Čo je gama žiarenie. Gama žiarenie

> Gama žiarenie

Zvážte výkon, zdroje a meranie gama žiarenia. Zistite, čo je gama rozpad, vysokofrekvenčné elektromagnetické lúče, rozsah vlnových dĺžok.

gama lúčov- elektromagnetické vlny vznikajúce pri rádioaktívnom rozpade s frekvenciami vyššími ako 10 19 Hz.

Učebná úloha

• Zistite rozsah gama lúčov a všimnite si biologický vplyv.

Kľúčové body

• Ide o najvyššie elektromagnetické žiarenie s energiou viac ako 100 keV, frekvenciou 10 19 Hz a vlnovou dĺžkou 10 pikometrov.
• Gama lúče pri rádioaktívnom rozpade sú definované touto kategóriou, nie sú založené na energii, takže neexistuje žiadna spodná hranica.
• Charakteristiky sa zhodujú s röntgenovými lúčmi, líšia sa však v zdroji pôvodu.
• Prírodné zdroje zahŕňajú rádioizotopy a kozmické žiarenie.
• Ide o ionizujúci druh, preto predstavuje biologické nebezpečenstvo.

Podmienky

• Gama lúče sú vysokofrekvenčné elektromagnetické žiarenie vytvorené rádioaktivitou.
• Gama rozpad je jadrová reakcia produkujúca gama žiarenie.
• Ionizujúce žiarenie – môže viesť k ionizácii látok.

Gama žiarenie

Gama žiarenie - elektromagnetické lúče s vysokou frekvenciou a energiou. Indikátory zvyčajne presahujú 10 exahertzov (10 19 Hz), energiu - 100 keV a vlnovú dĺžku - 10 pikometrov (menej ako priemer atómu). Gama lúče pri rádioaktívnom rozpade spadajú do tejto kategórie bez ohľadu na energiu, takže neexistuje spodná hranica.

Emisia gama žiarenia (γ) z atómového jadra

Hovoríme o ionizujúcich lúčoch, takže nesú biologickú hrozbu. Vznikajú rozpadom vysokoenergetických atómových jadier (gama rozpad) a inými procesmi. Gama lúče objavil v roku 1900 Paul Villar, ktorý študoval rozpad rádia. V roku 1903 im Ernest Rutherford dal meno „gama“.

Zdroje gama žiarenia

Z prírodných zdrojov gama žiarenia stojí za zmienku rádioizotopy ako draslík-40, ako aj sekundárne žiarenie atmosférických kontaktov s kozmickým žiarením. Niektoré pozemské zdroje produkujú gama žiarenie, ale nie sú jadrového pôvodu. Ide o blesky a zelené gama záblesky.

Astronomické procesy vytvárajú veľa gama lúčov. Je to všetko o vysokoenergetických elektrónoch, ktoré generujú sekundárne gama lúče v brzdnom svetle, inverznom Comptonovom rozptyle a synchrónnom žiarení. Väčšina z nich je odpudzovaná zemskou atmosférou a sú lokalizované kozmickými loďami. Umelé zdroje sú jadrové reaktory a experimenty vo fyzike vysokých energií.

Gama a röntgenové lúče

Röntgenové a gama žiarenie majú podobné charakteristiky, ale líšia sa zdrojom. Pri vyšších frekvenciách prenikajú gama lúče silnejšie a spôsobujú väčšie poškodenie živého tkaniva. Používajú sa aj v oblasti medicíny na terapiu rakoviny.

V posledných desaťročiach sa prístup k ich odlišnosti dramaticky zmenil. Predtým sa používalo kritérium vlnovej dĺžky, kde indikátor pod 10-11 m automaticky pripisoval vlnu gama. Umelé zdroje však dokázali tento jav reprodukovať a po hĺbkovom štúdiu sa ich rozhodli rozlíšiť podľa zdroja pôvodu. Gama lúče sú produkované jadrom, zatiaľ čo röntgenové lúče sú produkované elektrónmi mimo jadra.

Výnimky nájdeme v astronómii, kde gama rozpad môže nastať pri dosvite supernov a iných vysokoenergetických procesoch, ktoré nezahŕňajú rádioaktívny rozpad. Najvýraznejším príkladom sú dlhodobé záblesky gama žiarenia, ktorých mechanizmus tvorby nekonverguje s rádioaktívnym rozpadom. Súvisia s kolapsom hviezd – hypernov.

Toto je 100 MeV snímka oblohy urobená prístrojom EGRET kozmickej lode CGRO. Svetlé škvrny sú pulzary (rotujúce neutrónové hviezdy so silnými magnetickými poľami). Pod a nad rovinou - kvazary (galaxie so supermasívnymi čiernymi dierami)

Vplyv na zdravie

Akékoľvek ionizujúce žiarenie vážne poškodzuje na bunkovej úrovni. Častice alfa a beta však prakticky nepreniknú, takže poškodenie sa vykonáva na lokalizovanej úrovni (žiarenie). A gama lúče a neutróny prenikajú silnejšie, čo spôsobuje difúzne poškodenie tela. Najnebezpečnejšie formy gama žiarenia vznikajú pri energiách 3-10 MeV.

Gama lúče sú elektromagnetické oscilácie veľmi vysokej frekvencie, šíriace sa v priestore rýchlosťou svetla. Tieto žiarenia sú vyžarované jadrom vo forme oddelených častí, nazývaných gama kvantá alebo fotóny.

Energia gama kvánt leží v rozmedzí od 0,05 do 5 MeV. Gama žiarenie s energiou menšou ako 1 MeV sa podmienečne nazýva mäkké žiarenie a s energiou vyššou ako 1 MeV - tvrdé žiarenie.

Gama žiarenie nie je samostatný typ žiarenia. Zvyčajne gama žiarenie sprevádza rozpad beta, menej často rozpad alfa. Vysunutím častíc alfa alebo beta sa jadro zbaví prebytočnej energie, ale stále môže zostať v excitovanom stave. Prechod z excitovaného stavu do základného stavu je sprevádzaný emisiou gama lúčov, pričom zloženie jadra sa nemení.

Vo vzduchu sa gama lúče šíria na veľké vzdialenosti, merané v desiatkach a stovkách metrov.

Prenikavá sila gama lúčov je 50-100 krát väčšia ako prenikavá sila beta častíc a tisíckrát väčšia ako prenikavá sila alfa častíc.

Ionizujte médium pri prechode gama lúčov cez neho: iba sekundárnymi elektrónmi, ktoré vznikajú v dôsledku interakcie gama kvánt s atómami hmoty. Ionizačná schopnosť gama kvánt je určená ich energiou. Vo všeobecnosti jedno gama kvantum dáva toľko párov iónov, koľko je beta alebo alfa častíc s rovnakou energiou. V dôsledku nižšej absorpcie gama žiarenia sa však ióny, ktoré tvoria, distribuujú na väčšiu vzdialenosť. Preto je špecifická ionizačná sila gama žiarenia stokrát menšia ako špecifická ionizačná sila beta častíc, tisíckrát menšia ako špecifická ionizačná sila alfa častíc a predstavuje niekoľko párov iónov vo vzduchu na 1 cm plochy. cesta.

Záver. Gama žiarenie má najvyššiu prenikavú silu v porovnaní s prenikavou silou iných typov rádioaktívneho žiarenia. Zároveň má gama žiarenie veľmi nízku špecifickú ionizačnú kapacitu, ktorá predstavuje niekoľko párov iónov vo vzduchu na 1 cm dráhy gama lúčov.

Neutrónové žiarenie a jeho hlavné vlastnosti

Neutrónové žiarenie je korpuskulárne žiarenie, ktoré vzniká pri procese štiepenia alebo fúzie jadier.

Neutróny majú silný škodlivý účinok, pretože bez elektrického náboja ľahko prenikajú do jadier atómov, ktoré tvoria živé tkanivá, a sú nimi zachytené.

Viac ako 99% z celkového počtu neutrónov pri jadrovom výbuchu sa uvoľní do 10 -14 s. Tieto neutróny sa nazývajú promptné. Zvyšok (asi 1 %) neutrónov je emitovaný neskôr niektorými štiepnymi fragmentmi počas ich beta rozpadu. Tieto neutróny sa nazývajú oneskorené.

Rýchlosť šírenia neutrónov dosahuje 20 000 km/h. Čas potrebný na to, aby všetky neutróny prekonali vzdialenosť z miesta výbuchu do miesta, kde predstavujú hrozbu zničenia, je približne jedna sekunda po okamihu výbuchu.

V závislosti od energie sú neutróny klasifikované takto:

pomalé neutróny 0-0,1 keV;

neutróny so strednou energiou 0,1-20 keV;

rýchle neutróny 20 keV-10 MeV;

vysokoenergetické neutróny nad 10 MeV.

Tepelné neutróny - neutróny, ktoré sú v tepelnej rovnováhe s prostredím (s energiou nepresahujúcou 1 eV), patria do oblasti pomalých neutrónov.

Prechod neutrónov hmotou je sprevádzaný oslabením ich intenzity. Toto oslabenie je spôsobené interakciou neutrónov s jadrami atómov hmoty.

röntgenového žiarenia

Röntgenové lúče vznikajú, keď rýchle elektróny bombardujú pevné ciele. Röntgenová trubica je evakuovaný balónik s niekoľkými elektródami (obr. 1.2). Prúdom vyhrievaná katóda K slúži ako zdroj voľných elektrónov emitovaných v dôsledku termionickej emisie. Cylindrická elektróda Z je určená na zaostrovanie elektrónového lúča.

Cieľom je anóda A, ktorá sa nazýva aj antikatóda. Vyrába sa z ťažkých kovov (W, C. Pt, atď.). Elektróny sú urýchľované vysokým napätím generovaným medzi katódou a antikatódou. Takmer všetka energia elektrónov sa uvoľní na antikatóde vo forme tepla (len 1-3% energie sa premení na žiarenie).

Keď sa elektróny dostanú do látky antikatódy, zažijú silné spomalenie a stanú sa zdrojom elektromagnetických vĺn.

Pri dostatočne vysokej rýchlosti elektrónov dochádza okrem brzdného žiarenia (t.j. žiarenia v dôsledku spomalenia elektrónov) aj k excitácii charakteristického žiarenia (spôsobeného vybudením vnútorných elektrónových obalov antikatódových atómov).

Intenzitu röntgenového žiarenia je možné merať tak stupňom fotografického pôsobenia, ako aj ionizáciou, ktorú produkuje v plynných prostrediach, najmä vo vzduchu. * Čím je žiarenie intenzívnejšie, tým viac ionizuje. Podľa mechanizmu interakcie s hmotou sú röntgenové lúče podobné žiareniu y. Vlnová dĺžka röntgenového žiarenia je 10 -10 -10 -6 cm, gama žiarenia -10-9 cm a menej.

V súčasnosti sa röntgenové lúče používajú ako kontrolný nástroj. Pomocou röntgenových lúčov sa kontroluje kvalita zvárania, jednotnosť zodpovedajúcich produktov atď.. V medicíne sa röntgenové lúče široko používajú na diagnostiku a v niektorých prípadoch ako prostriedok na ovplyvňovanie rakovinových buniek.

Prednáška č. 11 (možno absolvovať 2 prednášky)

Gama žiarenie je pomerne vážnym nebezpečenstvom pre ľudský organizmus a pre všetko živé vo všeobecnosti.

Ide o elektromagnetické vlny s veľmi malou dĺžkou a vysokou rýchlosťou šírenia.

Prečo sú také nebezpečné a ako sa môžete chrániť pred ich účinkami?

O gama žiarení

Každý vie, že atómy všetkých látok obsahujú jadro a elektróny, ktoré sa okolo neho točia. Jadro je spravidla pomerne stabilná formácia, ktorú je ťažké poškodiť.

Zároveň existujú látky, ktorých jadrá sú nestabilné a pri určitom vplyve na ne dochádza k vyžarovaniu ich zložiek. Takýto proces sa nazýva rádioaktívny, má určité zložky pomenované podľa prvých písmen gréckej abecedy:

• gama žiarenia.

Treba poznamenať, že proces žiarenia je rozdelený na dva typy v závislosti od toho, čo presne sa v dôsledku toho uvoľňuje.

Druhy:

1. Prúd lúčov s uvoľňovaním častíc - alfa, beta a neutrón;
2. Energia žiarenia - RTG a gama.

Gama žiarenie je tok energie vo forme fotónov. Proces oddeľovania atómov pod vplyvom žiarenia je sprevádzaný tvorbou nových látok. V tomto prípade majú atómy novovzniknutého produktu dosť nestabilný stav. Postupne sa spolupôsobením elementárnych častíc obnovuje rovnováha. V dôsledku toho sa prebytočná energia uvoľňuje vo forme gama.

