Przydatność 60%

Naturalne i sztuczne źródła promieniowania jonizującego (rodzaje, właściwości, sposoby detekcji i pomiaru)

Autor:

Promieniowanie jonizujące wzięło swoją nazwę stąd, że wywołuje w obojętnych elektrycznie atomach i cząsteczkach materii zmiany w ładunkach elektrycznych czyli jonizację.

Promieniowanie jonizujące może być pochodzenia:
- naturalnego, to promieniowanie kosmiczne i promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku,
- sztucznego, to promieniowanie stosowane w diagnostyce medycznej oraz promieniowane wywołane próbnymi wybuchami jądrowymi i awariami obiektów techniki jądrowej

NATURALNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

•promieniowanie kosmiczne (w wyniku którego powstają głównie tryt, beryl i izotop węgla 14C)
•promieniowanie emitowane przez pierwiastki zawarte w skorupie ziemskiej, a w konsekwencji cyklu pokarmowego, obecne również w organizmie człowieka (głównie izotop potasu 40K), oraz radon uwalniany ze ścian budynków, wody i naturalnych paliw podczas ich spalania.

SZTUCZNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

•aparatura rentgenowska - diagnostyczna i terapeutyczna oraz przemysłowa, a także kineskopy telewizyjne, prostowniki próżniowe średnich i wielkich mocy, betatrony, akceleratory
•izotopy promieniotwórcze - "bomby" kobaltowe lub cezowe, igły radowe, mierniki lub czujniki stosowane w przemyśle (gęstościomierze, pojemnościomierze, wagi izotopowe, czujniki dymu itp.), znakowanie radioizotopowe

Najczęściej spotykanymi rodzajami promieniowania jonizującego elektromagnetycznego jest promieniowanie X i promieniowanie gamma.

Promieniowanie jonizujące jest nieodłącznym składnikiem naszego środowiska, mającym doniosły wpływ na rozwój i ewolucje życia na Ziemi. Promieniowanie to powstaje w wyniku szeregu procesów:
promieniowania kosmicznego, będącego w istocie rozpędzonymi do ogromnych energii protonami, jądrami helu, a także innymi atomami docierającymi nieustannie z Kosmosu oraz z atmosfery Słońca, które zderzając się z atomami atmosfery ziemskiej prowadzą do powstawania wtórnych źródeł promieniowania,
samorzutnego rozpadu niestabilnych atomów promieniotwórczych, wchodzących w skład naszego naturalnego otoczenia,
rozpadu promieniotwórczych pierwiastków wprowadzonych do naszego otoczenia w sposób niekontrolowany, np. w wyniku prób z bronią jądrową, czy też katastrof w energetyce jądrowej,
rozpadu paliwa jądrowego w reaktorach jądrowych lub przyspieszania cząstek do dużych prędkości w akceleratorach,
przy przejściach elektronów na wewnętrzne powłoki elektronowe atomu, powstające wówczas promieniowanie rentgenowskie wykorzystywane jest w technice i diagnostyce medycznej.

RODZAJE PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO:

Promieniowanie rentgenowskie i gamma odznaczają się dużą przenikliwością i łatwo przenikają np. przez ludzkie ciało. Przed tym promieniowaniem chroni duża warstwa ołowiu, betonu lub wody.
Promieniowanie alfa i beta jest znacznie mniej przenikliwa. Promieniowanie alfa, czyli ciężkie i powolne jądra helu łatwo zatrzymać kartką papieru lub dłonią. Promieniowanie beta, czyli szybko poruszające się elektrony przenikają przez 1 - 2 cm warstwę ludzkiego ciała lub wody, ale z łatwością zatrzymuje je kilkumilimetrowa płytka aluminium.
Promieniowanie neutronowe to strumienie cząstek obojętnych o dużej przenikliwości, które pochodzi przede wszystkim z reaktorów. Osłonę przed takim promieniowaniem stanowi woda, parafina, gruba warstwa ołowiu lub ciężkiego betonu.

SPOSOBY DETEKCJI i POMIARU PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

Sposobów detekcji i pomiaru promieniowania jonizującego jest dużo. Oto kilka wybranych przykładów:
•Licznik Geigera - gazowy detektor promieniowania jonizującego. przelatująca przez licznik cząstka jonizuje atomy (cząsteczki) gazu. Uwolnione w procesie jonizacji elektrony, a także elektrony wybite przez jony z katody, przyspieszane w polu elektr. wywołują dalsze akty jonizacji i w konsekwencji wyładowanie lawinowe. Dopiero po wygaszeniu wyładowania (liczniki Geigera-Mllera są licznikami samogaszącymi) może być zarejestrowana następna cząstka. Powstałym podczas wyładowania impulsom prądu elektr. odpowiadają impulsy napięcia na rezystorze, które następnie są zliczane. Kształt i amplituda impulsu wyjściowego nie zależy od energii i rodzaju rejestrowanej cząstki;
•detektory cząstek - urządzenia do rejestracji cząstek elementarnych i jonów, pomiaru ich pozycji przejścia, prędkości, energii oraz do ich identyfikacji;
•detektory śladowe - pozwalają na rekonstrukcję torów cząstek na podstawie śladów, np. jonów lub związków chemicznych, pozostawionych w ośrodku detektora (umieszczone w polu magnetycznym umożliwiają — poprzez pomiar krzywizny toru — wyznaczenie znaku ładunku oraz pędu cząstki);
•komora jonizacyjna - między elektrodami (zazwyczaj 2 równoległe płaszczyzny przewodnika) panuje taka różnica potencjałów, że wszystkie jony i elektrony powstałe podczas pierwotnej jonizacji wywołanej przejściem cząstki są wychwytywane, a pole elektr. jest na tyle niskie, że nie występuje jonizacja wtórna (bywa wypełniona cieczą);

Obecnie podstawową rolę w fizyce wysokich energii i fizyce jądrowej odgrywają detektory, które pozwalają na szybką (10–7–10–9 s) detekcję cząstek, charakteryzują się krótkim czasem martwym (10–5–10–8 s) i umożliwiają elektronom przetwarzanie pierwotnego sygnału. Takie detektory są zazwyczaj łączone w zespoły (zw. detektorami hybrydowymi) złożone z wielu typów detektorów do detekcji różnorodnych cząstek w szerokim obszarze energetycznym.

Wielkość dawki jaką ludzie w ciągu roku otrzymują z różnych źródeł promieniowania określa całkowita roczna dawka efektywna. W 2002 roku średnia jej wartość dla mieszkańca Polski wyniosła 3,36 mSv. Największy udział w tej dawce ma promieniowanie naturalne (74,0%) oraz promieniowanie stosowane w diagnostyce medycznej (25,3%).

Przydatna praca?
Przydatna praca? tak nie 140
głosów
Poleć znajomym

Serwis Sciaga.pl nie odpowiada za treści umieszczanych tekstów, grafik oraz komentarzy pochodzących od użytkowników serwisu.

Zgłoś naruszenie
JAK DOBRZE ZNASZ JĘZYK ANGIELSKI? x ads

Otrzymałaś kupon na darmowe lekcje angielskiego.

3 MIESIĄCE NAUKI MOŻESZ MIEĆ GRATIS.
Odbierz kupon rabatowy