ŽIARENIE elektromagnetické,

1) v klasickej elektrodynamike - proces tvorby voľného elektromagnetického poľa, ku ktorému dochádza pri interakcii elektricky nabitých častíc (alebo ich systémov); v kvantovej teórii - proces zrodu (emisie) fotónov pri zmene stavu kvantového systému;

2) voľné elektromagnetické pole – elektromagnetické vlny.

Základy klasickej teórie žiarenia – elektrodynamiky – boli položené v prvej polovici 19. storočia v prácach M. Faradaya a J. K. Maxwella, ktorí rozvinuli Faradayove myšlienky, dávajúc zákonom žiarenia rigoróznu matematickú formu. Z Maxwellových rovníc vyplynulo, že elektromagnetické vlny sa vo vákuu v ľubovoľnej vzťažnej sústave šíria rovnakou rýchlosťou – rýchlosťou svetla c = 3·10 8 m/s. Maxwellova teória vysvetlila mnohé fyzikálnych javov, kombinované optické, elektrické a magnetické javy, sa stala základom elektrotechniky a rádiotechniky, ale množstvo javov (napríklad spektrá atómov a molekúl) bolo možné vysvetliť až po vytvorení kvantovej teórie žiarenia, ktorej základy položil M. Plath, A. Einstein, N. Bohr, P. Dirac a ďalší.teória žiarenia prijatá v kvantovej elektrodynamike, ktorá bola dokončená v 50. rokoch 20. storočia v prácach R. F. Feynmana, J. Schwingera, F. Dysona a i.

Charakteristiky procesu žiarenia a voľného elektromagnetického poľa (intenzita žiarenia, spektrum žiarenia, rozloženie energie v ňom, hustota toku energie žiarenia atď.) závisia od vlastností vyžarujúcej nabitej častice (alebo sústavy častíc) a podmienok jeho interakcia s elektrickým a / alebo magnetické poliačo vedie k žiareniu. Takže keď nabitá častica prechádza látkou, v dôsledku interakcie s atómami látky sa rýchlosť častice mení a vyžaruje takzvané brzdné žiarenie (pozri nižšie). Voľné elektromagnetické pole, v závislosti od rozsahu vlnových dĺžok λ, sa nazýva rádiové vyžarovanie (pozri Rádiové vlny), infračervené žiarenie, optické žiarenie, ultrafialové žiarenie, röntgenové žiarenie, gama žiarenie.

Elektromagnetické pole nabitej častice rovnomerne a priamočiaro sa pohybujúcej vo vákuu vo vzdialenostiach od nej je zanedbateľné a môžeme povedať, že pole ňou unášané sa pohybuje spolu s ňou rovnakou rýchlosťou. Vlastnosti takéhoto vlastného poľa nabitej častice závisia od veľkosti a smeru jej rýchlosti a nemenia sa, ak je konštantná; takáto častica nevyžaruje. Ak sa zmenila rýchlosť nabitej častice (napríklad pri zrážke s inou časticou), tak vlastné pole pred a po zmene rýchlosti je iné - pri zmene rýchlosti sa vlastné pole preusporiada tak, že jeho časť vypadne a už nie je spojený s nabitou časticou - stáva sa voľným poľom. K tvorbe elektromagnetických vĺn teda dochádza pri zmene rýchlosti nabitej častice; dôvody na zmenu rýchlosti sú rôzne, v súlade s tým existujú odlišné typyžiarenia (bremsstrahlung, magnetické brzdné žiarenie atď.). Žiarenie systému častíc závisí od jeho štruktúry; môže byť analogické žiareniu častíc, môže ísť o dipólové žiarenie (dipólové žiarenie) alebo viacpólové žiarenie (viacpólové žiarenie).

Pri anihilácii elektrónu a pozitrónu (pozri Anihilácia a tvorba párov) vzniká aj voľné elektromagnetické pole (fotóny). Energia a hybnosť anihilujúcich častíc sa zachovávajú, to znamená, že sa prenášajú do elektromagnetického poľa. To znamená, že pole žiarenia má vždy energiu a hybnosť.

Elektromagnetické vlny vznikajúce počas procesu vyžarovania tvoria tok energie opúšťajúci zdroj, ktorého hustota je S(r,t) (Poyntingov vektor - energia prúdiaca za jednotku času cez jednotkovú plochu kolmú na prúdenie) v čase t. vo vzdialenosti r od vyžarujúcej nabitej častice je úmerná vektorový produkt sily magnetických polí H(r,t) a elektrických E(r,t):

Celková energia W stratená nabitou časticou za jednotku času počas žiarenia sa dá získať výpočtom toku energie cez guľu s nekonečne veľkým polomerom r.

kde dΩ. - element priestorového uhla, n - jednotkový vektor v smere šírenia žiarenia Vlastné pole sústavy nábojov na veľké vzdialenosti klesá so vzdialenosťou väčšou ako 1/r a pole žiarenia vo veľkých vzdialenostiach od zdroja klesá ako 1 /r.

Koherencia žiariča. Hustota toku žiarenia prichádzajúceho do určitého bodu v priestore z dvoch rovnakých zdrojov je úmerná vektorovému súčinu súčtu elektrických síl E 1 (r, t) a E 2 (r, t) a magnetických H 1 ( r, t) a H 2 (r, t) polia elektromagnetických vĺn zo zdrojov 1 a 2:

Výsledok pridania dvoch sínusových rovinných vĺn závisí od fáz, v ktorých sa dostanú do daného bodu. Ak sú fázy rovnaké, polia E a H sa zdvojnásobia a energia poľa sa v danom bode zvýši 4-krát v porovnaní s energiou poľa z jedného zdroja. V prípade, keď vlny od dvoch rôzne zdroje prichádzajú k detektoru s opačnými fázami, krížové produkty polí a [E 2 (r, t) H 1 (r, t)] v (3) zmiznú. Výsledkom je, že z dvoch žiaričov do daného bodu prichádza dvakrát toľko energie ako z jedného žiariča. V prípade N žiaričov, z ktorých vlny prichádzajú do daného bodu v rovnakých fázach, sa energia zvýši o N 2-krát. Takéto žiariče sa nazývajú koherentné. Ak sú fázy vĺn prichádzajúcich do detektora z každého žiariča náhodné, potom sa polia z rôznych žiaričov čiastočne zrušia, keď sa pridajú v pozorovacom bode. Potom z N zdrojov detektor zaregistruje energiu N-krát väčšiu ako z jedného zdroja. Takéto zdroje (a ich žiarenie) sa nazývajú nekoherentné. Patria sem takmer všetky konvenčné zdroje svetla (plameň sviečky, žiarovky, žiarivky atď.); v nich sú časové momenty emisie každého atómu alebo molekuly (a podľa toho aj fázy, v ktorých vlny ich žiarenia prichádzajú do určitého bodu) náhodné. Zdrojom koherentného žiarenia sú lasery, v ktorých sú vytvorené podmienky pre súčasné osvetlenie všetkých atómov pracovnej látky.

