Radiatsiya nima

Radiatsion xavf belgisi

Ionlashtiruvchi nurlanish, ya’ni radioaktiv nurlanish yoki radiatsiya — fotonlar va boshqa elementar zarrachalar yoki atom yadrolari oqimlari bo‘lib, ular moddani ionlashtirish xususiyatiga ega.

Ionlashtiruvchi nurlanish turiga ko‘rinadigan yorug‘lik va ultrabinafsha nurlanish kirmaydi, garchi ular ayrim hollarda moddani ionlashtirishi mumkin bo‘lsa ham. Infraqizil nurlanish va radiodiapazondagi nurlanish ionlashtiruvchi hisoblanmaydi, chunki ularning energiyasi asosiy holatdagi atom va molekulalarni ionlashtirish uchun yetarli emas.

Tarixi

Uran va boshqa radioaktiv materiallardan tayyorlangan bo‘yoqlar miloddan avvalgi davrlardayoq qo‘llanilgan, biroq ular chiqaradigan ionlashtiruvchi nurlanish shu qadar kuchsiz bo‘lganki, uni sezish imkonsiz edi.

Ionlashtiruvchi nurlanishning dastlab aniqlangan turi katod nurlari (vakuum naychasida yuqori kuchlanish ta’sirida tezlashtiriladigan elektronlar oqimi) bo‘lib, ular 1860-yillarda kashf etilgan. Keyinchalik rentgen nurlari (Vilgelm Rentgen, 1895) kashf etildi. 1896-yilda Anri Bekkerel ionlashtiruvchi nurlanishning yana bir turini — uran chiqaradigan, zich va noshaffof moddalardan o‘tib, fotoemulsiyani yoritadigan ko‘rinmas nurlarni (hozirgi terminologiyada gamma-nurlanish) aniqladi. Radioaktivlik hodisasini keyinchalik o‘rganish natijasida (Ernest Rezerford, 1899) radioaktiv parchalanishda alfa-, beta- va gamma-nurlar ajralib chiqishi, ular bir qancha xususiyatlari, jumladan, elektr zaryadi bilan farqlanishi aniqlangan. Keyinchalik yadrolarning radioaktiv parchalanishida yuzaga keladigan ionlashtiruvchi nurlanishning boshqa turlari ham aniqlandi: pozitronlar, konversion va Oje elektronlari (Auger electrons), neytronlar, protonlar, bo‘linish parchalari, klasterlar (klasterli parchalanishda ajralib chiqadigan yengil yadrolar). 1911—1912-yillarda kosmik nurlar.

Ionlashtiruvchi nurlanishning tabiati

Ionlashtiruvchi nurlanishning quyidagi turlari eng muhim hisoblanadi:

Ionlashtiruvchi nurlanish manbalari

Ionlashtiruvchi nurlanishning tabiiy manbalari:

Ionlashtiruvchi nurlanishning sun’iy manbalari:

Sun’iy hosil qilingan radioaktivlik

Ko‘plab barqaror atomlar nurlantirilishi va shu bilan bog‘liq induksiyalangan yadro reaksiyasi natijasida beqaror izotoplarga aylanadi. Bunday nurlantirish oqibatida barqaror modda radioaktiv bo‘lib qoladi, ikkilamchi ionlashtiruvchi nurlanish turi esa dastlabki nurlanish turidan farq qiladi. Bu ta’sir, ayniqsa, neytronlar bilan nurlantirishdan keyin yaqqol namoyon bo‘ladi. Bunga tabiatda faqat kobaltning bitta barqaror izotopi — — kobalt-59 ko‘rinishida uchrashi misol bo‘la oladi. Uning tutib olish kesimi termik neytronlar uchun katta bo‘lgani sababli u osongina radioaktiv kobalt-60ga aylanadi. Uning yarim yemirilish davri taxminan 5 yil. Tabiiy temir tarkibida temir-54 izotopi mavjud bo‘lib, u neytronni tutib olgach, nisbatan uzoq yashovchi (yarim yemirilish davri 2,5 yildan sal ko‘proq) temir-55, natijada xarakteristik rentgen nurlanishi va Oje elektronlari ajralib chiqadi. Bunga elektronni tutib olish jarayoni sabab bo‘ladi.

paytida chiqaradi. Shu bilan birga, moddani rentgen nurlari, past energiyali (bir necha MeVdan kichik) gamma-kvantlar va beta-zarrachalar bilan nurlantirish sun’iy radioaktivlikni yuzaga keltirmaydi, chunki ularning energiyasi barqaror yadrolarni radioaktiv yadrolarga aylantiradigan yadro reaksiyalari uchun yetarli emas.

Yadro o‘zgarishlari zanjiri

Yadro parchalanishi yoki sintezi jarayonida yangi nuklidlar hosil bo‘ladi va ular ham beqaror bo‘lishi mumkin. Natijada yadroviy o‘zgarishlar zanjiri yuzaga keladi. Har bir o‘zgarishning o‘z ehtimolligi va ionlashtiruvchi nurlanishlar to‘plami mavjud. Shu sababli radioaktiv manba chiqaradigan nurlanishning intensivligi va tabiati vaqt o‘tishi bilan sezilarli darajada o‘zgarishi mumkin.

