Ճառագայթում

Հիմնական Հասկացություններ, Եզրեր և Սահմանումներ

Ճառագայթում, ներթափանցող ճառագայթում, ռադիացիոն պաշտպանություն, պաշտպանություն ռադիոակտիվ և ռենտգենյան ճառագայթումից, նուկլիդներ, ռադիոնուկլիդներ և այլն:

Այս եզրերի բազմազանություը, որոնք որոշ չափով կրկնում են միմյանց, հաճախ բերում են ոչ միանշանակ հասկացության ու մեկնաբանման:

Որոշ աբստրակտացմամբ կարելի է ասել, որ ճառագայթումը դա երևույթ է, որը տեղի է ունենւմ ռադիոակտիվ տարրերում, միջուկային ռեակտորներում, ատոմային զենքի կիրառման ժամանակ, որի ընթացքւմ արձակվում են մասնիկներ և բազմազան ճառագայթներ, ինչի արդյունքում առաջանում են մարդու վրա ազդող վնասակար և վտանգավոր գործոններ:

Հետևաբար, իոնացնող ճառագայթումը դա ռադիոակտիվ տարրերում ընթացող ֆիզիկաքիմիական պրոցեսների կողմերից մեկն է: Ներթափանցող ճառագայթումը կարելի է հասկանալ ինչպես իոնացնող ճառագյթման խոցող գործոն, որը առաջանում է, օրինակ միջուկային ռեակտորի պայթյունի ժամանակ: Իոնացնող ճառագայթումը դա ցանակցաց ճառագայթ է, որը առաջ է բերում միջավայրի իոնացում, այսինքն` միջավայրում (ինչպես և մարդու օրգանիզմում) էլէկտրական հոսանքի առաջացում, որը բերում է բջիջների քայքայմանը, արյան բաղադրության փոփոխմանը, այրվածքների և այլ ծանր հետևանքների:

Իոնացնող ճառագայթման տեսակները և աղբյուրները

Իոնացնող ճառագայթման աղբյուր են հանդիսանում ռադիոակտիվ տարրերը և նրանց իզոտոպները, միջուկային ռեակտորները, լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները և այլն: Ռենտգենյան սարքավորումները, հաստատուն հոսանքի բարձրավոլտ աղբյուրները հանդիսանում են ռենտգենյան ճառագայթման աղբյուր: Այստեղ պետք է նշել որ նորմալ օգտագործման ժամանակ նրանց վտանգը չնչին է, այն մեծանում է վթարային ռեժիմում և կարող է երկար ժամանակ հանդես գալ միջավայրի ռադիոակտիվ աղտոտման տեսքով: Իոնացնող ճառագայթումը բաժանվում է 2 տիպի` Էլեկտրամագնիսական (γ և ռենտգենյան ճառագայթներ) և կորպուսկուլար` α և β մասնիկներ, նեյտրոններ և այլն: Իրենց հատկություններով α մասնիկները ունեն փոքր թափանցելիություն և մեծ վտանգ չեն ներկայացնում մինչդեռ α մասնիկներ ճառագայթող նյութը չի ներթափանցել օրգանիզմ վերքի միջով կամ սննդի կամ ներշնչած օդի հետ միասին: Այս դեպքում նրանք չափազանց վտանգավոր են: β մասնիկները կարող են ներթափանցել օրգանիզմ մինչև 2սմ խորություն: Մեծ թափանցելիություն ունեն γ մասնիկները, որոնք տարածվում են լույսի արագությամբ: Վերջիննես կարող են արգելակվել միայն կապարի կամ բետոնի հաստ շերտով:

Հասկացություն նուկլիդների և ռադիոնուկլիդների մասին

Քիմիական բոլոր տարրերի միջուկները կազմում են մի խումբ, որը կոչվում է “նուկլիդներ”: Նուկլիդների մեծամասնությունը անկայուն են, այսինքն` նրանք անընդհատ վերածվում են այլ նուկլիդների: Օրինակ ուրանիում-238-ի ատոմը ժամանակ առ ժամանակ ճառագայթում է 2պրոտոն և 2 նեյտրոն (α մասնիկ) և վերածվում է Թորիում-234-ի: Բայց թորիումը իր հերթին անկայուն մասնիկ է, և քայքայման շղթան վերջանում է միայն կապարի կայուն նուկլիդով: Նուկլիդի ինքնակամ քայքայումը կոչվում է ռադիոակտիվ քայքայում, իսկ այդպիսի նուկլիդը` ռադիոնուկլիդ: Ամեն քայքայման ժաանակ անջատվում է էներգիա, որն էլ արձակվում է ճառագայնթման տեսքով: Այս պատճառով կարելի է ասել, որ միջուկի մասնիկներ արձակելը, որը բաղկացած է 2 նեյտրոնից և 2 պրոտոնից, α ճառագայթում է: Էլեկտրոններ արձակելը β ճառագայթում է: Որոշ դեպքերում առաջանում է նույնպես γ ճառագայթում: Ռադիոնուկլիդների առաջացումը և տարածումը բերում է օդի, հողի և ջրի ռադիոակտիվ աղտոտման, ինչը պահանջում է վերջիններիս պարունակության անընդհատ հսկողություն և չեզոքացման միջոցներ:

Ճառագայթումը մեր շուրջը

Ինչպես է ազդում ճառագայթումը մարդու և շրջակա միջավայրի վրա: Սա այսօրվա բազմաթիվ խնդիրներից մեկն է և այն, որը շատ մարդկանց ուշադրություն է գրավում: Ճառագայթումը, իսկապես, վտանգավոր է. մեծ քանակություններով այն բերում է հյուսվածքների, կենդանի բջիջների քայքայման, իսկ փոքր չափաբաժիններով` առաջացնում է քաղցկեղային հիվանդություններ և խթանում է գենետիկական փոփոխությունները: Սակայն, վտանգ են ներկայացնում ոչ այն ճառագայթման աղբյուրները, որոնց մասին ընդունված է խոսել: Միջուկային էներգետիկայի զարգացումից եկող ճառագայթման բաժինը չնչին մաս է կազմում, ճառագայթման հիմնական մասը ազգաբնակչությունը ստանում է ճառագայթման բնական աղբյուրներից` տիեզերքից, երկրակեղևում գտնվող ռադիոակտիվ նյութերից, բժշկությունում կիրառվող ռենտգենյան սարքավորումներից: Մարդիկ նույնպես ճառագայթվում են ինքնաթիռով երթևեկելիս: Քարածխի ահռելի քանակությունների այրումը նույնպես ճառագայթման աղբյուր է: Ռադիոակտիվությունը նոր երևույթ չէ, և կապել նրա առկայությունը ատոմային էլեկտրակայանների կառուցման կամ միջուկային զենքի ստեղծման հետ սխալ է: Այն գոյություն է ունեցել երկրի վրա շատ ավելի վաղ, քան կյանք է առաջացել: Տիեզերքի առաջացման պահից` արդեն 20 միլիարդ տարի, ճառագայթումը անընդհատ տարածվում է տիեզերքում: Շատերը զարմանում են, պարզելով, որ մարդը նույնպես որոշ չափով ռադիոակտիվ է: Մարդու մկաններում, ոսկորներում և մի շարք այլ հյուսվածքներում կան ռադիոակտիվ նյութերի միկրոսկոպիկ բաժիններ: Քանի որ ճառագայթման հիմնական չափաբաժինը ազգաբնակչությունը ստանում է ճառագայթման բնական աղբյուրներից, նրանց մեծ մասից խուսափել պարզապես անհնար է: Մարդը ենթարկվում է ճառագայթման 2 տեսակների` արտաքին և ներքին: Ճառագայթման չափաբաժինները զգալիորեն տարբերվում են և կախված են նրանից, թե որտեղ է մարդ ապրում:

