یادداشت

تابش بتا [ ویرایش ]

مقاله اصلی: واپاشی بتا

الکترون ها (تابش بتا) در یک محفظه ابر ایزوپروپانول شناسایی شدند

تابش بتا منهای (β- ) از یک الکترون پرانرژی تشکیل شده است. نفوذ آن بیشتر از تابش آلفا اما کمتر از گاما است. تشعشعات بتا حاصل از واپاشی رادیواکتیو را می توان با چند سانتی متر پلاستیک یا چند میلی متر فلز متوقف کرد. زمانی اتفاق می افتد که یک نوترون به یک پروتون در هسته تجزیه می شود و ذره بتا و یک پاد نوترینو آزاد می کند. تشعشعات بتا از شتاب دهنده های Linac بسیار پرانرژی و نافذتر از تابش بتا طبیعی است. گاهی اوقات از آن برای درمان تومورهای سطحی در پرتودرمانی استفاده می شود.

تابش بتا پلاس (β + ) گسیل پوزیترون ها است که شکل پادماده الکترون ها هستند. هنگامی که یک پوزیترون به سرعتی مشابه سرعت الکترون‌های موجود در ماده کاهش می‌یابد، پوزیترون یک الکترون را از بین می‌برد و در این فرآیند دو فوتون گاما 511 کو آزاد می‌کند. آن دو فوتون گاما در جهت مخالف (تقریباً) حرکت خواهند کرد. تابش گاما از نابودی پوزیترون از فوتون های پر انرژی تشکیل شده است و همچنین یونیزه کننده است.

تابش نوترونی [ ویرایش ]

مقالات اصلی: تابش نوترون و دمای نوترون

نوترون ها بر اساس سرعت/انرژی شان دسته بندی می شوند. تابش نوترونی از نوترون های آزاد تشکیل شده است. این نوترون ها ممکن است در طول شکافت هسته ای خود به خود یا القایی ساطع شوند. نوترون ها ذرات تشعشعی کمیاب هستند. آنها در تعداد زیاد فقط در جایی تولید می شوند که واکنش های شکافت یا همجوشی زنجیره ای فعال هستند. این اتفاق برای حدود 10 میکروثانیه در یک انفجار گرما هسته ای یا به طور مداوم در یک راکتور هسته ای فعال رخ می دهد. تولید نوترون ها تقریباً بلافاصله در رآکتور متوقف می شود که آن را غیر بحرانی می کند.

نوترون ها می توانند اجسام یا مواد دیگر را رادیواکتیو کنند. این فرآیند که فعال سازی نوترونی نامیده می شود ، روش اولیه ای است که برای تولید منابع رادیواکتیو برای استفاده در کاربردهای پزشکی، دانشگاهی و صنعتی استفاده می شود. حتی نوترون های حرارتی با سرعت نسبتا پایینباعث فعال شدن نوترون می شوند (در واقع آنها آن را به طور موثرتری ایجاد می کنند). نوترون ها اتم ها را به همان روشی که ذرات باردار مانند پروتون ها و الکترون ها انجام می دهند (با تحریک الکترون) یونیزه نمی کنند، زیرا نوترون ها بار ندارند. از طریق جذب آنها توسط هسته هایی است که ناپایدار می شوند که باعث یونیزاسیون می شوند. از این رو، گفته می شود که نوترون ها به طور غیرمستقیم یونیزه می شوند. حتی نوترون هایی که انرژی جنبشی قابل توجهی ندارند به طور غیرمستقیم یونیزه می شوند و بنابراین خطر تشعشع قابل توجهی هستند. همه مواد قادر به فعال سازی نوترونی نیستند. برای مثال در آب، رایج‌ترین ایزوتوپ‌های هر دو نوع اتم موجود (هیدروژن و اکسیژن) نوترون‌ها را جذب می‌کنند و سنگین‌تر می‌شوند اما شکل‌های پایدار آن اتم‌ها باقی می‌مانند. فقط جذب بیش از یک نوترون، که از نظر آماری یک اتفاق نادر است، می تواند یک اتم هیدروژن را فعال کند. در حالی که اکسیژن نیاز به دو جذب اضافی دارد. بنابراین آب فقط بسیار ضعیف قادر به فعال شدن است. از سوی دیگر، سدیم موجود در نمک (مانند آب دریا)، تنها نیاز به جذب یک نوترون دارد تا به Na-24 تبدیل شود، منبع بسیار شدید تجزیه بتا، با نیمه عمر 15 ساعت.

علاوه بر این، نوترون های پرانرژی (سرعت بالا) توانایی یونیزه کردن مستقیم اتم ها را دارند. یکی از مکانیسم‌هایی که توسط آن نوترون‌های با انرژی بالا اتم‌ها را یونیزه می‌کنند، ضربه زدن به هسته یک اتم و کوبیدن اتم از یک مولکول است، و با شکسته شدن پیوند شیمیایی ، یک یا چند الکترون را پشت سر می‌گذارند. این منجر به تولید رادیکال های آزاد شیمیایی می شود . علاوه بر این، نوترون‌های با انرژی بسیار بالا می‌توانند باعث ایجاد تشعشعات یونیزه‌کننده با "پوسته شدن نوترون" یا ناک اوت شوند، که در آن نوترون‌ها باعث گسیل پروتون‌های پرانرژی از هسته‌های اتمی (به‌ویژه هسته‌های هیدروژن) در هنگام برخورد می‌شوند. آخرین فرآیند بیشتر انرژی نوترون را به پروتون می‌رساند، درست مانند برخورد یک توپ بیلیارد به توپ دیگر. پروتون های باردار و سایر محصولات حاصل از چنین واکنش هایی مستقیماً یونیزه می شوند.