Prenikavá sila takéhoto prúdu lúčov je veľmi vysoká. Je schopný preniknúť cez kožu, tkanivá, oblečenie. Náročnejšie bude prenikanie cez kov. Na oddialenie takýchto lúčov je potrebná pomerne hrubá stena z ocele alebo betónu. Vlnová dĺžka γ-žiarenia je však veľmi malá a je menšia ako 2·10 −10 m a jeho frekvencia je v rozsahu 3*1019 - 3*1021 Hz.

Gamma častice sú fotóny s pomerne vysokou energiou. Vedci tvrdia, že energia gama žiarenia môže presiahnuť 10 5 eV. V tomto prípade nie je hranica medzi röntgenovými a γ lúčmi ani zďaleka ostrá.

Zdroje:

• Rôzne procesy vo vesmíre,
• Rozpad častíc v procese experimentov a výskumu,
• Prechod jadra prvku zo stavu vysokej energie do stavu pokoja alebo s menšou energiou,
• Proces spomaľovania nabitých častíc v médiu alebo ich pohyb v magnetickom poli.

Gama žiarenie objavil francúzsky fyzik Paul Villard v roku 1900 pri štúdiu žiarenia rádia.

Prečo je gama žiarenie nebezpečné?

Gama žiarenie je nebezpečnejšie ako alfa a beta.

Mechanizmus akcie:

• Gama lúče sú schopné preniknúť cez kožu do živých buniek, čo má za následok ich poškodenie a ďalšiu deštrukciu.
• Poškodené molekuly vyvolávajú ionizáciu nových identických častíc.
• V dôsledku toho dochádza k zmene štruktúry hmoty. V tomto prípade sa postihnuté častice začnú rozkladať a premieňať na toxické látky.
• V dôsledku toho vznikajú nové bunky, ktoré však už majú určitý defekt, a preto nemôžu plnohodnotne pracovať.

Gama žiarenie je nebezpečné, pretože takúto interakciu človeka s lúčmi nijako nepociťuje. Faktom je, že každý orgán a systém ľudského tela reaguje na γ-lúče inak. V prvom rade trpia bunky, ktoré sa dokážu rýchlo deliť.

Systémy:

• lymfatický,
• srdcový,
• trávenie,
• hematopoetický,
• Sexuálne.

Negatívny vplyv má aj na genetickej úrovni. Navyše takéto žiarenie má tendenciu sa hromadiť v ľudskom tele. Zároveň sa to najskôr prakticky nezdá.

Kde sa používa gama žiarenie?

Napriek negatívnemu vplyvu vedci našli pozitívne aspekty. V súčasnosti sa takéto lúče používajú v rôznych sférach života.

Gama žiarenie - aplikácia:

• V geologických štúdiách sa používajú na určenie dĺžky studní.
• Sterilizácia rôznych lekárskych nástrojov.
• Používa sa na ovládanie vnútorného stavu rôznych vecí.
• Presné modelovanie dráhy kozmickej lode.
• V rastlinnej výrobe sa používa na vývoj nových odrôd rastlín z tých, ktoré vplyvom lúčov mutujú.

Žiarenie častíc gama našlo svoje uplatnenie v medicíne. Používa sa pri liečbe pacientov s rakovinou. Táto metóda sa nazýva „radiačná terapia“ a je založená na účinku lúčov na rýchlo sa deliace bunky. Výsledkom je, že pri správnom používaní je možné znížiť vývoj patologických nádorových buniek. Táto metóda sa však spravidla používa, keď sú ostatní už bezmocní.

Samostatne stojí za zmienku jeho vplyv na ľudský mozog.

Moderný výskum ukázal, že mozog neustále vysiela elektrické impulzy. Vedci sa domnievajú, že gama žiarenie vzniká vtedy, keď človek musí pracovať s rôznymi informáciami súčasne. Zároveň malý počet takýchto vĺn vedie k zníženiu schopnosti pamäte.

Ako sa chrániť pred gama žiarením

Aký druh ochrany existuje a čo možno urobiť na ochranu pred týmito škodlivými lúčmi?

V modernom svete je človek obklopený rôznymi žiareniami zo všetkých strán. Častice gama z vesmíru však majú minimálny vplyv. Ale to, čo je okolo, je oveľa väčšie nebezpečenstvo. To platí najmä pre ľudí pracujúcich v rôznych jadrových elektrárňach. V tomto prípade ochrana pred gama žiarením spočíva v aplikácii niektorých opatrení.

Opatrenia:

• Na miestach s takýmto žiarením sa dlho nezdržiavajte. Čím dlhšie je človek pod vplyvom týchto lúčov, tým väčšie škody v tele vzniknú.
• Nemali by ste byť tam, kde sa nachádzajú zdroje žiarenia.
• Musí sa použiť ochranný odev. Skladá sa z gumy, plastu s olovenými plnivami a ich zlúčenín.

Treba si uvedomiť, že koeficient útlmu gama žiarenia závisí od toho, z akého materiálu je ochranná bariéra vyrobená. Napríklad olovo sa považuje za najlepší kov vďaka svojej schopnosti absorbovať žiarenie vo veľkých množstvách. Topí sa však pri dosť nízkych teplotách, takže v niektorých podmienkach sa používa drahší kov, ako je volfrám alebo tantal.

Ďalším spôsobom, ako sa chrániť, je meranie sily gama žiarenia vo wattoch. Okrem toho sa výkon meria aj v sievertoch a röntgenoch.

Norma gama žiarenia by nemala presiahnuť 0,5 mikrosievertu za hodinu. Je však lepšie, ak tento ukazovateľ nie je vyšší ako 0,2 mikrosievertu za hodinu.

Na meranie gama žiarenia sa používa špeciálne zariadenie - dozimeter. Takýchto zariadení je pomerne dosť. Často sa používa prístroj ako "dozimeter gama žiarenia dkg 07d drozd". Je určený na rýchle a kvalitné meranie gama a röntgenového žiarenia.

Takéto zariadenie má dva nezávislé kanály, ktoré môžu merať DER a dávkový ekvivalent. DER gama žiarenia je ekvivalentná dávková sila, to znamená množstvo energie, ktorú látka absorbuje za jednotku času, berúc do úvahy účinok, ktorý majú lúče na ľudské telo. Pre tento ukazovateľ existujú aj určité normy, ktoré je potrebné vziať do úvahy.

Žiarenie môže negatívne vplývať na ľudský organizmus, no aj ono si našlo uplatnenie v niektorých oblastiach života.

Video: Gama žiarenie

Toto je najširší rozsah elektromagnetického spektra, pretože nie je obmedzený vysokými energiami. Mäkké gama žiarenie vzniká pri energetických prechodoch vo vnútri atómových jadier, tvrdšie - pri jadrových reakciách. Gama lúče ľahko ničia molekuly, vrátane biologických, ale, našťastie, neprechádzajú atmosférou. Dajú sa pozorovať iba z vesmíru.

Supervysokoenergetické gama kvantá sa rodia pri zrážke nabitých častíc rozptýlených silnými elektromagnetickými poľami vesmírnych objektov alebo pozemských urýchľovačov častíc. V atmosfére rozdrvujú jadrá atómov a vytvárajú kaskády častíc letiacich rýchlosťou blízkou svetla. Pri spomaľovaní tieto častice vyžarujú svetlo, ktoré na Zemi pozorujú špeciálne teleskopy.

S energiou nad 10 14 eV lavíny častíc sa predierajú na povrch Zeme. Zaznamenávajú sa pomocou scintilačných senzorov. Kde a ako vznikajú ultravysokoenergetické gama lúče, zatiaľ nie je úplne jasné. Takéto energie sú pre pozemské technológie nedostupné. Najenergetickejšie kvantá - 10 20 – 10 21 eV, pochádzajú z vesmíru extrémne zriedkavo – asi jedno kvantum za 100 rokov na kilometer štvorcový.

Zdroje

Snímka urobená v roku 2005 teleskopom gama žiarenia HESS. Stalo sa potvrdením, že zvyšky supernov slúžia ako zdroje kozmického žiarenia - energetických nabitých častíc, ktoré pri interakcii s hmotou generujú gama žiarenie (pozri). Zrýchlenie častíc zjavne zabezpečuje silné elektromagnetické pole kompaktného objektu - neutrónovej hviezdy, ktorá vzniká na mieste explodujúcej supernovy.

