5. Радіаційна небезпека

Радіаційна небезпека обумовлена радіоактивністю деяких хімічних елементів (урану, радію, торію та ін.). Радіоактивність – це властивість ядер атомів елементів без зовнішніх втручань перетворюватись в ядра інших елементів. Речовини, які мають у своєму складі радіоактивні елементи або їх ізотопи (радіонукліди), називають радіоактивними речовинами (РР), а саме явище – радіоактивним розпадом.

Радіоактивний розпад супроводжується випромінюванням альфа-, бета- частинок і гамма-променів, які здатні проникати в будь-яке середовище та іонізувати його молекули та атоми (поділяти на позитивно і негативно заряджені частини – іони). Це спричиняє зміни фізико-хімічних властивостей середовища, а в біологічній тканині – загибель клітин та ураження органів. Таким чином, основним уражаючимфактором радіоактивних речовин є іонізуюче випромінювання.

Альфа-випромінювання – це потік позитивно заряджених частинок (ядра атомів гелію) зі швидкістю близько 20000 км/с. Вони мають велику іонізуючу і малу проникну спроможність. Аркуш паперу повністю затримує ά-частинки.

Бета-випромінювання – це потік електронів або позитронів зі швидкістю близько 300 000 км/с. Вони мають дещо меншу іонізуючу і більшу проникну спроможність, ніж ά-частинки. Одяг людини поглинає до 50 % β-частинок, віконне скло поглинає їх повністю.

Альфа- і бета-випромінювання більш небезпечні у разі потрапляння в організм або безпосередньо на шкіру, особливо в очі.

Гамма-промені – це потік коротких електромагнітних хвиль, який діє окремими порціями (квантами) зі швидкістю 300 000 км/с. Вони мають малу іонізуючу і велику проникну спроможність, небезпечні у разі зовнішнього опромінення і завдають основну уражаючу дію радіоактивного випромінювання

Усе в природі складається із простих і складних речовин. Прості речовини називають елементами, складні – сполуками. Найдрібніша частина елемента, яка є носієм його хімічних властивостей – атом (від гр. atomos – неподільний), складної речовини – молекула. Атом складається з елементарних частинок: електронів, протонів, нейтронів та інших – з відповідною енергією, яка визначається в електронвольтах (еВ). Електронвольт – енергія, яку отримує електрон, проходячи в електричному полі з різницею потенціалів в 1 В. Величина енергії, що дорівнює 1 млн еВ, називається мегаелектровольтом (МеВ).

У центрі атома міститься ядро, яке має позитивний заряд. Навколо ядра по епілептичних орбітах обертаються електрони. Електрон (е) має один елементарний негативний заряд електрики. Майже вся маса атома зосереджена в його ядрі (понад 99 %).

Ядро атома складається із протонів і нейтронів. Їх загальна назва – нуклон (ядерна частинка, від. гр. нуклеус – ядро). Протон (р) – це один елементарний позитивний електричний заряд, рівний заряду електрона. Кількість протонів у ядрі атома будь-якого елемента постійна і відповідає порядковому номеру елемента в системі Д. І. Менделєєва. В атомі будь-якого елемента кількість електронів на орбітах дорівнює кількості протонів у ядрі атома, тому атом – електрично нейтральна система.

Нейтрон (n) – електрично нейтральна частинка, маса якої така ж, як і протона. Нейтрон сам по собі нестабільний. У вільному стані він вилучає електрон і антинейтрино та перетворюється в протон або вилучає позитрон і нейтрино. Сума протонів і нейтронів в ядрі називається масовим числом. Елементи, атоми яких мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів, називаються ізотопами (гр. isos – однаковий, topos – місце). Такі елементи мають однаковий номер у таблиці Д. І. Менделєєва (запис елемента в таблиці здійснюється в символах з характеристикою), наприклад, щоб позначити уран 238, записують U , де 92 – кількість протонів, 238 – кількість нуклонів (протонів та нейтронів), тобто масове число, тоді визначаємо кількість нейтронів: 238 – 92 = 147.

Вся енергія атома зосереджена в його ядрі (ядерна  енергія). Кількість енергії в речовині пов’язана з її масою співвідношенням W = mc², Дж, де m – маса речовини, с – швидкість світла (3·10⁸ м/с). Енергія ядра звільняється, якщо зруйнувати ядро – поділити на вільні нуклони (протони, нейтрони). Процес зміни структури ядра називається ядерною реакцією, яка може відбутись за певних умов, що створюються людиною з бажанням отримати ядерну енергію.

Ураження людей відбувається як через зовнішнє опромінення, так і через внутрішнє – у разі попадання РР в організм людини з їжею, водою, повітрям. За зовнішнього опромінення більше ураження спричиняють гамма-промені, за внутрішнього – альфа-випромінювання.

Джерелами радіаційних небезпек вважають:

– РР, що використовуються в медицині, промисловості, сільському господарстві, під час досліджень;

– підприємства з радіаційно-ядерними технологіями (виробництво, зберігання, транспортування джерел РР);

– ядерні енергетичні установки різних типів і особливо ядерні реактори на АЕС;

– місця переробки і захоронення радіоактивних відходів.