|
§ 11.2. Modda bilan radiasiyaning o’zaro ta’siri fizikasi va kimyosi
To‟qnashish paytida ionlashtirishga etarli kinetik energiyaga ega bo‟lgan
zaryadli zarrachalar (elektronlar, protonlar,
zarrachalar) tashkil etgan
nurlanishlar bevosita ionlanuvchi nurlanish deyiladi. Zaryadlanmagan
zarrachalardan (neytronlar, fotonlar) iborat nurlanishlar bilvosita ionlanuvchi
nurlanish deyiladi. Bunday ionlanuvchi nurlanishlar yadro o‟zgarishlariga
sababchi bo‟ladi. O‟zining fizik tabiatiga ko‟ra ionlanuvchi nurlanishlar
elektromagnit va korpuskulyar turlarga bo‟linadi.
Elektromagnit nurlanishlarga rentgen va
nurlar kiradi. Bu nurlar fazoda
yorug‟lik tezligi bilan tarqaluvchi elektromagnit to‟lqinlardir. Rentgen nurlari
389
xarakteristik va tormozli tiplari mavjud. Tormozli nurlar katta tezlik bilan
harakatlanayotgan zaryadli zarrachalarning elektr maydonida tormozlanishi
paytida hosil bo‟ladi. Xarakteristik nurlar uyg‟ongan atomlarda ichki elektron
qobiqlarda energetik o‟zgarishlar natijasida hosil bo‟ladi.
nurlar
radioizotoplarda yadro o‟zgarishlari mahsulidir. Rentgen va
nurlar spektri
bir-biriga tutashib ketadi.
Korpuskulyar nurlanishlarga elektronlar va pozitronlar (
zarrachalar),
protonlar, deytronlar,
zarrachalar va og‟ir ionlar, neytronlar, mezonlardan
iborat oqimlarga aytiladi. Korpuskulyar nurlanishlar katta energiyaga ega
bo‟lib, moddalardagi atomlarni ionlashtirishi mumkin.
Ionlanuvchi nurlanishlarning biologik obyektlarga ta‟siri bosqichlari
11.2- jadvalda keltirilgan.
11.2-jadval
Ionlanuvchi nurlanishlarning biologik obyektlarga ta‟siri bosqichlari
N
Hodisalar
Bosqich davomiyligi
1.
Fizik-kimyoviy
bosqich
(ionlanuvchi
energiyaning ko‟chishi va uyg‟onish jarayoni)
s
8
12
10
10
2.
Kimyoviy
buzilishlar
(erkin
radikallar,
uyg‟ongan
molekulalarning
issiqlik
muvozanatigacha)
s
7
10
-bir
necha
soatgacha
3.
Biomolekulalar buzilishlari (oqsillar, nuklein
kislotalar va h.)
s
6
10
bir
necha
soatgacha
4.
Yerta biologik effektlar (hujayra halokati,
hayvonlar o‟limi)
Soatlar- haftalar
5.
Uzoq biologik effektlar (o‟simtalar hosil
bo‟lishi, genetik effektlar)
Yillar-yuz yillar
Zaryadlangan zarralar moddaga tushganda yadrolar va elektronlar bilan
ta‟sirlashadi, natijada moddaning va zarrachaning holati o‟zgaradi. Bunda asosiy
mexanizm
,
,
zarrachalarning moddada ionizasiya tormozlanishi natijasida
390
energiyasining bir qismining yo‟qolishidir, uning kinetik energiyasi modda
atomlarining ionlashiga sarf bo‟ladi. Zarralarning modda bilan ta‟siri miqdor
jihatdan 3 ta kattalik bilan aniqlanadi: solishtirma ionizasiya, solishtirma
ionizasion yo‟qotish, zarrachaning moddadagi yo‟li.
Solishtirma ionizasiya deb, zarrachaning moddada 1sm yo‟l bosganda hosil
qilgan ionlar soniga aytiladi.
Solishtirma ionizasion yo‟qotish deb zarrachaning 1sm moddada yurganda
energiyasining o‟zgarishiga aytiladi
.