نوترون های پرانرژی بسیار نافذ هستند و می توانند مسافت های زیادی را در هوا (صدها یا حتی هزاران متر) و در جامدات معمولی مسافت های متوسط ​​(چند متر) را طی کنند. آنها معمولاً به محافظ غنی از هیدروژن مانند بتن یا آب نیاز دارند تا آنها را در فواصل کمتر از یک متر مسدود کند. یک منبع رایج تشعشعات نوترونی در داخل یک راکتور هسته ای رخ می دهد ، جایی که یک لایه آب به ضخامت یک متر به عنوان محافظ موثر استفاده می شود.

تشعشعات کیهانی [ ویرایش ]

نوشتار اصلی: پرتوهای کیهانی

دو منبع ذرات با انرژی بالا وجود دارد که از فضا وارد جو زمین می شوند: خورشید و فضای عمیق. خورشید به طور پیوسته ذرات، عمدتاً پروتون‌های آزاد را در باد خورشیدی ساطع می‌کند و گهگاه با پرتاب‌های جرمی تاجی (CME) جریان را به شدت افزایش می‌دهد.

ذرات اعماق فضا (بین و برون کهکشانی) بسیار کمتر، اما انرژی بسیار بالاتری دارند. این ذرات نیز عمدتاً پروتون هستند و بیشتر باقیمانده از هلیون ها (ذرات آلفا) تشکیل شده است. چند هسته کاملا یونیزه شده از عناصر سنگین تر وجود دارد. منشا این پرتوهای کیهانی کهکشانی هنوز به خوبی شناخته نشده است، اما به نظر می رسد که آنها بقایای ابرنواخترها و به ویژه انفجارهای پرتو گاما (GRB) هستند که دارای میدان های مغناطیسی هستند که قادر به شتاب های عظیم اندازه گیری شده از این ذرات هستند. آنها همچنین ممکن است توسط اختروش ها ایجاد شوند ، که پدیده های جت گسترده کهکشانی شبیه به GRB ها هستند، اما به دلیل اندازه بسیار بزرگتر خود شناخته شده اند، و به نظر می رسد که بخشی خشن از تاریخ اولیه کیهان هستند.

تشعشعات غیر یونیزان [ ویرایش ]

مقالات اصلی: تشعشعات غیریونیزان و تشعشعات الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی

انرژی جنبشی ذرات پرتوهای غیریونیزان برای تولید یون های باردار هنگام عبور از ماده بسیار کوچک است. برای تشعشعات الکترومغناطیسی غیریونیزان (به انواع زیر مراجعه کنید)، ذرات مرتبط (فوتون ها) فقط انرژی کافی برای تغییر تنظیمات ظرفیت چرخشی، ارتعاشی یا الکترونیکی مولکول ها و اتم ها دارند. اثر اشکال غیر یونیزه کننده تابش بر بافت زنده به تازگی مورد مطالعه قرار گرفته است. با این وجود، اثرات بیولوژیکی متفاوتی برای انواع مختلف پرتوهای غیریونیزان مشاهده می شود. [4] [6]

حتی تشعشعات "غیر یونیزه کننده" می توانند باعث یونیزاسیون حرارتی شوند اگر گرمای کافی برای افزایش دما به انرژی های یونیزاسیون رسوب کنند. این واکنش‌ها در انرژی‌های بسیار بالاتر از تابش یونیزاسیون رخ می‌دهند، که برای ایجاد یونیزاسیون تنها به ذرات منفرد نیاز دارد. یک مثال آشنا از یونیزاسیون حرارتی، یونیزاسیون با شعله یک آتش معمولی، و واکنش های قهوه ای شدن در مواد غذایی معمولی ناشی از تشعشعات مادون قرمز، در طول پخت و پز از نوع کباب است.

طیف الکترومغناطیسی محدوده همه فرکانس های تابش الکترومغناطیسی ممکن است. [4] طیف الکترومغناطیسی (معمولاً فقط طیف) یک جسم، توزیع مشخصه تابش الکترومغناطیسی است که توسط آن جسم خاص ساطع یا جذب شده است.

بخش غیریونیزان تابش الکترومغناطیسی شامل امواج الکترومغناطیسی است که (به عنوان کوانتوم یا ذرات منفرد، به فوتون مراجعه کنید ) انرژی کافی برای جدا کردن الکترون ها از اتم ها یا مولکول ها و در نتیجه یونیزه شدن آنها را ندارند. اینها شامل امواج رادیویی، مایکروویو، مادون قرمز، و (گاهی) نور مرئی است. فرکانس‌های پایین‌تر نور فرابنفش ممکن است باعث تغییرات شیمیایی و آسیب‌های مولکولی مشابه یونیزاسیون شوند، اما از نظر فنی یونیزه نمی‌شوند. بالاترین فرکانس نور فرابنفش و همچنین تمام پرتوهای ایکس و گاما یونیزان هستند.

وقوع یونیزاسیون به انرژی ذرات یا امواج منفرد بستگی دارد و نه به تعداد آنها. سیل شدید ذرات یا امواج باعث یونیزاسیون نمی شود اگر این ذرات یا امواج انرژی کافی برای یونیزه شدن را حمل نکنند، مگر اینکه دمای جسم را تا حدی بالا ببرند که بخش های کوچکی از اتم ها یا مولکول ها را با فرآیند یونیزه کنند. یونیزاسیون حرارتی (اما این به شدت تابش نسبتاً شدید نیاز دارد).

منبع

https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation