रेडियोधर्मी विकिरण के प्रकार और उनके खतरे। आयनकारी विकिरण के प्रकार और उनके गुण

जो लोग भौतिकी से परिचित नहीं हैं या अभी इसका अध्ययन करना शुरू कर रहे हैं, उनके लिए यह प्रश्न कठिन है कि विकिरण क्या है। लेकिन हम लगभग हर दिन इस भौतिक घटना से मिलते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो, विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों और कणों के रूप में ऊर्जा के प्रसार की प्रक्रिया है, या, दूसरे शब्दों में, यह चारों ओर फैलने वाली ऊर्जा तरंगें हैं।

विकिरण स्रोत और उसके प्रकार

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का स्रोत कृत्रिम और प्राकृतिक दोनों हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक्स-रे को कृत्रिम विकिरण कहा जाता है।

आप अपना घर छोड़े बिना भी विकिरण को महसूस कर सकते हैं: आपको बस एक जलती हुई मोमबत्ती पर अपना हाथ रखना है, और तुरंत आप गर्मी के विकिरण को महसूस करेंगे। इसे थर्मल कहा जा सकता है, लेकिन इसके अलावा, भौतिकी में कई अन्य प्रकार के विकिरण हैं। उनमें से कुछ यहां हैं:

• पराबैंगनी - एक व्यक्ति इस विकिरण को धूप सेंकते समय खुद पर महसूस कर सकता है।
• एक्स-रे में सबसे कम तरंग दैर्ध्य होते हैं, इन्हें एक्स-रे कहा जाता है।
• इन्फ्रारेड किरणें भी एक व्यक्ति देख सकता है, इसका एक उदाहरण सामान्य बच्चों का लेजर है। इस प्रकार का विकिरण तब बनता है जब माइक्रोवेव रेडियो उत्सर्जन और दृश्य प्रकाश मेल खाते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग अक्सर फिजियोथेरेपी में किया जाता है।
• रेडियोधर्मी रासायनिक तत्वों के क्षय के दौरान रेडियोधर्मी विकिरण उत्पन्न होता है। आप लेख से विकिरण के बारे में अधिक जान सकते हैं।
• ऑप्टिकल विकिरण प्रकाश विकिरण से ज्यादा कुछ नहीं है, शब्द के व्यापक अर्थ में प्रकाश।
• गामा विकिरण एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जिसमें लघु तरंग दैर्ध्य होता है। उदाहरण के लिए, विकिरण चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।

वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि कुछ विकिरण मानव शरीर पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं। यह प्रभाव कितना प्रबल होगा यह विकिरण की अवधि और शक्ति पर निर्भर करता है। यदि आप अपने आप को लंबे समय तक विकिरण के संपर्क में रखते हैं, तो इससे सेलुलर स्तर पर परिवर्तन हो सकते हैं। सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो हमें घेरते हैं, चाहे वह मोबाइल फोन हो, कंप्यूटर हो या माइक्रोवेव ओवन हो - इन सभी का स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ता है। इसलिए, आपको सावधान रहने की जरूरत है कि आप अपने आप को अनावश्यक विकिरण के संपर्क में न आने दें।

बीटा, गामा।

वे कैसे बनते हैं?

उपरोक्त सभी प्रकार के विकिरण साधारण पदार्थों के समस्थानिकों की क्षय प्रक्रिया का एक उत्पाद हैं। सभी तत्वों के परमाणु एक नाभिक और उसके चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं। नाभिक पूरे परमाणु से एक लाख गुना छोटा होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च घनत्व के कारण इसका द्रव्यमान पूरे परमाणु के कुल द्रव्यमान के लगभग बराबर होता है। नाभिक में धनात्मक आवेशित कण होते हैं - बिना विद्युत आवेश वाले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। वे और अन्य दोनों बहुत कसकर जुड़े हुए हैं। नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के अनुसार, यह निर्धारित किया जाता है कि वास्तव में यह परमाणु किसका है, उदाहरण के लिए, - नाभिक में 1 प्रोटॉन हाइड्रोजन, 8 प्रोटॉन - ऑक्सीजन, 92 प्रोटॉन - यूरेनियम। एक परमाणु में उसके नाभिक में प्रोटॉन की संख्या से मेल खाती है। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन में एक प्रोटॉन के आवेश के बराबर ऋणात्मक विद्युत आवेश होता है, इस कारण से, परमाणु समग्र रूप से तटस्थ होता है।

वे परमाणु जिनमें नाभिक होते हैं जो प्रोटॉन की संख्या में समान होते हैं, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं, एक रसायन के भिन्न रूप होते हैं और इसके समस्थानिक कहलाते हैं। किसी तरह उन्हें अलग करने के लिए, एक तत्व को दर्शाने वाले प्रतीक को एक संख्या दी जाती है, जो इस आइसोटोप के नाभिक में सभी कणों का योग है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम -238 तत्व के नाभिक में 92 प्रोटॉन, साथ ही 146 न्यूट्रॉन, और यूरेनियम -235, 92 प्रोटॉन भी शामिल हैं, लेकिन पहले से ही 143 न्यूट्रॉन हैं। अधिकांश आइसोटोप अस्थिर हैं। उदाहरण के लिए, यूरेनियम -238, नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच के बंधन बहुत कमजोर होते हैं और जल्द या बाद में एक कॉम्पैक्ट समूह जिसमें न्यूट्रॉन की एक जोड़ी और प्रोटॉन की एक जोड़ी होती है, इससे अलग हो जाएगी, यूरेनियम -238 को दूसरे में परिवर्तित कर देगी। तत्व - थोरियम-234, जो एक अस्थिर तत्व भी है, जिसके नाभिक में 144 न्यूट्रॉन और 90 प्रोटॉन होते हैं। इसका क्षय परिवर्तन की श्रृंखला को जारी रखेगा, जो एक लेड परमाणु के बनने के साथ रुक जाएगा। इनमें से प्रत्येक क्षय के दौरान, ऊर्जा निकलती है, जिससे विभिन्न प्रकार के को जन्म मिलता है