Radiačná reakcia. Vyžarujúca nabitá častica stráca energiu, takže v procese vyžarovania vzniká sila pôsobiaca na časticu, ktorá spomaľuje jej rýchlosť a nazýva sa sila reakcie žiarenia alebo sila trenia žiarenia. Pri nerelativistických rýchlostiach nabitých častíc je reakčná sila žiarenia vždy malá, ale pri rýchlostiach blízkych rýchlosti svetla môže hrať hlavnú úlohu. V magnetickom poli Zeme sú teda straty energie v dôsledku vyžarovania vysokoenergetických elektrónov kozmického žiarenia také veľké, že elektróny nemôžu dosiahnuť zemský povrch. Častice kozmického žiarenia s rovnakou energiou a väčšou hmotnosťou majú menšie energetické straty na žiarenie ako elektróny a dostávajú sa na povrch Zeme. Z toho vyplýva, že zloženie kozmického žiarenia zaznamenaného na zemskom povrchu a zo satelitov môže byť rôzne.

Dĺžka koherencie žiarenia. Procesy žiarenia pri nerelativistických a ultrarelativistických rýchlostiach nabitej častice sa líšia veľkosťou oblasti priestoru, kde sa vytvára pole žiarenia. V nerelativistickom prípade (keď je rýchlosť v častice nízka), pole žiarenia opustí náboj rýchlosťou svetla a proces žiarenia rýchlo skončí, veľkosť oblasti tvorby žiarenia (koherenčná dĺžka) L je veľká menšia ako vlnová dĺžka žiarenia λ, L ~ λv / s. Ak je rýchlosť častice blízka rýchlosti svetla (pri relativistických rýchlostiach), výsledné pole žiarenia a častica, ktorá ho vytvorila, sa po dlhú dobu pohybujú blízko seba a rozchádzajú sa, pričom preleteli dosť veľkú vzdialenosť. Vytvorenie poľa žiarenia trvá oveľa dlhšie a dĺžka L je oveľa väčšia ako vlnová dĺžka L~λγ (kde γ= -1/2 je Lorentzov faktor častice).

Bremsstrahlung nastáva, keď sa nabitá častica rozptýli na atómoch hmoty. Ak čas Δt, počas ktorého častica s nábojom e počas rozptylu zmení svoju rýchlosť z v 1 na v 2, je oveľa menší ako čas vzniku žiarenia L/v, potom možno zmenu rýchlosti nabitej častice považovať za okamžitú. Potom má rozloženie energie žiarenia cez uhly a kruhové frekvencie ω tvar:

Vynásobením tohto výrazu pravdepodobnosťou zmeny rýchlosti častíc počas rozptylu z v 1 na v 2 a integrovaním výsledného výrazu cez všetky v 2 môžeme získať rozdelenie energie brzdného žiarenia na frekvencie a uhly (nezávisle od frekvencie). Ľahšie častice sa pri interakcii s atómom ľahšie vychyľujú, takže intenzita brzdného žiarenia je nepriamo úmerná druhej mocnine hmotnosti rýchlej častice. Bremsstrahlung je hlavným dôvodom straty energie relativistických elektrónov v hmote, keď je energia elektrónu väčšia ako určitá kritická energia, ktorá je 83 MeV pre vzduch, 47 MeV pre Al a 59 MeV pre Pb.

Magnetické brzdné svetlo nastáva, keď sa nabitá častica pohybuje v magnetickom poli, ktoré ohýba trajektóriu jej pohybu. V konštantnom a rovnomernom magnetickom poli je trajektória nabitej častice s hmotnosťou m špirála, t.j. pozostáva z rovnomerného pohybu v smere poľa a rotácie okolo neho s frekvenciou ω H = eH/γmс.

Periodicita pohybu častice vedie k tomu, že ňou vyžarované vlny majú frekvencie, ktoré sú násobkami ω H: ω = Mω H, kde N=1,2,3 ... . žiarenie ultrarelativistických častíc v magnetickom poli sa nazýva synchrotrónové žiarenie. Má široké frekvenčné spektrum s maximom pri ω rádovo ω Н γ 3 a hlavná časť vyžarovanej energie leží vo frekvenčnom rozsahu ω » ω Н. Intervaly medzi susednými frekvenciami sú v tomto prípade oveľa menšie ako frekvenciu, takže rozdelenie frekvencií v spektre synchrotrónového žiarenia možno približne považovať za spojité . Vo frekvenčnom rozsahu ω » ω Н γ 3 intenzita žiarenia rastie s frekvenciou ako ω 2/3 a vo frekvenčnom rozsahu ω » ω Н γ 3 intenzita žiarenia klesá exponenciálne so zvyšujúcou sa frekvenciou. Synchrotrónové žiarenie má malú uhlovú divergenciu (rádovo l/γ) a vysoký stupeň polarizácie v rovine obežnej dráhy častice. Magnetické brzdné žiarenie pri nerelativistických rýchlostiach nabitých častíc sa nazýva cyklotrónové žiarenie, jeho frekvencia je ω = ω H.

Undulačné žiarenie vzniká, keď sa ultrarelativistická nabitá častica pohybuje s malými priečnymi periodickými odchýlkami, napríklad pri lete v periodicky sa meniacom elektrické pole(takéto pole vzniká napr. v špeciálnych zariadeniach – vlnovkách). Frekvencia ω vlnového žiarenia súvisí s frekvenciou priečnych kmitov ω 0 častice vzťahom

kde θ je uhol medzi rýchlosťou častice v a smerom šírenia vlnového žiarenia. Analógom tohto typu žiarenia je žiarenie, ktoré vzniká, keď sú nabité častice usmerňované v monokryštáloch, keď častica pohybujúca sa medzi susednými kryštálovými grafickými rovinami zažíva priečne vibrácie v dôsledku interakcie s intrakryštalickým poľom.

Vavilovovo-Čerenkovovo žiarenie pozorovaný pri rovnomerný pohyb nabitá častica v médiu s rýchlosťou presahujúcou fázovú rýchlosť svetla c/ε 1/2 v médiu (ε je permitivita prostredia). V tomto prípade časť vlastného poľa častice za ňou zaostáva a vytvára elektromagnetické vlny šíriace sa pod uhlom k smeru pohybu častice (pozri žiarenie Vavilova-Čerenkova), ktoré je určené rovnosťou cos θ = с/vε 1/2 . Za objav a vysvetlenie tohto principiálne nového typu žiarenia, ktoré našli široké uplatnenie za meranie rýchlosti nabitých častíc boli ocenení I. E. Tamm, I. M. Frank a P. A. Čerenkov nobelová cena (1958).

prechodové žiarenie(predpovedal V. L. Ginzburg a I. M. Frank v roku 1946) vzniká pri rovnomernom priamočiarom pohybe nabitej častice v priestore s nehomogénnymi dielektrickými vlastnosťami. Najčastejšie vzniká, keď častica prejde rozhraním medzi dvoma prostrediami s rôznymi permitivitami (často sa práve toto žiarenie považuje za prechodové žiarenie; pozri Prechodové žiarenie). Vlastné pole častice pohybujúcej sa konštantnou rýchlosťou v rôzne prostredia je iná, takže preskupenie vlastného poľa nastáva na rozhraní medzi médiami, čo vedie k vyžarovaniu. Prechodové žiarenie nezávisí od hmotnosti rýchlej častice, jeho intenzita nezávisí od rýchlosti častice, ale od jej energie, čo umožňuje na jeho základe vytvárať unikátne presné metódy detekcie ultravysokoenergetických častíc.

