УВОД
Зрачење је процес у коме енергетске честице или енергетски таласи путују кроз
вакуум, или кроз материју која није неопходна за њихово простирање. Таласи самог
медијума, као што су водени или звучни таласи, обично се не сматрају зрачењем у овом
смислу.
Зрачење се може поделити на јонизујуће и нејонизујуће зрачење у зависности од
тога да ли јонизује околну материју. Израз зрачење се обично колоквијално примењују
само на јонизујуће зрачење (као што су икс зраци, гама зраци), али израз се може
применити такође и на нејонизујуће зрачење (радио таласи, микроталаси, топлоту и
видљиву светлост). Честице или таласи зраче (тј. путују у свим правцима) од извора
зрачења. Ово гледиште је довело до система мера и физичких јединица које се могу
применити на све типове зрачења. Пошто се зрачење шири како пролази кроз простор, а
његова енергија одржава (у вакууму), снага свих врста електромагнетског зрачења је
обрнуто сразмерна квадрату растојања од извора.
1. ПОЈАМ ЗРАЧЕЊА
Зрачење – радијацију, представља енергија коју честице материје или
електромагнетни таласи усмерено носе кроз простор, а продиру кроз чврсту материју.
Атом се састоји од позитивног атомског језгра, у коме се налазе позитивно
наелектрисани протони и неутрални неутрони који чине готово целокупну масу атома, и
електронског омотача у којем је у неутралном стању онолико неутрона колико у језгру
има протона. Унутар језгра владају најснажније силе које су познате као нуклеарне силе.
При одређеним условима атоми могу примити или отпустити један или више електрона,
па постају позитивно, односно негативно наелектрисани тј. постају јони.
Ексцитација је појава код које, услед дејства спољних фактора, атом прима
одређену енергију услед чега један или више електрона прелазе у вишеквантно стање.
Ексцитација се обично дешава на удаљеним орбиталама, па је и потенцијална енергија при
томе мала, те се изражава у облику мање продорне светлосне енергије
Извори зрачења могу бити:
•
природни (космичко зрачење; електромагнетно зрачење; радионуклеиди
земаљског порекла; геомагнетско итд.)
•
антрополошки (радионуклеиди настали при пробним нуклеарним
експериментима, рад нуклеарних објеката, машине, уређаји и технологије у медицини;
машине, уређаји и технологије у машинству, домаћинству итд.).
Споменута зрачења, како природних тако и антропогених извора, могу се поделити
на:
-
јонизујућа зрачења
-
нејонизујућа зрачења
На слици 1. приказан је спектар електромагнетног зрачења. Између појединих
спектралних области не постоје оштре границе.
Слика 1. Спектар електромагнетног зрачења
језгра, које се назива и језгро родитељ, настаје ново језгро, потомак, које може да има
редни број Z и/или масени број А различит од језгра родитеља.
Слика 2. Симбол радиоактивности
Атоми са истим бројем протона, а различитим бројем неутрона зову се изотопи.
Изотопи имају иста хемијска својства, а различиту масу. Изотопи могу бити:
• стабилни
• нестабилни (радионуклиди или радиоизотопи)
Стабилност, односно нестабилност језгра је условљена односом протона и
неутрона. Уколико је однос оптималан, језгро је стабилно. Нпр. језгро са 2 протона и 2
неутрона је стабилно језгро. Пошто се протони међусобно одбијају, присутност неутрона
успоставља равнотежу у језгру.
Нестабилни изотопи, односно радиоактивни изотопи или радионуклиди су атоми
који имају однос протона и неутрона већи или мањи од односа потребног за стабилност.
Нестабилни изотопи теже да буду стабилни, а то се постиже ради оактивним распадом.
Последица радиоактивног распада је мењање масе и/или хемијских својстава
радионуклида уз истовремено емитовање јонизујућег зрачења.
Слика 3. Распад нестабилних елемената
Сви елементи изнад редног броје 82 (олово) су нестабилни јер одбојним силама
протона више нису довољни неутрони као равнотежа. Наиме, превелика је концентрација
протона на једном месту.
Живот сваког радионуклида је ограничен. Време полураспада или време
полуживота радиоактивне честице је време потребно да се 50% првобитних честица
распадне чинећи 'стабилне' честице. Време полураспада је јединствено за сваки
радионуклид. Креће се у распону од једне секунде па до милијарду година.
2.2. Радиоактивни распад
Радиоактивни распад је спонтана трансформација језгра нестабилног изотопа
једног хемијског елемента у изотопе другог елемента уз емисију радиоактивног зрачења,
односно α-честица, β-честица или γ-кваната.
Алфа и бета зраци различито скрећу у магнетном пољу (слика 4.), на основу чега је
закључено да је реч о честицама супротног наелетрисања и различите масе. Гама-зрачење
не скреће у магнетном пољу и се одликује изузетном продорношћу.
Слика 4. Пролазак снопа радиоактивног трачења кроз магнетно поље
Слика 5. Врсте зрачења и њихова продорна моћ