स्थिति को सरल बनाने के लिए, हम विभिन्न प्रकार के नाभिक की उपस्थिति का वर्णन कर सकते हैं, जिसमें न्यूट्रॉन की एक जोड़ी और प्रोटॉन की एक जोड़ी होती है, बीटा किरणें एक इलेक्ट्रॉन से निकलती हैं। और ऐसी स्थितियां होती हैं जिनमें आइसोटोप इतना उत्तेजित होता है कि कण का बाहर निकलना उसे पूरी तरह से स्थिर नहीं करता है, और फिर यह एक हिस्से में शुद्ध ऊर्जा की अधिकता को डंप कर देता है, इस प्रक्रिया को गामा विकिरण कहा जाता है। इस तरह के विकिरण जैसे गामा किरणें और समान एक्स-रे भौतिक कणों के उत्सर्जन के बिना उत्पन्न होते हैं। किसी भी समस्थानिक में सभी परमाणुओं के आधे को किसी रेडियोधर्मी स्रोत में क्षय होने में लगने वाले समय को अर्ध-जीवन कहा जाता है। परमाणु परिवर्तनों की प्रक्रिया निरंतर है, और इसकी गतिविधि का अनुमान एक सेकंड में होने वाले क्षय की संख्या से होता है और इसे बेकरेल (एक सेकंड में 1 परमाणु) में मापा जाता है।

विभिन्न प्रकार के विकिरणों को अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा की रिहाई की विशेषता होती है, और उनकी भेदन क्षमता भी भिन्न होती है, इसलिए, जीवित जीवों के ऊतकों पर भी उनका अलग-अलग प्रभाव पड़ता है।

अल्फा विकिरण, जो भारी कणों की एक धारा है, कागज की एक शीट को भी रोक सकता है, यह मृत एपिडर्मल कोशिकाओं की परत के माध्यम से प्रवेश करने में सक्षम नहीं है। यह तब तक खतरनाक नहीं है जब तक कि अल्फा कणों का उत्सर्जन करने वाले पदार्थ घाव या भोजन और / या साँस की हवा के माध्यम से शरीर में प्रवेश नहीं करते हैं। तभी ये बेहद खतरनाक हो जाते हैं।

बीटा विकिरण एक जीवित जीव के ऊतकों में 1-2 सेंटीमीटर प्रवेश करने में सक्षम है।

गामा किरणें, जो प्रकाश की गति से यात्रा करती हैं, सबसे खतरनाक हैं और केवल सीसा या कंक्रीट के मोटे स्लैब से ही रोका जा सकता है।

सभी प्रकार के विकिरण एक जीवित जीव को नुकसान पहुंचाने में सक्षम हैं, और वे जितने अधिक होंगे, उतनी ही अधिक ऊर्जा ऊतकों को स्थानांतरित की जाएगी।

परमाणु सुविधाओं पर विभिन्न दुर्घटनाओं में और परमाणु हथियारों के उपयोग के साथ सैन्य अभियानों के दौरान, पूरे शरीर को प्रभावित करने वाले हानिकारक कारकों पर विचार करना महत्वपूर्ण है। किसी व्यक्ति पर स्पष्ट शारीरिक प्रभावों के अलावा, विभिन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण भी हानिकारक प्रभाव डालते हैं।

शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु ऊर्जा का काफी सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक्स-रे उपकरण के संचालन में, एक त्वरक स्थापना, जिसने राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में आयनकारी विकिरण फैलाना संभव बना दिया। यह देखते हुए कि एक व्यक्ति हर दिन इसके संपर्क में है, यह पता लगाना आवश्यक है कि खतरनाक संपर्क के परिणाम क्या हो सकते हैं और अपनी सुरक्षा कैसे करें।

मुख्य विशेषता

आयनकारी विकिरण एक प्रकार की उज्ज्वल ऊर्जा है जो एक विशिष्ट वातावरण में प्रवेश करती है, जिससे शरीर में आयनीकरण प्रक्रिया होती है। आयनकारी विकिरण की यह विशेषता एक्स-रे, रेडियोधर्मी और उच्च ऊर्जा, और बहुत कुछ के लिए उपयुक्त है।

आयनकारी विकिरण का मानव शरीर पर सीधा प्रभाव पड़ता है। इस तथ्य के बावजूद कि दवा में आयनकारी विकिरण का उपयोग किया जा सकता है, यह बेहद खतरनाक है, जैसा कि इसकी विशेषताओं और गुणों से पता चलता है।

ज्ञात किस्में रेडियोधर्मी विकिरण हैं, जो परमाणु नाभिक के मनमाने विभाजन के कारण प्रकट होती हैं, जो रासायनिक और भौतिक गुणों के परिवर्तन का कारण बनती हैं। पदार्थ जो क्षय कर सकते हैं उन्हें रेडियोधर्मी माना जाता है।

वे कृत्रिम (सात सौ तत्व), प्राकृतिक (पचास तत्व) - थोरियम, यूरेनियम, रेडियम हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनके पास कार्सिनोजेनिक गुण हैं, मनुष्यों के संपर्क के परिणामस्वरूप विषाक्त पदार्थों की रिहाई से कैंसर, विकिरण बीमारी हो सकती है।

