Ճառագայթում

Ճառագայթում, ներթափանցող ճառագայթում, ռադիացիոն պաշտպանություն, պաշտպանություն ռադիոակտիվ և ռենտգենյան ճառագայթումից, նուկլիդներ, ռադիոնուկլիդներ և այլն։ Այս եզրերի բազմազանություը, որոնք որոշ չափով կրկնում են միմյանց, հաճախ բերում են ոչ միանշանակ հասկացության ու մեկնաբանման։ Որոշ աբստրակտացմամբ կարելի է ասել, որ ճառագայթումը դա երևույթ է, որը տեղի է ունենւմ ռադիոակտիվ տարրերում, միջուկային ռեակտորներում, ատոմային զենքի կիրառման ժամանակ, որի ընթացքում արձակվում են մասնիկներ և բազմազան ճառագայթներ, ինչի արդյունքում առաջանում են մարդու վրա ազդող վնասակար և վտանգավոր գործոններ։
Հետևաբար, իոնացնող ճառագայթումը դա ռադիոակտիվ տարրերում ընթացող ֆիզիկաքիմիական պրոցեսների կողմերից մեկն է։
Ներթափանցող ճառագայթումը կարելի է հասկանալ ինչպես իոնացնող ճառագյթման խոցող գործոն, որը առաջանում է, օրինակ միջուկային ռեակտորի պայթյունի ժամանակ։
Իոնացնող ճառագայթումը դա ցանակցած ճառագայթ է, որը առաջ է բերում միջավայրի իոնացում, այսինքն՝ միջավայրում (ինչպես և մարդու օրգանիզմում) էլեկտրական հոսանքի առաջացում, որը բերում է բջիջների քայքայմանը, արյան բաղադրության փոփոխմանը, այրվածքների և այլ ծանր հետևանքների։

Իոնացնող ճառագայթման տեսակները և աղբյուրները 
Իոնացնող ճառագայթման աղբյուր են հանդիսանում ռադիոակտիվ տարրերը և նրանց իզոտոպները, միջուկային ռեակտորները, լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները և այլն։ Ռենտգենյան սարքավորումները, հաստատուն հոսանքի բարձրավոլտ աղբյուրները հանդիսանում են ռենտգենյան ճառագայթման աղբյուր։ Այստեղ պետք է նշել որ նորմալ օգտագործման ժամանակ նրանց վտանգը չնչին է, այն մեծանում է վթարային ռեժիմում և կարող է երկար ժամանակ հանդես գալ միջավայրի ռադիոակտիվ աղտոտման տեսքով։ Իոնացնող ճառագայթումը բաժանվում է 2 տիպի՝ Էլեկտրամագնիսական (γ և ռենտգենյան ճառագայթներ) և կորպուսկուլար՝ α և β մասնիկներ, նեյտրոններ և այլն։
Իրենց հատկություններով α մասնիկները ունեն փոքր թափանցելիություն և մեծ վտանգ չեն ներկայացնում, մինչդեռ α մասնիկներ ճառագայթող նյութը չի ներթափանցել օրգանիզմ վերքի միջով կամ սննդի կամ ներշնչած օդի հետ միասին։ Այս դեպքում նրանք չափազանց վտանգավոր են։β մասնիկները կարող են ներթափանցել օրգանիզմ մինչև 2սմ խորություն։ Մեծ թափանցելիություն ունեն γ մասնիկները, որոնք տարածվում են լույսի արագությամբ։ Վերջիննես կարող են արգելակվել միայն կապարի կամ բետոնի հաստ շերտով։

