La Nuclear radiation, na kilala rin bilang radioactivity, ay ang kusang paglabas ng mga particle, radiation, o pareho. Ang mga particle na ito ay nagmula sa pagkabulok ng ilang radioactive nuclides. Ito ay isang mahalagang proseso sa pagbuo ng elektrikal na enerhiya sa mga planta ng lakas na nukleyar, kung saan ang atomic nuclei ay naghiwa-hiwalay sa pamamagitan ng nuclear fission, na naglalabas ng napakalaking halaga ng enerhiya.
Sa buong artikulong ito ay idetalye natin kung ano ang eksaktong nuclear radiation, ang mga katangian nito, mga uri, at ang kaugnayan nito kapwa sa larangang siyentipiko at sa ating pang-araw-araw na buhay.
pangunahing katangian
La radioactivity Ito ay resulta ng pagkabulok ng hindi matatag na atomic nuclei. Ang mga nuclei na ito ay walang sapat na nagbubuklod na enerhiya upang hawakan ang kanilang mga sarili nang sama-sama at samakatuwid ay kusang naghiwa-hiwalay. Ang kababalaghan ay natuklasan noong ika-19 na siglo ng French physicist na si Antoine-Henri Becquerel, nang hindi niya sinasadyang makita ang ari-arian ng uranium salts upang maitim ang mga photographic plate. Nang maglaon, pinalawak ni Marie Curie ang kaalaman tungkol sa radyaktibidad, na natuklasan ang mga radioactive na elemento tulad ng polonium at radium.
Mayroong dalawang uri ng radyaktibidad: natural y artipisyal. Ang natural na radioactivity ay kusang nangyayari sa kapaligiran, sa mga elemento tulad ng uranium o radon. Gayunpaman, ang aktibidad ng tao ay maaari ring magdulot ng artipisyal na radyaktibidad, gaya ng nangyayari sa mga nuclear power plant o nuclear medicine. Bagama't pareho silang bumubuo ng mga pisikal na epekto, ang kanilang pinagmulan ay nag-iiba.
Maaaring tumaas ang radioactivity dahil sa iba't ibang salik na nahahati sa mga natural na sanhi o hindi direktang interbensyon ng tao. Halimbawa, ang aktibidad ng bulkan ay maaaring maglabas ng malalaking halaga ng radioactive na materyales, habang ang pagmimina o paghuhukay ay maaari ding makahukay ng mga materyales na naglalabas ng radiation.
- Mga natural na sanhi. Ang mga halimbawa ng radioactive emissions ay ang mga pagsabog ng bulkan na naglalabas ng mga radioactive na materyales na nasa ilalim ng lupa.
- Hindi direktang mga sanhi ng tao. Ang mga paghuhukay ng minahan o pagtatayo ng imprastraktura na may kasamang pagbabarena nang malalim sa lupa ay maaaring maglabas ng natural na radioactivity na naipon sa ilalim ng lupa.
Mga uri ng radiation ng nukleyar
Sa pangkalahatan, ang nuclear radiation ay maaaring uriin sa tatlong uri: alpha (α), beta (β) y gamma (γ). Ang mga uri ng radiation na ito ay may iba't ibang mga katangian, enerhiya at mga kakayahan sa pagtagos sa mga tisyu at materyales.
Mga maliit na butil ng Alpha
Ang mga particle ng alpha (α) ay mataas na paglabas ng enerhiya, na binubuo ng dalawang proton at dalawang neutron, na ginagawang ang radiation na ito ay isa sa pinakamababang tumagos. Sa kabila ng kanilang mas maikling hanay, ang mga ito ay lubhang nakakapinsala kung ang mga particle ng alpha ay namamahala na makipag-ugnayan sa mga panloob na bahagi ng katawan, tulad ng mga baga, na nilalanghap o natutunaw. Ang kapasidad ng pag-ionize ng mga particle na ito ay mataas, kaya kahit na sa maliit na dami maaari silang maging mapanganib sa mga panloob na nabubuhay na tisyu.
Mga partikulo ng beta
Taliwas sa mga particle ng alpha, ang mga particle ng beta (β). mga paglabas ng elektron. Ang mga particle na ito, kahit na mas maliit at mas mabilis, ay may mas malaking kapasidad sa pagtagos. Ang ilang milimetro ng aluminyo ay maaaring humarang sa kanila, ngunit kung tumagos sila sa balat o natutunaw, ang kanilang potensyal para sa pinsala ay malaki. Ang mga ito ay ibinubuga ng maraming radioactive na elemento, tulad ng tritium o carbon-14.
Gamma radiation
Ang gamma (γ) ray ay electromagnetic waves na, dahil walang mass, ay madaling dumaan sa mga materyales na magpapahinto sa mga particle ng alpha o beta. Ang tingga ay isa sa ilang mga materyales na maaaring sumipsip ng isang magandang bahagi ng mga radiation na ito. Ang mga sinag ng gamma ay sobrang masigla at lubos na tumatagos, na ginagawa itong isa sa mga pinaka-mapanganib na uri ng radiation kung hindi gagawin ang tamang mga hakbang sa proteksyon.
Nuclear radiation sa mga power plant
Ang mga nuclear power plant ay mga pasilidad kung saan ang kuryente ay nalilikha sa pamamagitan ng pagsasamantala mga reaksyon ng nuclear fission. Ang prosesong ito ay nangyayari kapag ang nucleus ng isang atom ng isang materyal tulad ng uranium o plutonium ay nahati sa dalawang mas maliit na nuclei pagkatapos ng banggaan sa isang neutron.