Zrážkami energeticky nabitých častíc kozmického žiarenia s jadrami atómov medzihviezdneho prostredia vznikajú kaskády ďalších častíc, ako aj gama lúčov. Tento proces je podobný kaskádam častíc v zemskej atmosfére, ktoré sa vyskytujú pod vplyvom kozmického žiarenia (pozri). Pôvod kozmického žiarenia s najvyššou energiou sa stále študuje, ale už existujú dôkazy, že sa môže generovať vo zvyškoch supernov.

Akréčný disk okolo supermasívnej čiernej diery ( ryža. umelec)

Počas evolúcie veľkých galaxií vznikajú v ich stredoch supermasívne čierne diery s hmotnosťou od niekoľkých miliónov až po miliardy slnečných hmôt. Rastú v dôsledku narastania (pádu) medzihviezdnej hmoty a dokonca celých hviezd na čiernu dieru.

Pri intenzívnej akrécii sa okolo čiernej diery vytvorí rýchlo rotujúci disk (kvôli zachovaniu momentu hybnosti hmoty dopadajúcej na dieru). V dôsledku viskózneho trenia vrstiev rotujúcich rôznymi rýchlosťami sa neustále zahrieva a začína vyžarovať v oblasti röntgenového žiarenia.

Časť hmoty pri akrécii môže byť vyvrhovaná vo forme trysiek (tryskov) pozdĺž osi rotujúceho disku. Tento mechanizmus zabezpečuje činnosť jadier galaxií a kvazarov. V jadre našej Galaxie (Mliečna dráha) je tiež čierna diera. V súčasnosti je jeho aktivita minimálna, no podľa niektorých indícií bola asi pred 300 rokmi oveľa vyššia.

Prijímače

Nachádza sa v Namíbii a pozostáva zo 4 parabolických parabol s priemerom 12 metrov, umiestnených na plošine merajúcej 250 metrov. Každé z nich má 382 okrúhlych zrkadiel s priemerom 60 cm, ktoré sústreďujú brzdné žiarenie generované pohybom energetických častíc v atmosfére (pozri schému ďalekohľadu).

Teleskop začal fungovať v roku 2002. Rovnako môže byť použitý na detekciu energetických gama kvánt a nabitých častíc - kozmického žiarenia. Jedným z jeho hlavných výsledkov bolo priame potvrdenie dlhoročného predpokladu, že zvyšky supernov sú zdrojmi kozmického žiarenia.

Keď sa energetické gama žiarenie dostane do atmosféry, zrazí sa s jadrom jedného z atómov a zničí ho. V tomto prípade vzniká niekoľko fragmentov atómového jadra a gama kvánt nižšej energie, ktoré sa podľa zákona zachovania hybnosti pohybujú takmer rovnakým smerom ako pôvodné gama žiarenie. Tieto úlomky a kvantá sa čoskoro zrazia s inými jadrami a vytvoria lavínu častíc v atmosfére.

Väčšina týchto častíc sa pohybuje rýchlejšie ako rýchlosť svetla vo vzduchu. V dôsledku toho častice vyžarujú brzdné žiarenie, ktoré sa dostáva na zemský povrch a je možné ho detekovať optickými a ultrafialovými ďalekohľadmi. V skutočnosti samotná zemská atmosféra slúži ako prvok teleskopu gama žiarenia. Pre ultravysokoenergetické gama lúče je divergencia lúča dopadajúceho na zemský povrch asi 1 stupeň. To určuje rozlíšenie ďalekohľadu.

Pri ešte vyššej energii gama lúčov sa na povrch dostane samotná lavína častíc – rozsiahla vzduchová sprcha (EAS). Zaznamenávajú sa pomocou scintilačných senzorov. V Argentíne sa v súčasnosti buduje observatórium pomenované po Pierrovi Augerovi (na počesť objaviteľa EAS) na pozorovanie gama žiarenia a kozmického žiarenia s ultravysokou energiou. Jeho súčasťou bude niekoľko tisíc nádrží destilovanej vody. V nich inštalované PMT budú monitorovať záblesky vyskytujúce sa vo vode pod vplyvom energetických častíc EAS.