Հասկացություն նուկլիդների և ռադիոնուկլիդների մասին 

Քիմիական բոլոր տարրերի միջուկները կազմում են մի խումբ, որը կոչվում է “նուկլիդներ”։ Նուկլիդների մեծամասնությունը անկայուն են, այսինքն՝ նրանք անընդհատ վերածվում են այլ նուկլիդների։
Օրինակ ուրանիում-238-ի ատոմը ժամանակ առ ժամանակ ճառագայթում է 2պրոտոն և 2 նեյտրոն (α մասնիկ) և վերածվում է Թորիում-234-ի։ Բայց թորիումը իր հերթին անկայուն մասնիկ է, և քայքայման շղթան վերջանում է միայն կապարի կայուն նուկլիդով։
Նուկլիդի ինքնակամ քայքայումը կոչվում է ռադիոակտիվ քայքայում, իսկ այդպիսի նուկլիդը՝ ռադիոնուկլիդ։ Ամեն քայքայման ժամանակ անջատվում է էներգիա, որն էլ արձակվում է ճառագայնթման տեսքով։ Այս պատճառով կարելի է ասել, որ միջուկի մասնիկներ արձակելը, որը բաղկացած է 2 նեյտրոնից և 2 պրոտոնից, α ճառագայթում է։ Էլեկտրոններ արձակելը β ճառագայթում է։ Որոշ դեպքերում առաջանում է նույնպես γ ճառագայթում։
Ռադիոնուկլիդների առաջացումը և տարածումը բերում է օդի, հողի և ջրի ռադիոակտիվ աղտոտման, ինչը պահանջում է վերջիններիս պարունակության անընդհատ հսկողություն և չեզոքացման միջոցներ։

Ճառագայթումը մեր շուրջը 

Ինչպես է ազդում ճառագայթումը մարդու և շրջակա միջավայրի վրա։ Սա այսօրվա բազմաթիվ խնդիրներից մեկն է և այն, որը շատ մարդկանց ուշադրություն է գրավում։
Ճառագայթումը, իսկապես, վտանգավոր է. մեծ քանակություններով այն բերում է հյուսվածքների, կենդանի բջիջների քայքայման, իսկ փոքր չափաբաժիններով՝ առաջացնում է քաղցկեղային հիվանդություններ և խթանում է գենետիկական փոփոխությունները։
Սակայն, վտանգ են ներկայացնում ոչ այն ճառագայթման աղբյուրները, որոնց մասին ընդունված է խոսել։ Միջուկային էներգետիկայի զարգացումից եկող ճառագայթման բաժինը չնչին մաս է կազմում, ճառագայթման հիմնական մասը ազգաբնակչությունը ստանում է ճառագայթման բնական աղբյուրներից՝ տիեզերքից, երկրակեղևում գտնվող ռադիոակտիվ նյութերից, բժշկությունում կիրառվող ռենտգենյան սարքավորումներից։ Մարդիկ նույնպես ճառագայթվում են ինքնաթիռով երթևեկելիս։ Քարածխի ահռելի քանակությունների այրումը նույնպես ճառագայթման աղբյուր է։ Ռադիոակտիվությունը նոր երևույթ չէ, և կապել նրա առկայությունը ատոմային էլեկտրակայանների կառուցման կամ միջուկային զենքի ստեղծման հետ սխալ է։ Այն գոյություն է ունեցել երկրի վրա շատ ավելի վաղ, քան կյանք է առաջացել։ Տիեզերքի առաջացման պահից՝ արդեն 20 միլիարդ տարի, ճառագայթումը անընդհատ տարածվում է տիեզերքում։
Շատերը զարմանում են, պարզելով, որ մարդը նույնպես որոշ չափով ռադիոակտիվ է։ Մարդու մկաններում, ոսկորներում և մի շարք այլ հյուսվածքներում կան ռադիոակտիվ նյութերի միկրոսկոպիկ բաժիններ։
Քանի որ ճառագայթման հիմնական չափաբաժինը ազգաբնակչությունը ստանում է ճառագայթման բնական աղբյուրներից, նրանց մեծ մասից խուսափել պարզապես անհնար է։
Մարդը ենթարկվում է ճառագայթման 2 տեսակների՝ արտաքին և ներքին։ Ճառագայթման չափաբաժինները զգալիորեն տարբերվում են և կախված են նրանից, թե որտեղ է մարդ ապրում։