निम्नलिखित प्रकार के आयनकारी विकिरण पर ध्यान दिया जाना चाहिए जो मानव शरीर को प्रभावित करते हैं:

अल्फा

उन्हें हीलियम के धनावेशित आयन माना जाता है, जो भारी तत्वों के नाभिक के क्षय के मामले में दिखाई देते हैं। कागज, कपड़े के एक टुकड़े का उपयोग करके आयनकारी विकिरण से सुरक्षा की जाती है।

बीटा

- नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह जो रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के मामले में प्रकट होता है: कृत्रिम, प्राकृतिक। हानिकारक कारक पिछली प्रजातियों की तुलना में बहुत अधिक है। सुरक्षा के लिए, आपको एक मोटी स्क्रीन चाहिए, अधिक टिकाऊ। इस तरह के विकिरण में पॉज़िट्रॉन शामिल हैं।

गामा

- एक कठोर विद्युत चुम्बकीय दोलन जो रेडियोधर्मी पदार्थों के नाभिक के क्षय के बाद प्रकट होता है। एक उच्च मर्मज्ञ कारक है, यह मानव शरीर के लिए सूचीबद्ध तीन विकिरणों में से सबसे खतरनाक है। किरणों को ढालने के लिए, आपको विशेष उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए अच्छी और टिकाऊ सामग्री की आवश्यकता होगी: पानी, सीसा और कंक्रीट।

एक्स-रे

एक ट्यूब, जटिल प्रतिष्ठानों के साथ काम करने की प्रक्रिया में आयनकारी विकिरण बनता है। विशेषता गामा किरणों जैसा दिखता है। अंतर मूल, तरंग दैर्ध्य में निहित है। एक मर्मज्ञ कारक है।

न्यूट्रॉन

न्यूट्रॉन विकिरण अपरिवर्तित न्यूट्रॉन का एक प्रवाह है जो हाइड्रोजन को छोड़कर, नाभिक का हिस्सा होता है। विकिरण के परिणामस्वरूप, पदार्थ रेडियोधर्मिता का एक हिस्सा प्राप्त करते हैं। सबसे बड़ा मर्मज्ञ कारक है। ये सभी प्रकार के आयनकारी विकिरण बहुत खतरनाक होते हैं।

विकिरण के मुख्य स्रोत

आयनकारी विकिरण के स्रोत कृत्रिम, प्राकृतिक हैं। मूल रूप से, मानव शरीर प्राकृतिक स्रोतों से विकिरण प्राप्त करता है, इनमें शामिल हैं:

• स्थलीय विकिरण;
• आंतरिक विकिरण।

जहां तक ​​स्थलीय विकिरण के स्रोतों का संबंध है, उनमें से कई कार्सिनोजेनिक हैं। इसमे शामिल है:

• अरुण ग्रह;
• पोटैशियम;
• थोरियम;
• पोलोनियम;
• प्रमुख;
• रूबिडियम;
• रेडॉन

खतरा यह है कि वे कार्सिनोजेनिक हैं। रेडॉन एक गैस है जिसमें कोई गंध, रंग या स्वाद नहीं होता है। यह हवा से साढ़े सात गुना भारी है। इसके क्षय उत्पाद गैस की तुलना में बहुत अधिक खतरनाक होते हैं, इसलिए मानव शरीर पर प्रभाव अत्यंत दुखद है।

कृत्रिम स्रोतों में शामिल हैं:

• परमाणु ऊर्जा;
• एकाग्रता कारखानों;
• यूरेनियम की खदानें;
• रेडियोधर्मी कचरे के साथ भंडार;
• एक्स-रे मशीनें;
• परमाणु विस्फोट;
• वैज्ञानिक प्रयोगशालाएं;
• रेडियोन्यूक्लाइड जो आधुनिक चिकित्सा में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं;
• प्रकाश उपकरण;
• कंप्यूटर और टेलीफोन;
• उपकरण।

आस-पास इन स्रोतों की उपस्थिति में, आयनकारी विकिरण की अवशोषित खुराक का एक कारक होता है, जिसकी इकाई मानव शरीर के संपर्क की अवधि पर निर्भर करती है।

आयनकारी विकिरण के स्रोतों का संचालन दैनिक आधार पर होता है, उदाहरण के लिए: जब आप कंप्यूटर पर काम कर रहे हों, टीवी देख रहे हों या मोबाइल फोन या स्मार्टफोन पर बात कर रहे हों। ये सभी स्रोत कुछ हद तक कार्सिनोजेनिक हैं, ये गंभीर और घातक बीमारियों का कारण बन सकते हैं।

आयनकारी विकिरण के स्रोतों की नियुक्ति में विकिरण सुविधाओं के स्थान के लिए एक परियोजना के विकास से संबंधित महत्वपूर्ण, महत्वपूर्ण कार्यों की एक सूची शामिल है। विकिरण के सभी स्रोतों में विकिरण की एक विशिष्ट इकाई होती है, जिनमें से प्रत्येक का मानव शरीर पर एक विशिष्ट प्रभाव होता है। इसमें स्थापना के लिए किए गए जोड़तोड़, संचालन में इन प्रतिष्ठानों की शुरूआत शामिल है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आयनकारी विकिरण के स्रोतों का निपटान अनिवार्य है।

यह एक ऐसी प्रक्रिया है जो डीकमिशन जेनरेट करने वाले स्रोतों में मदद करती है। इस प्रक्रिया में तकनीकी, प्रशासनिक उपाय शामिल हैं जिनका उद्देश्य कर्मियों, जनता की सुरक्षा सुनिश्चित करना है, और पर्यावरण संरक्षण का एक कारक भी है। कार्सिनोजेनिक स्रोत और उपकरण मानव शरीर के लिए एक बड़ा खतरा हैं, इसलिए उनका निपटान किया जाना चाहिए।

विकिरण के पंजीकरण की विशेषताएं

आयनकारी विकिरण की विशेषता से पता चलता है कि वे अदृश्य हैं, उनके पास कोई गंध और रंग नहीं है, इसलिए उन्हें नोटिस करना मुश्किल है।

इसके लिए आयनकारी विकिरण को पंजीकृत करने की विधियाँ हैं। पता लगाने, माप के तरीकों के लिए, सब कुछ अप्रत्यक्ष रूप से किया जाता है, कुछ संपत्ति को आधार के रूप में लिया जाता है।

आयनकारी विकिरण का पता लगाने के लिए निम्नलिखित विधियों का उपयोग किया जाता है:

• भौतिक: आयनीकरण, आनुपातिक काउंटर, गैस-निर्वहन गीगर-मुलर काउंटर, आयनीकरण कक्ष, अर्धचालक काउंटर।
• कैलोरीमेट्रिक पता लगाने की विधि: जैविक, नैदानिक, फोटोग्राफिक, हेमटोलॉजिकल, साइटोजेनेटिक।
• ल्यूमिनसेंट: फ्लोरोसेंट और जगमगाहट काउंटर।
• बायोफिजिकल विधि: रेडियोमेट्री, गणना।

आयनकारी विकिरण की डोसिमेट्री उपकरणों का उपयोग करके की जाती है, वे विकिरण की खुराक निर्धारित करने में सक्षम हैं। डिवाइस में तीन मुख्य भाग शामिल हैं - आवेग काउंटर, सेंसर, बिजली की आपूर्ति। एक डोसीमीटर, एक रेडियोमीटर की बदौलत विकिरण की डोसिमेट्री संभव है।

व्यक्ति पर प्रभाव

मानव शरीर पर आयनकारी विकिरण का प्रभाव विशेष रूप से खतरनाक है। निम्नलिखित परिणाम संभव हैं:

• बहुत गहरे जैविक परिवर्तन का कारक है;
• अवशोषित विकिरण की एक इकाई का संचयी प्रभाव होता है;
• प्रभाव समय के साथ प्रकट होता है, क्योंकि एक अव्यक्त अवधि नोट की जाती है;
• सभी आंतरिक अंगों और प्रणालियों में अवशोषित विकिरण की एक इकाई के प्रति अलग-अलग संवेदनशीलता होती है;
• विकिरण सभी संतानों को प्रभावित करता है;
• प्रभाव अवशोषित विकिरण की इकाई, विकिरण खुराक, अवधि पर निर्भर करता है।

चिकित्सा में विकिरण उपकरणों के उपयोग के बावजूद, उनका प्रभाव हानिकारक हो सकता है। शरीर के एक समान विकिरण की प्रक्रिया में आयनकारी विकिरण का जैविक प्रभाव, खुराक के 100% की गणना में, निम्नलिखित होता है:

• अस्थि मज्जा - अवशोषित विकिरण की एक इकाई 12%;
• फेफड़े - 12% से कम नहीं;
• हड्डियां - 3%;
• वृषण, अंडाशय- आयनकारी विकिरण की अवशोषित खुराक लगभग 25% है;
• थाइरॉयड ग्रंथि- अवशोषित खुराक की इकाई लगभग 3% है;
• स्तन ग्रंथियां - लगभग 15%;
• अन्य ऊतक - अवशोषित विकिरण खुराक की इकाई 30% है।

नतीजतन, ऑन्कोलॉजी, पक्षाघात और विकिरण बीमारी सहित विभिन्न बीमारियां हो सकती हैं। यह बच्चों और गर्भवती महिलाओं के लिए बेहद खतरनाक है, क्योंकि अंगों और ऊतकों का असामान्य विकास होता है। विषाक्त पदार्थ, विकिरण खतरनाक बीमारियों के स्रोत हैं।

रेडियोधर्मिता की खोज 1896 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक एंटोनी हेनरी बेकरेल ने यूरेनियम लवण के ल्यूमिनेसिसेंस का अध्ययन करते हुए की थी। यह पता चला कि बाहरी प्रभाव के बिना यूरेनियम लवण (अनायास) एक अज्ञात प्रकृति का विकिरण उत्सर्जित करता है, जो प्रकाश से पृथक फोटोग्राफिक प्लेटों को रोशन करता है, हवा को आयनित करता है, पतली धातु की प्लेटों के माध्यम से प्रवेश करता है, और कई पदार्थों की चमक पैदा करता है। पोलोनियम 21084Ро और रेडियम 226 88Ra वाले पदार्थों में भी समान गुण थे।

इससे पहले भी, 1985 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम रोएंटजेन द्वारा गलती से एक्स-रे की खोज की गई थी। मैरी क्यूरी ने "रेडियोधर्मिता" शब्द गढ़ा।

रेडियोधर्मिता एक रासायनिक तत्व के परमाणु के नाभिक का एक सहज परिवर्तन (क्षय) है, जिससे इसकी परमाणु संख्या में परिवर्तन या द्रव्यमान संख्या में परिवर्तन होता है। नाभिक के इस तरह के परिवर्तन के साथ, रेडियोधर्मी विकिरण उत्सर्जित होता है।

प्राकृतिक और कृत्रिम रेडियोधर्मिता के बीच अंतर किया जाता है। प्राकृतिक रेडियोधर्मिता प्राकृतिक रूप से अस्थिर समस्थानिकों में देखी जाने वाली रेडियोधर्मिता है। कृत्रिम रेडियोधर्मिता परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त आइसोटोप की रेडियोधर्मिता है।

रेडियोधर्मी विकिरण कई प्रकार के होते हैं, जो ऊर्जा और मर्मज्ञ क्षमता में भिन्न होते हैं, जिनका एक जीवित जीव के ऊतकों पर असमान प्रभाव पड़ता है।

अल्फा विकिरणधनावेशित कणों की एक धारा है, जिनमें से प्रत्येक में दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं। इस प्रकार के विकिरण की भेदन क्षमता कम होती है। यह हवा के कुछ सेंटीमीटर, कागज की कुछ चादरों और साधारण कपड़ों में फंस जाता है। अल्फा रेडिएशन आंखों के लिए हानिकारक हो सकता है। यह त्वचा की बाहरी परत में प्रवेश करने में व्यावहारिक रूप से असमर्थ है और जब तक अल्फा कण उत्सर्जित करने वाले रेडियोन्यूक्लाइड भोजन या साँस की हवा के साथ खुले घाव के माध्यम से शरीर में प्रवेश नहीं करते हैं - तब तक वे बेहद खतरनाक हो सकते हैं। अपेक्षाकृत भारी धनावेशित अल्फा कणों के साथ विकिरण के परिणामस्वरूप, एक निश्चित समय के बाद, जीवित जीवों की कोशिकाओं और ऊतकों को गंभीर क्षति हो सकती है।

बीटा विकिरण- यह ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों की एक धारा है जो बड़ी गति से चलती है, जिसका आकार और द्रव्यमान अल्फा कणों की तुलना में बहुत छोटा होता है। यह विकिरण अल्फा विकिरण की तुलना में अधिक मर्मज्ञ है। इसे धातु की पतली शीट जैसे एल्यूमीनियम या 1.25 सेमी मोटी लकड़ी की एक परत से बचाया जा सकता है। यदि कोई व्यक्ति मोटे कपड़े नहीं पहन रहा है, तो बीटा कण त्वचा के माध्यम से कई मिलीमीटर की गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं। यदि शरीर कपड़ों से ढका नहीं है, तो बीटा विकिरण त्वचा को नुकसान पहुंचा सकता है, यह शरीर के ऊतकों से 1-2 सेंटीमीटर की गहराई तक गुजरता है।

गामा विकिरण,एक्स-रे की तरह, यह अल्ट्रा-हाई एनर्जी का इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन है। यह बहुत कम तरंग दैर्ध्य और बहुत उच्च आवृत्तियों का विकिरण है। हर कोई जिसका चिकित्सीय परीक्षण हुआ है, वह एक्स-रे से परिचित है। गामा विकिरण में उच्च भेदन क्षमता होती है, इसे सीसा या कंक्रीट की मोटी परत से ही इससे बचाया जा सकता है। एक्स-रे और गामा किरणें विद्युत आवेशित नहीं होती हैं। वे किसी भी अंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

रेडियोधर्मी विकिरण के सभी रूपों को देखा, महसूस या सुना नहीं जा सकता है। विकिरण रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन होता है। रेडियोन्यूक्लाइड की क्षय दर को व्यावहारिक रूप से ज्ञात रासायनिक, भौतिक, जैविक और अन्य तरीकों से नहीं बदला जा सकता है। विकिरण जितनी अधिक ऊर्जा ऊतकों में स्थानांतरित करता है, शरीर में उतना ही अधिक नुकसान होगा। शरीर को हस्तांतरित ऊर्जा की मात्रा को खुराक कहा जाता है। शरीर रेडियोधर्मी सहित किसी भी प्रकार के विकिरण से विकिरण की एक खुराक प्राप्त कर सकता है। इस मामले में, रेडियोन्यूक्लाइड शरीर के बाहर या उसके अंदर हो सकता है। विकिरणित पिंड के द्रव्यमान की एक इकाई द्वारा अवशोषित विकिरण ऊर्जा की मात्रा को अवशोषित खुराक कहा जाता है और इसे SI प्रणाली में ग्रे (Gy) में मापा जाता है।

एक ही अवशोषित खुराक पर, अल्फा विकिरण बीटा और गामा विकिरण से कहीं अधिक खतरनाक होता है। किसी व्यक्ति पर विभिन्न प्रकार के विकिरण के संपर्क की डिग्री का अनुमान एक समान खुराक के रूप में इस तरह की विशेषता का उपयोग करके लगाया जाता है। शरीर के ऊतकों को विभिन्न तरीकों से नुकसान पहुंचाता है। SI प्रणाली में, इसे सिवर्ट्स (Sv) नामक इकाइयों में मापा जाता है।

रेडियोधर्मी क्षय नाभिक का प्राकृतिक रेडियोधर्मी परिवर्तन है जो अनायास होता है। जिस नाभिक में रेडियोधर्मी क्षय होता है, उसे जनक नाभिक कहते हैं; परिणामस्वरूप बेटी नाभिक, एक नियम के रूप में, उत्तेजित हो जाता है, और जमीनी अवस्था में इसका संक्रमण γ फोटॉन के उत्सर्जन के साथ होता है। वह। गामा विकिरण रेडियोधर्मी परिवर्तनों के उत्तेजित उत्पादों की ऊर्जा को कम करने का मुख्य रूप है।

अल्फा क्षय। β-किरणें हीलियम नाभिक हे का एक प्रवाह हैं। अल्फा क्षय एक α-कण (He) के नाभिक से पलायन के साथ होता है, जबकि शुरू में एक नए रासायनिक तत्व के परमाणु के नाभिक में परिवर्तित होता है, जिसका आवेश 2 से कम होता है, और द्रव्यमान संख्या 4 इकाई होती है। .

