออไนซ์ยังรวมถึงความเสียหาย เช่น โรคหลอดเลือดตีบ การเสื่อมของภูมิคุ้มกัน และความเสียหายต่ออุปกรณ์ทางพันธุกรรม

ระบบการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมมีการจัดองค์กรที่ดี อนุมูลอิสระและอนุพันธ์ของพวกมันสามารถทำลายโครงสร้างของตัวพา DNA ได้ ข้อมูลทางพันธุกรรม. สิ่งนี้นำไปสู่การกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อสุขภาพของคนรุ่นต่อ ๆ ไป

ลักษณะของผลกระทบของรังสีกัมมันตภาพรังสีต่อร่างกายนั้นพิจารณาจากปัจจัยหลายประการ:

• ประเภทของรังสี
• ความเข้มของรังสี
• ลักษณะเฉพาะของร่างกาย

ผลกระทบของรังสีกัมมันตภาพรังสีอาจไม่ปรากฏขึ้นทันที บางครั้งผลที่ตามมาจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งที่สำคัญ นอกจากนี้ การได้รับรังสีปริมาณมากเพียงครั้งเดียวยังเป็นอันตรายมากกว่าการได้รับรังสีปริมาณน้อยในระยะยาวอีกด้วย

ปริมาณรังสีที่ถูกดูดกลืนจะมีค่าที่เรียกว่า Sievert (Sv)

• รังสีพื้นหลังปกติจะต้องไม่เกิน 0.2 mSv/h ซึ่งสอดคล้องกับ 20 ไมโครเรินต์เจนต่อชั่วโมง เมื่อทำการเอ็กซ์เรย์ฟัน บุคคลจะได้รับ 0.1 mSv

• ร้ายแรง ครั้งเดียวคือ 6-7 Sv.

การประยุกต์ใช้รังสีไอออไนซ์

รังสีกัมมันตภาพรังสีมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยี การแพทย์ วิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรมการทหารและนิวเคลียร์ และกิจกรรมอื่นๆ ของมนุษย์ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องตรวจจับควัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สัญญาณเตือนไอซิ่ง และเครื่องสร้างประจุไอออนในอากาศ

ในทางการแพทย์มีการใช้รังสีกัมมันตภาพรังสี การบำบัดด้วยรังสีเพื่อรักษาโรคมะเร็ง รังสีไอออไนซ์ทำให้สามารถสร้างเภสัชรังสีได้ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาพวกเขาจึงดำเนินการ การตรวจวินิจฉัย. เครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบของสารประกอบและการฆ่าเชื้อถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของรังสีไอออไนซ์

การค้นพบรังสีกัมมันตรังสีถือเป็นการปฏิวัติ การใช้ปรากฏการณ์นี้ทำให้มนุษยชาติก้าวไปสู่การพัฒนาระดับใหม่ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ด้วย ในเรื่องนี้ การรักษาความปลอดภัยของรังสีถือเป็นงานสำคัญในยุคของเรา