Ionizující záření
Ionizující záření je souhrnné označení pro záření, jehož kvanta mají energii postačující k ionizaci atomů nebo molekul ozářené látky. Ionizující záření vzniká při radioaktivním rozpadu, vlivem kosmického záření nebo jej lze vytvořit uměle. Působení ionizujícího záření poškozuje organickou tkáň a může způsobit mutace, rakovinu, nemoc z ozáření i smrt. Využití ionizujícího záření je ve více lidských oborech, například v lékařství nebo výzkumu. K měření ionizujícího záření se využívají dozimetry.[1]
Charakteristika
editovatPro neutronové záření a záření beta je kvantifikace obtížnější, neboť i velmi pomalé částice (v případě neutronů) vstupují do jader a vyvolávají sekundární ionizaci prostřednictvím jaderných reakcí. Obdobný případ nastává v případě pozitronů, anihilujících s elektrony za vzniku velmi tvrdého záření γ.
S ohledem na charakter ionizačního procesu je možno ionizující záření rozdělit na přímo ionizující a nepřímo ionizující. Přímo ionizující záření je tvořeno nabitými částicemi (protony, elektrony, pozitrony atp.), které mají dostatečnou kinetickou energii k tomu, aby mohly vyvolat ionizaci. Nepřímo ionizující záření zahrnuje nenabité částice (neutrony, fotony atp.), které prostředí samy neionizují, ale při interakci s prostředím uvolňují sekundární přímo ionizující částice. Ionizace prostředí je zde tedy způsobena těmito sekundárními částicemi. Vznik ionizujícího záření souvisí se strukturou atomů a jejich jader.
Za energetickou hranici ionizujícího záření se obvykle považuje energie 12 eV[2] (tj. vlnová délka 100 nm) pro α, β a γ záření.
Jednou z veličin charakterizujících ionizující záření je lineární přenos energie.
Druhy ionizujícího záření
editovat
- Záření alfa (α) – samovolné odštěpení stabilních α-částic, tj. jader helia
- Záření beta (β) – záření urychlených elektronů nebo pozitronů, probíhá u jader s nadbytkem neutronů a dochází zde k tomu, že vzniklý neutron zůstává v jádře a elektron částice beta jádro opustí
- Záření gama (γ) – energetické fotony, tj. druh elektromagnetického záření
- Rentgenové záření (X) – elektromagnetické záření, které se částečně kryje se zářením gama
- Neutronové záření (n) – proud volných neutronů
- Kosmické záření – energeticky nabitá jádra, jako jsou protony, jádra helia a vysoce nabitá jádra těžších prvků (anglicky HZE ions).[3]
Záření se dělí na přímo ionizující, které tvoří proud elektricky nabitých částic (alfa, beta), a nepřímo ionizující, kde neutrální částice interaguje a k ionizaci dochází druhotně z výsledku této interakce, například elektrony uvolněnými při fotoelektrickém jevu.
Dále lze ionizační záření dělit na elektromagnetické záření, které tvoří proud nehmotných fotonů, a záření tvořící proud hmotných částic, jakými jsou jádra helia, elektrony, pozitrony a neutrony.
Zdroje ionizujícího záření
editovatPřírodní zdroje
editovat- kosmické záření
- sluneční záření
- přírodní radioizotopy
Umělé zdroje
editovat
- Urychlovače částic – Cyklotron, Synchrotron, případně lineární urychlovače mezi něž patří i rentgenky (Rentgen, CT, mamograf) a CRT obrazovky
- Jaderné zbraně
- Jaderný reaktor
- Uměle vytvořené nestabilní chemické prvky (neptunium, plutonium, americium, kalifornium atp.)
- Zařízení pro scintilační a stopovací diagnostické metody
- Terapeutická zařízení – cesiové a kobaltové gama ozařovače, Leksellův gama-nůž
- Radiofarmaka a tracery
Účinky na živé organismy
editovatIonizující záření, ve formě jak dlouhodobého slabého, tak i krátkodobého intenzivního ozáření, má negativní účinky na člověka a ostatní živé organismy. Působí-li na biologický materiál, dochází k absorpci ionizujících částic nebo vlnění atomy daného materiálu. To způsobuje vyrážení elektronů z jejich orbitalů a tvorbu kladně nabitých iontů (kationtů). Ionizované části molekul se stávají vysoce reaktivními a vedou k řadě chemických reakcí, které buňku buď rovnou usmrtí, nebo vedou ke změnám genetické informace (reakce radikálů s DNA způsobuje porušení fosfodiesterových vazeb a tím zpřetrhání jejího řetězce).
Detekce a měření
editovatDetektory ionizujícího záření se dělí podle nesené informace na detektory počtu částic (nespektrometrické detektory, určují pouze počet částic, nezjistí energii ionizačního záření) a na detektory spektrometrické (zjistí počet částic i jejich energii). Příkladem spektrometrického detektoru jsou scintilační detektory.
K měření jeho účinků se používají tyto jednotky:
Reference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku Ionizing radiation na anglické Wikipedii.
- ↑ ZEMKOVÁ, Barbora. Jak vybrat dozimetr? Objevte tajemství měření radiace. Elektrina.cz [online]. [cit. 2019-07-23]. Dostupné online.
- ↑ Směrnice Rady 96/29/Euratom ze dne 13. května 1996, kterou se stanoví základní bezpečnostní standardy na ochranu zdraví pracovníků a obyvatelstva před riziky vyplývajícími z ionizujícího záření [online]. Rada Evropské unie, 13. 05. 1996. Dostupné online.
- ↑ Kosmické záření, měření pozadí detektoru [online]. wikiskripta.eu [cit. 2021-10-27]. Dostupné online.
Související články
editovatExterní odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu ionizující záření na Wikimedia Commons - Přehled použití ionizujícího záření Archivováno 16. 10. 2007 na Wayback Machine.
- Ionizující záření kolem nás – proč je člověk vystaven radiaci po celý život