जिन वेगों से α-कण (अर्थात वह नाभिक) विघटित नाभिक से बाहर निकलते हैं, वे बहुत अधिक (~ 106 m/s) होते हैं।

पदार्थ के माध्यम से उड़ते हुए, α-कण धीरे-धीरे अपनी ऊर्जा खो देता है, इसे पदार्थ के अणुओं को आयनित करने पर खर्च करता है, और अंत में रुक जाता है। अल्फा कण पथ के प्रति 1 सेमी में लगभग 106 जोड़े आयन बनाता है।

पदार्थ का घनत्व जितना अधिक होगा, रुकने से पहले α-कणों की सीमा उतनी ही कम होगी। सामान्य दबाव में हवा में, पानी में, मानव ऊतकों (मांसपेशियों, रक्त, लसीका) में 0.1-0.15 मिमी का माइलेज कई सेमी होता है। अल्फा कण पूरी तरह से कागज की एक नियमित शीट द्वारा कब्जा कर लिया जाता है।

बाहरी विकिरण की स्थिति में α-कण बहुत खतरनाक नहीं होते, क्योंकि कपड़े, रबर से देरी हो सकती है। लेकिन α-कण बहुत खतरनाक होते हैं यदि वे मानव शरीर के अंदर पहुंच जाते हैं, क्योंकि उनके द्वारा उत्पादित आयनीकरण का उच्च घनत्व होता है। ऊतकों में होने वाली क्षति प्रतिवर्ती नहीं होती है।

बीटा क्षय तीन किस्मों में आता है। पहला नाभिक है जिसमें परिवर्तन हुआ है एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है, दूसरा एक पॉज़िट्रॉन है, तीसरे को इलेक्ट्रॉन कैप्चर (ई-कैप्चर) कहा जाता है, नाभिक इलेक्ट्रॉनों में से एक को अवशोषित करता है।

तीसरे प्रकार का क्षय (इलेक्ट्रॉन कैप्चर) यह है कि नाभिक अपने परमाणु के इलेक्ट्रॉनों में से एक को अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूट्रिनो का उत्सर्जन करते हुए प्रोटॉन में से एक न्यूट्रॉन में बदल जाता है:

निर्वात में β-कणों की गति प्रकाश की गति 0.3 - 0.99 के बराबर होती है। वे अल्फा कणों से तेज होते हैं, आने वाले परमाणुओं के माध्यम से उड़ते हैं और उनके साथ बातचीत करते हैं। β-कणों का आयनीकरण प्रभाव कम होता है (हवा में प्रति 1 सेमी पथ में 50-100 जोड़े आयन) और जब β-कण शरीर में प्रवेश करते हैं, तो वे α-कणों से कम खतरनाक होते हैं। हालांकि, β-कणों की मर्मज्ञ क्षमता अधिक होती है (10 सेमी से 25 मीटर तक और जैविक ऊतकों में 17.5 मिमी तक)।

गामा विकिरण - रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान परमाणु नाभिक द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जो 300,000 किमी / सेकंड की निरंतर गति से निर्वात में फैलता है। यह विकिरण, एक नियम के रूप में, β-क्षय और, शायद ही कभी, α-क्षय के साथ होता है।

गामा विकिरण एक्स-रे के समान है, लेकिन इसमें बहुत अधिक ऊर्जा (कम तरंग दैर्ध्य पर) होती है। -किरणें विद्युत रूप से उदासीन होने के कारण चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों में विक्षेपित नहीं होती हैं। पदार्थ और निर्वात में, वे सीधे आयनीकरण के बिना स्रोत से सभी दिशाओं में समान रूप से और समान रूप से प्रचारित करते हैं; एक माध्यम में चलते समय, वे इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देते हैं, उन्हें अपनी ऊर्जा का हिस्सा या सभी ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं, जो आयनीकरण प्रक्रिया का उत्पादन करते हैं। 1 सेमी दौड़ के लिए, -किरणें 1-2 जोड़े आयन बनाती हैं। हवा में, वे कई सौ मीटर या किलोमीटर की दूरी तय करते हैं, कंक्रीट में - 25 सेमी, सीसा में - 5 सेमी तक, पानी में - दसियों मीटर, और वे जीवित जीवों के माध्यम से और उसके माध्यम से प्रवेश करते हैं।

गामा किरणें बाहरी विकिरण के स्रोत के रूप में जीवित जीवों के लिए एक महत्वपूर्ण खतरा पैदा करती हैं।

आइए आज बात करते हैं कि भौतिकी में विकिरण क्या है। आइए इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की प्रकृति के बारे में बात करते हैं और एक विद्युत चुम्बकीय पैमाना देते हैं।

देवता और परमाणु

पदार्थ की संरचना दो हज़ार साल पहले वैज्ञानिकों की रुचि का विषय बन गई थी। प्राचीन यूनानी दार्शनिकों ने सोचा कि हवा आग से और पृथ्वी पानी से कैसे भिन्न है, संगमरमर सफेद क्यों है और कोयला काला क्यों है। उन्होंने अन्योन्याश्रित घटकों की जटिल प्रणालियाँ बनाईं, एक दूसरे का खंडन या समर्थन किया। और सबसे अतुलनीय घटना, उदाहरण के लिए, एक बिजली की हड़ताल या सूर्योदय, देवताओं की कार्रवाई के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था।

एक बार, कई वर्षों तक मंदिर की सीढ़ियों को देखने के बाद, एक वैज्ञानिक ने देखा: प्रत्येक पैर, जो एक पत्थर पर खड़ा होता है, पदार्थ का एक छोटा कण ले जाता है। समय के साथ, संगमरमर ने आकार बदल दिया, बीच में शिथिल हो गया। इस वैज्ञानिक का नाम ल्यूसिपस है और उन्होंने सबसे छोटे कण को ​​​​परमाणु, अविभाज्य कहा। यह भौतिकी में विकिरण क्या है, इसके अध्ययन के पथ की शुरुआत थी।

