Радиоактивті заттар және радиация туралы жалпы түсінік

                               Жоспар:

1.Кіріспе

Радиоактивті заттар және радиация туралы жалпы түсінік 

2.Негізгі бөлім

1. Радиация және радиоактивтілікке жалпы сипаттамасы                   
2. Радиоактивтілік түрлері және  радиоактивті ластану туралы қазіргі жағдай                                                                                         
3. Радицияның ағзаға түсу жолдары және әсері мен жолдары             
4. Қазақстандағы радиоактивті ластану проблемасы.   

 

3.Қорытынды. 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Радиоактивтілік  түрлері және  радиоактивті ластану

 

Немістің атақты оқымыстысы Вильям Конрад Рентген физика институтының және Вюрцбург Университетінің физика кафедрасын басқарып жүрген кезінде өте тамаша жаңалықтың иесі болды. Ол бұл кезде елу жаста болатын. Оның тәжірибе жүргізетін зертханасы өзі тұрған бөлменің төменгі қабатына орналасқан болатын. 1895 жылдың 8 – қарашасында тәжірибе ұзаққа созылып, әдеттегіден кеш аяқталды. Бөлменің шамын сөндіргенде қараңғы үйдің ішінде платина-синеродистый барий кристалынан бөлініп шыққан жасыл түсті сәулені көрді. Оның сәулелену себебін білу үшін жан-жағына қараса, криталға жақын тұрған қара қағазбен оралған жоғары кернеу тогымен жұмыс істейтін Круксова трупкасын сөндіруді ұмытып кеткен екен. Трупканы сөндірісімен, сәулелену жоқ болып кетті, ал жаққанда сәулелену қайта шыға бастаған. Ол осы күні үйіне бармастан, тәжірибиемен шұғылдану үстінде болды.

Рентгенге кенет «трупкадан ток өткенде мұнда бұдан бұрын  белгісіз сәулелену пайда болды» деген ой келді. Ол бұл сәулелену «X сәулелері» деп атады. Кейінен оны ашқан оқымыстының құрметіне оның атымен «Рентген сәулелері» делінді.

Рентген өз еңбегін 1895 жылы 28-желтоқсанда өз қолының сәулелену арқылы түсірген суретін қосып Вюрцбургтің физика-медициналық қоғамының басшысына табыс етті.

Барлық заттардан өте  алатын «Рентген сәулелері» ашылғандығы туралы Лондон телеграфымен дүние жүзіне хабарланды. Адамзаттың бүкіл зиялы қауымы бұл жаңалықты ең маңызды хабар деп қабылдады.

Ғылымда физика саласынан  көрнекті табысы үшін Рентгенге  Нобель сыйлығы 1901 жылы 10-желтоқсанда табыс етілді.

Париждегі жаратылыс  тарихы музейінің профессоры Анри Беккерель  рентген сәулелерінің табиғи құбылысын  зерттегісі келген талапкер оқымысты әр түрлі минералды заттардың күн жарығынан сәуле шығаруын зерттеді. Ол бұл бақылауын қайталамақ болды. Фотография пластинкасын жарық өтпейтін қара қағазбен жақсылап орап, үстіне крест тәрізді уранның тұзын салып, столдың суырмасына салып қойды. Екі күн өткеннен күн ашылған соң ол тәжірибесін қайталамақ болып, фотопластинканы столдың суырмасынан алады. Пластинканы шығарғанда уран тұзының крест тәрізді ізі тура түскенін көрді. Бұл байқаудың Беккерель уранның тұзы жарық түскенде және жарық жоқ қараңғы жерде, күннің сәулесіне байланыссыз көзге көрінбейтін «уран сәулелерін» өздігінен үздіксіз шығарып тұрады деп қорытынды жасады.

Сонымен, рентген және уран сәулелерін ашу кездейсоқ болған жаңалықтар еді. Мұндай жағдайда кездейсоқтық «жаңалықты ашуға дайындығы мол  ой иесіне көмектеседі» деп Луи Пастер айтқан болатын.

Атақты поляк оқымыстысы Мария Склодовская – Кюри уранның  өздігінен үздіксіз сәуле шығаруын зерттеді. Солардың бірі – 1898 ж. шілде  айында полоний элементін ашты. Дәл  осы желтоқсан айында радий элементі ашылды. Осыған байланысты құбылысты Мария Склодовская – Кюри радиоактивтілік деп атады.

Радиоактивтілік – кейбір минералды элементтердің атом ядросының  өздігінен ыдырап, гамма-квантын  және ядролық бөлшектерін бөліп  отыру қабілетті.

1903 жылы физикадан  Нобель сыйлығы Пьер мен Мария Кюри – 10 сыйлық ғылыми мекемелер, академия ғылыми қоғамдардың мүшесіне сыйлаған оқымысты.

1935 жылы Марияның қызы  Ирен Кюри екеуі жасанды изотоптарды  ашқан үшін Нобель атындағы  сыйлыққа ие болды.

Радий элементінің үздіксіз жылу шығарып тұратынын байқап, оқымыстылар ең алғаш рет 1903 жылы атом энергиясының бар екенін тапты. Сөтіп, атом – энергия бұлағы екені дәлелденіп, зерттеулер арта түсті.

 

Радиоактивті заттар және радиация туралы жалпы түсінікРадиация және радиоактивтілікке жалпы сипаттамасы

Радиоактивтілік құбылысы ашылғаннан кейін бұл құбылыс ғылымда,   техникада, медицинада, өнеркәсіпте кеңінен қолданыла бастады.

Табиғи жолмен пайда  болған радиоактивті элементтерді қоршаған ортаның барлық жерінде кездестіруге болады. Жасанды радинуклидтер қару – жарақ өнеркәсібі мен атом энергетикасында қосымша өнім ретінде көп мөлшерде пайда болады. Радинуклидтер табиғаттада кездеседі.

Қоршаған ортаға түсе отырып, радинуклидтер тірі ағзаларға  әсерін тигізеді. Олардың негізгі  қауіптілігі де осында. Бұл қауіпті дұрыс бағалау үшін табиғи ортаның ластану масштабы радинуклидтер қосымша өнімі болып табылатын өнеркәсіп орындарының пайдасы, бұл кәсіпорындардардан бас тартқандағы келетін шығындар, радиацияның әсер ету механизмі және радиациядан қоғану шаралары туралы айқын түсінік болуы шарт.

Радиация немесе иондаушы сәуле шығару – бұл бөлшектер  мен гамма-кванттар. Олардың энергиясы затқа әсер ету кезінде әртүрлі таңбалы иондарды  туғызу үшін жеткілікті. Радиация құбылысын химиялық реакциялар көмегімен алу мүмкін емес.

Радиацияның бірнеше  түрі бар:

Альфа бөлшектер –  салыстырмалы түрде ауыр, оң зарятталған  бөлшектер, гелий атомының ядролары.

Бетта бөлшектер –  жай электрондар.

Гамма – сәулелер –  табиғаты жарықтың электромагниттік табиғатына жақын электромагниттік толқындар. Алайда, олардың өтімділік қбілеті өте жоғары. Негізінен жұмыс істеп тұрған атом реакторының маңында пайда болады.

Радиоактивтілік пен  радиацияны ажырата білу қажет. Радиация көздері  - радиоактивті заттар немесе ядролық – техникалық құрылғылар.(реакторлар, рентген сәулелері, құрылғылар т.б.) біршама ұзақ уақыт өмір сүруі мүмкін, ал радиация тек өзі бір затқа жұтылғанға дейін өмір сүреді. Радиация «Беккерель»мен өлшенеді, ол 1 секунт ішіндегі бір ыдырауға сәйкес келеді. Радиоактивтіліктің өлшем бірліктері мына кестеде келтірілген.

Адамдар сәулеленуінің  радициялық әсері
Сомантикалық	Сомантика – стохастика	Генетикалық
Өткір сәуле ауруы	Өмір ұзақтығының қысқаруы	Доминантты гендік мутациялар
Созылмалы сәуле ауруы	Миноз (қан түзуші клеткалардың қатерлі өзгерісі)	Рецессивті гендік мутациялар
Жергілікті сәулелік зақымдану	Түрлі мүшелер мен  клеткалардың  ісігі.	Хромосомалық аберрациялар

Активтіліктің заттағы  құрамын көбінесе заттың салмақ  Бк/кг бірлігіне  немесе көлем бірлігіне  Бк/куб.м сәйкес өлшейді. Сондай-ақ активтіліктің Кюри деген бірлігі де қолданылады. Активтілігі 1Кюри болатын радиоактивтілік кезінде 37 млрд. ыдырау  болып жатады. Радиоактивтілік көздің активтілігі оның қуат мөлшерін сипаттайды. Жоғарыда айтылғандай, бұл ыдырау прцесінде радиоактивті зат иондаушы әсер экспозициялық доза болып табылады. Ол көбнесе Рентгенмен өлшенеді.

