Иондаушы сулеленулер жне оларды сипаттамасы

ндірістік орта жадайында жне кнделікті тіршілік етуі барысында, адам азасына ультраклгін, инфраызыл, лазерлік, оптикалы жне радиожиілік диапазондарындаы электромагниттік сулеленумен атар, иондаушы (иондандырыш) сулеленулер (ИС) де сер етуі ммкін.

Рентген сулеленуіні жне радиактивті ыдырауды ашылуымен атар адам бір уаытта - иондаушы сулеленуді заымдаушы серінен орану туралы мселеге кездесті.

XIX асырды аяы мен XX асырды бірінші жартысы ИС-ге байланысты крнекті жаалытар ашылуымен есте алды:

- 1895 ж Вюрцбург университетіні физика ылымыны профессоры Вильгельм Конрад Рентген атты денелерден тетін, ауада бірнеше метрге таралатын абілеті бар Х- сулеленуді ашты. Кейін бл сулеленулер рентген сулелері деп аталды, ал адамзат тарихындаы бірінші рентгенограмма Рентгенні йелі – Бертаны ол шыны бейнесі болды;

- 1896 ж Анри Беккерель уранны здігінен кзге крінбейтін сулелер шыаратынын байады. Бл былыс белсенділік деп, ал сулеленуді зі – иондаушы сулелену деп аталды;

- 1899 ж француз физигі Пьер Кюри жне оны йелі, Польшаны крнекті алымы Мария Склодовская-Кюри радий мен полонийді белсенділік асиетін ашты. Пьер Кюри радийді серін з олыны терісінде зерттеді, ал Мария Склодовская-Кюри зерттеу рдісі кезінде ол затты жне зертханалы ыдысты жиі олында стады. Оларды ылыми ол жазбаларыны радиация дегейі азіргі уаыта дейін лкен екені белгілі;

- 1899 ж крнекті аылшын физигі Эрнест Резерфорд белсенді заттарды (РЗ) ыдырауы кезінде шыатын альфа- жне бета-сулеленулерді ашты. Мнан рі арай ол РЗ-ні ыдырау теориясын рды, ал одан кейінгі жылдарда азот атомдарын альфа – блшектерімен сулеленуге шыратанда оттегі атомдары пайда болатыны байады, яни алаш рет жасанды ядролы айналымдарды ммкіндігі ашылды.

- 1930 ж бериллий, литий жне борды ядроларын бомбалау (сулеленумен сер ету) кезінде протондармен атар сулеленуді згеше белгісіз трі пайда болатыны аныталды, оны алашында бериллий сулелері деп атап, кейін аылшын физигі Дж. Чедвик жне онымен бір уаытта осы сулеленуді зерттеген Фредерик Жолио-Кюри, оларды бейтарап блшектер кйінде болатынын крсетіп, нейтрондар деп атады;

- 1935 ж Ирэн Кюри жне Фредерик Жолио-Кюри жасанды белсенділік саласында жаалытар ашты;

1928 ж Стокгольмде болан радиологтарды II Халыаралы конгресінде рентген сулелері мен радий сулелерінен орау жнінде Халыаралы комиссия рылды, ол 1950 жылы радиациядан орау жніндегі Халыаралы комиссия (РХК) деп айта аталып, халыты р трлі санаттарыны сулелену серіне шырауыны рсат етілген дегейлері бойынша сыныстар дайындауда маызды роль атарады.

Сонымен, иондаыш сулелену – бл, затпен зара рекеттескен кезде, затты атомдары мен молекулаларыны иондануына жне озуына кеп соатын сулелену. Иондаушы сулеленулер зіні физикалы табиатына байланысты электромагниттік (фотонды) жне корпускулярлы (блшектер) болып блінеді.