Ionlashtiruvchi nurlanishlarni o‘lchash

O‘lchash usullari

Tarixan ionlashtiruvchi nurlanishning ilk sezgichlari kimyoviy yorug‘likka sezgir materiallar bo‘lib, ular fotografiyada ishlatilgan. Ionlashtiruvchi nurlanish yorug‘lik o‘tkazmaydigan konvertga joylashtirilgan fotoplastinkaga ta’sir ko‘rsatib, uni yoritgan. Ammo jarayonning uzoq davom etishi va qimmatligi, tasvirni ochish murakkabligi hamda axborotning kamligi tufayli ulardan tez orada voz kechilgan.

Maishiy va sanoat sohalarida ionlashtiruvchi nurlanish sezgichlari sifatida dozimetrlar, ayniqsa, Geyger hisoblagichlariga asoslangan qurilmalar eng ko‘p tarqalgan. Geyger hisoblagichi — gaz razryadli asbob bo‘lib, unda nurlanish gazni ionlashtirishi natijasida elektrodlar o‘rtasida elektr toki hosil bo‘ladi. Odatda bunday asboblar faqat gamma-nurlanishni to‘g‘ri qayd etadi. Ayrim asboblar tormozlanish nurlanishi hisobiga beta-nurlanishni gamma-kvantlarga aylantiradigan maxsus filtr bilan jihozlangan. Geyger hisoblagichlari nurlanishni energiyasiga ko‘ra yaxshi ajrata olmaydi; buning uchun gaz razryadli hisoblagichning boshqa turi — proporsional hisoblagich.

qo‘llanadi. Shuningdek, yarimo‘tkazgichli ionlashtiruvchi nurlanish sezgichlari mavjud. Ularning ishlash prinsipi gaz razryadli asboblarnikiga o‘xshash, farqi shundaki, ikkita elektrod orasidagi yarimo‘tkazgich hajmi ionlashadi. Eng sodda holatda bu teskari kuchlanish berilgan yarimo‘tkazgichli diod bo‘ladi. Eng yuqori sezgirlikka erishish uchun bunday detektorlar katta o‘lchamlarda tayyorlanadi.

Ilm-fanda ssintillyatorlar keng qo‘llanadi. Bu asboblar maxsus modda tomonidan nurlanishning yutilishi hisobiga uning energiyasini ko‘rinadigan yorug‘likka aylantiradi. Yorug‘lik chaqnashi fotoelektron ko‘paytirgich tomonidan qayd etiladi. Ssintillyatorlar nurlanishni energiyasiga ko‘ra yaxshi farqlaydi.

Elementar zarrachalar oqimlarini tadqiq qilish uchun ularning xususiyatlarini batafsil o‘rganishga imkon beruvchi ko‘plab boshqa usullar ham qo‘llanadi, masalan, pufakchali kamera, Vilson kamerasi.

O‘lchov birliklari

Ionlashtiruvchi nurlanishning modda bilan o‘zaro ta’siri samaradorligi nurlanish turi, zarrachalar energiyasi va nurlantirilayotgan moddaning o‘zaro ta’sir kesimiga bog‘liq. Ionlashtiruvchi nurlanishning modda bilan o‘zaro ta’sirini tavsiflaydigan muhim ko‘rsatkichlar:

Xalqaro birliklar tizimida (SI) yutilgan dozaning birligi grey (ruscha belgisi: Гр, xalqaro belgisi: Gy) bo‘lib, moddaning har bir 1 J energiyani yutishiga to‘g‘ri keladigan 1 kg massa ulushini ifodalaydi. Ba’zan tizimdan tashqari eskirgan rad (ruscha belgisi: рад; xalqaro belgisi: rad) birligi ham uchraydi: bu moddaning har bir grammiga 100 erg energiya yutilishiga mos doza. Har bir 1 gramm modda uchun. 1 rad = 0,01 Gy. Yutilgan dozani ekvivalent doza bilan adashtirmaslik kerak .

Eskirgan ekspozitsion doza tushunchasi ham keng qo‘llanadi — bu fotonli (gamma yoki rentgen) nurlanishning birlik zaryadni birlik hajmdagi havoda qancha hosil qilishini ko‘rsatadi. Buning uchun odatda tizimdan tashqari ekspozitsion doza birligi — rentgen (ruscha belgisi: Р; xalqaro belgisi: R) qo‘llanadi: bu fotonli nurlanishning 1 SGSE zaryad birligi ((1/3)⋅10−9 kulon)ga teng zaryadli ionlarni 1 sm³ havoda hosil qiladigan dozasi. SI tizimida kulon / kilogramm (ruscha belgisi: Кл/кг; xalqaro belgisi: C/kg) birligi qo‘llanadi: 1 C/kg = 3876 R; 1 R = 2,57976⋅10−4 C/kg.