ईस्टर और प्रकाश

फिर काला समय आया, विज्ञान का परित्याग कर दिया गया। प्रकृति की शक्तियों का अध्ययन करने की कोशिश करने वाले सभी को चुड़ैलों और जादूगरनी कहा जाता था। लेकिन, अजीब तरह से, यह धर्म ही था जिसने विज्ञान के आगे विकास को गति दी। भौतिकी में विकिरण क्या है इसका अध्ययन खगोल विज्ञान से शुरू हुआ।

ईस्टर मनाने के समय की गणना उन दिनों हर बार अलग-अलग तरीकों से की जाती थी। वर्णाल विषुव, 26-दिवसीय चंद्र चक्र और 7-दिवसीय सप्ताह के बीच संबंधों की जटिल प्रणाली ने ईस्टर को कुछ वर्षों से अधिक समय तक मनाने के लिए तारीख तालिकाओं को संकलित करने की अनुमति नहीं दी। लेकिन चर्च को सब कुछ पहले से योजना बनानी थी। इसलिए, पोप लियो एक्स ने अधिक सटीक तालिकाओं के संकलन का आदेश दिया। इसके लिए चंद्रमा, सितारों और सूर्य की गति का सावधानीपूर्वक निरीक्षण करना आवश्यक था। और अंत में, निकोलस कोपरनिकस ने महसूस किया: पृथ्वी समतल नहीं है और न ही ब्रह्मांड का केंद्र है। ग्रह एक गेंद है जो सूर्य के चारों ओर घूमती है। और चंद्रमा पृथ्वी की परिक्रमा करने वाला एक गोला है। बेशक, कोई यह पूछ सकता है: "भौतिकी में विकिरण का इससे क्या लेना-देना है?" चलिए अब इसे खोलते हैं।

ओवल और बीम

बाद में, केप्लर ने कोपरनिकन प्रणाली को यह स्थापित करके पूरक बनाया कि ग्रह अंडाकार कक्षाओं में चलते हैं, और यह गति असमान है। लेकिन यह पहला कदम था जिसने मानवता में खगोल विज्ञान में रुचि पैदा की। और वहां यह सवाल दूर नहीं था: "तारा क्या है?", "लोग इसकी किरणों को क्यों देखते हैं?" और "एक प्रकाशमान दूसरे से कैसे भिन्न है?" लेकिन पहले आपको बड़ी वस्तुओं से छोटी वस्तुओं की ओर जाना होगा। और फिर हम विकिरण पर आते हैं, भौतिकी में एक अवधारणा।

परमाणु और किशमिश

उन्नीसवीं शताब्दी के अंत में, पदार्थ की सबसे छोटी रासायनिक इकाइयों - परमाणुओं के बारे में पर्याप्त ज्ञान जमा हो गया था। वे विद्युत रूप से तटस्थ होने के लिए जाने जाते थे, लेकिन उनमें सकारात्मक और नकारात्मक दोनों तरह के तत्व होते हैं।

कई धारणाएं सामने रखी गई हैं: दोनों सकारात्मक चार्ज एक नकारात्मक क्षेत्र में वितरित किए जाते हैं, जैसे कि एक रोल में किशमिश, और यह कि एक परमाणु असमान रूप से चार्ज किए गए तरल भागों की एक बूंद है। लेकिन रदरफोर्ड के अनुभव से सब कुछ स्पष्ट हो गया था। उन्होंने साबित किया कि परमाणु के केंद्र में एक सकारात्मक भारी नाभिक होता है, और इसके चारों ओर हल्के नकारात्मक इलेक्ट्रॉन होते हैं। और प्रत्येक परमाणु के लिए कोशों का विन्यास भिन्न होता है। यह वह जगह है जहां इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के भौतिकी में विकिरण की विशेषताएं निहित हैं।

बोरॉन और कक्षा

जब वैज्ञानिकों को पता चला कि परमाणु के प्रकाश ऋणात्मक भाग इलेक्ट्रॉन हैं, तो एक और प्रश्न उठा - वे नाभिक पर क्यों नहीं पड़ते। दरअसल, मैक्सवेल के सिद्धांत के अनुसार, कोई भी गतिमान आवेश उत्सर्जित करता है, इसलिए ऊर्जा खो देता है। लेकिन परमाणु ब्रह्मांड के रूप में लंबे समय तक अस्तित्व में हैं, और वे नष्ट नहीं होने वाले थे। बोर बचाव के लिए आया था। उन्होंने माना कि इलेक्ट्रॉन परमाणु नाभिक के चारों ओर कुछ निश्चित कक्षाओं में होते हैं, और केवल उन पर ही हो सकते हैं। कक्षाओं के बीच एक इलेक्ट्रॉन का संक्रमण ऊर्जा के अवशोषण या उत्सर्जन के साथ झटके में किया जाता है। यह ऊर्जा, उदाहरण के लिए, प्रकाश की मात्रा हो सकती है। वास्तव में, हमने अब कण भौतिकी में विकिरण की परिभाषा प्रस्तुत की है।

हाइड्रोजन और फोटोग्राफी

फोटोग्राफी तकनीक की मूल रूप से एक व्यावसायिक परियोजना के रूप में कल्पना की गई थी। लोग सदियों तक रहना चाहते थे, लेकिन हर कोई कलाकार से एक चित्र मंगवाने का जोखिम नहीं उठा सकता था। और तस्वीरें सस्ती थीं और उन्हें इतने बड़े निवेश की आवश्यकता नहीं थी। फिर कांच और सिल्वर नाइट्रेट की कला ने सैन्य मामलों को अपनी सेवा में रखा। और फिर विज्ञान ने प्रकाश-संवेदी पदार्थों के लाभों का लाभ उठाना शुरू किया।