Zarrachaning moddadagi yo‟li (R) deb, bu zarrachaning moddada tezligi
issiqlik harakati tezligidan katta tezlikda harakatlanadigan masofaga aytiladi.
- zarrachalarning muhitda bosib o‟tgan yo‟li solishtirma ionizasiyaga
bog‟liqdir.
Bitta molekulani ionlashtirish uchun 34 eV ga yaqin energiya talab
qilinishi sababli dE⁄dx=0,7 1
2,7 MeV/sm oralig‟ida bo‟ladi.
– zarrachalarning o‟tish masofasi uning energiyasiga bog‟liq, havoda
quyidagi formula bilan ifodalanadi: R=0,318e
3/2
, bunda e-
zarracha
energiyasi
– zarrachaning suyuqlikda va to‟qimada, ya‟ni tirik organizmda o‟tish
yo‟li 10 - 100 mkm ga teng.
- zarrachaning tezligi molekulalar issiqlik harorati tezligigacha
sekinlashgach, u moddada ikkita elektronni tutib olib, geliy atomiga aylanadi.
Ionizasiya va uyg‟onish birlamchi jarayonlardir, ikkilamchi jarayonlar esa
molekulyar kinetik harakat tezligi oshishi, xarakteristik rengen nurlar chiqishi,
radiolyuminessensiya, kimyoviy jarayonlardir.
–zarrachalarning yadro bilan ta‟siri ionizasiya jarayonidan ancha
ehtimolligi kamdir.
– zarrachalar to‟qimalarga 10-15 mm gacha kiradi. Alyuminiyda esa 0,4
mm, suvda 1,1 mm gacha kiradi.
-nurlar moddaga tushganda rentgen nurlariga xos bo‟lgan jarayonlardan
(kogerent sochilish, Kompton effekt, fotoeffekt) tashqari elektron-pozitron
391
juftligi hosil bo‟lishi, fotoyadroviy reaksiyalar
– fotonlar atomlarni
ionlashtirishi ham bo‟ladi. Elektromagnit nurlanishlarning fotonlari biologik
obyektlarga to‟g‟ridan-to‟g‟ri yoki bilvosita ta‟sir etishi mumkin. Bilvosita
ta‟sirda suvning radiolizi mahsulotlari orqali ta‟sir etiladi. Buni DNK misolida
11.1-rasm orqali ko‟rsatsa bo‟ladi.
Elementar zarrachalarning biologik ta‟sirlari turlichadir. Masalan, neytrino
biologik ta‟sir ko‟rsatmaydi.
– zarrachalar ham to‟qimaning yuza qismida
to‟la yutiladi. Shuning uchun ham uning ta‟siri kuchsizdir. Bu zarrachalarning
ta‟sirida erkin radikallar yoki suvning kimyoviy almashinuvlari (radioliz) va
demak OH radikal va vodorod peroksid hosil bo‟ladi. Biologik tizim
molekulalari bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi.
Masalan, suv radiolizining mumkin bo‟lgan mexanizmlari:
H
2
O→H
2
O
-
, H
2
O
-
→OH
+H
H
2
O→H
2
O+e
-
, OH
-
→OH+e
-
H
2
O+e
-
→H
2
O
-
11.1-rasm. Elektromagnit nurlanishning DNK molekulasiga bilvosita va
to‟g‟ri ta‟siri
392
Kislorod bilan reaksiyada gidroperoksid va vodorod peroksidi hosil bo‟ladi.
H+ O
2
→HO
2
, HO
2
+H→H
2
O
2
Suvning ionizasiyasida H
2
O
ioni va elektron e
hosil bo‟ladi. Bu elektron
moddadan o‟tishida o‟zining energiyasini yo‟qotib, suv ioni bilan rekombinasiya
etishi va neytral suv molekulasini hosil qilishi, yoki suv neytral molekulasini
manfiy ionga H
2
O
aylantirishi mumkin. Bu ionlar nostabil bo‟lib, H
va OH
ionlarga parchalanadi. Ular rekombinasiya tufayli suv molekulasiga va erkin
radikallarga aylanadi. Gidroksil radikal OH va vodorod radikali H
yuqori
reaksion xususiyatga ega.
Do'stlaringiz bilan baham: |