Difrakčné žiarenie vzniká pri prechode nabitej častice vo vákuu blízko povrchu látky, kedy sa mení vlastné pole častice v dôsledku jej interakcie s povrchovými nehomogenitami. Difrakčné žiarenie sa úspešne používa na štúdium povrchových vlastností hmoty.

Žiarenie systémov nabitých častíc.

Najjednoduchším systémom, ktorý dokáže vyžarovať, je elektrický dipól s premenlivým dipólovým momentom – systém dvoch opačne nabitých oscilujúcich častíc. Keď sa zmení dipólové pole, napríklad keď častice kmitajú pozdĺž priamky (osi dipólu), ktorá ich navzájom spája, časť poľa sa odtrhne a vytvorí sa elektromagnetické vlnenie. Takéto žiarenie je neizotropné, jeho energia v rôznych smeroch nie je rovnaká: je maximálna v smere kolmom na os oscilácie častíc a chýba v kolmom smere, pre stredné smery je jeho intenzita úmerná sinθ 2 (θ je uhol medzi smerom žiarenia a osou oscilácie častíc). Skutočné žiariče zvyčajne pozostávajú z Vysoké číslo opačne nabité častice, ale často berúc do úvahy ich umiestnenie a detaily pohybu ďaleko od systému sú bezvýznamné; v tomto prípade je možné zjednodušiť skutočnú distribúciu „ťahaním“ rovnomenných poplatkov do niektorých centier distribúcie poplatkov. Ak je systém ako celok elektricky neutrálny, potom jeho žiarenie možno považovať približne za žiarenie elektrického dipólu.

Ak neexistuje žiadne dipólové žiarenie systému, potom môže byť reprezentované ako štvorpólové alebo viac komplexný systém- viacpólový. Pri pohybe nábojov v ňom vzniká elektrické štvorpólové alebo viacpólové žiarenie. Zdrojmi žiarenia môžu byť aj systémy, ktoré sú magnetickými dipólmi (napríklad prúdová slučka) alebo magnetickými multipólmi. Intenzita magnetického dipólového žiarenia je spravidla (v/c) 2-krát menšia ako intenzita elektrického dipólového žiarenia a má rovnakú veľkosť ako elektrické kvadrupólové žiarenie.

Kvantová teória žiarenia. Kvantová elektrodynamika uvažuje o procesoch žiarenia kvantovými systémami (atómy, molekuly, atómové jadrá atď.), ktorých správanie podlieha zákonom kvantovej mechaniky; v tomto prípade je voľné elektromagnetické pole reprezentované ako súbor kvánt tohto poľa - fotónov. Energia fotónu E je úmerná jeho frekvencii v (v = ω/2π), teda E=hv (h je Planckova konštanta) a hybnosť p je úmerná vlnovému vektoru k: p = hk. Emisia fotónu je sprevádzaná kvantovým prechodom systému zo stavu s energiou E 1 do stavu s nižšou energiou E 2 =E 1 - hv (z energetickej hladiny E 1 na hladinu E 2). Energia viazaného kvantového systému (napríklad atómu) je kvantovaná, to znamená, že nadobúda iba diskrétne hodnoty; frekvencie žiarenia takéhoto systému sú tiež diskrétne. Žiarenie kvantového systému teda pozostáva zo samostatných spektrálnych čiar s určitými frekvenciami, t.j. má diskrétne spektrum. Kontinuálne (kontinuálne) emisné spektrum sa získa, keď jedna (alebo obe) zo sekvencií hodnôt počiatočných a konečných energií systému, v ktorom dochádza ku kvantovému prechodu, je spojitá (napríklad počas rekombinácie voľného elektrónu a ión).

Kvantová elektrodynamika umožnila vypočítať intenzitu žiarenia rôznych systémov, zvážiť pravdepodobnosti neradiačných prechodov, procesy prenosu žiarenia, vypočítať takzvané radiačné korekcie a ďalšie charakteristiky žiarenia kvantových systémov.

Všetky stavy atómu, okrem základného stavu (stav s minimálnou energiou), nazývané excitované stavy, sú nestabilné. V nich atóm po určitom čase (asi 10 -8 s) spontánne vyžaruje fotón; takéto žiarenie sa nazýva spontánne alebo spontánne. Charakteristiky spontánnej emisie atómu – smer šírenia, intenzita, polarizácia – nezávisia od vonkajších podmienok. Súbor vlnových dĺžok žiarenia je individuálny pre každý atóm chemický prvok a predstavuje jej atómové spektrum. Hlavným žiarením atómu je dipólové žiarenie, ktoré sa môže vyskytnúť len pri kvantových prechodoch, ktoré umožňujú výberové pravidlá pre elektrické dipólové prechody, teda za určitých vzťahov medzi charakteristikami (kvantovými číslami) počiatočného a konečného stavu atómu. Za určitých podmienok môže vzniknúť aj viacpólové žiarenie atómu (tzv. zakázané čiary), ale pravdepodobnosť prechodov, pri ktorých k nemu dôjde, je malá a jeho intenzita je zvyčajne nízka. Žiarenie atómové jadrá sa vyskytuje počas kvantových prechodov medzi úrovňami jadrovej energie a je určená zodpovedajúcimi pravidlami výberu.

žiarenie rôznych molekúl, v ktorých dochádza k vibračným a rotačným pohybom ich nabitých častíc, ktoré ich tvoria, má zložité spektrá, ktoré majú elektrónovo-vibračno-rotačnú štruktúru (pozri Molekulové spektrá).

Pravdepodobnosť emisie fotónu s hybnosťou hk a energiou hv je úmerná (n k + 1), kde n k je počet presne rovnakých fotónov v systéme pred okamihom emisie. Pri n k = 0 nastáva spontánna emisia, ak n k ≠ 0, objavuje sa aj stimulovaná emisia. Fotón stimulovanej emisie, na rozdiel od spontánnej, má rovnaký smer šírenia, frekvenciu a polarizáciu ako fotón vonkajšie žiarenie; intenzita stimulovanej emisie je úmerná počtu fotónov vonkajšieho žiarenia. Existenciu stimulovanej emisie predpokladal v roku 1916 A. Einstein, ktorý vypočítal pravdepodobnosť stimulovanej emisie (pozri Einsteinove koeficienty). Za normálnych podmienok je pravdepodobnosť (a následne aj intenzita) stimulovanej emisie malá, ale v kvantových generátoroch (laseroch) sa na zvýšenie n k pracovná látka (emitor) umiestňuje do optických dutín, ktoré udržujú fotóny vonkajšieho žiarenia blízko to. Každý fotón emitovaný látkou zvyšuje n k, takže intenzita žiarenia s daným k rýchlo rastie pri nízkej intenzite emisie fotónov so všetkými ostatnými k. V dôsledku toho sa kvantový generátor ukáže ako zdroj stimulovaného žiarenia s veľmi úzkym pásmom hodnôt v a k - koherentné žiarenie. Pole takéhoto žiarenia je veľmi intenzívne, veľkosťou môže byť porovnateľné s intramolekulovými poľami a interakcia žiarenia kvantového generátora (laserového žiarenia) s hmotou sa stáva nelineárnou (pozri Nelineárna optika).