सबसे पहले, स्पेक्ट्रा की तस्वीरें खींची गईं। यह लंबे समय से ज्ञात है कि गर्म हाइड्रोजन विशिष्ट रेखाओं का उत्सर्जन करता है। उनके बीच की दूरी एक निश्चित कानून का पालन करती थी। लेकिन हीलियम का स्पेक्ट्रम अधिक जटिल था: इसमें हाइड्रोजन के समान रेखाएं और एक और रेखाएं थीं। दूसरी श्रृंखला अब पहली श्रृंखला के लिए व्युत्पन्न कानून का पालन नहीं करती है। यहाँ बोहर का सिद्धांत बचाव में आया।

यह पता चला कि हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, और यह सभी उच्च उत्तेजित कक्षाओं से एक निचली कक्षा में जा सकता है। यह पंक्तियों की पहली श्रंखला थी। भारी परमाणु अधिक जटिल होते हैं।

लेंस, झंझरी, स्पेक्ट्रम

इस प्रकार, भौतिकी में विकिरण के अनुप्रयोग की शुरुआत हुई। किसी पदार्थ की संरचना, मात्रा और संरचना का निर्धारण करने के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण सबसे शक्तिशाली और विश्वसनीय तरीकों में से एक है।

1. इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम आपको बताएगा कि वस्तु में क्या है और किसी विशेष घटक का प्रतिशत क्या है। इस पद्धति का उपयोग विज्ञान के सभी क्षेत्रों द्वारा किया जाता है: जीव विज्ञान और चिकित्सा से लेकर क्वांटम भौतिकी तक।
2. अवशोषण स्पेक्ट्रम आपको बताएगा कि ठोस की जाली में कौन से आयन और किन स्थितियों में मौजूद हैं।
3. घूर्णी स्पेक्ट्रम प्रदर्शित करेगा कि अणु परमाणु के अंदर कितनी दूर हैं, प्रत्येक तत्व में कितने और कौन से बंधन मौजूद हैं।

और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अनुप्रयोग की सीमाएँ अनगिनत हैं:

• रेडियो तरंगें बहुत दूर की वस्तुओं और ग्रहों की आंतों की संरचना का पता लगाती हैं;
• थर्मल विकिरण प्रक्रियाओं की ऊर्जा के बारे में बताएगा;
• दृश्य प्रकाश आपको बताएगा कि सबसे चमकीले तारे किस दिशा में स्थित हैं;
• पराबैंगनी किरणें संकेत देंगी कि उच्च-ऊर्जा अंतःक्रियाएं हो रही हैं;
• एक्स-रे स्पेक्ट्रम ही लोगों को पदार्थ की संरचना (मानव शरीर सहित) का अध्ययन करने की अनुमति देता है, और अंतरिक्ष वस्तुओं में इन किरणों की उपस्थिति वैज्ञानिकों को सूचित करेगी कि एक न्यूट्रॉन स्टार, एक सुपरनोवा या एक ब्लैक होल दूरबीन के फोकस में है।

काला शरीर

लेकिन एक विशेष खंड है जो अध्ययन करता है कि भौतिकी में थर्मल विकिरण क्या है। परमाणु के विपरीत, प्रकाश के ऊष्मीय उत्सर्जन में एक सतत स्पेक्ट्रम होता है। और गणना के लिए सबसे अच्छा मॉडल ऑब्जेक्ट एक बिल्कुल काला शरीर है। यह एक ऐसी वस्तु है जो अपने ऊपर पड़ने वाले सभी प्रकाश को "पकड़ लेती है", लेकिन उसे वापस नहीं छोड़ती है। अजीब तरह से, एक काला शरीर उत्सर्जित होता है, और अधिकतम तरंग दैर्ध्य मॉडल के तापमान पर निर्भर करेगा। शास्त्रीय भौतिकी में, थर्मल विकिरण ने एक विरोधाभास को जन्म दिया यह पता चला कि किसी भी गर्म वस्तु को तब तक अधिक से अधिक ऊर्जा का उत्सर्जन करना पड़ता है जब तक कि पराबैंगनी रेंज में उसकी ऊर्जा ब्रह्मांड को नष्ट नहीं कर देती।

मैक्स प्लैंक विरोधाभास को हल करने में सक्षम था। उन्होंने विकिरण सूत्र में एक नई मात्रा का परिचय दिया, एक क्वांटम। उन्होंने इसे कोई विशेष भौतिक अर्थ दिए बिना ही सारी दुनिया खोल दी। मात्राओं का परिमाणीकरण अब आधुनिक विज्ञान का आधार है। वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि क्षेत्र और घटनाएं अविभाज्य तत्वों, क्वांटा से बनी हैं। इससे मामले में गहन शोध हुआ। उदाहरण के लिए, आधुनिक दुनिया अर्धचालकों की है। पहले, सब कुछ सरल था: धातु वर्तमान का संचालन करती है, अन्य पदार्थ डाइलेक्ट्रिक्स हैं। और सिलिकॉन और जर्मेनियम (सिर्फ अर्धचालक) जैसे पदार्थ बिजली के संबंध में अतुलनीय रूप से व्यवहार करते हैं। उनके गुणों को नियंत्रित करने का तरीका जानने के लिए, एक संपूर्ण सिद्धांत बनाना और पी-एन संक्रमण की सभी संभावनाओं की गणना करना आवश्यक था।