Orbitálne observatórium pracujúce v rozsahu od tvrdého röntgenového žiarenia po mäkké gama žiarenie (od 15 keV do 10 MeV), bol vypustený na obežnú dráhu z kozmodrómu Bajkonur v roku 2002. Observatórium vybudovala Európska vesmírna agentúra (ESA) za účasti Ruska a USA. Dizajn stanice využíva rovnakú platformu ako predtým spustené (1999) európske röntgenové observatórium XMM-Newton.

Elektronické zariadenie na meranie slabých tokov viditeľného a ultrafialového žiarenia. PMT je vákuová elektrónka s fotokatódou a sadou elektród, na ktorú je privádzané postupne sa zvyšujúce napätie s celkovým úbytkom až niekoľko kilovoltov.

Kvantá žiarenia dopadajú na fotokatódu a vyraďujú z nej elektróny, ktoré sa presúvajú k prvej elektróde a vytvárajú slabý fotoelektrický prúd. Po ceste sú však elektróny urýchľované aplikovaným napätím a vyrazia z elektródy oveľa väčší počet elektrónov. Toto sa opakuje niekoľkokrát – podľa počtu elektród. V dôsledku toho sa tok elektrónov, ktorý prišiel od poslednej elektródy k anóde, zvýši o niekoľko rádov v porovnaní s počiatočným fotoelektrickým prúdom. To umožňuje registrovať veľmi slabé svetelné toky, až po jednotlivé kvantá.

Dôležitou vlastnosťou PMT je rýchlosť odozvy. To umožňuje ich použitie na detekciu prechodných javov, ako sú záblesky, ktoré sa vyskytujú v scintilátore, keď je absorbovaná energeticky nabitá častica alebo kvantum.

Medzi množstvom rôznych žiarení, spolu s röntgenovým žiarením, sú veľmi krátke vlny - gama lúče. Má rovnakú povahu ako svetlo a môže dosiahnuť rýchlosť až 300 tisíc kilometrov za sekundu. Vzhľadom na špeciálne vlastnosti majú tieto častice škodlivý účinok na všetky živé organizmy, a to traumatické, otravy. Preto je dôležité naučiť sa, ako a ako sa môžete pred takýmto vystavením chrániť.

Vlastnosti lúča

Gama žiarenie je v porovnaní s beta, alfa časticami najnebezpečnejšie, preto je potrebná silná a spoľahlivá ochrana. Gama žiarenie má špeciálne zdroje - kozmické žiarenie, rozpad jadrových atómov, ako aj ich interakciu. Frekvencia gama žiarenia je väčšia ako 3·10 18 Hz.

Ožarovanie má umelé, prirodzené zdroje.

Gama žiarenie pochádza z hlbín vesmíru, rodí sa na zemi, a preto má na ľudský organizmus nebezpečný ionizačný účinok. Čo sa týka dávky gama žiarenia, tá závisí od mnohých faktorov.

Nezabudnite na špeciálny vzor, ​​ktorý hovorí, že čím kratšia vlnová dĺžka gama žiarenia, tým vyššia je energia dávkového ekvivalentu. Preto môžeme pokojne povedať, že gama žiarenie je akýmsi kvantovým tokom, ktorý má veľmi vysokú energiu.

Gama žiarenie má deštruktívny účinok, ktorý pozostáva z:

• Vzhľadom na vysokú penetračnú schopnosť jednotky žiarenia ľahko prenikajú do buniek a živých organizmov, čo spôsobuje poškodenie, ťažkú ​​otravu.
• V procese pohybu prúdenie častíc zanecháva poškodené ióny, molekuly, ktoré začínajú ionizovať nové dávky molekúl.
• Takáto bunková transformácia spôsobuje obrovské zmeny v štruktúre. Pokiaľ ide o zničené, zmenené časti buniek, ktoré dostali dávky žiarenia, otrava začína kvôli jedu.
• Konečným štádiom je zrodenie nových, defektných buniek, ktoré nie sú schopné vykonávať svoje vlastné funkcie, pretože sila lézie je príliš veľká.

Gama žiarenie so sebou nesie zvláštne nebezpečenstvo, ktoré sa zhoršuje tým, že človek nie je schopný samostatne cítiť plnú silu dopadu rádioaktívnej vlny. Podobný jav nastáva až do smrteľnej dávky.

