Kas ir jonizējošais starojums?

Nejonizējošā starojuma veidi, kas tiek uzskatīti par samērā drošiem ar kontrolētu iedarbību, ietver redzamās gaismas viļņus, mikroviļņu enerģiju un infrasarkano gaismu, piemēram, maizes sildīšanai izmanto tosteri. Šīm starojuma formām ir ārkārtīgi gari viļņu garumi, salīdzinot ar jonizējošo starojumu, un tie ātri zaudē jaudu attāluma dēļ vai var viegli atstaroties no virsmas. Jonizējošā starojuma iedarbības briesmas lielā mērā ir saistītas ar augstfrekvences viļņiem, ko tas pārnēsā, kas zināmā mērā var iekļūt lielākajā daļā materiālu un mainīt to ķīmisko struktūru, nojaucot parastās ķīmiskās saites.

Parasti sastopamajiem jonizējošā starojuma veidiem ir dažādi enerģijas izdalīšanās līmeņi. Tipisks viena atoma vai molekulas jonizācijas process apkārtējai zonai atbrīvo 33 elektronvoltu enerģiju, kas ir pietiekami, lai pārrautu lielāko daļu ķīmisko saišu veidu. Šis enerģijas izdalīšanās līmenis tiek uzskatīts par īpaši svarīgu, jo tas spēj saraut saites starp oglekļa atomiem, uz kurām balstās visas dzīvības formas uz Zemes.

Alfa daļiņu emisiju, kurā ir iesaistīti divi protoni un divi neitroni, rada tādi radioaktīvie elementi kā radons, plutonijs un urāns. Tās ir lielākās masas jonizējošā starojuma daļiņas, un tas nozīmē, ka tās nevar nokļūt tālu, pirms tās neaptur barjera. Viņiem trūkst enerģijas, lai iekļūtu cilvēka ādas ārējos slāņos, bet, ja tie tiek norīti caur gaisu vai ūdeni, tie var izraisīt vēzi.

Beta daļiņu starojums rodas no brīvām daļiņām atoma kodolā, kas atgādina elektronus. Šīm daļiņām ir daudz mazāka masa nekā alfa daļiņām, un tāpēc tās var pārvietoties tālāk. Tos ražo arī reti elementi, piemēram, stroncija, cēzija un joda izotopi. Beta daļiņu jonizējošā starojuma ietekme lielās devās var būt smaga, izraisot nāvi, un tā ir viena no galvenajām kodolieroču detonācijas radioaktīvo nokrišņu sastāvdaļām. Nelielos daudzumos tie ir noderīgi vēža ārstēšanai un medicīniskai attēlveidošanai. Šīs daļiņas ir noderīgas arī arheoloģiskajos pētījumos, jo nestabilus oglekļa elementus, piemēram, oglekli-14, var izmantot, lai datētu fosilās atliekas.

Gamma staru jonizējošo starojumu rada gamma fotoni, kas bieži tiek izstaroti no nestabiliem atomu kodoliem kopā ar beta daļiņām. Lai gan tie ir fotonu veids, kas nes gaismas enerģiju, piemēram, parasto redzamo gaismu, gamma fotonam ir 10,000 reižu vairāk enerģijas nekā standarta baltās gaismas fotonam. Šīm emisijām nav tādas masas kā alfa daļiņām, un tās var nobraukt lielus attālumus, pirms zaudē savu enerģētisko lādiņu. Lai gan gamma starus bieži klasificē ar rentgena stariem, tos izstaro atoma kodols, bet rentgena starus izstaro elektronu apvalki ap atomu.

Jonizējošā starojuma noteikumi stingri ierobežo gamma staru iedarbības līmeņus, lai gan tie dabiski sastopami zemā līmenī, un tos rada kālija-40 izotops, kas atrodams augsnē, ūdenī un pārtikas produktos, kuros ir daudz kālija. Gamma starojuma rūpnieciskā izmantošana ietver radiogrāfijas praksi, lai kartētu plaisas un tukšumus metinātajās daļās un metāla kompozītmateriālos, piemēram, lidmašīnu ātrgaitas reaktīvo dzinēju turbīnās. Gamma staru starojums tiek uzskatīts par visbīstamāko starojuma veidu dzīvām būtnēm lielās devās, un tiek uzskatīts, ka, ja gamma staru zvaigzne eksplodētu 8,000 gaismas gadu attālumā no Zemes, tā varētu iznīcināt pusi no Zemes ozona slānis, padarot mūsu pašu Saules jonizējošā starojuma iedarbību daudz kaitīgāku cilvēku veselībai.