RADIOACTIVITATEA

1. RADIOACTIVITATEA RADIAŢIILE NUCLEARE ŞI VIAŢA

2. Ce sunt radiaţiile nucleare? Cum se obţin? RADIAŢIILE NUCLEARE sunt particule nucleare în mişcare: • nuclee ( , α ); • particule elementare ( p , n , e+ , e- , γ ). RADIAŢIILE NUCLEARE se pot obţine prin : - accelerarea particulelor nucleare; - reacţii nucleare; - dezintegrări radioactive.

3. Care sunt reacţiile dezintegrărilor ,  şi ? Radiaţia α=: Radiaţia β • Poate fi β- : • sau β+ : Radiaţia γ • Însoţeşte dezintegrările radioactive, restabilind bilanţul energetic.

4. Care este legea dezintegrării radioactive? Cum se reprezintă? Legea dezintegrării radioactive este şi are graficul alăturat:

5. Ce este timpul de înjumătăţire? TIMPUL DE ÎNJUMĂTĂŢIRE , T1/2 , este intervalul de timp în care activitatea se reduce la jumătate:

6. Care sunt seriile radioactive? Principalele elemente radioactive care se găsesc în natură ( U , Ra , Ac , Th ) sunt capii unor serii radioactive în care, prin transformări succesive, se ajunge la un izotop stabil. În afara acestor serii, există şi elemente naturale conţinând izotopi radioactivi ( C , K ). Sunt peste 1500 izotopi, din care 325 de origine naturală (51 instabili), iar restul – artificiali (toţi instabili).

7. Care sunt interacţiunile radiaţiei nucleare cu substanţa? Particulele încărcate pot produce: • particulele grele; - ciocniri electronice (excitarea şi ionizarea atomilor mediului); - ciocniri nucleare; • particulele uşoare: - pierderea de energie prin radiaţie. Particulele neutre pot produce: • fotonii: - efect fotoelectric; - efect Compton; - generare de perechi electron – pozitron; • neutronii – reacţii nucleare.

8. Care sunt mărimile dozimetrice? • Activitatea unei surse: <> = Bq = 1 dez / s , <> = 1 Ci = 3,7 .Bq • Doza de ioni: X = Q / m <X> = 1 R = 2,58.C / kg • Doza absorbită: D = W / m <D> = 1 rad <D> = 1 Gy = 100 rad • Doza biologică: B = η D <B> = 1 Sv = 100 rem Unde η poartă numele de efectivitate biologică relativă (1 –pentru X, γ; 1-1,7 pentru e- , 5-10 pentru n, 10 pentru p, 20 pentru α ). • Mai există multe altele (doza debit , doza integrală etc.).

9. Ce sunt detectorii de radiaţii? DETECTORII DE RADIAŢII • Sunt dispozitive care determină prezenţa, numărul, energia, tipul şi frecvenţa radiaţiilor nucleare. • Se bazează pe: - ionizarea atomilor mediului de către o radiaţie intrată în contor (camera de ionizare, contorul proporţional, contorul Geiger-Muller); - apariţia scintilaţiilor (spintariscopul, fotomultiplicatorul); - efectul fotochimic (colorarea substanţelor sau emulsiile nucleare); - revenirea unui sistem la starea de echilibru (camera cu ceaţă, camera cu bule); - apariţia perechilor electron-gol (detectori cu semiconductori).

10. Care sunt efectele biologice ale radiaţiilor? Toate consideraţiile de mai sus – şi jos - privind dozele se referă la iradierea externă. Astfel, în funcţie de doza de radiaţii primită de întregul organism la o singură expunere, în funcţie de energia şi tipul radiaţiei, putem observa mai multe efecte: • până la 25 rem, efectele sunt nesemnificative (nu se observă); • între 25 şi 100 rem, apar: modificări slabe ale sângelui (plasmei sanguine), care dispar treptat; • între 100-200 rem, modificările din plasmă nu mai dispar aşa repede, pot apărea stări de greaţă, ameţeală, vindecarea durează mai multe săptămâni; • între 200-400 rem se modifică sever compoziţia sângelui, apare greaţă, căderea părului, hemoragii, iar în lipsa unui tratament energic – deces; • peste 400 rem – formă gravă a bolii de radiaţii şi mor peste 50 % din cazuri. • Peste 600 rem doza este mortală.

11. Ce este boala de iradiere? Denumirea generică pentru afecţiunile provocate de radiaţii este de boală de iradiere (boală actinică).

12. Care sunt nivelele de iradiere nepericuloase? După „studii îndelungate…”, normele internaţionale admit unele nivele de iradiere nepericuloase (acceptate şi de C N C A N ): • 0,5 rem/an pentru o persoană în cazul întregii populaţii; • 1,5 rem/an pentru expunerile neprofesionale (radiologie etc); • 5 rem / an pentru expunerile profesionale. În ceea ce priveşte efectele asupra diferitelor ţesuturi, lucrurile stau altfel. Astfel, pentru o persoană din întreaga populaţie, limitele maxime permise sunt: • pentru întregul corp, gonade, cristalin, măduva osoasă – 0,5 rem / an (mai mică pentru glandele sexuale); • pentru piele, tiroidă, oase – 3 rem / an; • pentru mâini, picioare, glezne – 7,5 rem / an; • alte organe – 1,5 rem / an; • expunere totală (peste 18 ani, pentru 30 ani) – 5 rem / an. • Pentru copii sub 16 ani, doza maximă este de 1,5 rem / an pentru tiroidă. Pentru expunerile profesionale, dozele de mai sus se multiplică cu 10. Dacă ar fi să mai detaliem, trebuie spus că fiecare substanţă radioactivă are o afinitate pentru un anumit organ (iodul – tiroida, stronţiul se localizează în oase, cesiul în muşchi, In – măduva etc.).

13. Care este deosebirea dintre iradierea externă şi internă? Lucrurile stau mult mai rău în cazul unei iradieri interne (când sursa devine internă). Cum se poate vedea în figură, acest lucru este foarte posibil în cazul stronţiului.

14. Care sunt sursele de expunere la radiaţii?

15. Ce măsuri de protecţie se iau pentru diminuarea efectelor negative ale radiaţiilor? Acest aşa – numit „fond cosmic” nu este dăunător, nivelele – în caz normal – fiind mici şi noi suportăm deoarece ne-am adaptat. Pentru celelealte situaţii – în afara fondului cosmic – se iau măsuri de protecţie care pot fi : • preventive (încă de la proiectare se prevede amplasarea instalaţiilor, fabricarea aparaturii, tehnologiei de producţie şi cercetare); • de supraveghere (pe durata lucrului cu radiaţii – metodele şi instrumentele necesare controlului dozimetric); • de limitare şi lichidare a efectelor iradierii (mijloace de alarmare, norme de comportament, decontaminare, tratament).

16. Ce efecte benefice au radiaţiile? • Nu trebuie să minimalizăm efectele benefice ale radiaţiilor : radiologia, radioterapia, trasorii radioactivi, tratarea fructelor şi legumelor, radiografia γ şi X, activarea cu neutroni, datarea radioactivă etc. • Să nu uităm : TRĂIM CU RADIAŢII ! Realizatori: Gutium Costin Bodeanu Alexandra Visan Maria CLASA XII-a A