Žiarenie rôznych predmetov nesie informácie o ich štruktúre, vlastnostiach a procesoch, ktoré sa v nich vyskytujú; jeho štúdium je mocným a často jediným (napríklad pre vesmírne telesá) spôsobom, ako ich skúmať. Teória žiarenia zohráva osobitnú úlohu pri formovaní moderného fyzikálneho obrazu sveta. V procese budovania tejto teórie vznikla teória relativity, kvantová mechanika, vznikali nové zdroje žiarenia, dosiahlo sa množstvo úspechov v oblasti rádiotechniky, elektroniky atď.

Lit.: Akhiezer A. I., Berestetsky V. B. Kvantová elektrodynamika. 4. vyd. M., 1981; Landau L.D., Lifshits E.M. Teória poľa. 8. vyd. M., 2001; Tamm I. E. Základy teórie elektriny. 11. vyd. M., 2003.

Monoenergetické ionizujúce žiarenie- ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z fotónov rovnakej energie alebo častíc rovnakého druhu s rovnakou kinetickou energiou.

Zmiešané ionizujúce žiarenie- ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z častíc rôzneho druhu alebo z častíc a fotónov.

Smerované ionizujúce žiarenie ionizujúceho žiarenia s preferovaným smerom šírenia.

Prírodné radiačné pozadie- ionizujúce žiarenie vznikajúce kozmickým žiarením a žiarením prirodzene sa šíriacich prírodných rádioaktívnych látok (na povrchu Zeme, v povrchovej atmosfére, v potravinách, vode, v ľudskom tele a pod.).

Pozadie - ionizujúce žiarenie, pozostávajúce z prirodzeného pozadia a ionizujúceho žiarenia z cudzích zdrojov.

kozmického žiarenia- ionizujúce žiarenie, ktoré pozostáva z primárneho žiarenia prichádzajúceho z kozmického priestoru a sekundárneho žiarenia vznikajúceho pri interakcii primárneho žiarenia s atmosférou.

Úzky lúč- taká geometria žiarenia, pri ktorej detektor registruje len nerozptýlené žiarenie zdroja.

Široký lúč žiarenia- taká geometria žiarenia, pri ktorej detektor registruje nerozptýlené a rozptýlené žiarenie zdroja.

Oblasť ionizujúceho žiarenia- časopriestorové rozloženie ionizujúceho žiarenia v uvažovanom médiu.

Tok ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer počtu ionizujúcich častíc (fotónov) dN prechádzajúcich daným povrchom v časovom intervale dt k tomuto intervalu: F = dN/dt.

Tok energie častíc- pomer energie dopadajúcich častíc k časovému intervalu Ψ=dЕ/dt.

Hustota toku ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer toku ionizujúcich častíc (fotónov) dF

prenikajúce do objemu elementárnej gule, do stredovej prierezovej plochy dS tejto gule: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS. (Hustota toku energie častíc sa určuje podobne).

Fluence (prenos) ionizujúcich častíc (fotónov)- pomer počtu ionizujúcich častíc (fotónov) dN , prenikajúcich do objemu elementárnej gule, k strednej ploche prierezu dS tejto gule: Ф = dN/dS.

Energetické spektrum ionizujúcich častíc- rozdelenie ionizujúcich častíc podľa ich energie. Efektívna energia fotónového žiarenia je fotónová energia takéhoto monoenergetického fotónu

žiarenia, ktorého relatívny útlm v absorbéri určitého zloženia a určitej hrúbky je rovnaký ako u uvažovaného nemonoenergetického fotónového žiarenia.

Energia okrajového spektraβ-žiarenie - najvyššia energia β-častíc v spojitom energetickom spektre β-žiarenia daného rádionuklidu.

Radiačné albedo je pomer počtu častíc (fotónov) odrazených od rozhrania medzi dvoma prostrediami k počtu častíc (fotónov) dopadajúcich na rozhranie.

oneskorené žiarenie: častice emitované produktmi rozpadu, na rozdiel od častíc (neutrónov a gama žiarenia), ktoré vznikajú priamo v momente štiepenia.

Ionizácia v plynoch: oddelenie jedného alebo viacerých elektrónov od atómu alebo molekuly plynu. V dôsledku ionizácie sa v plyne objavia voľné nosiče náboja (elektróny a ióny) a plyn získava schopnosť viesť elektriny.

Pojem "žiarenie" zahŕňa rozsah elektromagnetických vĺn vrátane viditeľného spektra, infračervených a ultrafialových oblastí, ako aj rádiových vĺn, elektrického prúdu a ionizujúceho žiarenia. Všetka nepodobnosť týchto javov je spôsobená len frekvenciou (vlnovou dĺžkou) žiarenia. Ionizujúce žiarenie môže byť nebezpečné pre ľudské zdravie. A onizujúceho žiarenia(žiarenie) - druh žiarenia, ktorý mení fyzikálny stav atómov alebo atómových jadier a mení ich na elektricky nabité ióny alebo produkty jadrových reakcií. Za určitých okolností môže prítomnosť takýchto iónov alebo produktov jadrových reakcií v tkanivách tela zmeniť priebeh procesov v bunkách a molekulách a ak sa tieto deje nahromadia, môže to narušiť priebeh biologické reakcie v tele, t.j. predstavujú riziko pre ľudské zdravie.

2. TYPY ŽIARENIA

Existuje korpuskulárne žiarenie pozostávajúce z častíc s hmotnosťou inou ako nula a elektromagnetické (fotónové) žiarenie.

2.1. Korpuskulárne žiarenie

Korpuskulárne ionizujúce žiarenie zahŕňa žiarenie alfa, elektrónové, protónové, neutrónové a mezónové žiarenie. Korpuskulárne žiarenie, pozostávajúce z prúdu nabitých častíc (α-, β-častíc, protónov, elektrónov), ktorých kinetická energia je dostatočná na ionizáciu atómov pri

zrážka, patrí do triedy priamo ionizujúceho žiarenia. Neutróny a iné elementárne častice nevytvárajú priamo ionizáciu, ale v procese interakcie s prostredím uvoľňujú nabité častice (elektróny, protóny), ktoré sú schopné ionizovať atómy a molekuly prostredia, ktorým prechádzajú.

V súlade s tým sa korpuskulárne žiarenie pozostávajúce z prúdu nenabitých častíc nazýva nepriamo ionizujúce žiarenie.

Obr.1. Schéma rozpadu 212 Bi.

2.1.1 Alfa žiarenie

Častice alfa (α - častice) - jadrá atómu hélia emitované pri α - rozpadu niektorými rádioaktívnymi atómami. α - častica pozostáva z dvoch protónov a dvoch neutrónov.

Alfa žiarenie - prúd jadier atómov hélia (kladne nabitý a

relatívne ťažké častice).

Prirodzené žiarenie alfa v dôsledku rádioaktívneho rozpadu jadra je charakteristické pre nestabilné jadrá ťažkých prvkov, počnúc atómovým číslom väčším ako 83, t.j. pre prírodné rádionuklidy radu uránu a tória, ako aj pre umelo získané transuránové prvky.

Typická schéma α-prepadu prírodného rádionuklidu je na obr.1 a energetické spektrum α-častíc vznikajúcich pri rozpade rádionuklidu je na obr.

Obr.2.

Obr.2 Energetické spektrum α-častíc

Možnosť α-rozpadu je spôsobená skutočnosťou, že hmotnosť (a teda celková energia iónov) α-rádioaktívneho jadra je väčšia ako súčet hmotností α-častice a vytvoreného dcérskeho jadra. po α-rozpade. Prebytočná energia počiatočného (materského) jadra sa uvoľňuje vo forme kinetickej energie α-častice a spätného rázu dcérskeho jadra. α-častice sú kladne nabité jadrá hélia - 2 He4 a vyletujú z jadra rýchlosťou 15-20 tisíc km/s. Na svojej ceste produkujú silnú ionizáciu média,

vyťahovanie elektrónov z obežných dráh atómov.

Rozsah α-častíc vo vzduchu je asi 5-8 cm, vo vode - 30-50 mikrónov, v kovoch - 10-20 mikrónov. Pri ionizácii α-lúčmi sa pozorujú chemické zmeny v látke a dochádza k narušeniu kryštálovej štruktúry pevné látky. Keďže medzi α-časticou a jadrom existuje elektrostatické odpudzovanie, pravdepodobnosť jadrových reakcií pri pôsobení α-častíc prírodných rádionuklidov (maximálna energia 8,78 MeV y214 Po) je veľmi malá a pozorujeme ju len na ľahkých jadrách ( Li, Be, B, C, N, Na, Al). rádioaktívne izotopy a voľné neutróny.

2.1.2 Protónové žiarenie

protónové žiarenie- žiarenie vznikajúce v procese samovoľného rozpadu neutrónovo deficitných atómových jadier alebo ako výstupný lúč urýchľovača iónov (napríklad synchrofazotorón).

2.1.3 Neutrónové žiarenie

Neutrónové žiarenie - tok neutrónov, ktoré transformujú svoju energiu v elastických a neelastických interakciách s atómovými jadrami. Pri nepružných interakciách vzniká sekundárne žiarenie, ktoré môže pozostávať z nabitých častíc aj gama kvánt (gama žiarenia). Pri elastických interakciách je možná obyčajná ionizácia hmoty.

Zdrojmi neutrónového žiarenia sú: spontánne štiepiteľné rádionuklidy; špeciálne vyrobené rádionuklidové neutrónové zdroje; urýchľovače elektrónov, protónov, iónov; jadrové reaktory; kozmického žiarenia.

Z biologického hľadiska Neutróny vznikajú pri jadrových reakciách (v jadrové reaktory a v iných priemyselných a laboratórnych zariadeniach, ako aj pri jadrových výbuchoch).

Neutróny nemajú nabíjačka. Bežne sa neutróny v závislosti od kinetickej energie delia na rýchle (do 10 MeV), ultrarýchle, stredné, pomalé a tepelné. Neutrónové žiarenie má vysokú penetračnú silu. Pomalé a tepelné neutróny vstupujú do jadrových reakcií, čo vedie k tvorbe stabilných alebo rádioaktívnych izotopov.

Voľný neutrón je nestabilná, elektricky neutrálna častica s nasledujúcimi vlastnosťami

vlastnosti:

	Nabíjanie (e-elektrónový náboj)			qn = (-0,4 ± 1,1) 10-21 e
					939,56533 ± 0,00004 MeV,
	v atómových jednotkách			1,00866491578 ± 0,00000000055 amu
	Hmotnostný rozdiel medzi neutrónom a protónom			mn - mp = 1,2933318 ± 0,0000005 MeV,
	v atómových jednotkách			0,0013884489 ± 0,0000000006 amu
	Život			tn = 885,4 ± 0,9stat ± 0,4syst s
	Magnetický moment			mn = -1,9130427 ± 0,0000005 mN
	Elektrický dipólový moment			dn< 0,63·10-25 e ·см (CL=90%)
	Elektrická polarizácia
				an = (	) 10-3 fm 3

Tieto vlastnosti neutrónu umožňujú využiť ho na jednej strane ako skúmaný objekt a na druhej strane ako nástroj, pomocou ktorého sa výskum uskutočňuje. V prvom prípade výskum jedinečné vlastnosti neutrón, ktorý je relevantný a umožňuje najspoľahlivejšie a najpresnejšie určiť základné parametre elektroslabej interakcie a tým buď potvrdiť alebo vyvrátiť Štandardný model. Prítomnosť magnetického momentu v neutróne je toho dôkazom komplexná štruktúra, t.j. jeho „neelementárnosť“. V druhom prípade interakcia nepolarizovaných a polarizovaných neutrónov rôznych energií s jadrami umožňuje ich využitie v jadrovej fyzike a fyzike elementárnych častíc. Štúdium účinkov narušenia parity a invariantnosti pri zvrátení času v rôznych procesoch – od neutrónovej optiky po jadrové štiepenie neutrónmi – je ďaleko od úplný zoznam najaktuálnejšie oblasti výskumu.

Skutočnosť, že tepelné neutróny reaktora majú vlnové dĺžky porovnateľné s medziatómovými vzdialenosťami v hmote, z nich robí nepostrádateľný nástroj na štúdium kondenzovanej hmoty. Interakcia neutrónov s atómami je pomerne slabá, čo umožňuje neutrónov preniknúť dostatočne hlboko do hmoty – to je ich významná výhoda v porovnaní s röntgenovým a γ žiarením, ako aj zväzkami nabitých častíc. v dôsledku prítomnosti hmoty majú neutróny s rovnakou hybnosťou (teda s rovnakou vlnovou dĺžkou) oveľa nižšiu energiu ako röntgenové lúče a lúče γ a táto energia sa ukazuje ako porovnateľná s energiou tepelných vibrácií atómov a molekúl v hmote, čo umožňuje študovať nielen spriemerovanú statickú atómovú štruktúru hmoty, ale aj dynamické procesy v nej prebiehajúce. Prítomnosť magnetického momentu v neutrónoch umožňuje ich využitie na štúdium magnetickej štruktúry a magnetických excitácií hmoty, čo je veľmi dôležité pre pochopenie vlastností a povahy magnetizmu materiálov.

Rozptyl neutrónov atómami je spôsobený najmä jadrové sily, preto prierezy ich koherentného rozptylu v žiadnom prípade nesúvisia s atómovým číslom (na rozdiel od röntgenového a γ žiarenia). Ožarovanie materiálov neutrónmi preto umožňuje rozlíšiť polohy atómov ľahkých (vodík, kyslík a pod.) prvkov, ktorých identifikácia je pomocou röntgenových lúčov a lúčov γ takmer nemožná. Z tohto dôvodu sa neutróny úspešne používajú pri štúdiu biologických objektov, v materiálovej vede, v medicíne a iných oblastiach. Okrem toho rozdiel v prierezoch rozptylu neutrónov pre rôzne izotopy umožňuje nielen rozlíšiť prvky s podobnými atómovými číslami v materiáli, ale aj študovať ich izotopové zloženie. Prítomnosť izotopov s negatívnou koherentnou amplitúdou rozptylu dáva jedinečná príležitosť kontrastujúce študované médiá, čo sa veľmi často využíva aj v biológii a medicíne.

Koherentný rozptyl- rozptyl žiarenia so zachovaním frekvencie a s fázou, ktorá sa líši o π od fázy primárneho žiarenia. Rozptýlená vlna môže interferovať s dopadajúcou vlnou alebo inými koherentne rozptýlenými vlnami.

