Monoenerjetik iyonlaştırıcı radyasyon- Aynı enerjiye sahip fotonlardan veya aynı kinetik enerjiye sahip aynı türden parçacıklardan oluşan iyonlaştırıcı radyasyon.

Karışık iyonlaştırıcı radyasyon- çeşitli türlerdeki parçacıklardan veya parçacıklardan ve fotonlardan oluşan iyonlaştırıcı radyasyon.

Yönlendirilmiş iyonlaştırıcı radyasyon seçilmiş bir yayılma yönüne sahip iyonlaştırıcı radyasyon.

Doğal radyasyon arka planı- kozmik radyasyon ve doğal olarak dağılmış doğal radyoaktif maddelerden (Dünya yüzeyinde, yüzey atmosferinde, gıdada, suda, insan vücudunda vb.) yayılan radyasyonun yarattığı iyonlaştırıcı radyasyon.

Arka plan - doğal bir arka plan ve yabancı kaynaklardan gelen iyonlaştırıcı radyasyondan oluşan iyonlaştırıcı radyasyon.

Kozmik radyasyon- İyonlaştırıcı radyasyon, uzaydan gelen birincil radyasyon ve birincil radyasyonun atmosferle etkileşiminden kaynaklanan ikincil radyasyondan oluşur.

Dar radyasyon ışını- dedektörün yalnızca kaynaktan gelen dağılmamış radyasyonu kaydettiği bir radyasyon geometrisi.

Geniş ışın demeti- dedektörün kaynaktan gelen dağınık ve dağınık radyasyonu kaydettiği böyle bir radyasyon geometrisi.

İyonlaştırıcı radyasyon alanı- söz konusu ortamda iyonlaştırıcı radyasyonun uzaysal-zamansal dağılımı.

İyonlaştırıcı parçacıkların akışı (fotonlar)- dt zaman aralığı boyunca belirli bir yüzeyden geçen iyonlaştırıcı parçacıkların (fotonlar) dN sayısının bu aralığa oranı: F = dN/dt.

Parçacık enerji akışı- düşen parçacıkların enerjisinin Ψ=dE/dt zaman aralığına oranı.

İyonlaştırıcı parçacıkların (fotonlar) akı yoğunluğu- iyonlaştırıcı parçacıkların (fotonlar) akışının oranı dF

temel bir kürenin hacmine, bu kürenin merkezi kesit alanına dS nüfuz eden: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS. (Parçacık enerji akı yoğunluğu da benzer şekilde belirlenir).

İyonlaştırıcı parçacıkların (fotonlar) akışı (transferi)- temel bir kürenin hacmine nüfuz eden iyonlaştırıcı parçacıkların (fotonlar) dN sayısının bu kürenin merkezi kesit alanına oranı dS: Ф = dN/dS.

İyonlaştırıcı parçacıkların enerji spektrumu- iyonlaştırıcı parçacıkların enerjilerine göre dağılımı. Etkili foton enerjisi- böyle bir monoenerjetik fotonun fotonlarının enerjisi

belirli bir bileşime ve belirli bir kalınlığa sahip bir soğurucudaki bağıl zayıflaması, söz konusu monoenerjetik olmayan foton radyasyonununkiyle aynı olan radyasyon.

Sınır spektrum enerjisiβ-radyasyonu - belirli bir radyonüklidin β-radyasyonunun sürekli enerji spektrumundaki β-parçacıklarının en yüksek enerjisi.

Radyasyon albedosu- iki ortam arasındaki arayüzden yansıyan parçacıkların (fotonlar) sayısının, arayüze gelen parçacıkların (fotonlar) sayısına oranı.

Gecikmeli radyasyon: doğrudan fisyon anında üretilen parçacıkların (nötronlar ve gama ışınları) aksine, fisyon ürünleri tarafından yayılan parçacıklar.

Gazlarda iyonlaşma: Bir atom veya gaz molekülünden bir veya daha fazla elektronun çıkarılması. İyonlaşma sonucunda gazın içinde serbest yük taşıyıcıları (elektronlar ve iyonlar) ortaya çıkar ve gaz elektrik akımını iletme yeteneği kazanır.

"Radyasyon" terimi, görünür spektrum, kızılötesi ve ultraviyole bölgelerin yanı sıra radyo dalgaları, elektrik akımı ve iyonlaştırıcı radyasyon dahil olmak üzere bir dizi elektromanyetik dalgayı kapsar. Bu olayların tüm farklılığı yalnızca radyasyonun frekansından (dalga boyu) kaynaklanmaktadır. İyonlaştırıcı radyasyon insan sağlığı için risk oluşturabilir. VE iyonlaştırıcı radyasyon(radyasyon) - atomların veya atom çekirdeklerinin fiziksel durumunu değiştirerek onları elektrik yüklü iyonlara veya nükleer reaksiyon ürünlerine dönüştüren bir radyasyon türü. Belirli koşullar altında vücut dokularında bu tür iyonların veya nükleer reaksiyon ürünlerinin varlığı, hücre ve moleküllerdeki süreçlerin seyrini değiştirebilir ve bu olayların birikmesiyle vücuttaki biyolojik reaksiyonların seyrini bozabilir. yani insan sağlığı açısından tehlike oluşturmaktadır.

2. RADYASYON TÜRLERİ

Sıfırdan farklı kütleye sahip parçacıklardan oluşan parçacık radyasyonu ile elektromanyetik (foton) radyasyon arasında bir ayrım yapılır.

2.1. Parçacık radyasyonu

Korpüsküler iyonlaştırıcı radyasyon, alfa radyasyonunu, elektron, proton, nötron ve mezon radyasyonunu içerir. Kinetik enerjisi atomları iyonize etmek için yeterli olan yüklü parçacıklardan (α-, β-partiküller, protonlar, elektronlar) oluşan bir akıştan oluşan korpüsküler radyasyon

çarpışma, doğrudan iyonlaştırıcı radyasyon sınıfına aittir. Nötronlar ve diğer temel parçacıklar doğrudan iyonizasyon üretmezler, ancak ortamla etkileşim sürecinde içinden geçtikleri ortamın atomlarını ve moleküllerini iyonize edebilen yüklü parçacıkları (elektronlar, protonlar) serbest bırakırlar.