ИС-ті бірінші тобына энергиясы жоары рентген жне -сулеленулері жатады. Физикалы асиеттері бойынша, рентген жне -сулелері арасында негізінде айырмашылы жо. Фотонды сулеленуді шыу тегіне байланыссыз, энергиясы оларды 250 кэВ дейін болан кезде, олар рентген сулесіне, ал 250 кэВ – тан жоары боланда, гамма- сулеленуге жатады.

Егер, ИС-ті бл трлеріні шыу тегіне келсек, сулеленуді тежелулік жне характеристикалы(характеристические) деп аталатынтрлерге блінетінін айта кету керек. Тежелулік сулелену жылдамданан зарядталан блшектерді (электрондарды) атом ядроларыны электрлік рістерінде тежелуі кезінде пайда болады. Характеристикалы сулелену электронны сырты орбиталарыны бірінен ішкі орбитада пайда болан бос орына туі кезінде пайда болады. Негізінен, тежелулік жне характеристикалы сулеленуді рентген сулелеріне, ал ядроларды згеруі кезінде пайда болатындарын – гамма-сулеленуге жатызады. Мндай бліну кезінде рентген жне - сулелеріні спектрлері біріні спектрін бірі жабады.

ИС-ті екінші тобына, яни, корпускулярлы сулеленулерге, кеістікте жоары жылдамдыпен озала алатын жне атомдарды иондануымен озуын тудыратын, кинетикалы энергиясыны оры лкен, зарядталан блшектер жатады. Бл топа электрондар мен позитрондар (-блшектер), протондар (сутегі ядролары), дейтрондар (дейтерий ядролары), -блшектер (гелий ядролары) жне ауыр иондар (баса элементтерді ядролары) кіреді. Блардан баса, корпускулярлы сулеленуге заряды жо нейтрондар жне теріс зарядты мезондар жатады.

Иондаушы сулеленуді р трлі трлері - белгілі бір иондаышты жне енгіштік абілетімен сипатталады.

-блшектеріні иондандырыш абілеті лкен, енгіштік абілеті аз, ауада тетін жолыны зындыы 3 см – 11 см, ал адам азасыны тіндерінде – бірнеше микронды райды. Д. И. Менделеев кестесіні 83 атарынан (висмут-83) бастап, табии белсенді изотоптар альфа–белсенділікке ие. Жоарыда келтірілген асиеттеріне байланысты, альфа–сулесін сулелендіретіндер сырты сулеленуге шырататындар ретінде млде ауіпсіз, біра азаа тскен кезде (ингаляциялы жолмен, таам німдерімен, сумен) аса ауіпті.

Бета-сулесін сулелендіретіндер жеіл элементтер арасында да, ауыр элементтер арасында да кездеседі. -сулеленуді иондаыш абілеті, альфа-сулеленуге араанда тмен, біра енгіштік абілеті жоары. Бета-блшектерді ауада тетін жолыны зындыы 10 м – 15 м, ал аза тіндерінде – бірнеше миллиметрді райды.

Рентген жне -сулелері асиеттері бойынша бірдей. Рентген жне гамма-кванттарды ауада тетін жолдарыны зындыы жздеген метрмен, ал биологиялы орталарда – ондаан метрмен есептеледі. Бл сулеленулерді иондаыш абілеті жоары емес, біра оларды енгіштік абілеті жоары боландытан, нысанны тере жатан блігіндегі заттыатомдарымен серлесе алады.

Аталан иондаушы сулелену трлеріні «иондандырыш абілеті» бойынша келесі араатынастары белгілі:

: : = 10000 : 100 : 10;

сондай-а, «енгіштік абілеті» бойынша:

: : = 10 : 100 : 10000.

Нейтронды сулелену ядролы реакторларда - уран, плутоний ядролары ны блінуі рдісінде пайда болады. Заряды болмаандытан, нейтрондарды енгіштік абілеті жоары. Оларды ауіптілігі: нейтрондар траты атомдарды ядроларына оай еніп, оларды радиобелсенді етеді, нтижесінде туындаан радиация пайда болады. Нейтрондарды бл асиеті жасанды радиобелсенді изотоптар алуда олданылады.

