فواید و مضرات پرتوهای رادیواکتیو. استفاده از رادیواکتیویته برای اهداف صلح آمیز

پدیده رادیواکتیویته و کاربرد آن در علم، صنعت و پزشکی

تهیه شده توسط: دانشجو

مدرسه شماره 26 ولادیمیر

خروپولوف ک.

یکی دیگر از رازهای طبیعت

اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 به طور استثنایی سرشار از اکتشافات و اختراعات نفس گیر بود که مردم فقط می توانستند رویای آنها را ببینند. ایده امکان به دست آوردن انرژی پایان ناپذیر موجود در مقدار ناچیز ماده در فرورفتگی های فکر بشر زندگی می کرد.

دانشمند مشهور آن زمان بکرل بود که هدف خود را کشف ماهیت درخشش مرموز برخی از مواد تحت تأثیر تابش خورشیدی قرار داد. بکرل مجموعه عظیمی از مواد شیمیایی درخشان و مواد معدنی طبیعی را جمع آوری می کند.

هدف کار

• بررسی مفهوم رادیواکتیویته، کشف آن.

• نحوه استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو در علم، صنعت و پزشکی را بیابید.

• ارزش پدیده رادیواکتیویته در جهان را تعیین کنید.

پدیده رادیواکتیویته

رادیواکتیویته توانایی برخی از هسته های اتم برای تبدیل خود به خود به هسته های دیگر با انتشار انواع مختلف تشعشعات رادیواکتیو و ذرات بنیادی است.

چگونه از پدیده رادیواکتیویته استفاده کنیم؟

کاربرد رادیواکتیویته در پزشکی

رادیوتراپی استفاده از پرتوهای قوی برای از بین بردن سلول های سرطانی است.

ید رادیواکتیو در تیروئید انباشته می شود

غده، اختلال عملکرد و

در درمان بیماری گریوز استفاده می شود.

محلول نمک نشاندار شده با سدیم سرعت گردش خون را اندازه گیری می کند و باز بودن رگ های خونی اندام ها را تعیین می کند.

فسفر رادیواکتیو حجم خون را اندازه گیری می کند و اریترمی را درمان می کند.

کاربردهای رادیواکتیویته در صنعت

یک مثال از این روش روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. تشعشعات گامای قدرتمند داروهای رادیواکتیو برای بررسی ساختار داخلی قطعات ریخته گری فلز به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می شود.

کاربرد رادیواکتیویته در کشاورزی

تابش بذرهای گیاه با دوزهای کمی از اشعه گاما از داروهای رادیواکتیو منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. "اتم های برچسب گذاری شده" در فناوری کشاورزی استفاده می شوند. به عنوان مثال، برای اینکه بفهمیم کدام کود فسفر بهتر توسط گیاه جذب می شود، کودهای مختلف با فسفر رادیواکتیو P برچسب گذاری می شوند. با بررسی گیاهان از نظر رادیواکتیویته، می توان میزان فسفر جذب شده از انواع مختلف کود را تعیین کرد.

کشف پدیده رادیواکتیویته.

کشف پدیده رادیواکتیویته را می توان یکی از برجسته ترین اکتشافات علم مدرن دانست. به لطف او بود که انسان توانست به طور قابل توجهی دانش خود را در مورد ساختار و خواص ماده عمیق تر کند، قوانین بسیاری از فرآیندهای جهان را درک کند و مشکل تسلط بر انرژی هسته ای را حل کند.

پتانسیل علم بزرگ

تا قبل از کشف رادیواکتیویته، دانشمندان معتقد بودند که همه پدیده های فیزیکی را می شناسند و چیزی برای کشف ندارند.

آیا ممکن است چیز دیگری در جهان ناشناخته برای بشر وجود داشته باشد؟

تشعشعات رادیواکتیو (یا تشعشعات یونیزان) انرژی است که توسط اتم ها به شکل ذرات یا امواجی با ماهیت الکترومغناطیسی آزاد می شود. انسان ها هم از طریق منابع طبیعی و هم از طریق منابع انسانی در معرض چنین مواجهه ای قرار می گیرند.

خواص مفید پرتوها امکان استفاده موفقیت آمیز از آن را در صنعت، پزشکی، آزمایشات علمی و تحقیقاتی، کشاورزی و سایر زمینه ها فراهم کرده است. اما با گسترش این پدیده، تهدیدی برای سلامت انسان به وجود آمده است. دوز کمی از پرتوهای رادیواکتیو می تواند خطر ابتلا به بیماری های جدی را افزایش دهد.

تفاوت بین تشعشع و رادیواکتیویته

تشعشع در معنای وسیع به معنای تابش است، یعنی انتشار انرژی به صورت امواج یا ذرات. تشعشعات رادیواکتیو به سه نوع تقسیم می شوند:

• تابش آلفا - شار هسته هلیوم 4.
• تابش بتا - جریان الکترون ها؛
• تابش گاما جریانی از فوتون های پر انرژی است.

ویژگی های پرتوهای رادیواکتیو بر اساس انرژی، خواص انتقال و نوع ذرات ساطع شده است.

تشعشع آلفا، که جریانی از ذرات با بار مثبت است، می تواند توسط هوای غلیظ یا لباس به تاخیر بیفتد. این گونه عملاً به پوست نفوذ نمی کند، اما زمانی که مثلاً از طریق بریدگی وارد بدن می شود، بسیار خطرناک است و بر اندام های داخلی تأثیر مخربی می گذارد.

تابش بتا انرژی بیشتری دارد - الکترون ها با سرعت زیاد حرکت می کنند و اندازه کوچکی دارند. بنابراین، این نوع اشعه از طریق لباس نازک و پوست به عمق بافت نفوذ می کند. تابش بتا را می توان با استفاده از یک ورق آلومینیومی به ضخامت چند میلی متر یا یک تخته چوبی ضخیم محافظت کرد.

تابش گاما تابش پرانرژی با ماهیت الکترومغناطیسی است که قابلیت نفوذ قوی دارد. برای محافظت در برابر آن، باید از یک لایه ضخیم بتن یا صفحه ای از فلزات سنگین مانند پلاتین و سرب استفاده کنید.

پدیده رادیواکتیویته در سال 1896 کشف شد. این کشف توسط فیزیکدان فرانسوی بکرل انجام شد. رادیواکتیویته توانایی اشیاء، ترکیبات، عناصر برای انتشار پرتوهای یونیزه کننده، یعنی تشعشعات است. دلیل این پدیده ناپایداری هسته اتم است که در هنگام فروپاشی انرژی آزاد می کند. سه نوع رادیواکتیویته وجود دارد:

• طبیعی - معمولی برای عناصر سنگین که شماره سریال آنها بیشتر از 82 است.
• مصنوعی - به طور خاص با کمک واکنش های هسته ای آغاز شده است.
• القایی - مشخصه اجسامی که در صورت تابش شدید به آنها منبع تابش می شوند.

به عناصری که رادیواکتیو هستند رادیونوکلئید می گویند. هر یک از آنها با ویژگی های زیر مشخص می شود:

• نیمه عمر؛
• نوع تابش ساطع شده؛
• انرژی تشعشعی؛
• و سایر خواص

منابع تشعشع

بدن انسان به طور مرتب در معرض تشعشعات رادیواکتیو قرار می گیرد. تقریباً 80 درصد از مقدار دریافتی هر سال از پرتوهای کیهانی است. هوا، آب و خاک حاوی 60 عنصر رادیواکتیو هستند که منابع تابش طبیعی هستند. منبع طبیعی اصلی تشعشع گاز بی اثر رادون است که از زمین و سنگ ها آزاد می شود. رادیونوکلئیدها نیز از طریق غذا وارد بدن انسان می شوند. برخی از تشعشعات یونیزه کننده ای که افراد در معرض آن قرار می گیرند، از منابع ساخت بشر، از ژنراتورهای برق هسته ای و راکتورهای هسته ای گرفته تا تشعشعاتی که برای درمان و تشخیص پزشکی استفاده می شوند، می آید. امروزه منابع مصنوعی رایج تشعشع عبارتند از:

• تجهیزات پزشکی (منبع اصلی پرتوهای انسانی)؛
• صنایع رادیوشیمیایی (استخراج، غنی سازی سوخت هسته ای، پردازش زباله های هسته ای و بازیابی آن).
• رادیونوکلئیدهای مورد استفاده در کشاورزی و صنایع سبک؛
• حوادث در کارخانه های رادیوشیمیایی، انفجارهای هسته ای، انتشار تشعشعات
• مصالح و مواد ساختمانی.