Ճառագայթման արտաքին աղբյուրները 

Տիեզերական ճառագայթմամբ ստեղծվող ռադիոակտիվ ֆոնը (0.3 մԶվտ/տարին) կազմում է մարդու ստացած ողջ արտաքին ճառագայթման (0.65 մԶվտ/տարին) կեսից փոքր-ինչ քիչ։ Երկրի վրա գոյություն չունի այնպիսի տեղ, որտեղ չներթափանցեն տիեզերական ճառագայթները։ Պետք է նշել, որ բևեռները ճառագայթվում են ավելի շատ, քան հասարակածը։ Սա կապված է երկրի մագնիսական դաշտի առկայության հետ, որի ուժագծերը մտնում և դուրս են գալիս բևեռներում։ Այնուամենայնիվ ավելի մեծ դեր է խաղում այն, թե որտեղ է գտնվում մարդը։ Որքան բարձր է մարդ ծովի մակարդակից, այնքան մեծ է ճառագայթման աստիճանը, քանզի օդային շերտի հաստությունը և խտությունը բարձրանալու հետ նվազում է և թուլանում են պաշտպանիչ ունակությունները։ Այսինքն՝ ծովի մակարդակի վրա ապրողը ստանում է տարեկան 0.3 մԶվտ, իսկ 4000 մետր բարձրության վրա ճառագայթումը արդեն 1.7 մԶվտ է։ 12կմ բարձրության վրա, տիեզերական ճառագայթների հաշվին, ճառագայթման մակարդակը աճում է երկրայինից 25 անգամ։ Ինքնաթիռների անձնակազմը ստանում է 10 մկԶվտ չափաբաժին 2400կմ անցնելիս։ Այստեզ նշանակություն ունի ոչ միայն թռիչքի տևողությունը, այլև բարձրությունը։ Երկրային ռադիացիան՝ միջինում 0.35 մԶվտ/տարին, հիմանականում ճառագայթվում է այն օգտակար հանածոներից, որոնք պարունակում են կալիում-40, ռուբիդիում-87, ուրանիում-238 և թորիում-234։ Բնականաբար երկրային ռադիոակտիվությունը ամենուրեք նույնը չէ, այն տատանվում է միջինում 0.3 - 0.5 մԶվտ/տարին սահմաններում։ Գոյություն ունեն վայրեր, որտեղ այս ցուցանիշը բազմաթիվ անգամներ մեծ է։

Բնակչության ներքին ճառագայթումը 

Բանկչության ներքին ճառագայթման 2/3-ը գալիս է օդի, ջրի և սննդի հետ օրգանիզմ ներթափանցած ռադիոակտիվ նյութերից։ Միջինում մարդ սատնում է 180 մկԶվտ/տարին կալիում 40-ի հաշվին, որը մարսվում է կենսագործունեության համար անհրաժեշտ կալիումի հետ միասին։ Պոլոնիում-210-ի և Կապար-210-ի նուկլիդները խտացված են ձկան և այլ ծովային կենդանիների մեջ, և այս պատճառով նրանք, ովքեր շատ են օգտագործում ծովի պարգևները, ստանում են ներքին ճառագայթման համեմատաբար բարձր չափաբաժիներ։
Հյուսիսում ապրողները, ովքեր օգտագործում են եղջերուի միս, նույնպես ստանում են բարձր ներքին ճառագայթում, քանի որ եղջերուի սնունդ հանդիսացող բուսականությունը իր մեջ պարունակում է պոլոնիումի և կապարի իզոտոպներ։
Գիտնականները հաստատել են, որ բնական ճառագայթման աղբյուրներից ամենակշռավորը հանդիսանում է ռադիոակտիվ ռադոն գազը՝ դա անտեսանելի գազ է, որը չունի ոչ հոտ, ոչ համ և 7.5 անգամ ծանր է օդից։ Բնության մեջ ռադոնը հանդիպում է 2 տեսակով՝ ռադոն-220 և ռադոն-222։ Ճառագայթման հիմնական մասը գալիս է ոչ թե հենց ռադոնից, այլ նրա քայքայման արգասիք հանդիսացող նյութերից։ Մարդիկ ճառագայթվում են օդի հետ օրգանիզմ ներթափանցած ռադիոնուկլիդներից։
Ռադոնը արձակվում է երկրակեղևից, համարյա թե ամենուրեք և այդ պատճառով ճառագայթման մեծ մասը մարդը ստանում է՝ գտնվելով շենքի առաջին հարկերում, չօդափոխվող սենյակում։ Գազը շենք է ներթափանցում հատակի միջով։ Ռադոնի խտությունը փակ սենյակում սովորաբար 8 անգամ մեծ է, քան փողոցում։ Փայտը և աղյուսը արտանետում են գազի փոքր քանակություններ, իսկ երկաթը և գրանիտը շատ ավելի մեծ քանակություններ։ Կավահողերը չափազանց ռադիոակտիվ են։ Շատ ռադիոակտիվ են արտադրության որոշ թափոններ՝ օրինակ կարմիր կավից աղյուսը կամ, ածխի այրումից առաջացած մրի փոշին։
Ռադոնի բնակարան ներթափանցելու այլ ճանապարհներից են ջուրը և բնական գազը։ Պետք է հիշել, որ հում ջրում ռադոնը ավել է պարունակվում, իսկ եռման ժամանակ այն գոլորշու հետ հեռանում է։ Այս պատճառով, հիմնական վտանգ է ներկայացնում ռադոնի ներշնչելը գոլորշու հետ միասին։ Ամենից հաճախ սա տեղի է ունենում տաք ջրով լողանալիս։
Նույնպիսի վտանգ է ներկայացնում ռադոնը, հողի տակ խառնվելով բնական գազի հետ, որը հետագայում այրվում է բնակարաններում, բազմաթիվ ջեռուցիչ սարքավորումներում։ Լավ օդափոխման բացակայության դեպքում, ռադոնի խտությունը կարող է հասնել վտանգավոր արժեքների։
Նույնպես չի կարելի մոռանալ, որ քարածխի այրման ժամանակ, ածխի զգալի բաղադրիչներ վերածվում են մրի, որտեղ կենտրոնացած են շատ ռադիոակտիվ նյութեր։ Մուրը, օդում տարածվելով, բերում է օդի, մարդու լրացուցիչ ճառագայթման։ Աշխարհի բոլոր վառարաններից և բուխարիներից օդ է արտանետվում նույն քանակի մուր, որքան էլեկտրակայաններից։
Վերջին տասնամյակների ընթացքում մարդը եռանդուն զբաղվում է միջուկային ֆիզիկայի խնդիրներով, ստեղծել է հարյուրավոր արհեստական ռադիոնուկլիդներ, սովորել է օգտագործել ատոմի հնարավորությունները բազմաթիվ բնագավառներում՝ բժշկությունում, էներգետիկայում, բազմաթիվ սարքավորումներում, ընդերքաբանությունում, ռազմական արտադրությունում և այլն։ Այս ամենը պարզ է, որ բերում է մարդու լրացուցիչ ճառագայթման։ Սովորաբար չափաբաժինները մեծ չեն, բայց պատահում է, երբ արհեստական աղբյուրները հազարավոր անգամներ գերազանցում են բնակարանների ինտենսիվությունը։
Ռադոակտիվության կիրառման հետ կապված բժշկական պրոցեդուրաները և բուժման եղանակները հանդիսանում են մարդածին ճառագայթման աղբյուրներից հիմնականը։ Օրինակ՝ ատամների ռենտգենոգրաֆիայի ժամանակ մարդը ստանում է 0.03 Զվտ տեղային միանգամյա ճառագայթում։ Ստամոքսի ռենտգենոգրաֆիայի ժամանակ՝ 0.3 Զվտ։
Ատոմային պայթյունները նույնպես իրենց դերն են խաղում մարդու լրացուցիչ ճառագայթման գործում։ Փորձարկումներից առաջացած ռադիոակտիվ տեղումները մթնոլորտում տարածվում են ողջ երկրագնդով մեկ՝ ավելացնելով աղտոտվածության մակարդակը։
Փորձարկումները անց են կացվել 2 ժամանակահատվածներում՝
 1954-1958՝ երբ պայթյունները իրագործում էին Մեծ Բրիտանիան, ԱՄՆ-ն և ԽՍՀՄ-ը։
 1961-1962՝ ավելի նշանակալի, Պայթյունները հիմնականում անց էին կացնում ԱՄՆ-ն և ԽՍՀՄ-ը։

