6.4. Radiaktiv nurlanishlardan himoyalanish
Ionlashtiruvchi nurlanishlar shunday nurlashlardan iboratki, ularning muhit
bilan ta’sirida turli xil belgiga ega boʻlgan (manfiy va musbat) elektr zaryadlari
(ionlar) hosil boʻladi. Bu koʻrinishdagi nurlanish manbalari texnika sohasida,
kimyo, tibbiyot, qishloq xoʻjaligida va boshqa yubir qator sohalarda keng
ishlatiladi, masalan tuproqlarning zichligini aniqlashda, gaz oʻtkazgichlarda oqimni
aniqlashda, listlarning, quvur va temir ustunlarning qalinligini oʻlchashda,
plastmassalarning polimerlanishini aniqlashda, saraton oʻsma kasalliklarida
radiatsion davolash jarayonida va boshqa sohalarda qoʻllaniladi. Biroq, esda tutish
kerakki, ionlashtiruvchi nurlanish manbalari ulardan foydalanish vaqtida
odamlarning sogʻligi va hayotiga sezilarli darajada xavf tugʻdiradi.
Ikkita turdagi ionlashtiruvchi nurlanishlar mavjudligi belgilanadi:
• korpuskulyar, ya’niy noldan farqlanuvchi massaga ega boʻlgan zarrachalar
(alfa- va beta-nurlanishlar va neytron nurlanishlari);
• elektromagnit nurlanishlar (gamma(γ)-nurlanish va rentgen nurlanishi) juda
kichik toʻlqin uzunligiga ega nurlanishlar.
Adabiyot ma’lumotlarida alfa- va beta-zarrachalarni grek alfavitining harflari
bilan belgilash qabul qilingan – α-zarrachalar va β-zarrachalar koʻrinishida.
Koʻrsatib oʻtilgan nurlanishlarning asosiy xususiyatlarini qarab chiqamiz. Alfa(a)-
nurlanish geliy atomi yadrolaridan iborat boʻlib, katta tezlikka egaligi bilan
tavsiflanadi. Bu yadrolar massasi 4 ga teng va zaryadi +2 ni tashkil qiladi. Ular
yadrolarning radiaktiv parchalanishida yoki yadro reaksiyalari davomida hosil
141
boʻldadi. Hozirgi vaqtda 120 dan ortiq sun’iy va tabiiy alfa-radiaktiv yadrolar
ma’lum, bularda alfa zarrachalar 2 ta protonini va 2 neytronini yoʻqotgan
zarrachalar hisoblanadi. Alfa-zarrachalarning energiyasi MeV1dan oshmaydi.
Nurlanadigan alfa-zarrachalar deyarli toʻgʻri chiziqli tarzda, taxminan 20 000 km/s
tezlikda harakatlanadi.
1 MeV – shunday energiya qiymatini ifodalaydiki (mega-elektron-volt), bu
qiymat atom va yardo fizikasi sohasida qoʻllaniladi. 1MeV = 106 eV (elektron-
volt). Halqaro birliklar tizimida (HT) nurlanish energiyasini ifodalashda quyidagi
qiymatlardan foydalaniladi:
1 eV = 1,60206 • 10-19 Dj; 1 MeV = 1,60206 • 10-13 Dj.
Hoxlagan tarzdagi zarrachalarning harakatlanishi havoda va boshqa
muhitlarda nurlanish manbasidan uncha uzoq boʻlmagan masofalarda kuzatish
mumkin, shu sababli ularni modda tomonidan yutilmagunga qadar kuzatish imkoni
mavjud. Zarrachalarning harakatlanish uzoqligi zarrachaning zaryadiga, massasiga,
muhitdagi boshlangʻich energiyasiga va muhitga bogʻliq hisoblanadi.
Zarrachalarning boshlangʻich energiyasi ortishi bilan va muhitning zichligi
kamayishi bilan zarrachalarning harakatlanish tezligi ortishi kuzatiladi. Agar
nurlanuvchi zarrachalarning boshlangʻich energiyasi bir xil boʻlsa, u holda ogʻir
zarrachalar yengil zarrachalarga nisbatan kam harakatlanish tezligiga egaligi bilan
tavsiflanadi. Agar zarrachalar sekin harakatlansa, u holatda ularning muhitning
modda atomlari bilan ta’sirlashishlari nisbatan samarali tarzda kechadi va
zarrachalar oʻzlarining energiyasini tezda yoʻqotadi.
Alfa-zarrachalarning havoda harakat uzoqligi odatda 10 sm dan kam
boʻlmaydi. Masalan, alfa-zarrachalar 4 MeV energiyaga ega boʻlsa, u holda havoda
taxminan 2,5 sm masofaga harakatlana oladi. Suvda yoki odam organizmining
yumshoq toʻqimalarida, ya’niy zichlik havoga nisbatan taxminan 700 marotabaga
ortuvchi muhitda alfa- zarrachalarning harakatlanish masofasi bir necha
mikrometrni tashkil qiladi. Oʻzlarining massasi yuqoriligi hisobiga alfa-zarrachalar
modda bilan ta’sirlashish davomida oʻzining energiyasini tezda yoʻqotadi. Bu holat
142
ularning past singuvchanlik xususiyati bilan va yuqori darajada ionizatsiya xossasi
bilan ifodalanadi: alfa-zarrachalar havoda harakatlanganda 1 sm yoʻli davomida bir
necha oʻn ming dona juft holatdagi zaryadlangan zarrachalarni (ionlarni) hosil
qiladi.
Beta-nurlanish elektronlar oqimidan iborat boʻlib (β—nurlanish, yoki
koʻpincha oddiy tarzda β -nurlanish) yoki pozitronlar oqimidan (β+-nurlanish)
iborat, bu koʻrinishdagi nurlanish radiaktiv parchalanish jarayonida hosil boʻladi.
Hozirgi vaqtda 900 ga yaqin beta-radiaktiv izotoplar aniqlangan.
Beta-zarrachalarning massasi alfa-zarrachalrning massasiga nisbatan bir
necha ming marotaba kam hisoblanadi. Beta-nurlanish nurlanish manbasiga
bogʻliq holatda zarrachalarining harakatlanish tezligi yorugʻlik tezligigining 0,3-
0,99 ulushiga teng boʻladi. Beta-zarrachalarning energiyasi bir necha MeV dan
oshmaydi, havoda harakatlanish uzunligi taxminan 1800 sm, odam tanasining
yumshoq toʻqimalarida esa harakatlanish masofasi ~ 2,5 sm ni tashkil qiladi. Beta-
zarrachlarning singish faolligi alfa-zarrachalarnikiga nisbatan kattaligi bilan
tavsiflanadi (ularning massasi va zaryadi kamligi hisobiga). Masalan, beta-
zarrachaning deyarli toʻliq tarzda singishi uchun maksmal 2 MeV energiyaga ega
boʻlgan holatda aluminiyning himoya qatlami qalinligi 3,5 mm boʻlishi talab
qilinadi. Beta-zarrachalarning ionlashtiruvchi xususiyati alfa zarrachlarnikiga
nisbatan pastroq hisoblanadi: 1 sm masofaga harakatlanish davomida beta-
zarrachalar bir necha oʻn juft zaryadli zarrachalarni (ionlarni) hosil qiladi.
Neytron nurlanishi – elektr zaryadiga ega boʻlmagan zarrachalar oqimining
harakatlanishidan iborat. Neytronning massasi taxminan alfa-zarrachaga nisbatan 4
marotabaga kichik hisoblanadi. Energiyasining holatiga bogʻliq holatda sekin
neytronlar farqlanadi (1 KeV dan kam energiyaga ega boʻlgan), oraliq holatdagi
energiyaga ega boʻlgan neytronlar (1 dan 500 KeV) va tezkor holatdagi neytronlar
(500 KeV dan 20 MeV energiyaga ega) farqlanadi. Sekin harakatlanuvchi
neytronlar orasida issiqlik neytronlari farqlanib, ularning energiyasi 0,2 eV ga teng
boʻladi. Issiqlik neytronlari muhitda atomlarning issiqlik harakatlanishi bilan
143
termodinamik muvozanat holatida mavjud boʻladi. Bu koʻrinishdagi
neytronlarning haqiqatga yaqin harakatlanish tezligi xona harorati sharoitida
taxminan 2200 m/s ni tashkil qiladi. Neytronlarning taranglikda boʻlmagan muhit
atomlari bilan ta’sirlashuvida ikkilamchi nurlanishlar yuzaga keladi, bunda
zaryadlangan zarrachalar va gamma-kvantlar (gamma-nurlanish) yuzaga keladi.
Neytronlarning taranglik xususiyatiga ega boʻlgan muhit yadrolari bilan
ta’sirlashuvida odatda moddaning ionlashishi yuza beradi. Neytronlarning
singuvchanlik xususiyati ularning energiyasiga bogʻliq boʻladi, biroq uning
miqdori alfa- va beta-zarrachalarga nisbatan sezilarli darajada katta hisoblanadi.
Ushbu koʻrinishda, neytronlarning havo muhitida harakatlanish uzunligi oʻrtacha
holatdagi energiyaga ega sharoitda 15 metr atrofida boʻlib, biologik toʻqimalarda 3
sm.ni tashkil qiladi, tezkor holadagi neytronlar uchun shunga oʻxshash
koʻrsatkichlarining qiymati mos ravishda 120 metr va 10 sm ni tashkil etadi.
Ushbu koʻrinishda, neytron nurlanishi yuqori darajadagi singuvchanlik
xususiyatiga ega ekanligi va odam organizmiga nisbatan havflilik darajasi
yuqoriligi bilan tavsiflanib, barcha korpuskulyar nurlanishlar ichida ajralib turadi.
Neytron oqimining quvvati neytronlar Gamma-nurlanish (γ-nurlanish) yuqori
darajadagi energiya va kichik toʻlqin uzunligiga ega boʻlgan elektromagnit
nurlanishlaridan tashkil topgan1. Bu koʻrinishdagi nurlanish yadro oʻzgarishlarida
yoki zarrachalarning oʻzaro ta’sirlashuvlari natijasida yuzaga keladi. Yuqori
darajadagi energiya (0,01–3MeV) va kichik uzunlik toʻlqinlari gamma-
nurlanishlarning singuvchanlik xususiyati yuqori boʻlishini ta’minlaydi. Gamma-
nurlanishlar elektr va magnit maydonlar ta’sirida oʻz harakat yoʻnalishini
oʻzgartirmaydi. Bu koʻrinishdagi nurlanishlar alfa- va betta nurlanishlarga nisbatan
kam ionlashtirish xususiyatiga ega hisoblanadi.oqimi zichligi bilan belgilanadi
(neytr./sm2 • s). Rentgen nurlanishlari maxsus rentgen trubkalarida yuzaga
keltirilib, elektronlarning beta-nurlanish muhitida tezlashtirilishi natijasida amalga
oshadi. Rentgen nurlanishi elektromagnit nurlanishlarning bitta turi hisoblanadi.
Bu koʻrinishdagi nurlanishning energiyasi 1 MeV dan oshmaydi.
144
Misol tariqasida 0,048 MeV energiyaga ega boʻlgan γ –nurlanish toʻlqin
uzunliklari qiymatini hisoblaymiz.
Ma’lum boʻlgan tenglamalardan foydalangan holatda, 1 eV = 1,602 • 10-
19Dj, bu asosida γ-nurlanishning energiyasini joullarda ifodalaymiz:
.
10
077
,
0
)
(
1
)
(
10
602
,
1
)
(
10
048
,
0
13
19
6
Do'stlaringiz bilan baham: |