بر اساس روش نفوذ به بدن، قرار گرفتن در معرض تابش به دو نوع داخلی و خارجی تقسیم می شود. مورد دوم برای رادیونوکلئیدهای پراکنده در هوا (آئروسل، گرد و غبار) معمول است. آنها بر روی پوست یا لباس شما قرار می گیرند. در این صورت می توان منابع تشعشع را با شستن آنها از بین برد. تابش خارجی باعث سوختگی غشاهای مخاطی و پوست می شود. در نوع داخلی، رادیونوکلئید وارد جریان خون می شود، به عنوان مثال با تزریق در ورید یا از طریق زخم، و با دفع یا درمان خارج می شود. چنین تشعشعی باعث تحریک تومورهای بدخیم می شود.

پس زمینه رادیواکتیو به طور قابل توجهی به موقعیت جغرافیایی بستگی دارد - در برخی مناطق سطح تابش می تواند صدها برابر از میانگین بیشتر شود.

تأثیر تشعشعات بر سلامت انسان

تشعشعات رادیواکتیو، به دلیل اثر یونیزه کننده خود، منجر به تشکیل رادیکال های آزاد در بدن انسان می شود - مولکول های تهاجمی فعال شیمیایی که باعث آسیب سلولی و مرگ می شوند.

سلول های دستگاه گوارش، دستگاه تناسلی و خون ساز به آنها حساس هستند. پرتوهای رادیواکتیو کار آنها را مختل می کند و باعث تهوع، استفراغ، اختلال عملکرد روده و تب می شود. با تأثیر بر بافت های چشم، می تواند منجر به آب مروارید پرتویی شود. پیامدهای پرتوهای یونیزان نیز شامل آسیب هایی مانند اسکلروز عروقی، بدتر شدن ایمنی و آسیب به دستگاه ژنتیکی است.

سیستم انتقال داده های ارثی سازماندهی خوبی دارد. رادیکال های آزاد و مشتقات آنها می توانند ساختار DNA، حامل اطلاعات ژنتیکی را مختل کنند. این منجر به جهش هایی می شود که بر سلامت نسل های بعدی تأثیر می گذارد.

ماهیت اثرات پرتوهای رادیواکتیو بر بدن توسط تعدادی از عوامل تعیین می شود:

• نوع تابش؛
• شدت تابش؛
• ویژگی های فردی بدن

اثرات تشعشعات رادیواکتیو ممکن است بلافاصله ظاهر نشود. گاهی اوقات عواقب آن پس از مدت زمان قابل توجهی قابل توجه می شود. علاوه بر این، یک دوز بزرگ پرتو از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دوزهای کوچک خطرناک تر است.

مقدار تابش جذب شده با مقداری به نام Sievert (Sv) مشخص می شود.

• تابش پس زمینه طبیعی از 0.2 mSv/h تجاوز نمی کند که معادل 20 میکرورونتژن در ساعت است. هنگام عکسبرداری با اشعه ایکس از دندان، فرد 0.1 mSv دریافت می کند.

• تک دوز کشنده 6-7 Sv است.

کاربرد پرتوهای یونیزان

پرتوهای رادیواکتیو به طور گسترده ای در فناوری، پزشکی، علوم، صنایع نظامی و هسته ای و سایر زمینه های فعالیت انسانی استفاده می شود. این پدیده زیربنای دستگاه هایی مانند آشکارسازهای دود، ژنراتورهای برق، هشدارهای یخ و یونیزه کننده هوا است.

در پزشکی از پرتوهای رادیواکتیو در پرتودرمانی برای درمان سرطان استفاده می شود. تشعشعات یونیزان امکان ایجاد رادیوداروها را فراهم کرده است. با کمک آنها، معاینات تشخیصی انجام می شود. ابزارهایی برای تجزیه و تحلیل ترکیب ترکیبات و استریلیزاسیون بر اساس پرتوهای یونیزان ساخته شده اند.

کشف تشعشعات رادیواکتیو، بدون اغراق، انقلابی بود - استفاده از این پدیده بشریت را به سطح جدیدی از توسعه رساند. با این حال، این امر همچنین باعث تهدید محیط زیست و سلامت انسان شد. در این راستا، حفظ ایمنی تشعشعات یکی از وظایف مهم زمان ما است.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://allbest.ru

کار دوره

با موضوع: "رادیواکتیویته. استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو در فناوری"

معرفی

1. انواع تشعشعات رادیواکتیو

2. سایر انواع رادیواکتیویته

3. فروپاشی آلفا

4. فروپاشی بتا

5. واپاشی گاما

6. قانون واپاشی رادیواکتیو

7. سری رادیواکتیو

9. استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو

معرفی

رادیواکتیویته تبدیل هسته اتم به هسته های دیگر است که با انتشار ذرات مختلف و تشعشعات الکترومغناطیسی همراه است. از این رو نام این پدیده: در رادیو لاتین - تشعشع، فعال - موثر است. این کلمه توسط ماری کوری ابداع شد. هنگامی که یک هسته ناپایدار - یک رادیونوکلئید - تجزیه می شود، یک یا چند ذره با انرژی بالا با سرعت زیاد از آن خارج می شوند. جریان این ذرات را تشعشعات رادیواکتیو یا به سادگی تشعشع می نامند.

اشعه ایکس. کشف رادیواکتیویته ارتباط مستقیمی با کشف رونتگن داشت. علاوه بر این، مدتی فکر می کردند که اینها همان نوع تشعشعات هستند. اواخر قرن 19 به طور کلی، او در کشف انواع مختلفی از "تابش های" ناشناخته قبلی غنی بود. در دهه 1880، فیزیکدان انگلیسی جوزف جان تامسون شروع به مطالعه حامل های بار منفی اولیه کرد؛ در سال 1891، فیزیکدان ایرلندی جورج جانستون استونی (1826-1911) این ذرات را الکترون نامید. سرانجام در ماه دسامبر ویلهلم کنراد رونتگن کشف نوع جدیدی از اشعه را اعلام کرد که آن را اشعه ایکس نامید. تاکنون در بیشتر کشورها به این نام خوانده می‌شود، اما در آلمان و روسیه پیشنهاد زیست‌شناس آلمانی رودولف آلبرت فون کولیکر (1817-1905) مبنی بر نامیدن پرتوهای اشعه ایکس پذیرفته شده است. این پرتوها زمانی ایجاد می شوند که الکترون هایی که به سرعت در خلاء پرواز می کنند (پرتوهای کاتدی) با یک مانع برخورد می کنند. مشخص بود که وقتی پرتوهای کاتدی به شیشه برخورد می کنند، نور مرئی ساطع می کند - لومینسانس سبز. اشعه ایکس کشف کرد که در همان زمان برخی از پرتوهای نامرئی دیگر از نقطه سبز روی شیشه ساطع می شوند. این اتفاق به طور تصادفی رخ داد: در یک اتاق تاریک، یک صفحه در نزدیکی پوشیده شده با باریم تتراسیانوپلاتینات Ba درخشید، اضافه شده در 2014/05/03

اطلاعات در مورد تشعشعات رادیواکتیو برهمکنش ذرات آلفا، بتا و گاما با ماده. ساختار هسته اتم. مفهوم واپاشی رادیواکتیو ویژگی های برهمکنش نوترون ها با ماده. فاکتور کیفیت برای انواع مختلف تشعشعات.

چکیده، اضافه شده در 2010/01/30

ساختار ماده، انواع فروپاشی هسته ای: واپاشی آلفا، واپاشی بتا. قوانین رادیواکتیویته، برهمکنش تابش هسته ای با ماده، اثرات بیولوژیکی پرتوهای یونیزان. پس زمینه تشعشع، ویژگی های کمی رادیواکتیویته.

چکیده، اضافه شده در 2012/04/02

خواص فیزیکی هسته ای و رادیواکتیویته عناصر سنگین تبدیل آلفا و بتا جوهره اشعه گاما. تبدیل رادیواکتیو طیف تابش گامای پراکنده از رسانه با شماره سریال های مختلف. فیزیک تشدید مغناطیسی هسته ای.

ارائه، اضافه شده در 10/15/2013

پرتوهای یونیزان هسته ای، منابع و اثرات بیولوژیکی آن بر اندام ها و بافت های موجود زنده. ویژگی های تغییرات مورفولوژیکی در سطوح سیستمیک و سلولی. طبقه بندی عواقب قرار گرفتن در معرض انسان، عوامل محافظ پرتو.

ارائه، اضافه شده در 2014/11/24

آثار ارنست رادرفورد. مدل سیاره ای اتم کشف تشعشعات آلفا و بتا، ایزوتوپ کوتاه عمر رادون و تشکیل عناصر شیمیایی جدید در طی واپاشی عناصر رادیواکتیو شیمیایی سنگین. تاثیر پرتو بر تومورها

ارائه، اضافه شده در 2011/05/18

اشعه ایکس امواج الکترومغناطیسی هستند که طیف آنها بین اشعه ماوراء بنفش و گاما قرار دارد. تاریخچه کشف؛ منابع آزمایشگاهی: لوله های اشعه ایکس، شتاب دهنده های ذرات. تعامل با ماده، اثرات بیولوژیکی.

ارائه، اضافه شده در 2012/02/26

مفهوم و طبقه بندی عناصر رادیواکتیو. اطلاعات اولیه در مورد اتم ویژگی های انواع تشعشعات رادیواکتیو، قابلیت نفوذ آن. نیمه عمر برخی رادیونوکلئیدها طرحی از فرآیند شکافت هسته ای ناشی از نوترون.

ارائه، اضافه شده در 02/10/2014

تابش گاما تابش الکترومغناطیسی موج کوتاه است. در مقیاس امواج الکترومغناطیسی، با تشعشعات پرتو ایکس سخت هم مرز است و ناحیه فرکانس‌های بالاتر را اشغال می‌کند. تابش گاما طول موج بسیار کوتاهی دارد.

چکیده، اضافه شده در 11/07/2003

ویژگی های تابش های هسته ای، فوتونی، پروتونی، اشعه ایکس. ویژگی های برهمکنش ذرات آلفا، بتا، گاما با یک ماده یونیزه کننده. جوهر پراکندگی کامپتون و تأثیر تشکیل جفت الکترون-پوزیترون.

تأثیر تشعشعات رادیواکتیو بر انسان

پرتوهای رادیواکتیو از همه نوع (آلفا، بتا، گاما، نوترون)، و همچنین تابش الکترومغناطیسی (اشعه ایکس) تأثیر بیولوژیکی بسیار قوی بر موجودات زنده دارند که شامل فرآیندهای تحریک و یونیزاسیون اتم‌ها و مولکول‌ها می‌شود. تا سلول های زنده تحت تأثیر تابش یونیزان، مولکول های پیچیده و ساختارهای سلولی از بین می روند که منجر به آسیب تشعشع به بدن. بنابراین، هنگام کار با هر منبع تشعشعی، لازم است همه اقدامات برای محافظت از افرادی که ممکن است در معرض تشعشع هستند، انجام شود.

با این حال، فرد می تواند در خانه در معرض تشعشعات یونیزان قرار گیرد. گاز رادون خنثی، بی رنگ و رادیواکتیو می تواند خطری جدی برای سلامتی انسان به همراه داشته باشد.این یک محصول تجزیه رادیوم است و نیمه عمر T = 3.82 روز دارد. رادیوم به مقدار کم در خاک، سنگ ها و سازه های مختلف ساختمانی یافت می شود. علیرغم طول عمر نسبتا کوتاه، غلظت رادون به دلیل واپاشی جدید هسته های رادیوم به طور مداوم دوباره پر می شود، بنابراین رادون می تواند در فضاهای بسته تجمع یابد. هنگامی که رادون وارد ریه ها می شود، ذرات - از خود ساطع می کند و به پولونیوم تبدیل می شود که از نظر شیمیایی یک ماده بی اثر نیست. آنچه در ادامه می آید زنجیره ای از تبدیلات رادیواکتیو سری اورانیوم است. طبق گزارش کمیسیون ایمنی و کنترل پرتوی آمریکا، هر فرد به طور متوسط ​​55 درصد از پرتوهای یونیزان را از رادون و تنها 11 درصد را از مراقبت های پزشکی دریافت می کند. سهم پرتوهای کیهانی تقریباً 8 درصد است. کل دوز تشعشعی که یک فرد در طول زندگی دریافت می کند چندین برابر کمتر است حداکثر دوز مجاز(SDA)، که برای افرادی در مشاغل خاصی که در معرض قرار گرفتن بیشتر در معرض پرتوهای یونیزان هستند ایجاد شده است.

کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو

یکی از برجسته ترین مطالعاتی که با استفاده از "اتم های برچسب گذاری شده" انجام شد، مطالعه متابولیسم در موجودات بود. ثابت شده است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی بدن تقریباً به طور کامل تجدید می شود. اتم های تشکیل دهنده آن با اتم های جدید جایگزین می شوند. تنها آهن، همانطور که آزمایشات بر روی مطالعات ایزوتوپی خون نشان داده است، از این قاعده مستثنی است. آهن بخشی از هموگلوبین گلبول های قرمز است. هنگامی که اتم های آهن رادیواکتیو وارد غذا شدند، مشخص شد که اکسیژن آزاد آزاد شده در طول فتوسنتز در اصل بخشی از آب است، نه دی اکسید کربن. ایزوتوپ های رادیواکتیو در پزشکی هم برای تشخیص و هم برای اهداف درمانی استفاده می شوند. سدیم رادیواکتیو که در مقادیر کم به خون تزریق می شود، برای مطالعه گردش خون استفاده می شود؛ ید به شدت در غده تیروئید رسوب می کند، به ویژه در بیماری گریوز. با مشاهده رسوب ید رادیواکتیو با استفاده از متر می توان به سرعت تشخیص داد. دوزهای زیاد ید رادیواکتیو باعث تخریب جزئی بافت های در حال رشد غیرعادی می شود و بنابراین از ید رادیواکتیو برای درمان بیماری گریوز استفاده می شود. از تشعشعات گامای کبالت شدید در درمان سرطان (تفنگ کبالت) استفاده می شود.

کاربردهای ایزوتوپ های رادیواکتیو در صنعت کم نیست. یک مثال از این روش روش زیر برای نظارت بر سایش رینگ پیستون در موتورهای احتراق داخلی است. با تابش نوترون به حلقه پیستون واکنش های هسته ای در آن ایجاد می کنند و آن را رادیواکتیو می کنند. هنگامی که موتور کار می کند، ذرات مواد حلقه وارد روغن روان کننده می شود. با بررسی سطح رادیواکتیویته در روغن پس از مدت زمان مشخصی از کارکرد موتور، سایش رینگ مشخص می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو قضاوت در مورد انتشار فلزات، فرآیندهای کوره بلند و غیره را ممکن می سازند.

تشعشعات گامای قدرتمند داروهای رادیواکتیو برای بررسی ساختار داخلی قطعات ریخته گری فلز به منظور تشخیص عیوب در آنها استفاده می شود.

ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور فزاینده ای در کشاورزی استفاده می شوند. تابش دانه های گیاهی (پنبه، کلم، تربچه و غیره) با دوزهای کمی از اشعه گاما از داروهای رادیواکتیو منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. مقادیر زیاد پرتو باعث جهش در گیاهان و میکروارگانیسم ها می شود که در برخی موارد منجر به پیدایش جهش یافته هایی با خواص ارزشمند جدید می شود (انتخاب رادیو) به این ترتیب گونه های ارزشمند گندم، لوبیا و سایر محصولات تولید شد و از میکروارگانیسم های بسیار پربازده استفاده شد. در تولید آنتی‌بیوتیک‌ها به‌دست آمد. تشعشعات گاما از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو نیز برای مبارزه با حشرات مضر و برای نگهداری مواد غذایی استفاده می‌شود. «اتم‌های برچسب‌دار» به طور گسترده در فناوری کشاورزی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، برای اینکه بفهمیم کدام کود فسفر بهتر جذب می‌شود. گیاه، کودهای مختلف با فسفر رادیواکتیو 15 32P برچسب گذاری شده اند. با تحقیق در مورد رادیواکتیویته گیاهان، می توانید میزان فسفر جذب شده از انواع مختلف کود را تعیین کنید. یک کاربرد جالب رادیواکتیویته، روش تاریخ گذاری یافته های باستان شناسی و زمین شناسی است. غلظت ایزوتوپ‌های رادیواکتیو بیشتر از روش‌های تاریخ‌سنجی رادیوکربن استفاده می‌شود. ایزوتوپ ناپایدار کربن در نتیجه واکنش‌های هسته‌ای ناشی از پرتوهای کیهانی در جو ایجاد می‌شود. درصد کمی از این ایزوتوپ همراه با ایزوتوپ پایدار معمولی در هوا یافت می شود.گیاهان و موجودات دیگر کربن را از هوا می گیرند و هر دو ایزوتوپ را به همان نسبتی که در هوا است انباشته می کنند. پس از مرگ گیاهان، مصرف کربن متوقف می شود و ایزوتوپ ناپایدار در اثر پوسیدگی به تدریج به نیتروژن با نیمه عمر 5730 سال تبدیل می شود. با اندازه گیری دقیق غلظت نسبی کربن رادیواکتیو در بقایای موجودات باستانی می توان زمان مرگ آنها را تعیین کرد.

کاربردهای رادیواکتیویته.

1. اعمال بیولوژیکی. تشعشعات رادیواکتیو تأثیر مخربی بر سلول های زنده دارد. مکانیسم این عمل با یونیزاسیون اتم ها و تجزیه مولکول ها در داخل سلول ها در طی عبور ذرات باردار سریع مرتبط است. سلول هایی که در حالت رشد و تولید مثل سریع هستند، به ویژه به اثرات تشعشع حساس هستند. این شرایط برای درمان تومورهای سرطانی استفاده می شود.

برای اهداف درمانی، از داروهای رادیواکتیو که پرتوهای g ساطع می کنند استفاده می شود، زیرا دومی بدون ضعیف شدن قابل توجه به بدن نفوذ می کند. هنگامی که دوزهای تشعشع خیلی زیاد نباشد، سلول های سرطانی می میرند، در حالی که آسیب قابل توجهی به بدن بیمار وارد نمی شود. لازم به ذکر است که رادیوتراپی برای سرطان، مانند اشعه ایکس، به هیچ وجه یک درمان جهانی نیست که همیشه منجر به درمان شود.

دوزهای بسیار زیاد پرتوهای رادیواکتیو باعث بیماری شدید در حیوانات و انسان می شود (به اصطلاح بیماری تشعشع) و می تواند منجر به مرگ شود. در دوزهای بسیار کم، تشعشعات رادیواکتیو، عمدتاً پرتوهای a، برعکس، یک اثر محرک بر بدن دارند. این به اثر درمانی آبهای معدنی رادیواکتیو حاوی مقادیر کمی رادیوم یا رادون مربوط می شود.

2. ترکیبات درخشان: مواد درخشان تحت تأثیر تشعشعات رادیواکتیو می درخشند (ر.ک. § 213). با افزودن مقدار بسیار کمی نمک رادیوم به یک ماده درخشان (مثلاً سولفید روی) رنگ های درخشان دائمی تهیه می شود. این رنگ ها وقتی روی صفحه های ساعت و عقربه ها، مناظر و غیره اعمال می شوند، آنها را در تاریکی نمایان می کنند.

3. تعیین سن زمین. جرم اتمی سرب معمولی استخراج شده از سنگ معدنی که حاوی عناصر رادیواکتیو نیست، 207.2 است، جرم اتمی سرب که در نتیجه فروپاشی اورانیوم ایجاد شده است 206 است. بسیار نزدیک به 206 باشد. نتیجه این است که این کانی ها در زمان تشکیل (بلور شدن از مذاب یا محلول) حاوی سرب نبودند. تمام سرب موجود در این مواد معدنی در نتیجه تجزیه اورانیوم انباشته شده است. با استفاده از قانون واپاشی رادیواکتیو می توان سن آن را بر اساس نسبت مقادیر سرب و اورانیوم موجود در یک کانی تعیین کرد.

سن مواد معدنی با منشاء مختلف حاوی اورانیوم که با این روش تعیین می شود در صدها میلیون سال اندازه گیری می شود. قدیمی ترین کانی ها بیش از 1.5 میلیارد سال قدمت دارند.

رادیواکتیویته- ناپایداری هسته های برخی اتم ها، که در توانایی آنها برای دستیابی به دگرگونی های خود به خودی (واپاشی)، همراه با انتشار پرتوهای یونیزان - تشعشع آشکار می شود.

واپاشی رادیواکتیو - تغییر در ترکیب هسته های اتمی ناپایدار. هسته ها به طور خود به خود به قطعات هسته ای و ذرات بنیادی (محصولات فروپاشی) تجزیه می شوند. این واپاشی تشعشعات گاما تولید می کند. این یک عامل مخرب با اثر طولانی مدت است که در یک منطقه بزرگ، منطقه ای از واپاشی رادیواکتیو، عمل می کند.

ویژگی های مناطق آلوده:

منطقه عفونت متوسط ​​(منطقه A) - eدوز قرار گرفتن در معرض تابش در طول زمان فروپاشی کامل (D) از 40 تا 400 R متغیر است. منطقه عفونت شدید (منطقه B) - eدوز قرار گرفتن در معرض تابش در طول زمان فروپاشی کامل (D) از 400 تا 1200 R متغیر است. منطقه آلودگی خطرناک (منطقه B) -دوز قرار گرفتن در معرض تابش در طول زمان فروپاشی کامل (D) 1200 R است. منطقه آلودگی بسیار خطرناک (منطقه D) - eدوز موقعیتی تابش در طول زمان واپاشی کامل (D) 4000 R است.

واحدهای اساسی اندازه گیری رادیواکتیویته

اشعه ایکس - واحد غیر سیستمی اندازه گیری دوز تشعشع (نوردهی). 1 R تقریباً برابر با 0.0098 Sv است. یک رونتگن مربوط به دوز پرتو ایکس یا گاما است که در آن 2 در 1 سانتی متر مکعب هوا تشکیل می شود. 109 جفت یون. 1 R = 2.58. 10-4 C/kg.

خاکستری - واحد سیستم اندازه گیری دوز تابش (جذب شده). 1 خاکستری 1 کیلوگرم ماده را جذب می کند تا 1 ژول انرژی تولید کند: Gr = J / kg = m² / s².

خوشحالم - واحد اندازه گیری دز تشعشع غیر سیستمی (جذب شده). 1 راد دوزی است که در آن ماده 1 گرمی 100 ارگ انرژی دریافت می کند. 1 گری = 100 راد

برهنه - یک واحد غیر سیستمی اندازه گیری دوز تابش (معادل و موثر)، معادل بیولوژیکی اشعه ایکس. 1 rem تابش بدن است که اثرات مشابه با دوز قرار گرفتن در معرض 1 رونتگن را ایجاد می کند.

سیورت- واحد سیستم اندازه گیری دوز تابش (معادل و موثر). 1 سیورت انرژی دریافتی توسط 1 کیلوگرم بافت بیولوژیکی است که از نظر ضربه برابر با دوز تابشی 1 خاکستری است: Sv = J / kg = m² / s². 1 Sv = 100 رم. واحد اندازه گیری پایه بر حسب دزیمتر

بکرل - واحد سیستم اندازه گیری فعالیت منبع. به عنوان فعالیت منبعی که باعث یک پوسیدگی در ثانیه می شود تعریف می شود. Bk = s-1 بیان می شود

کوری - واحد غیر سیستمی اندازه گیری فعالیت منبع. یک کوری مربوط به تعداد تجزیه در هر ثانیه در 1 گرم رادیوم است. 1 Ki = 3.7. 10 10 Bq.

کاربرد منابع رادیواکتیو در زمینه های مختلف فعالیت های انسانی.

دارو:استفاده از پرتو برای تشخیص بیماری (تشخیص اشعه ایکس و رادیوایزوتوپ). استفاده از پرتو برای درمان (رادیوایزوتوپ و پرتودرمانی)؛ استریلیزاسیون با اشعه

تشخیص رادیوایزوتوپ استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو و ترکیبات برچسب گذاری شده با آنها برای تشخیص بیماری ها است. رادیوتراپی تابش تومور با جریانی از اشعه است که گاهی در درمان تومورهای خوش خیم استفاده می شود و از رشد، تولید مثل و گسترش سلول های سرطانی به بافت های سالم جلوگیری می کند. مواد و آماده‌سازی‌هایی برای مصارف پزشکی که قادر به مقاومت در برابر عملیات حرارتی یا شیمیایی نیستند یا خواص دارویی خود را از دست می‌دهند، در معرض استریلیزاسیون پرتویی قرار می‌گیرند.

صنایع شیمیایی : اصلاح مواد نساجی برای به دست آوردن خواص پشم مانند، تولید پارچه های پنبه ای با خواص ضد میکروبی، اصلاح تابشی کریستال برای به دست آوردن محصولات کریستالی با رنگ های مختلف، ولکانیزاسیون پرتویی مواد پارچه لاستیکی، اصلاح پرتوهای لوله های پلی اتیلن برای افزایش مقاومت و مقاومت در برابر حرارت به محیط های تهاجمی، سخت شدن پوشش های رنگ و لاک روی سطوح مختلف.

صنعت نجاری: چوب نرم در نتیجه تابش، توانایی جذب آب به میزان قابل توجهی پایین، پایداری ابعاد هندسی بالا و سختی بالاتر (تولید پارکت موزاییکی) پیدا می کند.

خدمات شهری: پرتو درمانی و ضد عفونی فاضلاب.

کشاورزی: تابش گیاهان کشاورزی با دوز کم به منظور تحریک رشد و نمو آنها. استفاده از پرتوهای یونیزان برای جهش زایی پرتو و انتخاب گیاه؛ استفاده از روش استریلیزاسیون پرتو برای کنترل آفات

انرژی هسته ای (انرژی هسته ای)شاخه ای از انرژی است که با تولید انرژی الکتریکی و حرارتی از طریق تبدیل انرژی هسته ای سروکار دارد. اساس انرژی هسته ای نیروگاه های هسته ای (NPP) است. به طور معمول، برای به دست آوردن انرژی هسته ای، از یک واکنش زنجیره ای هسته ای از شکافت هسته های اورانیوم 235 یا پلوتونیوم استفاده می شود. انرژی هسته ای در نیروگاه های هسته ای تولید می شود، در یخ شکن های هسته ای، زیردریایی های هسته ای استفاده می شود. علاوه بر این، تلاش هایی برای ایجاد یک موتور هسته ای برای هواپیما (هواپیماهای هسته ای) و تانک های "هسته ای" انجام شد.