Радиация көздері, табиғи радиоактивтілік, жердің радиоактивтік ластануы

Радиоакгивтілік және оған жалғасатын иондык сәулелену Жер бетінде тіршілік пайда болғанға дейін өмір сурді. "Иондық сәулелену" атауы физикалық табиғаты бойынша әртүрлі сәулелену түрлерін біріктіреді. Радиоактивтік материалдар Жер мен Күн жүйесінің планеталарының құрамына олар пайда болған сәттен бастап кірді. Радионуклидтер тау жаныстарында, топырақта, суда кездеседі. Олар белгілі бір деңгейде өсімдіктер, адам ұлпасы мен мүшелерінде және хайуанаттарда да кездеседі.

Радаоактивтілікті ашу француз ғалымы Анри Беккерелдің есімімен байланысты, ол 1896 жылы қара қағазбен жабылған фотопластинканы ағартқан уран тұзының сәулеленуін анықталды Жарыққа және 1895 жылы ашылған рентген сәулелеріне ұқсастыру бойынша бұл құбылыс радиоактивтік атауына ие болды, яғни сәулелендіру қабілеті. Радиоактивтілік сәулелену көптеген физиктер мен химиктердің назарын аударды. Осы құбылысты зерттеуге Мария және Пьер Кюри орасан зор үлес қосты. 1898 жылы олар уранның сәулеленгеннен кейін басқа химиялық элементке айналатындығын анықтады. Олардың кейбірін — радий мен полонийді ғалымдар таза күйінде ажыратты. Бір грамм радийдің сәулеленуінің бір грамм уранның сәулеленуінен миллион есе асып түсетін болып шықты. Бұдан кейін радий өзінің "сәулеленуші" атауына ие болды.

Аз уақыттан кейін радиоактивті сәулеленудің біртекті емес екендігі және иондаушы және кіру қабілетімен ерекшеленетін сәулеленудің үш түрінің бар екендігі анықталды. Сәулеленудің осы үш түрі грек қаріпінің алғашқы әріптерімен аталды: альфа, бета және гамма. Кейіннен альфа-бөлшектің гелийдің алты, ондық адросы; бета-бөлшектіц электрон екендігі, гамма-сәуленіц электромагнитті сәулелену екеңдігі аныкталды.

Радиоактивтік ыдырау кезінде шығатын бөлшек пен гаммаквант заттармен ықпалдаса отыра өз энергиясын иондануға жұмсайды. Осы сәулелердің ортақ термин ретінде мына сөздер пайдаланылады: иондаушы сәулелену, иондағыш радиация немесе жай ғана радиация.

Иондаушы сәулелену — элементті бөлшектер ағынынан (электрон, протон нейтрон, позитрон) және электрон магнитті сәулелену кванттарынан тұратын сәулелену, олардың заттар мен ықпалдасуы бұл заттарда әртүрлі заттардың пайда болуына алып келеді.

Радионуклид — атомдық салмағы мен атомдық заряды бар радиоактивті заттың атомы. Бірдей зарядтары бар, алайда атомдық салмағы әр түрлі атомдар осы элементтің изотоптары деп аталады.

Радионуклидтің ыдырау өнімдерінен басқа иондаушы радиацияға жерге ғаламдық кеңістіктен келген ғарыш сәулелері мен электр энергиясын иондаушы сәулеленуге айналдыратын сәулеленудің жасанды кездері жатады (рентген аппараты, элементті бөлшектерді жылдамдатушылар және т.б.)-Иоңдаушы сәулелердің әртүрлі ену қабілеті жоғалған энергияның әр түрлі жылдамдығымен байланысты болып шықты. Альфа бөлшектер заттармен ықпалдаса отыра өз қозғалысының бойы толық иоңдайды, сөйтіп энергиясын жылдам жоғалтады. Сондықтан альфа бөлшектердің көптеген заттардағы қозғалысы үлкен емес — олар ауада 3 — 8 см өтеді, металда — 10 микрон, ал тіпті тығыз қағаздың бір бет парағы да альфа бөлшекті толығынан ұстайды.

Бета-белшектер үлкен ену қабілетіне ие, ауада олар 20 метрге дейінгі жолдан өтеді, ал олардың металда жұтылуы үшін қалыңдығы бірнеше милиметр қабат жеткілікті.

