Učení Cíl
- Porovnat kvalitativně ionizujícího a pronikání energie alfa částice \(\left( \alpha \right)\), beta částice \(\left( \beta \right)\), a gama paprsky \(\left( \gamma \right)\).
se všemi radiacemi z přírodních a umělých zdrojů bychom měli být docela rozumně znepokojeni tím, jak by veškeré záření mohlo ovlivnit naše zdraví. Poškození živých systémů se provádí pomocí radioaktivních emisí, když částice nebo paprsky tkáně, buňky nebo molekuly a měnit je. Tyto interakce mohou změnit molekulární strukturu a funkci; buňky již nemohou vykonávat svou správnou funkci a molekul, jako je DNA, již nesou příslušné informace. Velké množství záření je velmi nebezpečné, dokonce smrtící. Ve většině případů záření poškodí jeden (nebo velmi malý počet) buněk rozbitím buněčné stěny nebo jiným způsobem zabrání reprodukci buňky.
schopnost záření poškodit molekuly je analyzována z hlediska toho, co se nazývá ionizační síla. Když částice záření interaguje s atomy, interakce může způsobit, že atom ztratí elektrony a tím se ionizuje. Čím větší je pravděpodobnost, že dojde k poškození interakcí, je ionizační síla záření.
velká část hrozby radiací je spojena s lehkostí nebo obtížností ochrany před částicemi. Jak silná zeď se musíte schovat, abyste byli v bezpečí? Schopnost každého typu záření procházet hmotou je vyjádřena z hlediska penetrační síly. Čím více materiálu může záření projít, tím větší je penetrační síla a tím nebezpečnější jsou. Obecně platí, že čím větší je přítomná hmotnost, tím větší je ionizační síla a tím nižší je penetrační síla.
Obrázek \(\PageIndex{1}\) schopnost různých druhů záření projít materiálu je znázorněno na obrázku. Od nejméně k nejvíce pronikající, jsou alfa < beta < neutron < gama. (CC BY-SA, OpenStax).
porovnáním pouze tří běžných typů ionizujícího záření mají alfa částice největší hmotnost. Vzhledem k velké hmotnosti alfa částice má nejvyšší ionizační sílu a největší schopnost poškodit tkáň. Stejná velká velikost alfa částic je však činí méně schopnými proniknout hmotou. Alfa částice mají nejmenší penetrační sílu a mohou být zastaveny silným listem papíru nebo dokonce vrstvou oblečení. Jsou také zastaveny vnější vrstvou mrtvé kůže na lidech. Zdá se, že to odstraňuje hrozbu z alfa částic, ale pouze z externích zdrojů. V situaci, jako jaderný výbuch nebo nějaký druh jaderné nehody, kde radioaktivní zářiče se šíří kolem v prostředí, emitory mohou být vdechnuty nebo přijata s jídlem nebo vody, a jakmile je alfa zářič je uvnitř vás, budete mít vůbec žádnou ochranu.
Beta částice jsou mnohem menší než částice alfa, a proto mají mnohem méně ionizující energie (menší možnost poškození tkáně), ale jejich malá velikost jim dává mnohem větší penetrace moc. Většina zdrojů říká, že beta částice mohou být zastaveny hliníkovou vrstvou o tloušťce čtvrt palce. Opět však největší nebezpečí nastane, když se do vás dostane zdroj emitující beta.
gama paprsky nejsou částice, ale vysoce energetická forma elektromagnetického záření (jako rentgenové záření s výjimkou silnějších). Gama paprsky jsou energie, která nemá žádnou hmotnost ani náboj. Gama paprsky mají obrovskou penetrační sílu a vyžadují několik centimetrů hustého materiálu (jako je olovo), aby je chránily. Gama paprsky mohou projít celou cestu lidským tělem, aniž by něco zasáhly. Jsou považovány za nejmenší ionizační sílu a největší penetrační sílu.
porovnání alfa částic, beta částic a gama paprsků je uvedeno v tabulce \(\PageIndex{1}\).
tabulka \(\PageIndex{1}\) srovnání penetrační síly, ionizujícího výkonu a stínění alfa a Beta částic a záření gama.
nejbezpečnější množství záření pro lidské tělo je nula. Není možné být vystaven žádnému ionizujícímu záření, takže dalším nejlepším cílem je být vystaven co nejméně. Dva nejlepší způsoby, jak minimalizovat expozici, je omezit dobu expozice a zvýšit vzdálenost od zdroje.
Shrnutí
- Typy záření se liší v jejich schopnost pronikat materiálem a poškození tkáně, s alfa částice nejméně pronikavé, ale potenciálně nejškodlivější a gama záření je nejpronikavější.
-
dva nejlepší způsoby, jak minimalizovat expozici je omezit dobu expozice a zvýšit vzdálenost od zdroje.
Přispěvatelé a Pravomocí
- TextMap: Úvodní Chemie (Tro et al.)
-
Paul Flowers (University of North Carolina – Pembroke), Klaus Theopold (University of Delaware) a Richard Langley (Stephen F. Austin State University) s přispívajících autorů. Obsah učebnice produkovaný OpenStax College je licencován pod licencí Creative Commons Attribution License 4.0. Stáhněte si zdarma na http://cnx.org/contents/85abf193-2bd…[email protected]).
-
Elizabeth R. Gordon (Furman University)
-
Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)