Každý ľudský orgán má určitú citlivosť na vplyv radiačnej vlny, ktorú dáva gama žiarenie. Zvláštna zraniteľnosť sa pozoruje pri delení krvných buniek, lymfatických žliaz a gastrointestinálneho traktu, DNA a vlasových folikulov. Prúdenie gama častíc je schopné zničiť koherenciu všetkých procesov, ktoré prebiehajú v živom organizme. Gama žiarenie vedie k vážnej mutácii, ktorá ovplyvňuje genetický mechanizmus. Je dôležité vedieť, že gama žiarenie v akejkoľvek dávke sa môže akumulovať a potom pôsobiť.

Sila žiarenia

Pokiaľ ide o jednotku dávkového ekvivalentu, ide o špeciálnu biologickú dávku neutrónového žiarenia z častíc gama. Ekvivalent je normalizované množstvo poškodenia spôsobeného gama žiarením. Bohužiaľ sa nedá merať, preto je v praxi zvykom používať špeciálne dozimetrické hodnoty, ktoré sa dajú priblížiť k normalizovaným. Hlavnou veličinou je okolitý dávkový ekvivalent.

Ekvivalent okolia je ekvivalent dávky vytvorený v globulárnom fantóme v určitej hĺbke od povrchu, berúc do úvahy pomer k priemeru, ktorý je nasmerovaný rovnobežne so žiarením. Ekvivalent sa považuje v poli žiarenia za identický s tokom, rozložením energie a zložením. Takýto ekvivalent je schopný odhaliť dávku žiarenia, jeho silu, ktorú môže človek prijať. Jednotkou takéhoto ekvivalentu je sievert. Treba poznamenať, že jednotka merania kolektívnej dávky sa považuje za man-sievert, ak je jednotka nesystémová, potom man-rem.

Intenzita, sila takejto expozície ukazuje prírastok dávky pod vplyvom žiarenia za konkrétnu jednotku času. Dávková jednotka sa zvyčajne delí jednotkou času. Môžete použiť rôzne jednotky - 3v / h, m3v / rok atď. Jednoducho povedané, ekvivalentný dávkový príkon môže byť charakterizovaný dávkou, ktorá bola získaná v dôsledku jednotky času.

Výkon sa meria rôznymi prístrojmi, ktoré majú chemické systémy, ionizačné komory, ako aj tie komory, ktoré obsahujú luminiscenčnú látku. Výkon sa meria vo výške jedného metra od zeme.

Ochranné opatrenia

Gama žiarenie a jeho zdroje sú pre ľudský organizmus mimoriadne nebezpečné. Ľudský život sa odohráva na pozadí prirodzeného elektromagnetického žiarenia, ktoré má rôzne vlnové dĺžky a frekvencie. Napriek výbuchom je takáto škoda pre ľudí minimálna, pretože veľká vzdialenosť funguje ako ochrana oddeľujúca zdroje žiarenia od všetkých živých vecí.

Celkom iné sú zdroje zeme. Napríklad také zdroje ako jadrové elektrárne nesú najväčšie nebezpečenstvo: technologické okruhy, reaktory atď. Takéto umelé zdroje môžu spôsobiť problémy a spôsobiť smutné následky, preto je dôležité vedieť o ochranných opatreniach proti vlne žiarenia gama častíc. Ochrana pred gama žiarením je organizovaná pri výcviku personálu súvisiaceho s takýmto zdrojom.

Hlavné aktivity:

• Chránené časom a vzdialenosťou.
• Použitie bariéry, špeciálneho materiálu s vysokou hustotou - oceľ, betón a olovo, olovené sklo.

Olovo má najlepšiu schopnosť absorbovať žiarenie.

Silu lúčov môžete oslabiť na polovicu takto: použite olovenú dosku, ktorej hrúbka je 1 centimeter, voda - najmenej 10 cm a betón - 5 centimetrov. Túto bariéru však nemožno nazvať neprekonateľnou. Olovo nemôže odolávať vysokým teplotám, takže pre horúce oblasti sú potrebné iné kovy: tantal a volfrám.

Na výrobu ochranných odevov pre personál je potrebné použiť špeciálny materiál. Základom bude guma, plast alebo guma. Môžu sa použiť protiradiačné clony. Gama žiarenie je považované za najnebezpečnejšie, takže suterén domu môže slúžiť ako úkryt. Prístrešok bude spoľahlivejší, keď budú steny hrubé. Suterén, ktorý sa nachádza vo výškových budovách, znižuje dopad a silu žiarenia tisíckrát.