Гаммакванттар ауада жұтылмайды, ал олардың ағынының әлсіреуі гаммаквант пен жұту материалының энергиясына тығыз байланысты. Мысалы, цезий — 137 гамма-сәулеленуін әлсірету үшін қалындығы 30 см алюминий немесе қалындығы 8 см қорғасын қабаты мыңдаған есе қажет. Екінші жағынан гаммакванттар (альфа және бета-бөлшектер сияқты) барлық бағыт бойынша кең мүмкіндікті көздер ретінде шығады. Сондықтан да олардың жиілігі қашықтық квадратына сәйкес керісінше азаяды, яғни бір метр қашыктыктағы сәулелену жиілігі 10 см қашықтықтағыдан 100 есе аз болады.

Геохимиялық процестердің нәтижесінде радиоактивті элементтер жер қыртысында болуы, табиғи суларға түсуі, желдету процестеріне қатысуы мүмкін, көп жағдайда тау жыныстарындағы уран су бетіне шығып, оны едәуір қашықтыққа айдайды. Барлық табиғи суларда уранның қандай да бір мөлшері кездеседі. Егер судың жолында уранды жақсы бөлетін геологиялық ошақ кездессе ол соңда жинақталады және геологиялық процестердің үлкен созымдылығын ескергенде (ондаған және жүздеген мың жылдар) бұл орындардағы уранның жинақталуы айтарлықтай көлемге жетуі мүмкін. Уранның қайта жинақталуы туралы ғана бірнеше мысал келтіруге болады. Қазылған көне хайуанатгар сүйектері қатты байытылған — проценттің он үлесіне дейін. Кейбір көмір өндіретін орындарда уран процентінің жүздеген үлесі деңгейіне дейін жинақталған учаскелерге түседі. Алайда уранның өзі организмге енгеннің өзінде үлкен радиациялық қауіп төндірмейді, өйткені оның үлестік белсенділігі ( яғни, белсенділігі бір граммға есептелген) көп емес, ол организмнен тез ығыстырылады және көп мөлшерде енген жағдайда (бір грамм шамасы) радиоактивтілікке байланысты химиялық улану басталуы мүмкін. Ураннан ыдыраған өнімдердің радиациялық қауіптілігі едәуір жоғары. Олардың арасында радон бірінші орым алады.

Радон — дәмі мен иісі жоқ түссіз газ, ауадан 7,5 есе ауыр, радийдың ыдырау өнімі болып табылады. Радон жер қыртысынан біртіндеп бөлінеді, алайда оның сыртқы ауадағы жинақталуы әлемнің әртүрлі нүктелері үшін елеулі ерекшеліктерінен көрінеді. Топырақ эмиссиясын коспағанда минералдық тектегі құрылыс материалдары: қиыршық ақ тас, цемент, кірпіш және т.б. радон көздері бола алады. Барлық жыныстарда уран мен торий кездеседі. Ал кейбір жыныстарда, мысалы гранитте уран көбірек жинақталуы мүмкін. Құрылыс материалдарына радон радий ыдыраганда пайда болады. Пайда болған радонның бір бөлігі көзге керінбейтін тесік арқылы ғимаратқа түседі. Егер ғимарат нашар желдетілсе, ал құрылыс материалдары мен топырақ уран мен радийдың едәуір үлкен мөлшерін бойында ұстаса, онда радон үлкен мөлшерде жиналуы мүмкін. Адамның гимаратта едәуір уақыт болатындығын ескергенде, ол ала алатын тиімді сәулелену дозасы кәсіпқойлар алатын доза жүктемесінен асып түсуі мүмкін. Кей жағдайда радонға байланысты дозалық жүктемені едәуір азайтуға болады. Жертөлелерді қымтау мен желдету топырақтан радонның өтуін айтарлықтай азайтады. Табиғи радиоактиктік элементтер қабырғада көп болса, радонның жиналуын қабырғаны герметикалық бояумен сырлау және қатты желдету арқылы азайтуға болады.

Радиацияның табиги көздеріне космостық сәуле жатады. Олар алынатын радиацияның табиги көздері дозасының жартысын құрайды.