Radioaktiv manbaning faolligi — birlik vaqt ichidagi yadroviy parchalanishlarning o‘rtacha soni. SI tizimidagi tegishli birlik — bekkerel (ruscha belgisi: Бк; xalqaro belgisi: Bq) soniyasiga sodir bo‘ladigan parchalanishlar sonini anglatadi. Tizimdan tashqari kyuri (ruscha belgisi: Ки; xalqaro belgisi: Ci) birligi ham qo‘llanadi. 1 Ci = 3,7⋅1010 Bq. Bu birlikning dastlabki ta’rifi 1 g radiy-226.

ning faolligiga mos kelgan. Korpuskulyar ionlashtiruvchi nurlanish zarrachalarning kinetik energiyasi bilan ham tavsiflanadi. Ushbu kattalikni o‘lchashda eng ko‘p ishlatiladigan tizimdan tashqari birlik — elektronvolt (ruscha belgisi: эВ, xalqaro belgisi: eV). Odatda radioaktiv manba muayyan energiya spektriga ega zarrachalarni chiqaradi. Nurlanish detektorlarining zarrachalar energiyasiga nisbatan sezgirligi ham bir xil emas.

Ionlashtiruvchi nurlanishlarning xususiyatlari

Alfa-nurlanish — alfa-zarrachalar, ya’ni geliy-4 yadrolari oqimidir. Radioaktiv parchalanishda hosil bo‘ladigan alfa-zarrachalarni oddiy qog‘oz varag‘i ham to‘xtata oladi. Beta-nurlanish esa elektronlar oqimi bo‘lib, ular beta-parchalanishda paydo bo‘ladi; energiyasi 1 MeVgacha bo‘lgan beta-zarrachalardan himoyalanish uchun bir necha millimetr qalinlikdagi alyuminiy plastina yetarli. Gamma-nurlanishning kirib borish qobiliyati ancha yuqori, chunki u zaryadsiz, yuqori energiyali fotonlardan iborat; undan himoyalanish uchun og‘ir elementlar (qo‘rg‘oshin va  h. k.) samarali bo‘lib, ular MeV energiyali fotonlarni qalinligi bir necha santimetr bo‘lgan qatlamda yutadi. Kirib borish qobiliyati ionlashtiruvchi nurlanishning barcha turlari uchun energiyaga bog‘liq.

Modda bilan o‘zaro ta’sir mexanizmiga ko‘ra bevosita ionlashtiruvchi zaryadlangan zarrachalar oqimi va bilvosita ionlashtiruvchi nurlanish (neytral elementar zarrachalar — fotonlar va neytronlar oqimi) farqlanadi. Hosil bo‘lish mexanizmiga ko‘ra esa birlamchi (manbada vujudga kelgan) va ikkilamchi (boshqa turdagi nurlanishning modda bilan o‘zaro ta’siri natijasida hosil bo‘lgan) ionlashtiruvchi nurlanish ajratiladi.

Ionlashtiruvchi nurlanish zarrachalarining energiyasi bir necha yuz elektronvoltdan (rentgen nurlanishi, ayrim radionuklidlarning beta-nurlanishi) 1015—1020 va undan yuqori elektronvoltgacha (energiyasining yuqori chegarasi aniqlanmagan kosmik nurlanish protonlari) bo‘lgan oraliqda joylashadi.

Yugurish yo‘li uzunligi va kirib borish qobiliyati keskin farq qiladi — mikrometrlardan (kondensatsiyalangan muhitda radionuklidlarning alfa-nurlanishi, bo‘linish parchalari) ko‘plab kilometrlargacha (yuqori energiyali kosmik nurlarning myuonlari) yetadi.

Konstruksion materiallarga ta’siri

Korpuskulyar nurlanish yoki o‘ta yuqori energiyali fotonli nurlanishning uzoq davom etadigan ta’siri konstruksion materiallarning xususiyatlarini sezilarli darajada o‘zgartirishi mumkin. Bu o‘zgarishlarni muhandislikning radiatsion materialshunoslik sohasi o‘rganadi. Qattiq jismlarning nurlanish ta’siridagi xatti-harakatlarini tadqiq qiladigan fizika bo‘limi qattiq jismning radiatsion fizikasi deb ataladi. Radiatsion shikastlanishlarning eng muhim turlari quyidagilardir:

  • Atomlarning panjara tugunlaridan urib chiqarilishi oqibatida kristall panjaraning buzilishi;
  • Dielektriklarning ionlashishi;
  • Yadro reaksiyalari natijasida moddalarning kimyoviy tarkibi o‘zgarishi.

Muhandislik konstruksiyalarining radiatsion shikastlanishini hisobga olish, ayniqsa, yadro reaktorlari va radiatsiya sharoitida ishlashga mo‘ljallangan yarimo‘tkazgichli elektronika uchun dolzarbdir.

Yarimo‘tkazgichlarga ta’siri

Zamonaviy yarimo‘tkazgich texnologiyalari ionlashtiruvchi radiatsiyaga sezgir. Shunga qaramay, ular harbiy va kosmik texnikada, yadro sanoatida keng qo‘llanadi. Bunda radiatsiya ta’sirining oqibatlarini kamaytiradigan turli texnologik, sxemaviy va dasturiy yechimlardan foydalaniladi.

Yarimo‘tkazgichli qurilmalarning bir martalik yoki qaytmas ishdan chiqishiga olib keladigan radiatsion shikastlanishlarning asosiy turlari:

  • Ionlashish oqibatida dielektriklarda elektr zaryadining to‘planishi. Bu maydoniy tranzistorlarning ochilish chegarasini siljitadi va uzoq muddatli nosozlikka olib keladi. Topologik o‘lchamlarni kichraytirish bunday shikastlanishlarga chidamlilikni oshiradi.
  • Dielektrik «cho‘ntak» ionlashishi sababli EEPROM va Flash xotirada zaryadning oqib ketishi. Bu ma’lumotlar yo‘qolishiga olib keladi. Bunga qarshi zaxiralash, ortiqcha kodlash va boshqa turdagi xotiralardan foydalanish bilan kurashiladi.
  • Fotoelektrik effektning p–n-o‘tishlarda (quyosh batareyalaridagi kabi) yuz berishi. Bu parazit sizib chiqish toklarini va soxta signallarni ko‘paytiradi. Bunday hodisaga qarshi maxsus texnologiyalar, masalan, komponentlarni dielektrik bilan izolyatsiyalash.
  • qo‘llanadi. Yuqori energiyali og‘ir zaryadlangan kosmik zarrachalar yoki boshqa tabiatli kuchli nurlanish atomlarni ionlashtirib, yarimo‘tkazgichda elektronlar ko‘chkisini hosil qiladi. Natijada raqamli sxemalarning holati o‘zgarishi va analog sxemalarda kuchli xalaqitlar paydo bo‘lishi mumkin. Eng yomon holatda izolyatorlar teshilib o‘tadi yoki p–n-o‘tish bilan izolyatsiyalangan asboblarda tiristorli berkilish yuz beradi. Bunga dielektrik bilan izolyatsiyalash, ikkita p–n-o‘tish bilan ajratish (triple-well jarayoni) va tugunlarning iste’mol tokini nazorat qilib, u keskin oshganda qurilmani qayta ishga tushirish orqali qarshi kurashiladi.
  • Yuqori energiyali zarrachalar zarbasi ostida atomlar o‘z joyidan siljishi oqibatida yarimo‘tkazgich kristall tuzilmasining buzilishi.
  • Nurlanish ta’sirida yuzaga kelgan yadro reaksiyalari natijasida yarimo‘tkazgichlarning kimyoviy tarkibi o‘zgarishi.

Ionlashtiruvchi nurlanishning kimyoviy ta’siri

Ionlashtiruvchi nurlanish moddada kimyoviy o‘zgarishlarni yuzaga keltirishi mumkin. Bunday o‘zgarishlarni radiatsion kimyo o‘rganadi. Ionlashtiruvchi nurlanish ta’sirida, masalan, quyidagi o‘zgarishlar sodir bo‘lishi mumkin:

Ionlashtiruvchi nurlanishlarning biologik ta’siri

Ionlashtiruvchi nurlanishning har xil turlari biologik to‘qimalarni turlicha shikastlaydi va ularga turli mexanizmlar orqali ta’sir qiladi. Shu sababli bir xil yutilgan dozadagi turli nurlanishlar har xil biologik samaradorlikka ega. Nurlanishning tirik organizmlarga ta’sirini ifodalash uchun nurlanishning nisbiy biologik samaradorligi tushunchasi kiritilgan. Zaryadlangan zarrachalar uchun biologik samaradorlik energiyaning chiziqli uzatilishi (zarrachaning to‘qimada bosib o‘tgan yo‘lining birlik uzunligiga to‘g‘ri keladigan o‘rtacha energiya yo‘qotishi) bilan bevosita bog‘liq.

O‘lchov birliklari

Yutilgan dozaning biologik ta’sirini hisobga olish uchun ionlashtiruvchi nurlanishning ekvivalent dozasi kiritilgan. U son jihatdan yutilgan doza bilan nurlanishning vazn koeffitsiyenti ko‘paytmasiga teng. Rentgen, gamma va beta-nurlanishlar uchun koeffitsiyent 1 deb qabul qilingan. Alfa-nurlanish va yadro bo‘linishi parchalari uchun koeffitsiyent 20. Neytronlar uchun energiyasiga qarab 5…20. SI tizimida effektiv va ekvivalent dozalar zivertlarda o‘lchanadi (ruscha belgisi: Зв; xalqaro belgisi: Sv).

