Kas yra radionuklidas? Šio žodžio nereikia bijoti: jis tiesiog reiškia radioaktyvius izotopus. Kartais kalboje galima išgirsti žodžius „radionukleidas“, o dar mažiau literatūrinį variantą – „radionukleotidas“. Teisingas terminas yra radionuklidas. Bet kas yra radioaktyvusis skilimas? Kokios yra skirtingų spinduliuotės rūšių savybės ir kuo jos skiriasi? Apie viską – eilės tvarka.
Radiologijos apibrėžimai
Nuo pirmosios atominės bombos sprogimo daugelis radiologijos sąvokų pasikeitė. Vietoj frazės „atominis katilas“įprasta sakyti „branduolinis reaktorius“. Vietoj frazės „radioaktyvūs spinduliai“vartojamas posakis „jonizuojanti spinduliuotė“. Frazė „radioaktyvusis izotopas“buvo pakeista „radionuklidu“.
Ilgaamžiai ir trumpaamžiai radionuklidai
Alfa, beta ir gama spinduliuotė lydi atomo branduolio irimo procesą. Kas yra laikotarpispusė gyvenimo? Radionuklidų branduoliai nėra stabilūs – tuo jie skiriasi nuo kitų stabilių izotopų. Tam tikru momentu prasideda radioaktyvaus skilimo procesas. Tada radionuklidai paverčiami kitais izotopais, kurių metu išspinduliuojami alfa, beta ir gama spinduliai. Radionuklidai turi skirtingą nestabilumo lygį – kai kurie iš jų suyra per šimtus, milijonus ir net milijardus metų. Pavyzdžiui, visi gamtoje esantys urano izotopai yra ilgaamžiai. Taip pat yra radionuklidų, kurie suyra per kelias sekundes, dienas, mėnesius. Jie vadinami trumpalaikiais.
Alfa, beta ir gama dalelių išsiskyrimas nevyksta jokiu skilimu. Tačiau iš tikrųjų radioaktyvų skilimą lydi tik alfa arba beta dalelių išsiskyrimas. Kai kuriais atvejais šis procesas vyksta kartu su gama spinduliais. Grynos gama spinduliuotės gamtoje nebūna. Kuo didesnis radionuklido skilimo greitis, tuo didesnis jo radioaktyvumo lygis. Kai kurie mano, kad gamtoje egzistuoja alfa, beta, gama ir delta skilimas. Tai netiesa. Delta skilimas neegzistuoja.
Radioaktyvumo vienetai
Tačiau kaip ši vertė išmatuojama? Radioaktyvumo matavimas leidžia skilimo greitį išreikšti skaičiais. Radionuklidų aktyvumo matavimo vienetas yra bekerelis. 1 bekerelis (Bq) reiškia, kad 1 skilimas įvyksta per 1 sek. Kadaise šiems matavimams buvo naudojamas daug didesnis matavimo vienetas – Kiuri (Ci): 1 kiuri=37 milijardai bekerelių.
Žinomareikia palyginti tas pačias medžiagos mases, pavyzdžiui, 1 mg urano ir 1 mg torio. Tam tikro radionuklido masės vieneto aktyvumas vadinamas specifiniu aktyvumu. Kuo ilgesnis pusinės eliminacijos laikas, tuo mažesnis specifinis radioaktyvumas.
Kokie radionuklidai yra pavojingiausi?
Tai gana provokuojantis klausimas. Viena vertus, trumpaamžiai yra pavojingesni, nes yra aktyvesni. Bet juk joms sunykus, pati radiacijos problema netenka aktualumo, o ilgaamžės kelia pavojų daugelį metų.
Ypatingą radionuklidų aktyvumą galima palyginti su ginklais. Kuris ginklas būtų pavojingesnis: tas, kuris iššauna penkiasdešimt šūvių per minutę, ar tas, kuris iššauna kartą per pusvalandį? Į šį klausimą negalima atsakyti – viskas priklauso nuo ginklo kalibro, kuo jis užtaisytas, ar kulka pasieks taikinį, kokia bus žala.
