Radioactivitatea - capacitatea unor elemente naturale (radiu, uraniu, toriu, etc.), precum și izotopi radioactivi artificiali spontan se dezintegrează, care emit în același timp invizibil și insensibilă radiații umane. Astfel de elemente sunt numite radioactive. Transformarea spontană (decăderea) conduce la o schimbare a numărului atomic sau a numărului de masă. În primul caz, un element chimic este convertit în altul, iar în al doilea caz izotopii acestui element chimic sunt convertiți.
Dacă te uiți la tabelul periodic, se poate observa că majoritatea elementelor chimice au izotopi radioactivi și non-radioactivi (stabile). O substanță care conține nuclide radioactive (radionuclizi) se numește radioactiv. Așa cum am menționat deja mai sus, ca urmare a transformărilor radioactive, apare radiația (ionizatoare).
Substanțele radioactive se descompun la o anumită rată, măsurată prin timpul de înjumătățire. adică timpul în care jumătate dintre atomi se descompun. Degradarea radioactivă nu poate fi stopată sau accelerată în nici un fel. Această proprietate naturală a substanțelor radioactive depășește puterea omului.
Pe lângă rata degradării radioactive, principalele caracteristici ale radioactivității includ, de asemenea, activitatea (cantitatea de material radioactiv), doza de radiație, nivelul radiațiilor (doza), gradul de contaminare cu substanțe radioactive.
În orice substanță radioactivă apare o descompunere treptată a tuturor nucleelor atomilor săi. Cu cât este mai îndelungat timpul de înjumătățire, adică cu cât este mai scăzut decăderea, cu atât mai mult se află "izotopul" radioactiv dat, generând emisii radioactive. Pentru izotopi diferiți, timpul de înjumătățire variază foarte mult. De exemplu, timpul de înjumătățire al iodului-131 este de 8,04 zile; stronțiu-90 - 29,12 ani; plutoniu-239 - 24.065 de ani; Uraniu-235 - 703,8 milioane de ani, și toriu-232 - mai mult de 14 miliarde de ani. Ultimele trei au făcut parte din combustibilul nuclear al celui de-al patrulea bloc al centralei nucleare de la Cernobîl (ChNPP). Timpul de înjumătățire caracterizează viteza de descompunere a substanței radioactive, dar nu determină cantitatea de activitate radioactivă.
Măsurarea cantității de material radioactiv prin masa sa este dificilă, deoarece izotopii radioactivi sunt, de obicei, într-un amestec cu alte substanțe. În plus, diferiți izotopi cu aceeași masă au radioactivitate diferită, adică, descompunerea lor are loc la rate diferite. Prin urmare, cantitatea de material radioactiv este estimată de obicei prin activitatea sa, ceea ce înseamnă cantitatea de descompunere radioactivă a nucleelor atomice pe unitate de timp (descompunere pe secundă).
O unitate de activitate este luată de curie. numit dupa Marie Curie - un om de stiinta polonez care a descoperit radioactivitatea artificiala.
Curie este cantitatea de material radioactiv în care apar 37 de miliarde de descompuneri de nuclee atomice pe secundă:
1 curie (Ru) = 3,7 • 10 10 ori / s.
Derivații acestei unități de activitate sunt: millicuries - o mie o parte din curie, și microcurie este partea milionă a curie.
Activitatea substanței radioactive nu caracterizează direct efectul ionizator al radiației: pentru aceeași activitate, efectul ionizant depinde de tipul și energia radiației, de proprietățile fizice ale mediului iradiat și de alți factori. Efectul ionizant al radiației și, în consecință, efectul său dăunător asupra corpului este caracterizat de doza de radiație (iradiere).
Doza de radiație se numește energia de radiație absorbită pe unitatea de volum sau masă a materiei în timpul întregului timp de expunere. Energia radiației absorbită de substanță este folosită pentru ionizarea sa. În consecință, doza de iradiere, caracterizează gradul de ionizare a substanței: cu cât este mai mare doza, cu atât este mai mare gradul de această ionizare. Prin urmare, doza de radiație (sau iradiere) este o măsură a efectului dăunător al radiației radioactive asupra organismului uman, animal sau vegetal. Aceeași doză se poate acumula la momente diferite, iar efectul biologic al iradierii depinde nu numai de mărimea dozei, ci și de momentul acumulării acesteia. Cu cât este mai rapidă această doză, cu atât efectul este mai dăunător și viceversa.
Există trei tipuri de doze: expunere, absorbită și echivalentă. Doza de radiație, efectul de ionizare al radiației gamma în aer se numește radiație de expunere. Este ea măsurată prin dispozitive dozimetrice. Caracterizează sursa și câmpul radioactiv pe care îl creează. Acesta este un potențial pericol pentru radiații. O persoană poate intra în acest câmp și poate fi iradiată, dar nu poate intra și, prin urmare, să nu fie expusă la radiații. Dar câmpul cu o anumită doză de radiație rămâne. Măsoară raze X (P), iar în sistemul SI - pandantive pe kilogram (Cl / kg).
Doza absorbită de iradiere este cantitatea de energie a diferitelor tipuri de radiații ionizante absorbite de o unitate de masă a unui mediu dat. Unitatea de doză absorbită de iradiere este luată ca joule pe kilogram (J / kg) - gri, iar o unitate non-sistem larg răspândită este rad.
Doza echivalentă de iradiere ia în considerare faptul că diferite tipuri de radiații creează diferite efecte dăunătoare biologice la aceeași doză de radiație. De exemplu, radiația alfa provoacă un efect izbitoare de douăzeci de ori mai mare decât aceeași doză de radiații gamma. Pentru a ține seama de neuniformitatea daunelor cauzate de diferitele tipuri de radiații, se introduce un "factor de calitate", pe care este necesară multiplicarea cantității de doză absorbită dintr-un anumit tip de radiație pentru a obține o doză echivalentă. Toate normele naționale și internaționale sunt stabilite exact în doza echivalentă de iradiere.
Unitatea non-sistemică a acestei doze este rem, iar în sistemul SI, sievert (Sv).
Gradul de contaminare a substanțelor radioactive caracterizate densitate de poluare, care este măsurată prin cantitatea de dezintegrare radioactivă a atomilor pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață, pe unitatea de masă sau volum, adică. E. Unitățile de activitate specifică (vezi alin. Anexa 1). Cunoașterea gradului de contaminare pentru a evalua efectele biologice nocive ale obiectelor contaminate radioactiv și materialele care intră în contact cu acestea sau ajung în organism. Contaminarea radioactivă poate fi superficială (strat mic subțire) sau vrac și masiv (poluare structurală profundă).
Pe teren, adesea este suficient să nu se determine valoarea absolută a contaminării radioactive, ci doar să se stabilească modul în care obiectul este contaminat: deasupra sau sub valoarea admisă. Pentru alimentele, apa, furajele, corpul uman sau animal ingerat, gradul de contaminare admisibil este, de asemenea, dat în unități de activitate specifică.