Ճառագայթման արտաքին աղբյուրները

Տիեզերական ճառագայթմամբ ստեղծվող ռադիոակտիվ ֆոնը (0.3 մԶվտ/տարին) կազմում է մարդու ստացած ողջ արտաքին ճառագայթման (0.65 մԶվտ/տարին) կեսից փոքր-ինչ քիչ: Երկրի վրա գոյություն չունի այնպիսի տեղ, որտեղ չներթափանցեն տիեզերական ճառագայթները: Պետք է նշել, որ բևեռները ճառագայթվում են ավելի շատ, քան հասարակածը: Սա կապված է երկրի մագնիսական դաշտի առկայության հետ, որի ուժագծերը մտնում և դուրս են գաիլս բևեռներում: Այնուամենայնիվ ավելի մեծ դեր է խաղում այն, թե որտեղ ե գտնվում մարդը: Որքան բարձր է մարդ ծովի մակարդակից, այնքան մեծ է ճառագայթման աստիճանը, քանզի օդային շերտի հաստությունը և խտությունը բարձրանալու հետ նվազում է և թուլանում են պաշտպանիչ ունակությունները: Այսինքն` ծովի մակարդակի վրա ապրողը ստանում է տարեկան 0.3 մԶվտ, իսկ 4000 մետր բարձրության վրա ճառագայթումը արդեն 1.7 մԶվտ է: 12կմ բարձրության վրա, տիեզերական ճառագայթների հաշվին, ճառագայթման մակարդակը աճում է երկրայինից 25 անգամ: Ինքնաթիռների անձնակազմը ստանում է 10 մկԶվտ չափաբաժին 2400կմ անցնելիս: Այստեզ նշանակություն ունի ոչ միայն թռիչքի տևողությունը , այլև բարձրությունը: Երկրային ռադիացիան` միջինում 0.35 մԶվտ/տարին, հիմանականում ճառագայթվում է այն օգտակար հանածոներից, որոնք պարունակում են կալիում-40, ռուբիդիում-87, ուրանիում-238 և թորիում-234: Բնականաբար երկրային ռադիոակտիվությունը ամենուրեք նույնը չէ, այն տատանվում է միջինում 0.3 - 0.5 մԶվտ/տարին սահմաններում: Գոյություն ունեն վայրեր, որտեղ այս ցուցանիշը բազմաթիվ անգամներ մեծ է:

Բնակչության ներքին ճառագայթումը

Բանկչության ներքին ճառագայթման 2/3-ը գալիս է օդի, ջրի և սննդի հետ օրգանիզմ ներթափանցած ռադիոակտիվ նյութերից: Միջինում մարդ սատնում է 180 մկԶվտ/տարին կալիում 40-ի հաշվին, որը մարսվում է կենսագործունեության համար անհրաժեշտ կալիումի հետ միասին: Պոլոնիու-210-ի և Կապար-210-ի նուկլիդները խտացված են ձկան և այլ ծովային կենդանիների մեջ, և այս պատճառով նրանք, ովքեր շատ են օգտագործում ծովի պարգևնեևը, ստանում են ներքին ճառագայթման համեմատաբաև բարձր չափաբաժիներ: Հյուսիսում ապրողները, ովքեր օգտագործում են եղջերուի միս, նույնպես ստանում են բարձր ներքին ճառագայթում, քանի որ եղջերուի սնունդ հանդիսացող բուսականությումը իր մեջ պարունակում է պոլոնիումի և կապարի իզոտոպներ: Գիտնականները հաստատել են, որ բնական ճառագայթման աղբյուրներից ամենակշռավորը հանդիսանում է ռադիոակտիվ ռադոն գազը` դա անտեսանելի գազ է, որը չունի ոչ հոտ, ոչ համ և 7.5 անգամ ծանր է օդից: Բնության մեջ ռադոնը հանդիպում է 2 տեսակով` ռադոն-220 և ռադոն-222: Ճառագայթման հիմական մասը գալիս է ոչ թե հենց ռադոնից, այլ նրա քայքայման արգասիք հանդիսցող նյութերից: Մարդիկ ճառագայթվում են օդի հետ օրգանիզմ ներթափանցած ռադիոնուկլիդներից: Ռադոնը արձակվում է երկրակեղևից, համարյա թե ամենուրեք և այդ պատճառով ճառագայթման մեծ մասը մարդը ստանում է` գտնվելով շենքի առաջին հարկերում, չօդափոխվող սենյակում: Գազը շենք է ներթափանցում հատակի միջով: Ռադոնի խտությունը փակ սենյակում սովորաբար 8 անգամ մեծ է, քան փողոցում: Փայտը և աղյուսը արտանետում են գազի փոքր քանակություններ, իսկ երկաթը և գրանիտը շատ ավելի մեծ քանակություններ: Կավահողերը չափազանց ռադիոակտիվ են: Շատ ռադիոակտիվ են արտադրության որոշ թափոններ` օրինակ կարմիր կավից աղյուսը կամ, ածխի այրումից առաջացած մրի փոշին: Ռադոնի բնակարան ներթափանցելու այլ ճանապարհներից են ջուրը և բնական գազը: Պետք է հիշել, որ հում ջրում ռադոնը ավել է պարունակվում, իսկ եռման ժամանակ այն գոլորշու հետ հեռանում է: Այս պատճառով, հիմնական վտանգ է ներկայացնում ռադոնի ներշնչելը գոլորշու հետ միսին: Ամենից հաճախ սա տեղի է ունենում տաք ջրով լողանալիս: Նույնպիսի վտանգ է ներկայացնում ռադոնը, հողի տակ խառնվելով բնական գազի հետ, որը հետագայում այրվում է բնակարաններում, բազմաթիվ ջեռուցիչ սարքավորումներում: Լավ օդափոխման բացակայության դեպքում, ռադոնի խտությունը կարող է հասնել վտանգավոր արժեքների: Նույնպես չի կարելի մոռանալ, որ քարածխի այրման ժամանակ, ածխի զգալի բաղադրիչներ վերածվում են մրի, որտեղ կենտրոնացած են շատ ռադիոակտիվ նյութեր: Մուրը, օդում տարածվելով, բերում է օդի , մարդու լրացուցիչ ճառագայթման: Աշխարհի բոլոր վառարաններից և բուխարիներից օդ է արտանետվում նույն քանակի մուր, որքան էլեկտրակայաններից: Վերջին տասնամյակների ընթացքում մարդը եռանդուն զբաղվում է միջուկային ֆիզիկայի խնդիրներով, ստեղծել է հարյուրավոր արհեստական ռադիոնուկլիդներ, սովորել է օգտագործել ատոմի հնարավորությունները բազմաթիվ բնագավառներում` բժշկությունում, էներգետիկայում, բազմաթիվ սարքավորումներում, ընդերքաբանությունում, ռազմական արտադրությունում և այլն: Այս ամենը պարզ է, որ բերում է մարդու լրացուցիչ ճառագայթման: Սովորաբար չափաբաժինները մեծ չեն, բայց պատահում է, երբ արհեստական աղբյուրները հազարավոր անգամներ գերազանցում են բնակարանների ինտենսիվությունը: Ռադոակտիվության կիրառման հետ կապված բժշկական պրոցեդուրաները և բուժման եղանակները հանդիսանում են մարդածին ճառագայթման աղբյուրներից հիմականը: Օրինակ` ատամների ռենտգենոգրաֆիայի ժամանակ մարդը ստանում է 0.03 Զվտ տեղային միանգամյա ճառագայթում: Ստամոքսի ռենտգենոգրաֆիայի ժամանակ` 0.3 Զվտ: Ատոմային պայթյունները նույնպես իրենց դերն են խաղում մարդու լրացուցիչ ճառագայթման գործում: Փորձարկումներից առաջացած ռադիոակտիվ տեղումները մթնոլորտում տարածվում են ողջ երկրագնդով մեկ` ավելացնելով աղտոտվածության մակարդակը: Փորձարկումները անց են կացվել 2 ժամանակահատվածներում`

• 1954-1958` երբ պայթյունները իրագործում էին Մեծ Բրիտանիան, ԱՄՆ-ն և ԽՍՀՄ-ը:
• 1961-1962` ավելի նշանակալի, Պայթյունները հիմնականում անց էին կացնում ԱՄՆ-ն և ԽՍՀՄ-ը:

Ընդհանուր առմամբ միջուկային զենքի փորձարկումներ մթնոլորտում իրականացվել է` Չինաստան` 193, ԽՍՀՄ` 142, Ֆրանսիա` 45, ԱՄՆ` 22, Մեծ Բրիտանիա` 21 անգամ: 1980 թվականից հետո մթնոլորտում փորձարկումները գործնականում դադարեցին, բայց ստորգետնյաները շարունակվում են մինչ օրս: Միջուկային էներգետիկան, սակայն և փոքր դեր է խաղում ռադիոակտիվ աղտոտման գործում, հանդիսանում է բազմաթիվ վեճերի աղբյուր: Եթե միջուկային սարքավորումները սարքին են և աշխատում են նորմալ, ապա նրանց արտանետումները փոքր են: Պարզ է, որ միջուկային ռեակտորից ստացած ճառագայթման չափաբաժինը կախված է հեռավորությունից և ժամանակից: Որքան հեռու է մարդ ԱԷԿ-ից, այնքան փոքր է ստացած չափաբաժինը: Սա կախված է նարանից, որ մթնոլորտ արտանետվող ռադիոնուկլիդների մեծամասնությունը շատ արագ քայքայվում է և հետևաբար ունեն միայն տեղային նշանակություն: Իհարկե, գոյություն ունեն երկարակյաց ռադիոնուկլիդներ, որոնք կարող են տարածվել ողջ երկրագնդով մեկ և պահպանել իրենց գոյությունը գործնականորեն հավերժ: Ռադիոակտիվ աղտոտման այլ աղբյուրներ են հանդիսանում հանքերը և հարստացնող գործարանները: Ուրանի հարստացման ընթացքում առաջանում են բազմաթիվ թափոններ` “պոչեր”, որոնք պահպանում են իրենց գոյությունը միլիոնավոր տարիներ: Սրանք են բնակչության ճառագայթման հիմնական երկարակյաց աղբյուրը: Որպես եզրակացություն կարելի է ասել, որ միջուկային էներգետիկայից ստացած ճառագայթումը հիմնականում կազմում է բնական աղբյուրներից ստացած ճառագայթման 2%-ից քիչ մասը:

Իոնացնող ճառագայթման ազդեցությունը և վտանգի չափանիշները

Իոնացնող ճառագայթման ազդեցությունը

Իոնացնող ճառագայթման ցանկացած տեսակ օրգանիզմում առաջ է բերում կենսաբանական փոփոխություններ, ինչպես ներքին, այնպես էլ արտաքին ազդեցության դեպքում: Միանգամյա ճառագայթումը առաջացնում է կենսաբանական փոփոխություններ, որոնք կապված են գումարային ստացված չափաբաժնից: Այսպիսով, 0.25Գր չափաբաժնի դեպքում զգալի փոփոխություններ չեն նկատվում, բայց արդեն 4-5Գր չափաբաժնի դեպքում, մահացությունը հասնում է 50%-ի, իսկ 6Գր-ից ավելի դեպքում մահացությունը 100% է: Ազդեցության հիմնական մեխանիզմը կապված է կենդանի հյուսվածքների ատոմների և մոլեկուլների իոնացման պրոցեսի հետ, մասնավորապես ջրի մոլեկուլների իոնացման հետ, որոնք էլ ենթարկվում են ինտենսիվ քայքայման: Առաջացած փոփոխությունները կարող են լինել շրջելի և անշրջելի և կարող են հանդես գալ խրոնիկ ճառագայթային հիվանդության տեսքով:

Իոնացնող ճառագայթման վտանգի չափանիշները

Իոնացնող ճառագայթման կենդանի օրգանիզմի վրա ազդեցության մակարդակը կախված է չափաբաժնից, ազդեցության տևողությունից, ճառագայթման տեսակից և օրգանիզմ ընկած ռադիոնուկլիդի տեսակից: γ և ռենտգենյան ճառագայթումը քանակապես բնութագրելու համար մտցրել են չոր օդում էքսպոզիցիոն չափաբաժնի հասկացությունը: Վերջինիս չափման միավորն է Կլ/կգ: Կլանված չափաբաժին է անվանվում ճառագայթման էներգիայի քնակը, որը կլանվել է միավոր զանգվածի կողմից: Չափվում է Գր-երով (Գրեյ): Սակայն այս չափանիշը հաշվի չի առնում այն, որ նույն քանակությամբ կլանված α-մասնիկները շատ ավելի վտանգավոր են, քան β-մասնիկները կամ γ-ճառագայթները: Այս պատճառով ներմուծվել է համարժեք ճառագայթման հասկացությունը: Չափվում է Զվտ-երով (Զիվերտ): 1Զվտ = 1Ջ/կգ, այստեղ հաշվի է առնվում ճառագայթման վտանգավորության աստիճանը:

Աղբյուրներ

• Петров Н.Н. «Человек в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие - Челябинск: Южно-Уральское книжное изд-во, 1995 г.
• Фомин А.Д. «Организация охраны труда на предприятии в современных условиях». Новосибирск, изд-во «Модус», 1997 г.