Ilgari ekvivalent dozani o‘lchash uchun ber birligi keng qo‘llangan (ruscha atamaning qisqartmasi: biologik ekvivalent rentgen, gamma-nurlanish uchun; ruscha belgisi: бэр; xalqaro belgisi: rem). Dastlab bu birlik 1 R rentgen yoki gamma-nurlanish dozasi bilan bir xil biologik ta’sir ko‘rsatadigan ionlashtiruvchi nurlanish dozasi sifatida ta’riflangan. SI tizimi qabul qilingach, ber quyidagiga teng birlik sifatida tushunila boshlandi: 0,01 J/kg. 1 ber = 0,01 Sv = 100 erg/g.

Biologik samaradorlikdan tashqari nurlanishning kirib borish qobiliyatini ham hisobga olish kerak. Masalan, og‘ir atom yadrolari va alfa-zarrachalar biroz bo‘lsa-da zich modda ichida juda qisqa masofani bosib o‘tadi. Shuning uchun radioaktiv alfa-manbalar tashqi nurlanishda emas, balki organizm ichiga tushgandagina xavflidir. Gamma-nurlanish esa aksincha, yuqori kirib borish qobiliyatiga ega.

Ayrim radioaktiv izotoplar barqaror elementlarning o‘rnini egallab, tirik organizmning moddalar almashinuvida ishtirok etishi mumkin. Natijada radioaktiv modda bevosita tirik to‘qimalarda ushlanib qoladi va to‘planadi, bu esa u bilan aloqa qilish xavfini ancha oshiradi. Masalan, yod-131, stronsiy, plutoniy izotoplari va boshqalar yaxshi ma’lum. Ushbu hodisani tavsiflash uchun organizmdan izotopning yarim chiqarilish davri tushunchasi ishlatiladi.

Biologik ta’sir mexanizmlari

1. Fizik bosqich. Nurlanish energiyasining uzatilishi.
2. Fizik-kimyoviy bosqich. Ortiqcha energiyaning qo‘zg‘algan molekulalar o‘rtasida qayta taqsimlanishi.
3. Kimyoviy bosqich. Faol mahsulotlarning bir-biri va atrofdagi molekulalar bilan o‘zaro ta’siri.

Ionlashtiruvchi nurlanishning bevosita ta’siri — ionlashtiruvchi zarrachalarning hujayralardagi biologik molekulyar tuzilmalarga hamda organizmning suyuq (suvli) muhitlariga to‘g‘ridan-to‘g‘ri kelib urilishidir.

Bilvosita ta’sir — organizm va hujayralarning suyuq muhitida nurlanish yuzaga keltirgan ionlashish natijasida hosil bo‘ladigan erkin radikallarning ta’siridir. Erkin radikallar makromolekulalar ( (oqsillar va nuklein kislotalar) zanjirlari yaxlitligini buzadi. Bu hujayralarning ommaviy nobud bo‘lishiga ham, kanserogenez va mutagenezga ham olib kelishi mumkin. Ionlashtiruvchi nurlanish ta’siriga ayniqsa faol bo‘linadigan hujayralar (epiteliy, o‘zak va embrion hujayralari) sezgir.

Organizmga nurlanish ta’sir etgach, dozaga qarab deterministik va stoxastik radiobiologik ta’sirlar kuzatilishi mumkin. Masalan, odamda o‘tkir nur kasalligi belgilari paydo bo‘lishining chegaraviy dozasi butun tana uchun 1—2 Svni tashkil etadi.

Deterministik ta’sirlardan farqli ravishda stoxastik ta’sirlar namoyon bo‘lishining aniq doza chegarasi yo‘q. Nurlanish dozasi oshishi bilan faqat bunday ta’sirlarning uchrash chastotasi ko‘payadi. Ular nurlanishdan ko‘p yillar o‘tib (xavfli o‘smalar) yoki keyingi avlodlarda (mutatsiyalar).

) namoyon bo‘lishi mumkin. Ionlashtiruvchi nurlanishning stoxastik ta’siri haqida asosiy ma’lumot manbai atom bombardimonlari yoki radiatsion avariyalardan omon qolgan insonlarning salomatligini kuzatish natijalaridir. Mutaxassislar 87 500 kishini — atom bombardimonlaridan omon qolganlarni kuzatgan. Ular olgan nurlanishning o‘rtacha dozasi 240 millizivertni tashkil etgan. Keyingi yillarda onkologik kasallanish 9 % ga oshgan. 100 millizivertdan kam dozalarda dunyoda hech kim kutilgan va amalda kuzatilgan kasallanish ko‘rsatkichlari o‘rtasidagi farqni aniqlamagan.

Nurlanishning organizm hujayralariga tushishi tasodifiy, ehtimollik xususiyatiga ega. Faqat ionlashtiruvchi nurlanish tekkan hujayralar jiddiy shikastlanadi. Odatda hujayra shikastlanganda DNKni ta’mirlash mexanizmi ishga tushadi. Agar DNKdagi shikastlanishlar tuzatib bo‘lmaydigan darajada ko‘p bo‘lsa, hujayraning nobud bo‘lishiga olib keladigan turli mexanizmlar (apoptoz, autofagiya va boshqalar) ishga tushadi. Ammo ba’zan bu mexanizm ishlamaydi va DNKsi shikastlangan hujayra bo‘linishni boshlaydi. Bunday to‘qimalar nazoratsiz o‘ssa, leykozlar va saraton o‘smalari rivojlana boshlaydi. Ionlashtiruvchi nurlanishning stoxastik ta’sirlari uchun xavfsiz doza mavjudmi, degan masala hanuz uzil-kesil hal etilmagan. Rasmiy qabul qilingan chiziqli chegarasiz konsepsiyaga ko‘ra, mutlaqo xavfsiz doza mavjud emas. Shunga qaramay, ilmiy adabiyotlarda kichik dozadagi nurlanish xavfli o‘smalar rivojlanishi chastotasini kamaytirishi va immun tizimini rag‘batlantirishini ko‘rsatadigan dalillar keltirilgan. Radiatsiyaga eng kam sezgir organizmlar nisbatan sodda, avvalo bir hujayrali organizmlar, jumladan bakteriyalardir. Masalan, sekinyurarlar (tardigradlar) odam uchun o‘limga olib keladigan dozadan ming martadan ko‘proq radiatsiya dozasiga chiday oladi. Ularda DNK molekulasiga birikib, uni turli shikastlanishlardan himoya qiladigan Dsup nomli maxsus oqsil mavjud.

Inson bir yil davomida oladigan nurlanishning asosiy manbalari va dozalari

Radiatsion fon tabiiy va sun’iy ko‘plab manbalardan kelib chiqadi. Ularga kosmik nurlanish, shuningdek, atrof-muhit radioaktivligi — tabiiy radioaktiv materiallar (masalan, radon va radiy) hamda sun’iy tibbiy rentgen nurlanishi, global radioaktiv yog‘inlar (ular yadro quroli sinovlari va radiatsion avariyalar oqibatida vujudga keladi) kiradi.

natijasida yuzaga keladi) kiradi. Insonning ionlashtiruvchi nurlanish ta’siriga uchrashining yillik o‘rtacha darajasi, millizivert (mSv) hisobida
Nurlanish manbai Dunyo AQSH Yaponiya Rossiya:c. 15—16 Izoh
Havodan nafas olish 1,26 2,28 0,40 2,0 Asosan radon hisobiga; gazning bino ichida to‘planishiga bog‘liq
Ovqat va suv iste’moli 0,29 0,28 0,40 0,17 (40K),
0,133 (oziq-ovqat),
0,038 (suv)
(К-40, С-14 va boshq. )
Yer kelib chiqishli radionuklidlarning tashqi nurlanishi 0,48 0,21 0,40 0,67 Tuproq va qurilish materiallariga bog‘liq
Kosmik nurlanish 0,39 0,33 0,30 0,339 Balandlikka bog‘liq
Oraliq jami (tabiiy) 2,40 3.10 1,50 3,36 Aholining katta guruhlari 10-20 mSv oladi
Tibbiy nurlanish 0,60 3,00 2,30 0,62 Dunyo bo‘yicha ko‘rsatkich nur terapiyasi;
ni o‘z ichiga olmaydi; AQSH ko‘rsatkichi asosan kompyuter tomografiyasi va yadro tibbiyoti.
Iste’mol tovarlari — 0,13 — sigaretalar, aviaqatnovlar, qurilish materiallari va boshqalar
Atmosferadagi yadro sinovlari 0,005 — 0,01 — Eng yuqori ko‘rsatkich 0,11 mSv 1963-yilda qayd etilgan va shundan beri pasaymoqda;
sinov poligonlari yaqinida daraja yuqoriroq
Kasbiy nurlanish ta’siri 0,005 0,005 0,01 Dunyo bo‘yicha faqat ishchilar uchun o‘rtacha 0,7 mSv, asosan shaxtalardagi radon sababli;
AQSHda esa asosan tibbiyot va aviatsiya xodimlari hisobiga.
Chernobil avariyasi 0,002 — 0,01 0,006 (14 ta hudud) Eng yuqori ko‘rsatkich 0,04 mSv 1986-yilda qayd etilgan va shundan beri pasaymoqda;
stansiya yaqinida daraja yuqoriroq
Yadro yoqilg‘isi sikli 0,0002 0,001 Obyektlar yaqinida 0,02 mSvgacha; kasbiy nurlanish hisobga olinmagan
Boshqalar — 0,003 Sanoat, xavfsizlik, tibbiyot, ta’lim va tadqiqotlar
Oraliq jami (sun’iy) 0,6 3,14 2.33
Umumiy jami 3,00 6,24 3,83 3,98 yiliga millizivert