1 Рентген өте үлкен  өлшем болғандықтан, практикада милиондық Мкр немесе мыңдық  МР үлесін пайдалану ыңғайлы. Радиоактивтілікті өлшейтін құрал дозиметр деп аталады. Көп таралған дозиметрлердің қызметі белгілі біруақыттағы иондаудың,яғни экспозициялық доза деп аталатын радиоактивтіліктің иондаушы әсерін сипаттаушы шаманың қуатын өлшеуге бағытталады. Экспозициялық дозаның қуатының өлшем бірлігі – микрорентген болып табылады. Доза қуатымен доза бір-бірімен автомобиль жүріп өткен ара қашықтық, яғни жол сияқты байланысты.

Адам организміне әсерін бағалау үшін эквиваленттік доза мен эквиваленттік доза қуаты ұғымдары қолданылады.

Сәйкесінше, Зивертпен (Зв) және Зиверт/сағатпен өлшенеді. Тұрмыста 1Зиверт – 100 Рентгенге тең болады. Бұл дозаның қандай мүшеге,дене бөлігіне немесе тұтас денеге берілгенін көрсету қажет.

Жоғарыда көрсетілген  активтілігі 1Кюри нүктелік көз өзінен 1 метр қашықтықта жуық мөлшермен 0,3 Рентген/сағат экспозициялық доза, ал 10м ара қашықтықта 0,003 Р/сағат экспозициялық доза қуатының азаюы әрқашан орындалады және сәулелену таралуының заңдары мен түсіндіріледі.

                   Изотоптар.

Менделеев таблицасында 100-ден аса химиялық элементтер бар. Олардың әр біреулері дерлік тұрақты және радиоактивті  атомдардың қоспасы ретінде келтірілген. Оны берілген элементтердің изотоптары деп атайды. 2000-ға  жуық изотоп белгілі, оның ішінде 300-ге жуығы тұрақты.

Ядролық бомбалардың  жарылысы кезінде жасанды радиоактивті изотоптардың екі тобы пайда болады. Оның біріншісінде, ыдырау мерзімі қысқа изотоптар ( йод – 131, барий – 140 және басқалар) жатады. Олар жарылыс жасалғаннан кейінгі ең қысқа мерзімде және ядролық сынау жүргізілген жердегі ең жақын төңіректк өте қауіпті, өйткені өзінің пайда болуы мен құруы аралығында қысқа мерзімде алысқа тарап үлгермейді. Екінші топқа жартылай ыдырауы бірнеше ондаған жылдардан бастап бірнеше мыңдаған жылдарға дейін созылатын, ұзақ сақталатын изотоптар жатады. Олардың қатарына көміртегінің изотопы – көміртегі 14-ті жатқызамыз.  Оның жартылай ыдырайтын уақыты 5 мың жылға созылады.

Стронциялық изотопы  – стронций 90 (St-90) ядролық жарылыстардың  ұзақ сезілмейтін неғұрлым қауіптіөнімдері  қатарына жатады. Оны жартылай ыдырауы  27 жылға созылады.

       Цезийдің  изотопы – цезий – 137 өзінің  негізгі қасиеттері жағынан стронций  – 90-ға жақын. Оның организмде  жинақталуы ауыр зардаптарға,  тұқым қуалайтын кемістіктердің  пайда болуына әкеліп соғады, мұның өзі кейінгі ұрпақтардан  көрінеді. Радиоактивті изотоптарды радинуклиттер деп атайды.

Жартылай ыдырау периоды  бір типті радиоактивті ядролар  саны оның ыдырауы. Ыдырау жылдамдығы жартылай ыдырау периодымен сипатталады. Жартылай ыдырау приоды белгілі бір  типті радиоактивті ядролар саны 2 есе азаю үшін кететін уақыт болып табылады.

Жартылай ыдырау периоды ұғымын келесі түрде түсіндіру өте қате болып табылады. Мысалы, «Егер радиоактивте заттың жартылай ыдырау периоды 1 сағатқа  тең болса, тағы бір сағаттан кейін  екінші бөлігі ыдырап, бұл зат толығымен жойылады, яғни ыдырайды» деп түсіндіру дұрыс емес. Жартылай ыдырау периоды бірсағатқа тең радинуклейд үшін бұл бір сағаттан кейін оның сан мөлшері бастапқыдан екі есе аз, тағы екі сағаттан кейін – 4, үш сағаттан кейін – есе азаятынын көрсетеді, алайда ол толығымен ешқешан жойылмайды.

Әрбір радинуклидтің өзінің жартылай ыдырау периоды болады, ол домесекундтан бірнеше млрд. жылға дейін жетуі мүмкін. Берілген радинуклидтердің жартылай ыдырау периоды тұрақты және оны өзгерту мүмкін емес. Ядролық  радиоактивінің ыдырауы кезінде  радиоактивті болуы мүмкін.

 

1.2. Радиоактивтілік түрлері және  радиоактивті ластану туралы

қазіргі жағдай

 

Радиоактивтіліктің екі түрі бар:

1) табиғи;  2) техногенді;

Табиғи радиоактивтілік  миллиардтаған  жылдар бойы өмір сүріп келеді және ол барлық жерде кездеседі. Иондаушы сәулелер жер бетінде тіршілік пайда болғанға дейігі кезеңде және тіпті жердің өзі пайда болмай тұрып-ақ пайда болатын. Радиоактивті материалдар жер пайда болған кезден бастап, оның құрамында болған. Кез келген адамда белгілі бір мөлшерде адиоактивті болады. Адам денесі тканьдерінде табиғи радиоактивтіліктің көзі рубидий – 87, калий – 40 болып табылады. Қазіргі адам өз уақытының 80%-ін жабық кеңістікте, яғни үйде не кеңседе өткізеді де,радиацияның негігі дозасын сол жерде қабылдайды. Құрылыстар мен ғимараттар сыртқы сәулеленуден сақтағанмен, олар салынған құрылыс материалында табиғи радиоактивтілік  болады. Адамның ионды сәулеленуіне радон және оның ыдырау өнімдері әсер етеді.

Радон-бұл  радиоактивті инертті газдың негізгі көзі – жер қыртысы. Іргетастағы, қабырғадағы жарықтар мен сызаттар арқылы радон бөлмелерге енеді және ұзақ мерзімге дейін сақталады. Радонның жабық бөлмедегі тағы бір көзі-бұл құрылыс материалдарының өзі болып табылады. Бұл құрылыс материалдарының құрамында табиғи радинуклиттер болады. Сондай – ақ радон үйлерге су арқылы да жеткізілуі мүмкін (әсіресе су артезиандық скважиналардан алынатын болса). Радон табиғи газдың жану прцесінде және тағы басқа жағдайларда пайда болуы мүмкін. Радон ауадан 7,5 есе ауыр. Осының нәтижесінде радонның концентрациясы биік үйлердің жоғарғы қабатында төменгі қабатқа қарағанда әлде қайда аз болады. Радонмен сәулеленудің негізгі дозасын адам жабық, желдетілмейтін орында отырып қабылдайды.  Бөлмені күнделікті желдете отырып, радон концентрациясын бірнеше есеге азайтуға болады

Техногенді радиоактивтілік –  адамның іс-әрекетінің нәтижесінде  пайда болады. Табиғи радинуклидтердің қайта бөлініп, концентрациялануы пайда болвтын саналы шаруашылық іс-әрекет процесінде табиғи радиациялық фонның өзгеруіне әкеліп соғады. Бұған тас көмірдің, мұнайдың, газдың және т.б. жанғыш пайдалы қазбалардың, фосфат тыңайтқыштарының, кен өндірілуі мен өңделуінің де кең әсері бар. Адамзаттық авияция сияқты транспорт түрі өз жолаушыларын ғарыштық сәулелердің жоғары әсеріне ұшыратады.

Әрине, сонымен бірге ядролық  қаруды сынау, атом энергетикасының  кәсіпорындары мен өнеркәсіп  орындары бұған өте үлкен үлес қосуда. Радиоактивті көздердің таралуы мүмкін екендігі сөзсіз; бұл-авариялар, радиоактивті заттардың шашырап, шашылуы және тағы басқалар. Қуанышқа орай бұндай оқиғалар жиі болмайды.

XX ғасырдың екінші жартысынан  бері биосфераның радиоактивті  ластануы шапшаңдай түсті. Онда  радиоактивтік заттардың таралуы  жыл сайын артып отыр. Географиялық  қабықтың сан милион жылдар бойына тұрақты қалыпта болып келген радиоактивтік фон деңгейі көтеріле бастады. Бұл процестің келешектегі барлық зардаптарын болжап білу қиын.