Buna göre, yüksüz parçacıklardan oluşan bir akıştan oluşan parçacık radyasyona dolaylı iyonlaştırıcı radyasyon denir.

Şekil 1. 212 Bi'nin bozunum şeması.

2.1.1 Alfa radyasyonu

Alfa parçacıkları (α - parçacıkları), bazı radyoaktif atomlar tarafından α bozunması sırasında yayılan bir helyum atomunun çekirdeğidir. α - parçacık iki proton ve iki nötrondan oluşur.

Alfa radyasyonu, helyum atomlarının (pozitif yüklü ve

nispeten ağır parçacıklar).

Çekirdeğin radyoaktif bozunmasının bir sonucu olarak doğal alfa radyasyonu, atom numarası 83'ten fazla olan, yani ağır elementlerin kararsız çekirdeklerinin karakteristiğidir. uranyum ve toryum serisinin doğal radyonüklitlerinin yanı sıra yapay olarak elde edilen uranyum ötesi elementler için.

Doğal bir radyonüklidin a-bozunmasının tipik bir diyagramı Şekil 1'de sunulmaktadır ve bir radyonüklidin bozunması sırasında oluşan a-partiküllerinin enerji spektrumu da gösterilmektedir.

İncir. 2.

Şekil 2 α parçacıklarının enerji spektrumu

α-bozunması olasılığı, α-radyoaktif çekirdeğin kütlesinin (ve dolayısıyla toplam iyon enerjisinin), α-parçacığı ve α'dan sonra oluşan yavru çekirdeğin kütlelerinin toplamından daha büyük olmasından kaynaklanmaktadır. -çürümek. Orijinal (ana) çekirdeğin aşırı enerjisi, α parçacığının kinetik enerjisi ve yavru çekirdeğin geri tepmesi şeklinde serbest bırakılır. α parçacıkları pozitif yüklü helyum çekirdekleri - 2 He4'tür ve çekirdekten saniyede 15-20 bin km hızla uçarlar. Yoldayken çevrenin güçlü iyonizasyonunu üretirler.

Elektronları atomların yörüngelerinden koparır.

α parçacıklarının havadaki aralığı yaklaşık 5-8 cm, suda - 30-50 mikron, metallerde - 10-20 mikrondur. α-ışınları ile iyonize edildiğinde maddede kimyasal değişiklikler gözlenir ve katıların kristal yapısı bozulur. α parçacığı ile çekirdek arasında elektrostatik itme olduğundan, doğal radyonüklidlerin α parçacıklarının (214 Po'da maksimum enerji 8.78 MeV) etkisi altında nükleer reaksiyonların olasılığı çok küçüktür ve yalnızca hafif çekirdeklerde gözlemlenir ( Li, Be, B, C , N, Na, Al) radyoaktif izotopların ve serbest nötronların oluşumu ile.

2.1.2 Proton radyasyonu

Proton radyasyonu– nötron eksikliği olan atom çekirdeklerinin kendiliğinden bozunması sırasında veya bir iyon hızlandırıcının (örneğin, bir senkrofazotoron) çıkış ışını olarak üretilen radyasyon.

2.1.3 Nötron radyasyonu

Nötron radyasyonu - enerjilerini atom çekirdeğiyle elastik ve elastik olmayan etkileşimlere dönüştüren bir nötron akışı. Esnek olmayan etkileşimler, hem yüklü parçacıklardan hem de gama kuantumundan (gama radyasyonu) oluşabilen ikincil radyasyon üretir. Elastik etkileşimlerde bir maddenin sıradan iyonlaşması mümkündür.

Nötron radyasyonunun kaynakları şunlardır: kendiliğinden bölünebilen radyonüklidler; özel olarak üretilmiş radyonüklid nötron kaynakları; elektronların, protonların, iyonların hızlandırıcıları; nükleer reaktörler; kozmik radyasyon.

Biyolojik açıdan Nötronlar nükleer reaksiyonlarda (nükleer reaktörlerde ve diğer endüstriyel ve laboratuvar tesislerinde ve ayrıca nükleer patlamalar sırasında) üretilir.

Nötronların elektrik yükü yoktur. Geleneksel olarak nötronlar kinetik enerjilerine bağlı olarak hızlı (10 MeV'ye kadar), ultra hızlı, orta, yavaş ve termal olarak ayrılır. Nötron radyasyonu büyük bir nüfuz gücüne sahiptir. Yavaş ve termal nötronlar nükleer reaksiyonlara girerek kararlı veya radyoaktif izotopların oluşmasına neden olabilir.

Serbest bir nötron kararsız, elektriksel olarak nötr bir parçacıktır ve aşağıdaki özelliklere sahiptir:

özellikler:

Nötronun bu özellikleri, onun bir yandan incelenen bir nesne, diğer yandan araştırmanın yürütüldüğü bir araç olarak kullanılmasını mümkün kılar. İlk durumda, nötronun benzersiz özellikleri incelenir; bu, ilgili ve elektrozayıf etkileşimin temel parametrelerinin en güvenilir ve doğru bir şekilde belirlenmesini mümkün kılar ve böylece Standart Modeli doğrular veya çürütür. Bir nötronda manyetik momentin varlığı zaten onun karmaşık yapısını gösterir; onun "temel olmayanlığı". İkinci durumda, farklı enerjilerdeki polarize olmayan ve polarize nötronların çekirdeklerle etkileşimi, bunların çekirdeklerin ve temel parçacıkların fiziğinde kullanılmasına izin verir. Nötron optiklerinden nötronlar tarafından nükleer fisyona kadar çeşitli süreçlerde zamanın tersine çevrilmesi altında uzaysal eşlik ve değişmezliğin ihlalinin etkilerinin incelenmesi, en güncel araştırma alanlarının tam bir listesi değildir.

Termal reaktör nötronlarının maddedeki atomlar arası mesafelerle karşılaştırılabilir dalga boylarına sahip olması, onları yoğun maddeyi incelemek için vazgeçilmez bir araç haline getiriyor. Nötronların atomlarla etkileşimi nispeten zayıftır, bu da nötronların maddeye oldukça derinlemesine nüfuz etmesine izin verir - bu onların X ışınlarına ve γ ışınlarına ve ayrıca yüklü parçacıkların ışınlarına kıyasla önemli bir avantajıdır. Kütlenin varlığı nedeniyle, aynı momentumdaki (dolayısıyla aynı dalga boyundaki) nötronlar, x-ışınlarından ve γ ışınlarından önemli ölçüde daha az enerjiye sahiptir ve bu enerji, atomların termal titreşimlerinin enerjisiyle karşılaştırılabilir hale gelir ve Maddedeki moleküller, bu sadece bir maddenin ortalama statik atom yapısını değil, aynı zamanda içinde meydana gelen dinamik süreçleri de incelemeyi mümkün kılar. Nötronlarda manyetik momentin varlığı, onların maddenin manyetik yapısını ve manyetik uyarımlarını incelemek için kullanılmasına olanak tanır; bu, malzemelerin manyetizmasının özelliklerini ve doğasını anlamak için çok önemlidir.

Nötronların atomlar tarafından saçılması esas olarak nükleer kuvvetlerden kaynaklanmaktadır; bu nedenle tutarlı saçılmalarının kesitleri hiçbir şekilde atom numarasıyla ilişkili değildir (X-ışınları ve γ-ışınlarının aksine). Bu nedenle malzemelerin nötronlarla ışınlanması, X ışınları ve γ ışınları kullanılarak tanımlanması neredeyse imkansız olan ışık (hidrojen, oksijen vb.) elementlerinin atomlarının konumlarının ayırt edilmesini mümkün kılar. Bu nedenle nötronlar biyolojik nesnelerin incelenmesinde, malzeme biliminde, tıpta ve diğer alanlarda başarıyla kullanılmaktadır. Ek olarak, farklı izotoplar için nötron saçılma kesitlerindeki farklılık, yalnızca benzer atom numaralarına sahip bir malzemedeki elementleri ayırt etmeyi değil, aynı zamanda izotopik kompozisyonlarını da incelemeyi mümkün kılar. Negatif tutarlı saçılma genliğine sahip izotopların varlığı, biyoloji ve tıpta da sıklıkla kullanılan, incelenen ortamı kontrastlamak için eşsiz bir fırsat sağlar.

Tutarlı saçılma- frekansın korunumuyla ve birincil radyasyonun fazından π kadar farklı bir fazla radyasyonun saçılması. Saçılan dalga, gelen dalgaya veya diğer tutarlı şekilde dağılmış dalgalara müdahale edebilir.

Radyasyon, elektromanyetik dalgalar kullanılarak enerjinin aktarılmasıyla sonuçlanan fiziksel bir süreçtir. Radyasyonun ters işlemine emilim denir. Bu konuyu daha detaylı ele alalım ve ayrıca günlük yaşamda ve doğadaki radyasyona örnekler verelim.

Radyasyon oluşumunun fiziği

Herhangi bir cisim, pozitif yüklü çekirdeklerden ve çekirdeklerin etrafında elektron kabukları oluşturan ve negatif yüklü elektronlardan oluşan atomlardan oluşur. Atomlar farklı enerji durumlarında olabilecek, yani hem yüksek hem de düşük enerjiye sahip olabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bir atom en düşük enerjiye sahip olduğunda onun temel durumundan söz ederiz; atomun diğer herhangi bir enerji durumuna heyecanlı denir.

Bir atomun farklı enerji durumlarının varlığı, elektronlarının belirli enerji seviyelerinde bulunabilmesinden kaynaklanmaktadır. Bir elektron daha yüksek bir seviyeden daha düşük bir seviyeye hareket ettiğinde atom, elektromanyetik dalgaların taşıyıcı parçacığı olan foton şeklinde çevredeki boşluğa yaydığı enerjiyi kaybeder. Tam tersine, bir elektronun daha düşük bir seviyeden daha yüksek bir seviyeye geçişine bir fotonun soğurulması eşlik eder.

Bir atomun elektronunu daha yüksek bir enerji düzeyine aktarmanın, enerji aktarımını içeren birkaç yolu vardır. Bu, harici elektromanyetik radyasyonun söz konusu atom üzerindeki etkisi veya enerjinin ona mekanik veya elektriksel yollarla aktarılması olabilir. Ayrıca atomlar kimyasal reaksiyonlar yoluyla enerji alıp daha sonra serbest bırakabilirler.

Elektromanyetik spektrum

Fizikteki radyasyon örneklerine geçmeden önce her atomun belli oranda enerji yaydığını belirtmekte yarar var. Bunun nedeni, bir elektronun bir atomda bulunabileceği durumların keyfi değil, kesin olarak tanımlanmış olmasıdır. Buna göre bu durumlar arasındaki geçişe belirli miktarda enerjinin emisyonu eşlik eder.

Atom fiziğinden, bir atomdaki elektronik geçişler sonucu oluşan fotonların, salınım frekanslarıyla doğru orantılı ve dalga boyuyla ters orantılı enerjiye sahip olduğu bilinmektedir (foton, yayılma hızı, uzunluğu ile karakterize edilen bir elektromanyetik dalgadır). ve frekans). Bir maddenin atomu yalnızca belirli bir enerji kümesini yayabildiğinden, bu, yayılan fotonların dalga boylarının da belirli olduğu anlamına gelir. Bu uzunlukların tümüne elektromanyetik spektrum denir.

Bir fotonun dalga boyu 390 nm ile 750 nm arasındaysa, kişi bunu kendi gözleriyle algılayabileceği için görünür ışıktan bahsederiz; dalga boyu 390 nm'den azsa bu tür elektromanyetik dalgalar yüksek enerjiye sahiptir ve ultraviyole, x-ışını veya gama radyasyonu denir. 750 nm'den daha büyük uzunluklar için fotonlar düşük enerjiye sahiptir ve kızılötesi, mikro veya radyo radyasyonu olarak adlandırılır.

Vücutların termal radyasyonu

Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip herhangi bir cisim enerji yayar; bu durumda termal veya sıcaklık radyasyonundan bahsediyoruz. Bu durumda sıcaklık, hem termal radyasyonun elektromanyetik spektrumunu hem de vücut tarafından yayılan enerji miktarını belirler. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, vücut çevredeki alana o kadar fazla enerji yayar ve elektromanyetik spektrumu o kadar yüksek frekans bölgesine kayar. Termal radyasyon süreçleri Stefan-Boltzmann, Planck ve Wien yasalarıyla tanımlanır.

Günlük hayatta radyasyon örnekleri

Yukarıda söylendiği gibi, kesinlikle herhangi bir cisim elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji yayar, ancak bu süreç her zaman çıplak gözle görülemez, çünkü etrafımızdaki cisimlerin sıcaklıkları genellikle çok düşüktür, bu nedenle spektrumları düşük bir seviyededir. insanların göremediği frekans bölgesi.

Görünür aralıktaki radyasyonun çarpıcı bir örneği elektrikli akkor lambadır. Bir spiral boyunca geçen elektrik akımı, tungsten filamanı 3000 K'ye ısıtır. Bu kadar yüksek bir sıcaklık, filamanın, maksimumu görünür spektrumun uzun dalga boyu kısmına düşen elektromanyetik dalgalar yaymaya başlamasına neden olur.

Günlük yaşamdaki radyasyonun bir başka örneği, insan gözünün göremediği mikrodalgalar yayan bir mikrodalga fırındır. Bu dalgalar su içeren nesneler tarafından emilir, böylece kinetik enerjileri ve dolayısıyla sıcaklıkları artar.

Son olarak, günlük yaşamdaki kızılötesi aralıktaki radyasyona bir örnek, bir ısıtma pilinin radyatörüdür. Radyasyonunu görmüyoruz ama bu sıcaklığı hissediyoruz.

Doğal ışık yayan nesneler

Belki de doğadaki radyasyonun en çarpıcı örneği yıldızımız Güneş'tir. Güneş'in yüzeyindeki sıcaklık yaklaşık olarak bu nedenle maksimum radyasyonu 475 nm dalga boyunda meydana gelir, yani görünür spektrum içinde yer alır.

Güneş etrafındaki gezegenleri ve uydularını ısıtır ve onlar da parlamaya başlar. Burada yansıyan ışık ile termal radyasyon arasında ayrım yapmak gerekir. Böylece Dünyamız, tam olarak yansıyan güneş ışığı nedeniyle uzaydan mavi bir top şeklinde görülebilmektedir. Gezegenin termal radyasyonundan bahsedersek, o zaman da meydana gelir, ancak mikrodalga spektrumu bölgesinde (yaklaşık 10 mikron) bulunur.

Yansıyan ışığın yanı sıra, cırcır böcekleriyle ilişkilendirilen doğadaki radyasyona başka bir örnek vermek ilginçtir. Yaydıkları görünür ışığın termal radyasyonla hiçbir ilgisi yoktur ve atmosferik oksijen ile lusiferin (böcek hücrelerinde bulunan bir madde) arasındaki kimyasal reaksiyonun sonucudur. Bu olaya biyolüminesans denir.

Sunum önizlemelerini kullanmak için bir Google hesabı oluşturun ve bu hesaba giriş yapın: https://accounts.google.com

Slayt başlıkları:

Radyasyon

Radyasyon, enerjinin elektromanyetik dalgalar yayarak aktarılmasıdır. Bunlar güneş ışınları olabileceği gibi etrafımızdaki ısınmış cisimlerin yaydığı ışınlar da olabilir. Bu ışınlara termal radyasyon denir. Kaynak cisimden yayılan radyasyon diğer cisimlere ulaştığında, bir kısmı yansıtılır ve bir kısmı onlar tarafından emilir. Emildiğinde, termal radyasyonun enerjisi vücutların iç enerjisine dönüştürülür ve ısınırlar. Etrafımızdaki tüm nesneler bir dereceye kadar ısı yayar.

Yaz aylarında hangi elbise sıcak?

Vücut sıcaklığı arttıkça termal radyasyon da artar; Vücut sıcaklığı ne kadar yüksek olursa termal radyasyon da o kadar yoğun olur. Gözümüzle erişemediğimiz diğer cisimlerin termal radyasyonunu görebilseydik, etrafımızdaki dünya ne kadar harika görünürdü!

BİLİYOR MUSUNUZ? Yılanlar termal radyasyonu mükemmel bir şekilde algılarlar, ancak gözleriyle değil derileriyle. Bu nedenle zifiri karanlıkta bile sıcakkanlı avlarını tespit edebilirler.

Termal radyasyonu görünür radyasyona dönüştürmek için kullanılabilecek malzemeler oluşturulmuştur. Mutlak karanlıkta çekim için özel fotoğraf filmi üretiminde ve gece görüş cihazlarında - termal kameralarda kullanılırlar.

gece görüş cihazları termal kameralar

1) Hangi tip ısı transferine madde transferi eşlik eder A) Isı iletimi B) Taşınım C) Radyasyon Konuyla ilgili test: ısı transferi çeşitleri

2) Işıma yoluyla ısı transferi sırasında A) Enerji, jetler ve madde akışlarıyla aktarılır B) Enerji, durağan madde katmanları aracılığıyla aktarılır C) Enerji, havasız uzayda aktarılabilir

3) Enerji Güneş'ten Dünya'ya nasıl aktarılır? A) Isı iletimi B) Taşınım C) Radyasyon

4) Masa lambasını ve lambayı açtıktan sonra masanın üzerinde duran kitap ısındı. Doğru ifadeyi seçin A) Kitap havadaki konveksiyon nedeniyle ısınır B) Kitap radyasyon nedeniyle ısınır C) Kitap ne kadar çok ısınırsa kapağı o kadar hafif olur

5) Radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferi A) Atmosfer havası B) Yorgan C) Metal plaka aracılığıyla mümkündür.