Spinduliavimo tipų skirtumai
Alfa, gama ir beta spinduliuotės tipus galima priskirti ginklų „kalibrui“. Šios spinduliuotės turi ir bendrų, ir skirtumų. Pagrindinė bendra savybė yra ta, kad visos jos priskiriamos pavojingoms jonizuojančiosioms spinduliuotėms. Ką reiškia šis apibrėžimas? Jonizuojančiosios spinduliuotės energija yra nepaprastai galinga. Kai jie atsitrenkia į kitą atomą, jie išmuša elektroną iš jo orbitos. Kai dalelė išsiskiria, pasikeičia branduolio krūvis – taip susidaro nauja medžiaga.
Alfa spindulių prigimtis
Ir bendras dalykas tarp jų yra tas, kad gama, beta ir alfa spinduliuotės pobūdis yra panašus. daugiausiaalfa spinduliai buvo atrasti pirmieji. Jie susidarė irstant sunkiiesiems metalams – uranui, toriui, radonui. Jau atradus alfa spindulius buvo išaiškinta jų prigimtis. Paaiškėjo, kad tai didžiuliu greičiu skraidantys helio branduoliai. Kitaip tariant, tai yra sunkūs 2 protonų ir 2 neutronų „rinkiniai“, turintys teigiamą krūvį. Ore alfa spinduliai nuskrieja labai trumpą atstumą – ne daugiau kaip kelis centimetrus. Popierius arba, pavyzdžiui, epidermis visiškai sustabdo šią spinduliuotę.
Beta spinduliuotė
Beta dalelės, aptiktos vėliau, pasirodė esąs paprasti elektronai, bet labai greitai. Jie yra daug mažesni nei alfa dalelės, taip pat turi mažesnį elektros krūvį. Beta dalelės gali lengvai prasiskverbti į įvairias medžiagas. Ore jie įveikia iki kelių metrų atstumą. Šios medžiagos gali juos uždelsti: drabužiai, stiklas, plonas metalo lakštas.
Gama spindulių savybės
Šis spinduliuotės tipas yra tokio paties pobūdžio kaip ultravioletinė spinduliuotė, infraraudonieji spinduliai ar radijo bangos. Gama spinduliai yra fotonų spinduliuotė. Tačiau su itin dideliu fotonų greičiu. Šio tipo spinduliuotė labai greitai prasiskverbia į medžiagas. Norėdami jį atidėti, dažniausiai naudojamas švinas ir betonas. Gama spinduliai gali nukeliauti tūkstančius kilometrų.
Pavojaus mitas
Lyginant alfa, gama ir beta spinduliuotę, žmonės dažniausiai mano, kad gama spinduliai yra pavojingiausi. Juk jie susidaro branduolinių sprogimų metu, įveikia šimtus kilometrų irsukelti spindulinę ligą. Visa tai tiesa, tačiau tai nėra tiesiogiai susiję su spindulių pavojumi. Kadangi šiuo atveju jie kalba apie jų prasiskverbimą. Žinoma, alfa, beta ir gama spinduliai šiuo atžvilgiu skiriasi. Tačiau pavojus vertinamas ne pagal įsiskverbimo galią, o pagal sugertą dozę. Šis rodiklis apskaičiuojamas džauliais kilogramui (J / kg).
Taigi, sugertos spinduliuotės dozė matuojama kaip dalis. Jo skaitiklyje yra ne alfa, gama ir beta dalelių skaičius, o energija. Pavyzdžiui, gama spinduliuotė gali būti kieta ir minkšta. Pastarasis turi mažiau energijos. Tęsiant analogiją su ginklais, galima teigti: svarbu ne tik kulkos kalibras, svarbu ir iš ko šaudoma – iš timpa ar iš kulkosvaidžio.