Tabiiy radiatsion fon turli joylarda sezilarli farq qiladi. Masalan, Fransiyada tabiiy nurlanishning yillik dozasi 5 mSv, Shvetsiyada 6,3 mSv, Braziliyaning Guarapari plyajlarida (Braziliya) yillik radiatsiya darajasi 175 mSvga yetadi; bunga qum tarkibida toriy miqdorining yuqoriligi sabab bo‘ladi. G‘isht va beton tarkibida radioaktiv elementlar oz miqdorda bo‘lgani sababli odam oladigan o‘rtacha doza yiliga yana 1,5 mSvga oshadi. Ko‘mirda ishlaydigan issiqlik elektr stansiyalari chiqindilari va samolyot parvozlari natijasida inson yiliga 4 mSvgacha oladi. Tibbiy diagnostika jarayonlarida (rentgen tasvirlari va boshqalar) yana taxminan yiliga 1,4 mSv oladi. Shunday qilib, insonning yillik umumiy dozasi 10 mSvga yetishi mumkin, ammo o‘rtacha 5 mSvdan oshmaydi. Radiatsion fon yiliga 3 millizivertdan oshmasa, insonda sezilarli biologik ta’sir ko‘rsatmaydi. 10 millizivertgacha bo‘lgan dozalar mutlaqo xavfsiz deb hisoblanadi. 10-100 millizivert atrofidagi dozalarda o‘zgarishlar, 500 millizivertdan boshlab esa organizmda tizimli shikastlanishlar belgilari paydo bo‘ladi.

Ionlashtiruvchi nurlanishlarni gigiyenik me’yorlash

Me’yorlash SanPiN 2.6.1.2523-09 «Radiatsion xavfsizlik me’yorlari (NRB-99/2009)» sanitariya qoidalari va me’yorlariga muvofiq amalga oshiriladi. Quyidagi shaxslar toifalari uchun effektiv dozaning chegaraviy qiymatlari belgilanadi:

  • xodimlar — texnogen nurlanish manbalari bilan ishlaydigan shaxslar (A guruhi) yoki ish sharoitlariga ko‘ra ularning ta’sir doirasida bo‘lgan shaxslar (B guruhi);
  • butun aholi, shu jumladan xodimlar ham ularning ishlab chiqarish faoliyati doirasi va sharoitlaridan tashqarida.

B guruhi xodimlari uchun asosiy doza chegaralari va ruxsat etilgan nurlanish darajalari A guruhi xodimlari uchun belgilangan qiymatlarning to‘rtdan biriga teng.

Xodimlar uchun effektiv doza butun mehnat faoliyati davomida (50 yil) 1000 mSvdan, oddiy aholi uchun esa butun umr davomida 70 mSvdan oshmasligi kerak. Rejalashtirilgan yuqori nurlanishga faqat 30 yoshdan katta erkaklar mumkin bo‘lgan nurlanish dozalari va sog‘liq uchun xavf haqida xabardor etilgach, o‘zlarining ixtiyoriy yozma roziligi bilan ruxsat etiladi.

Ionlashtiruvchi nurlanishning qo‘llanilishi

Ionlashtiruvchi nurlanishlar turli sohalarda qo‘llanadi:

Texnikada

Tibbiyotda

Analitik kimyoda

  • Radioaktivatsion tahlil — neytronlar bilan bombardimon qilish va hosil bo‘lgan radioaktivlikning xususiyati hamda spektrini tahlil etish orqali.
  • Gamma va rentgen nurlarining yutilish, chiqarilish yoki sochilish spektrlaridan foydalanib moddalarni tahlil qilish. Qarang: rentgen-spektral tahlil, rentgen-fluoressent tahlil.
  • Beta-zarrachalarning teskari sochilishidan foydalanib moddalarni tahlil qilish.

Nanotexnologiyalarda

Radiatsion xavf belgisi

Радиоактивно
Radioaktiv
Yangi radiatsion xavf belgisi

Xalqaro shartli radiatsion xavf belgisi («uch yaproqli belgi», «ventilyator») 60° kenglikdagi uchta sektor shaklida bo‘lib, ular bir-biriga nisbatan 120° burchak ostida joylashgan; markazida kichik doira mavjud. Belgi sariq fonda qora rangda tasvirlanadi.

Belgilar jadvalidagi Unicode tizimida radiatsion xavf belgisi — ☢ (U+0x2622) mavjud.

2007-yilda yangi radiatsion xavf belgisi qabul qilindi, unda «uch yaproqli belgi»ga «o‘lim xavfi» («bosh suyagi va suyaklar) hamda «uzoqlash!» (yugurayotgan odam silueti va yo‘nalishni ko‘rsatuvchi strelka) belgilari qo‘shilgan. Yangi belgi an’anaviy «uch yaproqli belgi» ma’nosini bilmagan kishilarga ham tushunarliroq bo‘lishi uchun ishlab chiqilgan.

Ayrim olimlar minglab yillar o‘tgach ham odamlarga tushunarli bo‘ladigan yadro chiqindilari haqida uzoq muddatli ogohlantirish tizimini yaratishga urinmoqda.

Ionlashtiruvchi nurlanish foni

Ionlashtiruvchi nurlanish foni (yoki radiatsion fon) — tabiiy va texnogen manbalardan keladigan umumiy nurlanishdir.

Rossiyada atrof-muhitning radiatsion monitoringini federal xizmat Rosgidromet va davlat korporatsiyasi Rosatom amalga oshiradi. Xalqaro miqyosda radioaktiv nurlanishning inson va atrof-muhitga ta’sirini baholash hamda axborot to‘plash bilan Atom radiatsiyasi ta’siri bo‘yicha ilmiy qo‘mita (UNSCEAR) shug‘ullanadi. U Birlashgan Millatlar Tashkiloti huzurida faoliyat yuritadi.

Tabiiy radiatsion fonning asosiy tarkibiy qismlari kosmik nurlar va radionuklidlar — yer po‘stida hamma joyda uchraydigan yer kelib chiqishli radionuklidlarning nurlanishidir.

UNSCEAR ma’lumotlariga ko‘ra, dunyo bo‘yicha o‘rtacha effektiv doza — yer sathidagi ochiq joyda kosmik nurlar (jumladan ikkilamchi neytron nurlanishi) ta’siridan kelib chiqadigan doza quvvati — 0,036 mkSv/soatni tashkil etadi. Dengiz sathidan balandlik ortgani sayin qiymat sezilarli o‘zgaradi va fuqaro aviatsiyasi parvozlari balandligida (9—12 km) 5—8 mkSv/soatga yetishi mumkin. Shunga ko‘ra, kosmik nurlar ta’siridan transatlantik parvoz vaqtida Yevropadan Shimoliy Amerikaga transatlantik parvoz vaqtida olinadigan effektiv doza 30—45 mkSvga yetadi. Bundan tashqari, ushbu nurlanishning doza quvvati geomagnit kenglik va Quyosh faolligining 11 yillik sikli holatiga bog‘liq. Bu ikki omilning har biri nurlanish dozasi quvvatiga taxminan 10 % ta’sir ko‘rsatadi.

Tabiiy radiatsion fonning ikkinchi muhim tarkibiy qismi γ-nurlanish bo‘lib, u yer kelib chiqishli radionuklidlardan, jumladan, 40K va parchalanish mahsulotlari — uran-238 va toriy-232 (226Th, 228Ac, 214Pb, 214Bi) tomonidan chiqariladi. Bu radionuklidlarning tashqi nurlanishidan kelib chiqadigan effektiv dozaning o‘rtacha quvvati hududga qarab 0,030 dan 0,068 mkSv/soatgacha bo‘ladi. Dunyoda tabiiy radiatsion fon yuqori bo‘lgan ayrim hududlar ham mavjud. Bunga monatsit qumi tarkibida ko‘p toriy bo‘lgani sababli (shaharlar: Guarapari — Braziliya, Yanszyan — Xitoy, shtatlar: Kerala va Tamilnad — Hindiston, Nil deltasi — Misr), vulqon tuproqlari (shtat: Minas-Jerays — Braziliya; orol: Niue — Tinch okeani), shuningdek, chuchuk suvda radiy-226 uchrashi (shahar: Ramsar — Eron).

Rossiya gidrometeorologiya xizmati Rosgidromet ma’lumotlariga ko‘ra, Rossiya Federatsiyasi hududida ekspozitsion doza γ-nurlanish quvvati (EDQ) asosan tabiiy radiatsion fon tebranishlari chegarasida (9—16 mkR/soat).

EDQ ko‘rsatkichlarining oshishi Chernobil AESdagi avariyadan keyin ifloslangan Bryansk, Kaluga, Kursk, Oryol va Tula viloyatlarida 19—25 mkR/soat oralig‘ida qayd etilgan. Taxminan shunday ko‘rsatkichlar Jitomir, Kiyev, Chernigov va Sumi viloyatlarida, Ukrainada, shuningdek, Gomel, Brest va Minsk viloyatlarida, Belarusda. 100 km gacha bo‘lgan hududlarda radiokimyo korxonalari va atom elektr stansiyalari yaqinida EDQ qisqa muddatga 20 mkR/soatgacha ko‘tariladi, biroq o‘rtacha yillik qiymatlar fonning odatiy tebranishlari chegarasida — 9—14 mkR/soat.

oralig‘ida qoladi. Tabiiy omillar ta’sirida inson oladigan o‘rtacha yillik effektiv doza 2400 mkSvni tashkil etadi. Bu qiymatga yuqorida sanalgan manbalardan tashqi nurlanish bilan birga havo, ovqat va suv orqali organizmga kiradigan radionuklidlarning ichki nurlanishi ham kiradi (jami 1500 mkSv). So‘nggi vaqtlarda rivojlangan mamlakatlarda texnogen nurlanish ulushi tabiiy manbalar ulushiga yaqinlashmoqda. Bunda ionlashtiruvchi nurlanish manbalaridan foydalaniladigan tibbiy tekshiruv va davolashlar dozasi inson oladigan antropogen radiatsion ta’sirning 95 % ini tashkil etadi.

Adabiyotlar

Havolalar