قرارگاه پدافند پرتویی
آموزش »
آموزش عمومی
»
مبانی تابش
شناسه : 4406426
تاریخ ارسال : 14:38 - 1397/05/14

پیش از صحبت کردن در رابطه با اصول پدافند پرتوی، لازم است با مفاهیم مقدماتی آن، همچون تابش، هسته‌های پرتوزا( رادیونوکلئیدها)، پرتوگیری، پیامدهای بهداشتی پرتوگیری و غیره، آشنا باشیم. از این رو قصد داریم در سلسله مقالاتی کوتاه به آموزش این مفاهیم بپردازیم.

مبانی تابش

  واژ­ه­ ی تابش اشاره به انتقال انرژی دارد. تابش می­ تواند بطور طبیعی از طریق واپاشی پرتوزای اتم­ های ناپایدار یا توسط دستگاه خارجی تولید شود. تابش از منبع خود به صورت امواج انرژی( یا ذرات حامل انرژی) انتقال می­ یابد. انواع مختلفی از تابش وجود دارد که هر کدام دارای خواص و اثرات متنوعی هستند.

تابش­های یونساز و غیر یونساز

تابش را می توان بر اساس انرژی آن به دو دسته تقسیم نمود: تابش یونساز و غیر یونساز.

  تابش غیر یونساز انرژی کافی برای حرکت اتم­ ها در یک مولکول یا ایجاد ارتعاشات اتمی و مولکولی را دارد، اما برای حذف الکترون­ها از اتم کافی نیست. امواج رادیویی، نور مرئی و میکرو موج­ها نمونه­ هایی از این نوع تابش هستند.

  تابش یونساز دارای انرژی زیادی است که می ­تواند سبب جدایی الکترون­ها از اتم شود، این فرایند یونیزاسیون نام دارد. تابش یونساز می ­تواند اتم­ های موجودات زنده را تحت تأثیر قرار دهد. لذا، این نوع تابش می­ تواند با آسیب رساندن به بافت و DNA  در ژن­ها باعث ایجاد پیامدهای بهداشتی(سواثر بر سلامتی)  ­شود. تابش ­های یونساز از منابع مختلفی مانند  دستگاه­ های اشعه ایکس، ذرات کیهانی و عناصر پرتوزا تولید می­ شوند.در مورد عناصر پرتوزا، تابش یونساز به عنوان واپاشی پرتوزای اتم­ های این عناصر گسیل می­ شود.

  واپاشی پرتوزا نشر انرژی در قالب تابش یونساز است. این تابش یونساز، می ­تواند شامل ذرات آلفا، بتا یا پرتو گاما باشد. واپاشی پرتوزا در اتم­ های ناپایدار (رادیونوکلئیدها) رخ می­ دهد.

طیف الکترومغناطیسی

  در شکل زیر، طرح­واره­ی طیف تابش الکترومغناطیس قابل مشاهده است. بسامد و انرژی تابش از چپ به راست افزایش می­ یابد.

 

 

در ادامه شرح مختصری از انواع تابش­ های یونساز بیان خواهد شد.

انواع تابش یونساز

ذرات آلفا                                                             

ذرات آلفا (α) دارای بار الکتریکی مثبت بوده و از دو نوترون و دو پروتون تشکیل شده­ اند. ذرات آلفا حاصل واپاشی سنگین­ ترین عناصر پرتوزا مانند اورانیوم، رادیوم و پولونیوم هستند. با وجود اینکه ذرات آلفا بسیار پر انرژی هستند، اما بسیار سنگین­ اند و قادر به طی مسیر در فواصل دور از اتم نیستند.

  اثر ذرات آلفا بر سلامت افراد( پیامدهای بهداشتی) شدیداً به این موضوع وابسته است که، یک فرد چگونه در معرض این ذرات قرار می ­گیرد. ذرات آلفا از انرژی لازم برای نفوذ به لایه­ ی بیرونی پوست برخوردار نیستند. بنابراین، اگر فرد به صورت خارجی در معرض ذرات آلفا قرار گیرد، نگرانی زیادی وجود نخواهد داشت اما ذرات آلفا در داخل بدن می توانند بسیار خطرناک باشند.  اگر منابع نشر ذرات آلفا از طریق استنشاق، بلع و یا جراحت وارد بدن انسان شوند، می­ توانند موجب آسیب به بافت زنده­ ی حساس شوند. این ذرات در صورت نفوذ به بدن نسبت به سایر انواع تابش خطرناک­ ترند، زیرا موجب یونش­ های نزدیک به هم می­ شوند و می­ توانند تمام انرژی خود را در چند سلول آزاد سازند. این امر باعث آسیب جدی به سلول­ها و DNAمی­شود.

ذرات بتا

ذرات بتا (β)، ذراتی کوچک ،سریع و دارای بار الکتریکی منفی( یک واحد) هستند. این ذرات طی واپاشی پرتوزای هسته­ ی اتم گسیل می­ شوند. ذرات بتا توسط برخی از اتم­ های ناپایدار مانند 3H(تریتیوم)، 14Cو 90Srمنتشر می­ شوند.

  ذرات بتا نسبت به ذرات آلفا قدرت نفوذ بیش­تری دارند. با این وجود، به علت این که یونش ناشی از این ذرات وسعت فضایی بیش­تری دارد، آسیب کم­تری در بافت­ های زنده و DNAایجاد می­ کنند. این ذرات در هوا نسبت به ذرات آلفا برد بیش­تری دارند، اما می ­توانند توسط یک لایه لباس یا یک لایه­ ی نازک از یک ماده مانند آلومینیوم متوقف شوند. برخی از ذرات بتا قادر به نفوذ به پوست و ایجاد آسیب­ هایی مانند سوختگی پوست هستند. با این حال، مانند منابع ذرات آلفا، منابع ذرات بتا نیز هنگامی که از طریق استنشاق یا بلع وارد بدن شوند، خطرناک­ تر هستند.

پرتوهای گاما

پرتوهای گاما  (γ) بسته­ هایی فاقد وزن هستند، که فوتون نامیده می­ شوند. برخلاف ذرات آلفا و بتا که دارای انرژی و جرم هستند، پرتوهای گاما انرژی خالص هستند. پرتوی گاما شبیه به نور مرئی است، اما دارای انرژی بسیار بیش­تری است.

این پرتوها اغلب همراه با ذرات آلفا یا بتا طی واپاشی پرتوزا منتشر می­ شوند.

  پرتوهای گاما برای کل بدن مخاطره­ آمیز هستند. این پرتوها، بر خلاف ذرات آلفا و بتا، به راحتی از موانعی مانند پوست و لباس عبور می ­کنند. پرتوهای گاما دارای قدرت نفوذ بالایی هستند. برای جلوگیری از نفوذ این پرتوها ممکن است، چندین سانتی­ متر از مواد جامد مانند سرب و یا حتی چندین سانتی متر بتن مورد نیاز باشد.پرتوی گاما می­ تواند به طور کامل از بدن انسان عبور کند. این پرتوها طی عبور از بدن می­ توانند باعث یونش شوند، که به بافت و DNAآسیب می­ رساند.

پرتوهای-x

به دلیل استفاده از پرتوهای-xدر پزشکی، این پرتوها برای عموم مردم نام آشنا هستند. پرتوهای-xهمانند پرتوهای گاما از فوتون­ های انرژی تشکیل شده­ اند. این دو نوع پرتودارای ویژگی­ های اساسی مشابه هستند، اما از قسمت­های مختلف اتم ساطع می­شوند.پرتوهای-xطی فرایندی خارج از هسته­ی اتم گسیل می­شوند، اما پرتوهای گاما درون هسته ایجاد می­شوند. این پرتوها به طور کلی انرژی کم­تر و بنابراین قدرت نفوذ کم­تری نسبت به به پرتوهای گاما دارند. پرتوهای-xبه طور طبیعی یا با استفاده از تجهیزات الکتریکی تولید می­شود.

 در عمل روزانه هزاران مورد از تجهیزات پرتو-xدر پزشکی استفاده می­شود. در توموگرافی کامپیوتری، که معمولاً به عنوان یک CT اسکن شناخته می­شود، از تجهیزات پرتو-xویژه برای ساخت تصاویر دقیق از استخوان­ها و بافت نرم در بدن استفاده می­شود.پرتوهای-xپزشکی تنها منبع مصنوعی تولید بشر است که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می­گیرد.این پرتوها  همچنین در صنعت جهت بازرسی و کنترل فرایند نیز مورد استفاده قرار می­گیرند.

پنل کاربری