PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE - system monitoringu promieniowania jonizującego

Promieniowanie jonizujące - posiadające energię wystarczającą do jonizowania materii.

Jonizacja - wybicie elektronu z atomu (cząsteczki). Energia potrzebna do wybicie elektronu jest energią jonizacja.

Rodzaje promieniowania jonizującego:

Powstawanie promieniowania jonizującego:

Promieniowanie alfa:

Cząstki alfa są jądrami helu, jest to zatem promieniowanie korpuskularne

Cząstki alfa posiadają duże prędkości (ok.10^7), niosą dużą energię (kilka MeV), są naładowane dodatnio i dlatego łatwo oddziałują z materią. Ulegają odchyleniu w polu elektrycznym i magnetycznym. Silne oddziaływanie z materią sprawia, że promieniowanie alfa jest mało przenikliwe: w powietrzu jego zasięg wynosi zaledwie kilka cm

Promieniowanie beta:

Cząstki beta są elektronami (negatonami albo pozytonami). Jest to również promieniowanie korpuskularne.

Elektrony ujemne (negatony) powstają w wyniku przemiany neutronu w proton.

Elektrony dodatnie powstają w wyniku przemiany protonu w neutron

Cząstki beta posiadają duże prędkości (0.3x10^8m/s), ze względu na mniejszą masę mają energię kinetyczną i trochę słabiej od promieniowania alfa oddziałują z materią. Ulegają odchyleniu w polu elektrycznym i magnetycznym, zasięg w powietrzu klika m.

Promieniowanie gamma - fala elektromagnetyczna. W większości przypadków promieniowanie gamma towarzyszy promieniowaniu alfa i beta. Po emisji cząstek alfa lub beta jądra zostają w stanie wzbudzonym i nadwyżka energii wypromieniowywana jest z jądra w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie gamma nie posiada ładunku, nie jest więc odchylane przez pole elektryczne lub magnetyczne. Słabiej niż alfa lub beta oddziałuje z materią i dlatego jego zasięg jest duży.

Wszystkie rodzaje promieniowania posiadają zdolność do jonizowania materii i zaczerniania kliszy fotograficznej.

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Fizyczne mechanizmy pochłaniania promieniowania jonizującego zależą od rodzaju promieniowania.

Promieniowanie korpuskularne pochłaniane jest dzięki zderzeniom z cząstkami budującymi dany środek. Ilość energii oddawanej przez cząsteczki promieniowania przypadająca na jednostkę przebywanej drogi jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu prędkości cząstek

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią:

Promieniowanie elektromagnetyczne, wywołuje procesy jak:

Prawo pochłaniania. Wiązka promieniowania o natężeniu I0 przechodząc przez materią ulega osłabieniu. Natężenie promieniowania po przejściu przez warstwę o grubości x wyraża się wzorem:

Gdzie sigma jest liniowym współczynnikiem pochłaniania i charakteryzuje materiał pochłaniający.

Warstwa połowiąca (D) - grubość warstwy danego materiału powodująca zmniejszenie o połowę natężenia przechodzącej przez nią wiązki promieniowania.

Liniowy współczynnik pochłania zależy od gęstości danego materiału i dlatego zależy od stanu skupienia materii.

Rozpad promieniotwórczy:

Ponieważ procesy rozpadu jąder zachodzą spontaniczne dla danego rodzaju jąder istnieje stałe prawdopodobieństwo rozpadu. Dlatego ilość jąder rozpadających się w jednostce czasu jest proporcjonalna do ilości jąder danego rodzaju

Sformułowanie powyższe nosi nazwę prawa rozpadu promieniotwórczego. Stała rozpadu lambda charakteryzuje dany rodzaj jąder.

Okres połowicznego rozpadu (T) - czas po którym z początkowej ilości jąder (N0) pozostaje połowa.

Aktywność promieniotwórcza - szybkość rozpadu jąder danego rodzaju. Jednostką aktywności promieniotrówrczej jest bekerel [Bq]. Aktyność promieniotwórcza próbki maleje za względu na zmniejszającą się ilość jąder danego rodzaju

Wzór

Ilościowa ocena promieniowania:

H=Q*D

Q - współczynnik jakości promieniowania [1Sv=1J/kg]

W każdej sekundzie przez nasz organizm przenika ok.. 15 000 cząstek jonizujących

Wpływ promieniowania jonizującego na organizmy żywe:

Biologiczne skutki: