Radiološka bezbednost pijaćih voda

Универзитет у Новом Саду

Природно-математички факултет

Департман за физику

РАДИОЛОШКА БЕЗБЕДНОСТ ПИЈАЋИХ ВОДА

Дипломски рад

Ментори:

Кандидат:

проф. др Наташа Тодоровић

Јелена Влаховић

проф. др Сања Бијеловић

Нови Сад, 2021.

Овим путем бих желела да се захвалим свом ментору, проф. др Наташи

Тодоровић, на неизмерној помоћи, како приликом студирања тако и приликом израде овог
рада.

Посебну захвалност дугујем и др Бранки Радуловић на помоћи око статистичке

обраде података изнесених у овом раду.

УВОД

Квалитет и безбедност пијаће воде су од круцијалног значаја за људски развој и

благостање, што је и препознато као основно људско право од стране Уједињених
Нација. Обезбеђивање здравствено безбедне воде је један од најзначајних
инструмената у промовисању здравља и смањивању сиромаштва.

Сам квалитет воде често је компромитован од стране људи и њихових

активности. Нуклеарне технике су ту да нам дају увид у факторе квалитета воде, али и
начине на који можемо одржавати квалитет воде, односно поправити загађену воду.

Када говоримо о здравствено безебедној води ми уствари подразумевамо

одсуство микробиолошких, хемијских и физичких опасности које након изложености
могу изазвати настанак обољења у популацији. Дужа изложеност

дравствено

небезбедној води може довести до поремећаја здравственог стања појединца. Посебном
ризику изложене су труднице, дојлије, деца, стари и болесни, али и жене и девојке
којима је здравствено безбедна вода неопходна за одржавање личне хигијене, а
недостатак исте може довести до поремећаја здравља.

ЈОНИЗУЈУЋЕ ЗРАЧЕЊЕ

Радиоактивност је процес у ком долази до спонтане трансформације језгра

приликом чега оно мења свој састав или енергетско стање. Са становишта радиоактивног
распада, сва језгра можемо поделити у две групе:

стабилна и нестабилна (радиоактивна).

Даље, радиоактивна језгра можемо поделити на

природна и вештачка

, односно она која су

произведена  у  нуклеарним  реакцијама.  Сва  ова  језгра  распадају  се  путем  алфа  или  бета
распада  приликом  чега  долази  до  промене  састава  језгра.  Као  последица  тога  створено
језгро  се  може  налазити  у  побуђеном  стању  и  емисијом  гама  зрачења  оно  ће  прећи  у
основно  стање.  Дакле,  и  алфа  и  бета  распад  праћени  су  емисијом  гама  зрачења,  које  је
електромагнетне природе. Ове врсте распада се разликују по својој енергији и продорној
моћи, па стога имају и различито дејство на жива бића.

Алфа зрачење може да буде заустављено листом папира и оно једва продире кроз

спољне слојеве епитела на кожи. На основу тога можемо закључити да овај тип радијације
није  опасан  уколико  алфа  честицу  не  унесемо  у  наш  организам  инхалацијом  или
ингестијом  или  уколико  она  не  продре  у  тело  кроз  неку  отворену  рану,  јер  тада  наноси
велика  оштећења.  Бета  радијација  је  продорнија  у  односу  на  алфа  и  она  може  да  прође
кроз један до два центиметра живог ткива. Док  је  у односу на претходне две врсте гама
радијација најпродорнија и она пролази кроз сва тела изузев кроз дебеле плоче од олова
или бетона. (Слика 1.1)

Слика 1. 1 Продорне моћи јонизујућег зрачења

Јонизујуће зрачење дефинише се као електромагнетно или честично зрачење које

има способност да изазове јонизацију молекула у материјалу. Када говоримо о врстама

знатно  већи  број  језгара  који  се  налази  ван  линије  стабилности  на  неутрон-протонској
шеми доживљава бета распад, независно од тога да ли су у питању лака или тешка језгра.
Периоди  полураспада  познатих  бета  емитера  крећу  се  у  веома  великом  опсегу,  као  и
укупна енергија која се ослабађа приликом овог распада, она се креће од 18 keV па све до
16.6  MeV.  Важно  је  нагласити  да  приликом  бета  распада  долази  до  трансформације
појединачних  нуклеона  и  до  стварања  честица  које  пре  тога  нису  постојале  у  језгру.
Разликјемо  три  типа  бета  распада,  то  су:  β

, β

и електронски захват (К захват). (Крмар,

2013)

Негативна бета честица (β

) је врло брзи електрон ког емитује језгро приликом

бета-минус распада. Радиоизотопи који имају вишак електрона се обично распадају на
овај начин. То значи да се емисија овог електрона дешава када се један неутрон из језгра
трансформише у протон, који остаје у језгру, и електрон који напушта језгро као β

честица. Осим овог електрона језгро емитује и антинеутрино, који са собом односи део
енергије распада. Ова честица нема наелектрисање и практично је без масе, те нема
утицаја на материју.

? →

? + ?

−

+ ?̃

?+1

(1.3)

Након бета минус распада број нуклеона је остао исти, а према томе и атомска

маса, те се може рећи да у бета распаду учествују изобари.

Позитивна бета честица (β

) је врло брзи позитрон. То је честица која има

идентичну масу као електрон, као и идентично наелектрисање, али супротног предзнака.
Ову честицу емитују језгра са вишком протона, односно мањком неутрона. Овај процес се
може објаснити претпоставком да се приликом позитронског распада један протон
трансформише у неутрон.

? →

? + ?

+ ?

?−1

(1.4)

Продукт овог распада је језгро које поседује један протон мање, али не долази до

промене атомског броја.

И последња могућност јесте да нестабилно језгро захвати један од орбиталних

електрона, најчешће оног са К-љуске. У том случају од једног протона и захваћеног
електрона настане неутрон. Овај процес се назива електронски или К-захват.

? + ?

−

→

?−1

+ ?

(1.5)

Продукт овог процеса има један протон мање у односу на почетно језгро, а редни

број насталог елемента је за један мањи.

Као и у случају алфа распада, применом закона одржања енергије могу се добити

услови под којима је бета распад могућ, али са мањом егзактношћу.

Експерименталним путем показано је да бета честице имају континуалан спектар.