Všade, kde sme obklopení elektromagnetické polia. V závislosti od svojho vlnového rozsahu môžu na živé organizmy pôsobiť rôzne. Neionizujúce žiarenie sa považuje za priaznivejšie, niekedy však nie je bezpečné. Aké sú tieto javy a aký vplyv majú na naše telo?

Čo je to neionizujúce žiarenie?

Energia sa šíri vo forme malých častíc a vĺn. Proces jeho vyžarovania a šírenia sa nazýva žiarenie. Podľa povahy vplyvu na predmety a živé tkanivá sa rozlišujú dva hlavné typy. Prvý - ionizujúci, je prúd elementárnych častíc, ktoré vznikajú v dôsledku štiepenia atómov. Zahŕňa rádioaktívne, röntgenové, gravitačné žiarenie a Hawkingove lúče.

Druhým je neionizujúce žiarenie. V skutočnosti sú elektromagnetické, ktoré majú viac ako 1000 nm a množstvo uvoľnenej energie je menšie ako 10 keV. Pôsobí vo forme mikrovĺn, čím sa uvoľňuje svetlo a teplo.

Na rozdiel od prvého typu toto žiarenie neionizuje molekuly a atómy látky, na ktorú pôsobí, to znamená, že neruší väzby medzi jej molekulami. Samozrejme, aj v tomto existujú výnimky. Takže niektoré typy, napríklad UV lúče, môžu ionizovať látku.

Druhy neionizujúceho žiarenia

Elektromagnetické žiarenie je oveľa širší pojem ako neionizujúce žiarenie. Vysokofrekvenčné röntgenové a gama lúče sú tiež elektromagnetické, ale sú tvrdšie a ionizujú hmotu. Všetky ostatné typy EMR sú neionizujúce, ich energia nestačí na zásah do štruktúry hmoty.

Najdlhšie z nich sú rádiové vlny, ktorých dosah sa pohybuje od ultra dlhých (viac ako 10 km) po ultrakrátke (10 m - 1 mm). Vlny iného EM žiarenia sú menšie ako 1 mm. Po rádiovom vyžarovaní prichádza infračervené alebo tepelné, dĺžka jeho vĺn závisí od teploty ohrevu.

Viditeľné svetlo je tiež neionizujúce a prvé sa často nazýva optické. Svojím spektrom sa veľmi približuje infračerveným lúčom a vzniká pri zahrievaní telies. Ultrafialové žiarenie je blízke röntgenovému žiareniu, preto môže mať schopnosť ionizovať. Pri vlnových dĺžkach od 400 do 315 nm ho rozpoznáva ľudské oko.

Zdroje

Neionizujúce elektromagnetické žiarenie môže byť prírodného aj umelého pôvodu. Jedným z hlavných prírodných zdrojov je Slnko. Vysiela všetky druhy žiarenia. Ich úplnému preniknutiu na našu planétu bráni zemská atmosféra. Vďaka ozónovej vrstve, vlhkosti, oxidu uhličitému je vplyv škodlivých lúčov značne zmiernený.

Pre rádiové vlny môže blesk slúžiť ako prirodzený zdroj, ale aj ako vesmírne objekty. Tepelné infračervené lúče môžu vyžarovať akékoľvek teleso zahriate na požadovanú teplotu, hoci hlavné žiarenie pochádza z umelých predmetov. Jeho hlavnými zdrojmi sú teda ohrievače, horáky a obyčajné žiarovky, ktoré sú prítomné v každom dome.

Vplyv na človeka

Elektromagnetické žiarenie je charakterizované vlnovou dĺžkou, frekvenciou a polarizáciou. Zo všetkých týchto kritérií a závisí od sily jeho vplyvu. Čím je vlna dlhšia, tým menej energie prenáša na objekt, čo znamená, že je menej škodlivá. Najviac škodí žiarenie v rozsahu decimetrov-centimetrov.

Dlhodobé vystavenie neionizujúcemu žiareniu môže poškodiť zdravie, hoci v miernych dávkach môže byť prospešné. môže spôsobiť poleptanie kože a očnej rohovky, spôsobiť rôzne mutácie. A v medicíne s ich pomocou syntetizujú vitamín D3 v koži, sterilizujú zariadenia, dezinfikujú vodu a vzduch.

V medicíne Infra červená radiácia používa sa na zlepšenie metabolizmu a stimuláciu krvného obehu, dezinfekciu produkty na jedenie. Pri nadmernom zahrievaní môže toto žiarenie značne vysušiť sliznicu oka a pri maximálnom výkone dokonca zničiť molekulu DNA.

Rádiové vlny sa používajú na mobilnú a rádiovú komunikáciu, navigačné systémy, televíziu a iné účely. Neustále vystavenie rádiovým frekvenciám vyžarovaným z domácich spotrebičov môže zvýšiť excitabilitu nervového systému, zhoršiť funkciu mozgu a nepriaznivo ovplyvniť kardiovaskulárny systém a reprodukčná funkcia.

Rádioaktivitu objavil v roku 1896 francúzsky vedec Antoine Henri Becquerel pri štúdiu luminiscencie uránových solí. Ukázalo sa, že soli uránu bez vonkajšieho vplyvu (samovoľne) emitovali žiarenie neznámeho charakteru, ktoré osvetľovalo fotografické platne izolované od svetla, ionizovalo vzduch, prenikalo cez tenké kovové platne a spôsobovalo luminiscenciu množstva látok. Látky obsahujúce polónium 21084Ro a rádium 226 88Ra mali rovnakú vlastnosť.

Ešte skôr, v roku 1985, röntgenové lúče náhodne objavil nemecký fyzik Wilhelm Roentgen. Marie Curie vymyslela slovo „rádioaktivita“.

Rádioaktivita je spontánna premena (rozpad) jadra atómu chemického prvku, ktorá vedie k zmene jeho atómového čísla alebo k zmene hmotnostného čísla. Pri tejto premene jadra sa uvoľňuje rádioaktívne žiarenie.

Rozlišujte prirodzenú a umelú rádioaktivitu. Prirodzená rádioaktivita sa týka rádioaktivity pozorovanej v prirodzene sa vyskytujúcich nestabilných izotopoch. Umelá rádioaktivita sa nazýva rádioaktivita izotopov získaných v dôsledku jadrových reakcií.

Existuje niekoľko druhov rádioaktívneho žiarenia, líšiacich sa energiou a penetračnou schopnosťou, ktoré majú nerovnaký účinok na tkanivá živého organizmu.

alfa žiarenia je prúd kladne nabitých častíc, z ktorých každá pozostáva z dvoch protónov a dvoch neutrónov. Prenikavá sila tohto typu žiarenia je nízka. Zdržuje to pár centimetrov vzduchu, pár listov papiera, bežné oblečenie. Alfa žiarenie môže byť nebezpečné pre oči. Prakticky nedokáže preniknúť vonkajšou vrstvou kože a nepredstavuje nebezpečenstvo, kým rádionuklidy emitujúce alfa častice nevstúpia do tela cez otvorená rana, s jedlom alebo vdychovaným vzduchom – vtedy sa môžu stať mimoriadne nebezpečnými. V dôsledku ožiarenia pomerne ťažkými kladne nabitými časticami alfa môže po určitom čase dôjsť k vážnemu poškodeniu buniek a tkanív živých organizmov.

beta žiarenia- je to prúd negatívne nabitých elektrónov pohybujúcich sa obrovskou rýchlosťou, ktorých veľkosť a hmotnosť sú oveľa menšie ako častice alfa. Toto žiarenie má väčšiu prenikavú silu v porovnaní s alfa žiarením. Dá sa pred ním ochrániť tenkým plechom ako je hliník alebo vrstvou dreva s hrúbkou 1,25 cm.Ak človek nemá na sebe tesné oblečenie, beta častice môžu preniknúť do pokožky až do hĺbky niekoľkých milimetrov. Ak nie je telo zakryté odevom, beta žiarenie môže poškodiť pokožku, prechádza do tkanív tela do hĺbky 1-2 centimetrov.

gama žiarenie, Podobne ako röntgenové žiarenie ide o elektromagnetické žiarenie ultravysokých energií. Ide o žiarenie veľmi krátkych vlnových dĺžok a veľmi vysokých frekvencií. Každý, kto podstúpil lekárske vyšetrenie, pozná röntgen. Gama žiarenie má vysokú prenikavosť, ochráni ho pred ním len hrubá vrstva olova alebo betónu. Röntgenové a gama lúče nenesú elektrický náboj. Môžu poškodiť akékoľvek orgány.

Všetky druhy rádioaktívneho žiarenia nie je možné vidieť, cítiť ani počuť. Žiarenie nemá žiadnu farbu, žiadnu chuť, žiadnu vôňu. Rýchlosť rozpadu rádionuklidov je prakticky nemožné zmeniť známymi chemickými, fyzikálnymi, biologickými a inými metódami. Čím viac energie prenesie žiarenie do tkanív, tým väčšie škody v tele spôsobí. Množstvo energie prenesenej do tela sa nazýva dávka. Telo môže dostať dávku žiarenia z akéhokoľvek typu žiarenia, vrátane rádioaktívneho. V tomto prípade môžu byť rádionuklidy mimo tela alebo v ňom. Množstvo energie žiarenia, ktoré je absorbované jednotkovou hmotnosťou ožiareného telesa, sa nazýva absorbovaná dávka a meria sa v sústave SI v sivej (Gy).

Pri rovnakej absorbovanej dávke je alfa žiarenie oveľa nebezpečnejšie ako beta a gama žiarenie. Stupeň vystavenia osoby rôznym druhom žiarenia sa odhaduje pomocou takej charakteristiky, ako je ekvivalentná dávka. poškodzujú telesné tkanivá rôznymi spôsobmi. V sústave SI sa meria v jednotkách nazývaných sieverty (Sv).

Rádioaktívny rozpad je prirodzená rádioaktívna premena jadier, ku ktorej dochádza spontánne. Jadro prechádzajúce rádioaktívnym rozpadom sa nazýva materské jadro; výsledné dcérske jadro je spravidla excitované a jeho prechod do základného stavu je sprevádzaný emisiou γ-fotónu. To. gama žiarenie je hlavnou formou znižovania energie excitovaných produktov rádioaktívnych premien.

Alfa rozpad. β-lúče sú prúdom jadier hélia He. Alfa rozpad je sprevádzaný odchodom α-častice (He) z jadra, pričom sa spočiatku zmení na jadro atómu nového chemického prvku, ktorého náboj je o 2 menší a hmotnostné číslo je 4 jednotky. menej.

Rýchlosti, ktorými α-častice (tj He jadrá) vyletujú z rozpadnutého jadra, sú veľmi vysoké (~106 m/s).

Letom cez hmotu α-častica postupne stráca svoju energiu, míňa ju na ionizáciu molekúl látky a nakoniec sa zastaví. α-častica tvorí na svojej ceste asi 106 párov iónov na 1 cm dráhy.

Čím väčšia je hustota látky, tým kratší je rozsah α-častíc na zastavenie. Vo vzduchu pri normálnom tlaku je rozsah niekoľko cm, vo vode, v ľudských tkanivách (svaly, krv, lymfa) 0,1-0,15 mm. α-častice sú úplne zachytené obyčajným kusom papiera.

α-častice nie sú veľmi nebezpečné v prípade vonkajšej expozície, pretože. môže byť oneskorené oblečením, gumou. Ale α-častice sú veľmi nebezpečné, keď sa dostanú do ľudského tela kvôli vysokej hustote ionizácie, ktorú produkujú. Poškodenie tkaniva nie je reverzibilné.

Existujú tri typy rozpadu beta. Prvým je jadro, ktoré prešlo premenou a emituje elektrón, druhým je pozitrón, tretiemu sa hovorí elektrónový záchyt (e-capture), jadro pohltí jeden z elektrónov.

Tretí typ rozpadu (záchyt elektrónov) spočíva v tom, že jadro absorbuje jeden z elektrónov svojho atómu, v dôsledku čoho sa jeden z protónov zmení na neutrón, pričom emituje neutríno:

Rýchlosť β-častíc vo vákuu je 0,3 - 0,99 rýchlosti svetla. Sú rýchlejšie ako α-častice, prelietavajú cez blížiace sa atómy a interagujú s nimi. β-častice majú nižší ionizačný účinok (50-100 párov iónov na 1 cm dráhy vo vzduchu) a keď sa β-častica dostane do tela, sú menej nebezpečné ako α-častice. Penetračná sila β-častíc je však vysoká (od 10 cm do 25 m a až 17,5 mm v biologických tkanivách).

Gama žiarenie je elektromagnetické žiarenie vyžarované jadrami atómov pri rádioaktívnych premenách, ktoré sa šíri vo vákuu konštantnou rýchlosťou 300 000 km/s. Toto žiarenie spravidla sprevádza β-rozpad a menej často α-rozpad.

γ-žiarenie je podobné röntgenovému žiareniu, ale má oveľa vyššiu energiu (pri kratšej vlnovej dĺžke). γ-lúče, ktoré sú elektricky neutrálne, sa neodchyľujú v magnetických a elektrických poliach. V hmote a vo vákuu sa šíria priamočiaro a rovnomerne vo všetkých smeroch od zdroja, bez toho, aby spôsobovali priamu ionizáciu; pri pohybe v médiu vyraďujú elektróny, prenášajú na ne časť alebo všetku svoju energiu, čo vedie k procesu ionizácie. Na 1 cm behu tvoria γ-lúče 1-2 páry iónov. Vo vzduchu sa pohybujú z niekoľkých stoviek metrov a dokonca aj kilometrov, v betóne - 25 cm, v olove - do 5 cm, vo vode - desiatky metrov a prenikajú cez ne živé organizmy.

γ-lúče predstavujú značné nebezpečenstvo pre živé organizmy ako zdroj vonkajšieho žiarenia.

Realita našej doby je taká, že nové faktory čoraz viac napádajú prirodzené prostredie ľudí. Jedným z nich sú rôzne druhy elektromagnetického žiarenia.

Prirodzené elektromagnetické pozadie vždy sprevádzalo ľudí. Ale jeho umelá zložka je neustále aktualizovaná novými zdrojmi. Parametre každého z nich sa líšia silou a povahou žiarenia, vlnovou dĺžkou, ako aj mierou vplyvu na zdravie. Aký druh žiarenia je pre človeka najnebezpečnejší?