Иондаушы сулеленуді сипаттау шін, сондай-а, «сулеленуді энергиясы» деген тсінік олданылады. Сулеленулерді енгіштік абілеті оларды энергиясына байланысты. Сулеленуді энергиясыэлектрон-вольтпен (эВ) крсетіледі. 1эВ – бл электрондарды, айырмашылыы 1 вольт, электр рісі арылы ткен кезде алатын энергиясы. Бл лшем бірлікті туындылары:

1 килоэлектрон – вольт (КэВ) = 1 х 10³ эВ;

1 мегаэлектрон – вольт (МэВ) = 1 х 10⁶ эВ.

Иондаушы сулелену энергиясы жздеген КэВ-тен бірнеше ондаан МэВ-ке дейін згеріп отырады.

ИС тіркеу дістері. Иондаушы сулеленулер заттармен (иондану, атомдарды озуы, екіншілік сулеленуді пайда болуы жне т.б.) рекеттесуі кезінде жретін, зіне тн физикалы рдістер бойынша лшенеді жне аныталады. Барлы жадайда да, иондануы немесе сонымен байланысты екіншілік эффектілері тіркеледі. Иондану эффектісін тікелей тіркеуге негізделген дісі иондандыру (ионизационный)дісі деп аталады.

Иондануды екіншілік эффектілері фотографиялы, люминесценттік, химиялы жне баса да дістерді кмегімен лшенуі ммкін.

Иондаушы сулеленуді тіркеуді фотографиялы дісі, оларды, крінетін жарыа сас, фотоэмульсияны арайтатын асиетіне негізделген. Бл діс корпускулалы сулеленуді сырты аындарын лшеу шін, квантты сулеленулерді дозаларын анытау шін, белсенділікті жне оны р трлі нысандарда таралуын зерттеу шін олданылады.

Аралас аындар болан жадайда (-, - сулеленулер жне басалар) р трлі сулеленуді серінен араю тыыздыын жеке-жеке тіркеу шін пленкаларды кп жолдыкассетаа салып ояды.

Фотографиялы дісті нейтрондарды тіркеу шін де олдануа болатынын айта кету керек. Бл кезде фотопленка нейтрондарды кадмий сзгісімен зара серлесуі кезінде пайда болан айта берілетін протондарды тіркейді. Бл сияты лшеулерге арнайы алы абатты («ядролы») эмульсиясы бар пленкаларды тадап алады.

Тіркеуді сцинтиллялы дісінде негізгі роль атарындар иондаушы сулеленуді серінен пайда болатын озан атомдар мен молекулалар. озан атомдарды негізгі (бастапы) жадайына туі жарыты жар етуімен жреді. Иондаыш сулеленуді кейбір заттардан жары (суле) шыаратын асиеті сулеленуді тіркеу шін олданылады. Осы аидаа негізделген детекторлар сцинтилляциялы есептегіштер деп аталады. Сцинтилляцилы детекторлар, кбінесе -, - жне -сулеленуді тіркеу шін олданылады.

Соы жылдарда иондаушы сулелену серінен кейбір атты денелерде жретін ерекше физикалы былыстарды пайдалануа негізделген дозиметрия дістері дами бастады. Бл былысты мні мынада: иондаушы сулеленуді серінен атты денеде (люминофорда) сіген энергия жиналады, бл энергия люминофорды осымша оздыран кезде босап шыуы ммкін. осымша оздыруды трлеріне байланысты люминесценцияны келесі дістерін ажыратады: радиофотолюминесценция (алдын ала сулеленуге шыратылан затты жарыпен оздыру); радиотермолюминесценция (алдын ала сулеленуге шыратылан затты ыздыру) жне хемилюминесценция (химиялы реакциялар кезінде блінетін энергияны серінен озуы).