Ang init na nabuo sa reaksyong ito ay ginagamit upang makabuo ng singaw na, sa turn, ay nagtatakda sa mga motion turbine na konektado sa mga de-koryenteng generator. Ang pangunahing bahagi ng mga halaman na ito ay ang sistema ng paglamig, na nagpapanatili sa reactor core sa ligtas na temperatura.
Kapag ang mga reaksyon ng fission sa mga nuclear power plant ay naglalabas ng mga karagdagang neutron, maaari silang mag-udyok ng higit pang mga fission sa ibang kalapit na nuclei, na lumilikha ng chain reaction na nagbibigay-daan para sa patuloy na produksyon ng enerhiya. Gayunpaman, ang parehong reaksyon ay dapat na maingat na kontrolin upang maiwasan ang mga sakuna tulad ng insidente sa Chernobyl noong 1986.
Ang siklo ng tubig sa loob ng mga nuclear power plant ay medyo simple:
- Ang fission ng uranium ay naglalabas ng sapat na enerhiya upang magpainit ng tubig.
- Ang singaw na nabuo ay nagtutulak sa mga turbine.
- Ang mga turbine ay gumagawa ng elektrikal na enerhiya.
- Ang singaw ay pinalamig sa mga condenser at ang tubig ay muling ginagamit.
Ang pamamahala ng radioactive waste ay isa pa sa mga malalaking hamon ng mga nuclear power plant. Ang mga basurang nabuo, tulad ng mga produktong fission, ay nananatiling radioactive sa loob ng libu-libong taon. Sa pangkalahatan, ang mga ito ay iniimbak sa mga swimming pool o sa mga espesyal na tangke na idinisenyo upang maiwasan ang anumang pagtagas sa kapaligiran.
Kontrol at pagtuklas ng nuclear radiation
Upang makontrol at matukoy ang nuclear radiation, ginagamit ang mga espesyal na aparato tulad ng Geiger counter at ang mga ionization chamber. Ang mga tool na ito ay nagpapahintulot sa amin na sukatin ang dami ng radiation na naroroon sa isang partikular na lugar at sapat na protektahan ang parehong mga manggagawa at ang pangkalahatang populasyon.
Sa mga lugar na may mataas na peligro, tulad ng mga nuclear power plant, ang mga kontrol sa radiation ay inilalapat sa lahat ng oras upang matiyak ang kaligtasan. Bilang karagdagan, ang mga materyales na naglalabas ng radiation, maging ang mga basura o mga materyales na ginagamit sa nuclear medicine, ay pinangangasiwaan sa ilalim ng mahigpit na mga protocol sa kaligtasan.
Paggamit ng nuclear radiation
Bagaman kapag iniisip ang tungkol sa nuclear radiation, ang agarang kaugnayan ay maaaring sa mga sakuna at panganib, ang katotohanan ay mayroon itong maraming mga kapaki-pakinabang na aplikasyon sa iba't ibang larangan:
- En gamot, ay ginagamit para sa pagsusuri at paggamot ng mga sakit. Ang radiotherapy, halimbawa, ay gumagamit ng radiation upang patayin ang mga selula ng kanser.
- En industrya, ang gamma radiation ay ginagamit para sa isterilisasyon ng pagkain at kagamitang medikal.
- En agrikultura, ay maaaring gamitin upang mapabuti ang mga pananim sa pamamagitan ng pag-iilaw, na tumutulong sa pag-alis ng mga peste nang hindi napinsala ang produkto.
- Sa siyentipikong pagsisiyasat, pinagana ng radiation ang mahahalagang pagsulong sa molecular biology at particle physics.
Ang naaangkop at kontroladong paggamit ng radiation ay mahalaga upang maiwasan ang mga posibleng masamang epekto nito, ngunit ang mga benepisyo nito ay patuloy na magbabago sa mga pangunahing sektor tulad ng medisina, industriya o agrikultura.
Mga epekto ng radiation sa mga tao
Ang potensyal para sa pinsala mula sa nuclear radiation sa mga buhay na nilalang ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan. Ang tagal ng pagkakalantad at ang uri ng radiation ay dalawa sa pinakamahalaga. Sa mababang dosis, ang radiation ay maaaring hindi magdulot ng agarang epekto, ngunit sa mas malalaking halaga o pagkatapos ng matagal na pagkakalantad, ang radiation ay maaaring mag-trigger ng genetic mutations, sakit tulad ng cancer, o kahit kamatayan.
Ang mga epekto ng radiation ay nahahati sa mga epekto mga determinista y stochastics:
- Mga deterministikong epekto: Nangyayari ang mga ito pagkatapos ng pagkakalantad sa malalaking dosis ng radiation, na nagiging sanhi ng agarang pinsala, tulad ng radiation burn o acute radiation syndrome.
- Stochastic effect: Ito ang resulta ng matagal na pagkakalantad sa maliliit na dosis, na nagdaragdag ng panganib na magkaroon ng kanser sa apektadong populasyon.
Napakahalaga na ang radiation ay sinusubaybayan at kinokontrol sa ilalim ng mahigpit na mga regulasyon upang mabawasan ang mga panganib kung saan nalantad ang populasyon.
Mahalaga rin ang personal na proteksyon sa mga lugar ng trabaho na may mga panganib sa radiological, kabilang ang paggamit ng mga espesyal na damit, mga dosimeter upang sukatin ang pagkakalantad, at mga hadlang sa proteksyon.
Ang nuclear radiation, bagama't maaari itong makapinsala kung hindi mapangasiwaan nang maayos, ay isang napakahalagang kasangkapan sa agham, medisina, industriya, at iba pang larangan. Sa pagsulong ng teknolohiya, ang mga paraan upang mapangasiwaan ito nang ligtas at mahusay ay lalong nagiging perpekto.