6) Konveksiyonun yoğunluğu neye bağlıdır A) Moleküllerin hareket hızına B) Sıcaklık farkına C) Rüzgarın gücüne

7) Hangi ısı transferi yöntemi sayesinde ateşin yanında kendinizi ısıtabilirsiniz? A) Isı iletkenliği B) Konveksiyon C) Radyasyon

8) Hangi tür ısı transferine madde transferi eşlik etmez? A) Konveksiyon ve termal iletkenlik; B) Radyasyon ve konveksiyon; B) Isıl iletkenlik ve radyasyon

9) Aküden çıkan sıcak havanın yükseldiği konveksiyon tipine ne ad verilir? A) Yapay B) Doğal C) Zorlamalı

10) Sıcak çayı soğutmak için kaşıkla karıştırdığımızda oluşan konveksiyon tipine ne ad verilir? A) Yapay B) Doğal C) Zorla

Bir kişi sürekli olarak çeşitli dış faktörlerin etkisi altındadır. Hava koşulları gibi bunlardan bazıları görülebilir ve etkilerinin boyutu kontrol edilebilir. Diğerleri insan gözüyle görülemez ve radyasyon olarak adlandırılır. Herkes radyasyon türlerini, rollerini ve uygulamalarını bilmelidir.

İnsanlar her yerde bazı radyasyon türleriyle karşılaşabilirler. Bunun en iyi örneği radyo dalgalarıdır. Uzayda ışık hızında dağıtılabilen elektromanyetik nitelikteki titreşimlerdir. Bu tür dalgalar jeneratörlerden enerji taşır.

Radyo dalgası kaynakları iki gruba ayrılabilir.

1. Doğal olarak bunlara yıldırım ve astronomik birimler de dahildir.
2. Yapay, yani insan tarafından yaratılmıştır. Alternatif akım yayıcıları içerirler. Bunlar radyo iletişim cihazları, yayın cihazları, bilgisayarlar ve navigasyon sistemleri olabilir.

İnsan derisi bu tür dalgaları yüzeyinde biriktirme kapasitesine sahiptir, dolayısıyla bunların insanlar üzerindeki etkilerinin bir takım olumsuz sonuçları vardır. Radyo dalgası radyasyonu beyin yapılarının aktivitesini yavaşlatabilir ve ayrıca gen düzeyinde mutasyonlara neden olabilir.

Kalp pili taşıyan kişiler için bu tür bir maruz kalma ölümcül olabilir. Bu cihazlar net bir izin verilen maksimum radyasyon seviyesine sahiptir; bunun üzerine çıkmak, stimülatör sisteminin çalışmasında bir dengesizliğe neden olur ve arızasına yol açar.

Radyo dalgalarının vücut üzerindeki tüm etkileri yalnızca hayvanlarda incelenmiştir; insanlar üzerindeki olumsuz etkilerine dair doğrudan bir kanıt yoktur, ancak bilim adamları hala kendilerini korumanın yollarını arıyorlar. Henüz bu kadar etkili bir yöntem yok. Tavsiye edebileceğimiz tek şey tehlikeli cihazlardan uzak durmaktır. Ağa bağlı ev aletleri de kendi etrafında bir radyo dalgası alanı oluşturduğundan, kişinin şu anda kullanmadığı cihazların gücünü kapatmak yeterlidir.

Kızılötesi spektrum radyasyonu

Her türlü radyasyon şu veya bu şekilde birbirine bağlıdır. Bazıları insan gözüyle görülebilir. Kızılötesi radyasyon, spektrumun insan gözünün algılayabileceği kısmına bitişiktir. Sadece yüzeyi aydınlatmakla kalmaz, aynı zamanda ısıtabilir.

Kızılötesi ışınların ana doğal kaynağı güneştir.İnsan, gerekli termal etkinin elde edildiği yapay yayıcılar yarattı.

Şimdi bu tür radyasyonun insanlar için ne kadar yararlı veya zararlı olduğunu bulmamız gerekiyor. Kızılötesi spektrumun neredeyse tüm uzun dalga radyasyonu cildin üst katmanları tarafından emilir, bu nedenle yalnızca güvenli olmakla kalmaz, aynı zamanda bağışıklığı geliştirebilir ve dokulardaki rejeneratif süreçleri geliştirebilir.

Kısa dalgalar ise dokuların derinliklerine inerek organların aşırı ısınmasına neden olabiliyor. Sıcak çarpması olarak adlandırılan olay, kısa kızılötesi dalgalara maruz kalmanın bir sonucudur. Bu patolojinin belirtileri hemen hemen herkes tarafından bilinmektedir:

• kafadaki baş dönmesinin ortaya çıkışı;
• mide bulantısı hissi;
• kalp atış hızında artış;
• gözlerin koyulaşmasıyla karakterize görme bozukluğu.

Kendinizi tehlikeli etkilerden nasıl korursunuz? Isıya karşı koruyucu giysiler ve ekranlar kullanarak güvenlik önlemlerine uymak gerekir. Kısa dalgalı ısıtıcıların kullanımı kesinlikle dozlanmalıdır; ısıtma elemanı, yumuşak uzun dalgaların radyasyonunun elde edildiği ısı yalıtım malzemesi ile kaplanmalıdır.

Düşünürseniz her türlü radyasyon dokuya nüfuz edebilir. Ancak bu özelliğin tıpta pratikte kullanılmasını mümkün kılan X-ışını radyasyonuydu.

X-ışını ışınlarını ışık ışınlarıyla karşılaştırırsak, birincisi çok uzundur ve bu da onların opak malzemelere bile nüfuz etmesine olanak tanır. Bu tür ışınlar yansıtılamaz veya kırılamaz. Bu tür spektrumun yumuşak ve sert bir bileşeni vardır. Yumuşak, insan dokusu tarafından tamamen emilebilen uzun dalgalardan oluşur. Böylece uzun dalgalara sürekli maruz kalmak hücre hasarına ve DNA mutasyonuna yol açar.

X ışınlarını kendi içinden iletemeyen çok sayıda yapı vardır. Bunlar arasında örneğin kemik dokusu ve metaller bulunur. Buna dayanarak, bütünlüklerini teşhis etmek için insan kemiklerinin fotoğrafları çekilir.

Şu anda, yalnızca örneğin bir uzvun sabit bir fotoğrafını çekmeyi değil, aynı zamanda onda meydana gelen değişiklikleri "çevrimiçi" olarak gözlemlemeyi de mümkün kılan cihazlar yaratılmıştır. Bu cihazlar, doktorun geniş travmatik kesiler yapmadan, görsel kontrol altında kemikler üzerinde ameliyat yapmasına yardımcı olur. Bu tür cihazları kullanarak eklemlerin biyomekaniğini incelemek mümkündür.

X ışınlarının olumsuz etkilerine gelince, onlarla uzun süreli temas, bir dizi işaretle kendini gösteren radyasyon hastalığının gelişmesine yol açabilir:

• nörolojik bozukluklar;
• dermatit;
• bağışıklığın azalması;
• normal hematopoezin inhibisyonu;
• onkolojik patolojinin gelişimi;
• kısırlık.

Kendinizi bu tür radyasyonla temas ettiğinizde korkunç sonuçlardan korumak için, ışınları iletmeyen malzemelerden yapılmış kalkanlar ve astarlar kullanmanız gerekir.

İnsanlar bu tür ışınlara basitçe ışık demeye alışkındır. Bu tür radyasyon, etki nesnesi tarafından kısmen içinden geçerek ve kısmen yansıtılarak emilebilir. Bu tür özellikler bilim ve teknolojide, özellikle optik aletlerin imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tüm optik radyasyon kaynakları birkaç gruba ayrılır.

1. Termal, sürekli spektruma sahip. Akım veya yanma süreci nedeniyle içlerinde ısı açığa çıkar. Bunlar elektrikli ve halojen akkor lambaların yanı sıra piroteknik ürünler ve elektrikli aydınlatma cihazları olabilir.
2. Işıldayan, foton akışlarıyla uyarılan gazlar içeren. Bu tür kaynaklar enerji tasarruflu cihazlar ve katodolüminesans cihazlardır. Radyo ve kemilüminesan kaynaklara gelince, bunların içindeki akışlar sırasıyla radyoaktif bozunma ürünleri ve kimyasal reaksiyonlar nedeniyle heyecanlanır.
3. Özellikleri, içinde oluşan plazmanın sıcaklığına ve basıncına bağlı olan plazma. Bunlar gaz deşarjlı, cıva tüplü ve ksenon lambalar olabilir. Spektral kaynaklar ve darbeli cihazlar istisna değildir.

Optik radyasyon, ciltte melanin üretimini tetikleyen ultraviyole radyasyonla birlikte insan vücuduna etki eder. Böylece olumlu etki, aşıldığında yanık ve cilt kanseri riskinin ortaya çıktığı bir eşik maruziyet değerine ulaşılana kadar devam eder.

Etkileri her yerde bulunabilen en ünlü ve en yaygın kullanılan radyasyon ultraviyole radyasyondur. Bu radyasyonun iki spektrumu vardır; bunlardan biri dünyaya ulaşır ve dünyadaki tüm süreçlere katılır. İkincisi ozon tabakası tarafından tutulur ve içinden geçmez. Ozon tabakası bu spektrumu nötralize ederek koruyucu bir rol oynar. Zararlı ışınların dünya yüzeyine nüfuz etmesi nedeniyle ozon tabakasının tahrip olması tehlikelidir.

Bu tür radyasyonun doğal kaynağı Güneş'tir. Çok sayıda yapay kaynak icat edildi:

• Cildin katmanlarında D vitamini üretimini aktive eden ve raşitizm tedavisine yardımcı olan eritem lambaları.
• Solaryumlar sadece güneşlenmenizi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda güneş ışığı eksikliğinden kaynaklanan patolojileri olan kişiler için de iyileştirici etkiye sahiptir.
• Biyoteknoloji, tıp ve elektronikte kullanılan lazer yayıcılar.

İnsan vücudu üzerindeki etkisi ise iki yönlüdür. Bir yandan ultraviyole radyasyon eksikliği çeşitli hastalıklara neden olabilir. Bu tür radyasyonun dozlanmış bir yükü bağışıklık sistemine, kas ve akciğer fonksiyonuna yardımcı olur ve ayrıca hipoksiyi önler.

Her türlü etki dört gruba ayrılır:

• bakterileri öldürme yeteneği;
• iltihabı hafifletmek;
• hasarlı dokuların restorasyonu;
• ağrının azaltılması.

Ultraviyole radyasyonun olumsuz etkileri, uzun süreli maruz kalma durumunda cilt kanserini tetikleme yeteneğini içerir. Derinin melanomu son derece kötü huylu bir tümör türüdür. Böyle bir teşhis neredeyse yüzde 100, yaklaşan ölüm anlamına geliyor.

Görme organında ise ultraviyole ışınlarına aşırı maruz kalmak gözün retina, kornea ve zarlarına zarar verir. Bu nedenle bu tür radyasyonun ölçülü kullanılması gerekir. Belirli koşullar altında bir ultraviyole ışın kaynağıyla uzun süre temas halinde olmak zorundaysanız, gözlerinizi gözlükle, cildinizi ise özel kremler veya giysilerle korumak gerekir.

Bunlar, radyoaktif maddelerin ve elementlerin atomlarının çekirdeklerini taşıyan kozmik ışınlardır. Gama radyasyonu akışı çok yüksek bir enerjiye sahiptir ve vücut hücrelerine hızla nüfuz ederek içeriklerini iyonize edebilir. Tahrip edilen hücresel elementler zehir görevi görür, tüm vücudu ayrıştırır ve zehirler. Hücre çekirdeği mutlaka genomda mutasyonlara yol açan sürece dahil olur. Sağlıklı hücreler yok edilir ve onların yerine vücuda ihtiyaç duyduğu her şeyi tam olarak sağlayamayan mutant hücreler oluşur.

Bu radyasyon tehlikelidir çünkü kişi bunu hiç hissetmez. Maruz kalmanın sonuçları hemen ortaya çıkmaz, ancak uzun vadeli bir etkiye sahiptir. Hematopoietik sistem hücreleri, saç, genital organlar ve lenfoid sistem öncelikle etkilenir.

Radyasyon, radyasyon hastalığının gelişimi açısından çok tehlikelidir, ancak bu spektrum bile yararlı uygulamalar bulmuştur:

• tıbbi amaçlara yönelik ürün, ekipman ve aletlerin sterilize edilmesinde kullanılır;
• yeraltı kuyularının derinliğinin ölçülmesi;
• uzay aracının yol uzunluğunun ölçülmesi;
• verimli çeşitlerin belirlenmesi amacıyla bitkiler üzerindeki etkiler;
• Tıpta bu tür radyasyon, onkoloji tedavisinde radyasyon tedavisi için kullanılır.

Sonuç olarak, her türlü ışının insanlar tarafından başarıyla kullanıldığı ve gerekli olduğu söylenmelidir. Onlar sayesinde bitkiler, hayvanlar ve insanlar var oluyor. Çalışırken aşırı maruz kalmaya karşı koruma bir öncelik olmalıdır.

Bugün fizikte radyasyonun ne olduğu hakkında konuşacağız. Elektronik geçişlerin doğasından bahsedelim ve elektromanyetik bir ölçek verelim.

Tanrı ve atom

Maddenin yapısı iki bin yıldan fazla bir süre önce bilim adamlarının ilgisini çeken bir konu haline geldi. Antik Yunan filozofları havanın ateşten, toprağın sudan ne kadar farklı olduğu, mermerin neden beyaz ve kömürün siyah olduğu hakkında sorular sordular. Birbirine bağlı bileşenlerden oluşan karmaşık sistemler yarattılar, birbirlerini çürüttüler veya desteklediler. Ve en anlaşılmaz olaylar, örneğin bir yıldırım çarpması veya gün doğumu, tanrıların eylemine atfedildi.

Bir zamanlar, tapınağın basamaklarını uzun yıllar gözlemledikten sonra, bir bilim adamı şunu fark etti: Bir taşın üzerinde duran her ayak, küçük bir madde parçacığını taşıyor. Zamanla mermer şekil değiştirerek ortasından sarktı. Bu bilim adamının adı Leucippus'tur ve en küçük parçacıklara bölünemez atom adını vermiştir. Bu, fizikte radyasyonun ne olduğunu incelemenin yolunu başlattı.

Paskalya ve ışık

Sonra karanlık zamanlar geldi ve bilim terk edildi. Doğanın güçlerini incelemeye çalışan herkese cadı ve büyücü deniyordu. Ancak işin tuhafı, bilimin daha da gelişmesine ivme kazandıran şey dindi. Fizikte radyasyonun ne olduğunun incelenmesi astronomi ile başladı.

O günlerde Paskalya'yı kutlamanın zamanı her seferinde farklı hesaplanıyordu. İlkbahar ekinoksu, 26 günlük ay döngüsü ve 7 günlük hafta arasındaki karmaşık ilişkiler sistemi, birkaç yıldan fazla bir süre Paskalya kutlamaları için tarih tablolarının derlenmesini engelledi. Ancak kilisenin her şeyi önceden planlaması gerekiyordu. Bu nedenle Papa Leo X, daha doğru tabloların derlenmesini emretti. Bu, Ay'ın, yıldızların ve Güneş'in hareketlerinin dikkatle gözlemlenmesini gerektiriyordu. Ve sonunda Nicolaus Copernicus şunu fark etti: Dünya düz değil ve evrenin merkezi de değil. Gezegen Güneş'in etrafında dönen bir toptur. Ve Ay, Dünya'nın yörüngesinde bir küredir. Elbette şu soru sorulabilir: "Bütün bunların fizikte radyasyonun ne olduğuyla ne ilgisi var?" Şimdi bunu açığa çıkaralım.

Oval ve kiriş

Daha sonra Kepler, gezegenlerin oval yörüngelerde hareket ettiğini ve bu hareketin eşitsiz olduğunu tespit ederek Kopernik sistemini tamamladı. Ancak insanlığa astronomiye ilgi aşılayan da tam olarak bu ilk adımdı. Ve orada şu sorulardan çok uzak değildi: "Yıldız nedir?", "İnsanlar onun ışınlarını neden görüyor?" ve “Bir armatür diğerinden nasıl farklıdır?” Ama önce büyük nesnelerden en küçüğüne geçmeniz gerekecek. Ve sonra fizikteki bir kavram olan radyasyona geliyoruz.

Atom ve kuru üzüm

On dokuzuncu yüzyılın sonunda, maddenin en küçük kimyasal birimleri olan atomlar hakkında yeterli bilgi birikmişti. Elektriksel olarak nötr oldukları ancak hem pozitif hem de negatif yüklü elementler içerdikleri biliniyordu.

Pek çok varsayım yapılmıştır: pozitif yüklerin, çörekteki kuru üzümler gibi, negatif bir alanda dağıldığı ve atomun, farklı yüklü sıvı kısımlardan oluşan bir damla olduğu. Ancak Rutherford'un deneyimi her şeyi açıklığa kavuşturdu. Atomun merkezinde pozitif ağır bir çekirdeğin bulunduğunu, çevresinde ise hafif negatif elektronların bulunduğunu kanıtladı. Ve kabukların konfigürasyonu her atom için farklıdır. Elektronik geçişlerin fiziğinde radyasyonun özelliklerinin yattığı yer burasıdır.

Bor ve yörünge

Bilim adamları atomun hafif negatif kısımlarının elektron olduğunu keşfettiklerinde başka bir soru ortaya çıktı: neden çekirdeğe düşmüyorlar. Sonuçta Maxwell'in teorisine göre, hareket eden herhangi bir yük yayılır ve dolayısıyla enerji kaybeder. Ama atomlar evren kadar uzun süre vardı ve yok olmayacaklardı. Bohr kurtarmaya geldi. Elektronların atom çekirdeğinin etrafında belirli sabit yörüngelerde bulunduğunu ve yalnızca bu yörüngelerde bulunabileceğini öne sürdü. Bir elektronun yörüngeler arasındaki geçişi, enerjinin emilmesi veya emisyonu ile bir sarsıntı ile gerçekleştirilir. Bu enerji örneğin bir kuantum ışık olabilir. Aslında parçacık fiziğindeki radyasyonun tanımını özetlemiş olduk.

Hidrojen ve fotoğrafçılık

Başlangıçta fotoğrafçılık teknolojisi ticari bir proje olarak icat edildi. İnsanlar yüzyıllarca kalmak istiyordu ama herkes bir sanatçıdan portre sipariş etmeye gücü yetmiyordu. Ve fotoğraflar ucuzdu ve bu kadar büyük bir yatırım gerektirmiyordu. Daha sonra cam ve gümüş nitrat sanatı askeri işleri hizmetine sundu. Ve sonra bilim ışığa duyarlı malzemelerden yararlanmaya başladı.

İlk önce Spectra'nın fotoğrafı çekildi. Sıcak hidrojenin belirli çizgiler yaydığı uzun zamandır bilinmektedir. Aralarındaki mesafe belli bir yasaya uyuyordu. Ancak helyumun spektrumu daha karmaşıktı: Hidrojenle aynı çizgi dizisini ve bir tane daha içeriyordu. İkinci seri artık birinci seri için türetilen yasaya uymuyordu. Burada Bohr'un teorisi imdadımıza yetişti.

Bir hidrojen atomunda yalnızca bir elektronun olduğu ve tüm yüksek uyarılmış yörüngelerden daha düşük bir yörüngeye hareket edebildiği ortaya çıktı. Bu ilk satır dizisiydi. Daha ağır atomlar daha karmaşıktır.

Lens, ızgara, spektrum

Bu, fizikte radyasyon kullanımının başlangıcını işaret ediyordu. Spektral analiz, bir maddenin bileşimini, miktarını ve yapısını belirlemenin en güçlü ve güvenilir yollarından biridir.

1. Elektron emisyon spektrumu size nesnenin ne içerdiğini ve belirli bir bileşenin yüzdesinin ne olduğunu söyleyecektir. Bu yöntem kesinlikle bilimin tüm alanlarında kullanılmaktadır: biyoloji ve tıptan kuantum fiziğine kadar.
2. Absorbsiyon spektrumu size katının kafesinde hangi iyonların ve hangi pozisyonlarda bulunduğunu söyleyecektir.
3. Dönme spektrumu, moleküllerin atomun içinde ne kadar uzakta olduğunu, her bir elementin kaç tane ve ne tür bağa sahip olduğunu gösterecek.

Ve elektromanyetik radyasyonun uygulama alanları sayısızdır:

• radyo dalgaları çok uzaktaki nesnelerin yapısını ve gezegenlerin içlerini keşfeder;
• termal radyasyon süreçlerin enerjisini anlatacak;
• görünür ışık size en parlak yıldızların hangi yönde olduğunu söyleyecektir;
• ultraviyole ışınlar, yüksek enerjili etkileşimlerin meydana geldiğini açıkça ortaya koyacaktır;
• X-ışını spektrumunun kendisi, insanların maddenin yapısını (insan vücudu dahil) incelemesine olanak tanır ve bu ışınların kozmik nesnelerdeki varlığı, bilim adamlarına odakta bir nötron yıldızı, bir süpernova patlaması veya bir kara delik olduğu konusunda bilgi verecektir. teleskopun.

Saf siyah gövde

Ancak fizikte termal radyasyonun ne olduğunu inceleyen özel bir bölüm var. Atomik ışığın aksine, ışığın termal emisyonu sürekli bir spektruma sahiptir. Ve hesaplamalar için en iyi model nesne tamamen siyah bir gövdedir. Bu, üzerine düşen tüm ışığı "yakalayan" ancak onu geri bırakmayan bir nesnedir. Garip bir şekilde, tamamen siyah bir cisim radyasyon yayar ve maksimum dalga boyu, modelin sıcaklığına bağlı olacaktır. Klasik fizikte termal radyasyon bir paradoksa yol açtı: Isıtılan herhangi bir şeyin, ultraviyole aralığında enerjisi evreni yok edene kadar giderek daha fazla enerji yayması gerektiği ortaya çıktı.

Max Planck bu paradoksu çözmeyi başardı. Radyasyon formülüne yeni bir nicelik olan kuantumu ekledi. Ona özel bir fiziksel anlam vermeden koca bir dünya keşfetti. Artık niceliklerin kuantizasyonu modern bilimin temelidir. Bilim adamları, alanların ve olayların bölünemez unsurlardan, kuantumlardan oluştuğunu fark ettiler. Bu, maddeyle ilgili daha derin çalışmalara yol açtı. Örneğin modern dünya yarı iletkenlere aittir. Önceden her şey basitti: metal akımı iletir, diğer maddeler dielektriktir. Silikon ve germanyum (yarı iletkenler) gibi maddeler de elektrikle ilgili olarak anlaşılmaz davranır. Özelliklerinin nasıl kontrol edileceğini öğrenmek için bütün bir teori oluşturmak ve p-n bağlantılarının tüm olasılıklarını hesaplamak gerekiyordu.