11.6: gennemtrængende kraft af stråling

læringsmål

  • Sammenlign kvalitativt ioniserende og penetrationskraft af alfapartikler \(\left( \alpha \right)\), beta partikler \(\left( \beta \right)\) og gammastråler \(\left( \gamma \right)\).

med al stråling fra naturlige og menneskeskabte kilder bør vi med rimelighed være bekymrede over, hvordan al stråling kan påvirke vores helbred. Skaden på levende systemer sker ved radioaktive emissioner, når partiklerne eller strålerne rammer væv, celler eller molekyler og ændrer dem. Disse interaktioner kan ændre molekylær struktur og funktion; celler udfører ikke længere deres rette funktion, og molekyler, såsom DNA, bærer ikke længere den passende information. Store mængder stråling er meget farlige, endda dødelige. I de fleste tilfælde vil stråling beskadige et enkelt (eller meget lille antal) celler ved at bryde cellevæggen eller på anden måde forhindre en celle i at reproducere.

strålingens evne til at beskadige molekyler analyseres med hensyn til hvad der kaldes ioniserende kraft. Når en strålingspartikel interagerer med atomer, kan interaktionen få atomet til at miste elektroner og således blive ioniseret. Jo større sandsynligheden for, at skader vil opstå ved en interaktion, er strålingens ioniserende kraft.

meget af truslen fra stråling er involveret med lethed eller vanskeligheder med at beskytte sig mod partiklerne. Hvor tyk væg skal du gemme dig bag for at være sikker? Evnen af hver type stråling til at passere gennem stof udtrykkes i form af penetrationskraft. Jo mere materiale strålingen kan passere igennem, jo større er penetrationskraften, og jo farligere er de. Generelt er den større masse til stede, jo større ioniserende kraft og jo lavere penetrationskraft.

et diagram viser fire partikler i en lodret søjle til venstre efterfulgt af et lodret ark papir, en persons hånd, et lodret metalark, et glas vand, en tyk betonblok og et lodret, tykt stykke bly. Den øverste partikel, der er anført, består af to hvide kugler og to grønne kugler, der er mærket med positive tegn og er mærket

figur \(\Sideindeks{1}\) forskellige strålingstypers evne til at passere gennem materiale vises. Fra mindst til mest gennemtrængende er de alpha <beta<neutron< gamma. (CC BY-SA, Openstaks).sammenligning af kun de tre almindelige typer ioniserende stråling har alfapartikler den største masse. På grund af alfapartiklens store masse har den den højeste ioniserende kraft og den største evne til at beskadige væv. Den samme store størrelse af alfapartikler gør dem imidlertid mindre i stand til at trænge igennem stof. Alfapartikler har den mindste penetrationskraft og kan stoppes af et tykt ark papir eller endda et lag tøj. De stoppes også af det ydre lag af død hud på mennesker. Dette kan synes at fjerne truslen fra alfapartikler, men kun fra eksterne kilder. I en situation som en nuklear eksplosion eller en slags nuklear ulykke, hvor radioaktive emittere spredes rundt i miljøet, kan emitterne indåndes eller indtages med mad eller vand, og når alfa-emitteren er inde i dig, har du slet ingen beskyttelse.

Beta-partikler er meget mindre end alfa-partikler og har derfor meget mindre ioniserende kraft (mindre evne til at beskadige væv), men deres lille størrelse giver dem meget større penetrationskraft. De fleste ressourcer siger, at beta-partikler kan stoppes med et kvart tomme tykt ark aluminium. Endnu en gang opstår den største fare, når beta-emitterende kilde kommer ind i dig.

gammastråler er ikke partikler, men en høj energiform for elektromagnetisk stråling (som røntgenstråler undtagen kraftigere). Gammastråler er energi, der ikke har nogen masse eller ladning. Gammastråler har enorm penetrationskraft og kræver flere inches tæt materiale (som bly) for at beskytte dem. Gammastråler kan passere hele vejen gennem en menneskekrop uden at ramme noget. De anses for at have den mindste ioniserende kraft og den største penetrationskraft.

en sammenligning af alfa-partikler, beta-partikler og gammastråler er angivet i tabel \(\Sideindeks{1}\).

tabel \(\Sideindeks{1}\) sammenligning af gennemtrængende kraft, ioniserende kraft og afskærmning af alfa-og Beta-partikler og gammastråler.

den sikreste mængde stråling til menneskekroppen er nul. Det er ikke muligt at blive udsat for ingen ioniserende stråling, så det næstbedste mål er at blive udsat for så lidt som muligt. De to bedste måder at minimere eksponering er at begrænse eksponeringstiden og øge afstanden fra kilden.

Resume

  • typer af stråling adskiller sig i deres evne til at trænge ind i materiale og beskadige væv, med alfapartikler de mindst penetrerende, men potentielt mest skadelige og gammastråler de mest penetrerende.
  • de to bedste måder at minimere eksponering er at begrænse eksponeringstiden og øge afstanden fra kilden.

bidragydere og tilskrivninger

  • Tekstkort: Introduktionskemi (Tro et al.Paul Blomster (University of North Carolina – Pembroke), Klaus Theopold (University of North Carolina-Pembroke) og Richard Langley (Stephen F. Austin State University) med medvirkende forfattere. Indhold i lærebogen, der er produceret af Creative Commons Attribution License 4.0, er licenseret under en Creative Commons Attribution License 4.0-licens. Hent gratis på http://cnx.org/contents/85abf193-2bd…[email protected]).Marisa Alviar (Sacramento City College)

Related Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *