Најважније из лекције
Биолошки ефекти: Зрачење оштећује ћелије, може изазвати тренутна, одложена или генетска оштећења. Споља је најпродорније и најопасније \(\gamma\)-зрачење, а унето у тело најштетније је \(\alpha\)-зрачење.
Заштита: Слабији извор, већа удаљеност, краће време излагања и заштитне препреке.
Вештачка радиоактивност: Вештачко изазивање радиоактивности бомбардовањем стабилних језгара (Ирена и Фредерик Жолио-Кири, добијање \(^{30}\text{P}\)).
Нуклеарна фисија: Цепање тешког језгра (\(\text{U}\), \(\text{Pu}\)) на лакше фрагменте уз ослобађање огромне количине фисионе енергије.
Заштита: Слабији извор, већа удаљеност, краће време излагања и заштитне препреке.
Вештачка радиоактивност: Вештачко изазивање радиоактивности бомбардовањем стабилних језгара (Ирена и Фредерик Жолио-Кири, добијање \(^{30}\text{P}\)).
Нуклеарна фисија: Цепање тешког језгра (\(\text{U}\), \(\text{Pu}\)) на лакше фрагменте уз ослобађање огромне количине фисионе енергије.
Проласком радиоактивног зрачења кроз живи организам долази до јонизације, оштећења и промена у структури и функцији ћелија.
Оштећења могу бити тренутна (оштећења ткива, опекотине) или одложена (јављају се после дугог низа година). Зрачење може изазвати и генетске ефекте који остављају последице на потомство. Ипак, многе ћелије имају способност самопоправке.
Опасност у зависности од врсте зрачења:
- Спољашњи извор: Гама (\(\gamma\)) зрачење је најопасније због велике продорности, док је алфа (\(\alpha\)) зрачење најмање опасно јер га зауставља и површински слој коже.
- Унутрашњи извор: Ако се извор алфа зрачења унесе у организам (удисањем, храном или водом), последице су знатно опасније него код бета и гама зрачења јер алфа честице снажно јонизују и оштећују околно унутрашње ткиво.
Један од првих забележених биолошких ефеката радиоактивности уочио је Анри Бекерел, када је носећи ампулу са уранијумовом соли у џепу прслука задобио црвенило и рану на кожи.
Зашто алфа зрачење представља малу опасност док се налази изван тела, а изузетно велику ако се унесе у дисајне или дигестивне органе?
Споља, алфа зрачење има малу продорност и не може да пробије површински слој мртвих ћелија коже. Међутим, ако се унесе у тело, долази у директан контакт са осетљивим живим ткивом где због велике јонизационе моћи изазива тешка оштећења ћелија.
Заштита од зрачења обухвата скуп мера и поступака којима се излагање људи, живог света и животне средине смањује на најмању могућу меру.
Четири основна принципа заштите од радиоактивног зрачења:
- Употреба слабијих извора зрачења (када је то могуће).
- Повећање удаљености од извора зрачења.
- Скраћивање времена боравка у близини извора.
- Постављање заштитних препрека (зидова, оловних екрана и сл.).
Особе које су професионално изложене зрачењу (радници у нуклеарним електранама, научници, медицинско особље) обавезно користе специјалну заштитну опрему: наочаре, рукавице, одећу и обућу.
Ако радник у лабораторији мора да удвостручи растојање од радиоактивног извора и преполови време боравка крај њега, како то утиче на примљену дозу зрачења?
И повећањем удаљености и скраћивањем времена изложености значајно се смањује укупна примљена доза зрачења, чиме се штити здравље радника.
Вештачка радиоактивност је процес у коме се стабилна атомска језгра бомбардовањем честицама (нпр. алфа честицама или неутронима) вештачки трансформишу у нестабилне, радиоактивне изотопе.
Прву нуклеарну трансформацију извео је Ернест Радерфорд bombardovanjem азота \(\alpha\)-честицама, при чему је добио кисеоник.
Откриће вештачке радиоактивности припада Ирени Жолио-Кири и Фредерику Жолиоу, који су бомбардовањем алуминијума \(\alpha\)-честицама добили радиоактивни изотоп фосфора \(^{30}\text{P}\) уз емисију неутрона.
Данас је познато више од 1 000 вештачких радиоактивних изотопа који имају широку примену у дијагностици и терапији у медицини, у индустрији и научним истраживањима.
Која је суштинска разлика између природне и вештачке радиоактивности?
Природна радиоактивност је спонтани распад нестабилних језгара која већ постоје у природи, док се вештачка радиоактивност постиже људским деловањем – бомбардовањем стабилних језгара честицама како би се створили радиоактивни изотопи.
Нуклеарна фисија је нуклеарни процес у коме се тешко атомско језгро (са великим атомским бројем) цепа углавном на два лакша језгра названа фисиони фрагменти.
При процесу фисије ослобађа се огромна количина енергије (фисиона енергија), која је знатно већа од енергије која се ослобађа при појединачним \(\alpha\), \(\beta\) или \(\gamma\) распадима.
Практична примена нуклеарне енергије у нуклеарним реакторима заснива се на контролисаној фисији изотопа уранијума (\(\text{U}\)) и плутонијума (\(\text{Pu}\)).
Како се називају лакша језгра која настају цепањем тешког језгра у процесу фисије?
Лакша језгра настала цепањем називају се фисиони фрагменти.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Наброј четири основна начина заштите од радиоактивног зрачења.
Четири основна поступка су:
- Коришћење слабијих извора зрачења;
- Повећање удаљености од извора;
- Смањење времена боравка у близини извора;
- Постављање заштитних баријера/зидова.
Задатак 2 (средњи): Која врста радиоактивног зрачења (\(\alpha\), \(\beta\) или \(\gamma\)) наноси највећа оштећења организму када делује као спољашњи извор, а која када се унесе у организам? Образложи одговор.
- Као спољашњи извор: Најопасније је \(\gamma\)-зрачење, јер има највећу продорност и може лако проћи кроз цело тело и оштетити унутрашње органе.
- Када се унесе у организам: Најопасније је \(\alpha\)-зрачење, јер \(\alpha\)-честице имају највећу масу и наелектрисање, па врше интензивну јонизацију и директно разарају ћелије ткива у непосредном контакту.
Задатак 3 (средњи): Ко су научници који су открили вештачку радиоактивност и који су изотоп добили у свом експерименту?
Вештачку радиоактивност открили су Ирена Жолио-Кири и Фредерик Жолио. Они су бомбардовали алуминијум \(\alpha\)-честицама и добили вештачки радиоактивни изотоп фосфора \(^{30}\text{P}\) уз емисију неутрона.
Задатак 4 (тежак): Шта је нуклеарна фисија, која се језгра најчешће користе у пракси за добијање енергије и како се фисиона енергија пореди са енергијом алфа или бета распада?
Нуклеарна фисија је процес цепања тешког атомског језгра на два лакша језгра (фисиона фрагмента).
У пракси се за добијање нуклеарне енергије најчешће користе изотопи уранијума и плутонијума.
Фисиона енергија је знатно већа од енергије која се ослобађа при појединачним \(\alpha\), \(\beta\) или \(\gamma\) распадима.
У пракси се за добијање нуклеарне енергије најчешће користе изотопи уранијума и плутонијума.
Фисиона енергија је знатно већа од енергије која се ослобађа при појединачним \(\alpha\), \(\beta\) или \(\gamma\) распадима.