Ako elektromagnetické žiarenie ovplyvňuje človeka

Elektromagnetické žiarenie sa vzduchom šíri vo forme elektromagnetických vĺn, ktoré sú kombináciou elektrických a magnetických polí, ktoré sa menia podľa určitého zákona. V závislosti od frekvencie je podmienene rozdelená na rozsahy.

Procesy prenosu informácií v našom tele majú elektromagnetickú povahu. Prichádzajúce elektromagnetické vlny vnášajú do tohto prírodou odladeného mechanizmu dezinformácie, ktoré spôsobujú najskôr nezdravé stavy a potom patologické zmeny podľa princípu "tam, kde tenko tam praskne." Jeden má hypertenziu, ďalší arytmiu, tretí hormonálnu nerovnováhu atď.

Mechanizmus účinku žiarenia na orgány a tkanivá

Aký je mechanizmus účinku žiarenia na ľudské orgány a tkanivá? Pri frekvenciách pod 10 Hz sa ľudské telo správa ako vodič. Zvlášť citlivé na vodivé prúdy nervový systém. OD mierny nárast Teplotu tkanív úplne zvláda mechanizmus prenosu tepla fungujúci v tele.

Vysokofrekvenčné elektromagnetické polia sú iná vec. Ich biologický účinok sa prejavuje výrazným zvýšením teploty ožarovaných tkanív, čo spôsobuje vratné a nezvratné zmeny v organizme.

Osoba, ktorá dostala dávku mikrovlnného žiarenia viac ako 50 mikroroentgénov za hodinu, môže mať poruchy na bunkovej úrovni:

• mŕtvo narodené deti;
• poruchy v činnosti rôznych systémov tela;
• akútne a chronické ochorenia.

Ktorý typ žiarenia má najvyššiu prenikavú silu?

Aký rozsah elektromagnetického žiarenia je najnebezpečnejší? Nie je to všetko také jednoduché. Proces vyžarovania a pohlcovania energie prebieha vo forme určitých častí - kvánt. Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým viac energie majú jeho kvantá a tým väčšie problémy môže narobiť, keď sa dostane do ľudského tela.

Najviac "energetických" kvantá je v tvrdom röntgenovom a gama žiarení. Celá zákernosť krátkovlnného žiarenia je v tom, že samotné žiarenie nepociťujeme, ale pociťujeme len následky ich škodlivých účinkov, ktoré do veľkej miery závisia od hĺbky ich prieniku do ľudských tkanív a orgánov.

Aký typ žiarenia má najvyššiu prenikavú silu? Samozrejme, ide o žiarenie s minimálnou vlnovou dĺžkou, teda:

• röntgen;

Práve kvantá týchto žiarení majú najväčšiu prenikavú silu a najnebezpečnejšie je, že ionizujú atómy. V dôsledku toho existuje možnosť dedičných mutácií, a to aj pri nízkych dávkach žiarenia.

Keď už hovoríme o röntgenových lúčoch, jednorazové dávky pri lekárske prehliadky veľmi malá a väčšina prípustná dávka nahromadené počas života by nemalo presiahnuť 32 Röntgenov. Chcelo by to stovky röntgenových lúčov vykonávané v krátkych časových intervaloch.

Čo môže byť zdrojom gama žiarenia? Spravidla sa vyskytuje pri rozpade rádioaktívnych prvkov.

Tvrdá časť ultrafialového žiarenia môže nielen ionizovať molekuly, ale aj spôsobiť veľmi vážne poškodenie sietnice. A vo všeobecnosti je ľudské oko najcitlivejšie na vlnové dĺžky zodpovedajúce svetlozelenej farbe. Zodpovedajú vlnám 555–565 nm. Za súmraku sa citlivosť videnia posúva smerom ku kratším – modrým vlnám 500 nm. Je to spôsobené veľkým počtom fotoreceptorov, ktoré vnímajú tieto vlnové dĺžky.

Ale najvážnejšie poškodenie orgánov zraku je spôsobené laserovým žiarením vo viditeľnom rozsahu.

Ako znížiť nebezpečenstvo nadmerného žiarenia v byte

A predsa, aký druh žiarenia je pre ľudí najnebezpečnejší?

O tom, že gama žiarenie je veľmi „nepriateľské“, niet pochýb Ľudské telo. Ale aj elektromagnetické vlny s nižšou frekvenciou môžu poškodiť zdravie. Núdzový alebo plánovaný výpadok elektriny narúša náš každodenný život a zvyčajnú prácu. Všetky elektronické „vypchávky“ našich bytov sú zbytočné a my, keď sme stratili internet, celulárna komunikácia, televízie sú odrezané od sveta.

Celý arzenál elektrických domácich spotrebičov je do tej či onej miery zdrojom elektromagnetického žiarenia, ktoré znižuje imunitu a zhoršuje fungovanie endokrinného systému.

Bolo vytvorené spojenie medzi vzdialenosťou miesta bydliska osoby od vysokonapäťových prenosových vedení a výskytom zhubné nádory. vrátane detskej leukémie. V týchto smutných skutočnostiach sa dá pokračovať donekonečna. Pri ich prevádzke je dôležitejšie rozvíjať určité zručnosti:

• pri používaní väčšiny domácich elektrických spotrebičov sa snažte udržiavať vzdialenosť 1 až 1,5 metra;
• umiestniť ich do rôznych častí bytu;
• nezabudnite, že elektrický holiaci strojček, neškodný mixér, fén, elektrický Zubná kefka- vytvárajú dostatočne silné elektromagnetické pole, nebezpečné svojou blízkosťou k hlave.

Ako skontrolovať úroveň elektromagnetického smogu v byte

Na tieto účely by bolo dobré mať špeciálny dozimeter.

Pre rádiofrekvenčný rozsah existuje bezpečná dávka žiarenia. Pre Rusko je definovaná ako hustota energetického toku a meria sa vo W/m² alebo µW/cm².

1. Pre frekvencie od 3 Hz do 300 kHz by dávka žiarenia nemala presiahnuť 25 W/m².
2. Pre frekvencie od 300 MHz do 30 GHz 10 - 100 µW/cm².

V rôznych krajinách sú kritériá hodnotenia rizika žiarenia, ako aj tie, ktoré sa na ne používajú kvantifikácia hodnoty sa môžu líšiť.

Pri absencii dozimetra existuje pomerne jednoduchá a efektívna metóda kontrola úrovne elektromagnetického žiarenia z vašich domácich elektrických spotrebičov.

1. Zapnite všetky elektrické spotrebiče. Priblížte sa ku každému z nich jeden po druhom s funkčným rádiom.
2. Úroveň rušenia, ktoré sa v ňom vyskytuje (prasknutie, škrípanie, hluk) vám napovie, ktoré zo zariadení je zdrojom silnejšieho elektromagnetického žiarenia.
3. Opakujte túto manipuláciu okolo stien. Miera rušenia tu naznačí aj miesta najviac znečistené elektromagnetickým smogom.

Možno má zmysel zmeniť usporiadanie nábytku? V modernom svete je naše telo už vystavené nadmernej otrave, takže akékoľvek opatrenie na ochranu pred elektromagnetickým žiarením je nesporným plusom v pokladnici vášho zdravia.