Ընդհանուր առմամբ միջուկային զենքի փորձարկումներ մթնոլորտում իրականացվել է՝
Չինաստան՝ 193, ԽՍՀՄ՝ 142, Ֆրանսիա՝ 45, ԱՄՆ՝ 22, Մեծ Բրիտանիա՝ 21 անգամ։ 1980 թվականից հետո մթնոլորտում փորձարկումները գործնականում դադարեցին, բայց ստորգետնյաները շարունակվում են մինչ օրս։
Միջուկային էներգետիկան, սակայն և փոքր դեր է խաղում ռադիոակտիվ աղտոտման գործում, հանդիսանում է բազմաթիվ վեճերի աղբյուր։ Եթե միջուկային սարքավորումները սարքին են և աշխատում են նորմալ, ապա նրանց արտանետումները փոքր են։
Պարզ է, որ միջուկային ռեակտորից ստացած ճառագայթման չափաբաժինը կախված է հեռավորությունից և ժամանակից։ Որքան հեռու է մարդ ԱԷԿ-ից, այնքան փոքր է ստացած չափաբաժինը։ Սա կախված է նրանից, որ մթնոլորտ արտանետվող ռադիոնուկլիդների մեծամասնությունը շատ արագ քայքայվում է և հետևաբար ունեն միայն տեղային նշանակություն։ Իհարկե, գոյություն ունեն երկարակյաց ռադիոնուկլիդներ, որոնք կարող են տարածվել ողջ երկրագնդով մեկ և պահպանել իրենց գոյությունը գործնականորեն հավերժ։
Ռադիոակտիվ աղտոտման այլ աղբյուրներ են հանդիսանում հանքերը և հարստացնող գործարանները։ Ուրանի հարստացման ընթացքում առաջանում են բազմաթիվ թափոններ՝ “պոչեր”, որոնք պահպանում են իրենց գոյությունը միլիոնավոր տարիներ։ Սրանք են բնակչության ճառագայթման հիմնական երկարակյաց աղբյուրը։
Որպես եզրակացություն կարելի է ասել, որ միջուկային էներգետիկայից ստացած ճառագայթումը հիմնականում կազմում է բնական աղբյուրներից ստացած ճառագայթման 2%-ից քիչ մասը։

Իոնացնող ճառագայթման ազդեցությունը և վտանգի չափանիշները

Իոնացնող ճառագայթման ազդեցությունը 

Իոնացնող ճառագայթման ցանկացած տեսակ օրգանիզմում առաջ է բերում կենսաբանական փոփոխություններ, ինչպես ներքին, այնպես էլ արտաքին ազդեցության դեպքում։
Միանգամյա ճառագայթումը առաջացնում է կենսաբանական փոփոխություններ, որոնք կապված են գումարային ստացված չափաբաժնից։ Այսպիսով, 0.25Գր չափաբաժնի դեպքում զգալի փոփոխություններ չեն նկատվում, բայց արդեն 4-5Գր չափաբաժնի դեպքում, մահացությունը հասնում է 50%-ի, իսկ 6Գր-ից ավելի դեպքում մահացությունը 100% է։
Ազդեցության հիմնական մեխանիզմը կապված է կենդանի հյուսվածքների ատոմների և մոլեկուլների իոնացման պրոցեսի հետ, մասնավորապես ջրի մոլեկուլների իոնացման հետ, որոնք էլ ենթարկվում են ինտենսիվ քայքայման։ Առաջացած փոփոխությունները կարող են լինել շրջելի և անշրջելի և կարող են հանդես գալ քրոնիկ ճառագայթային հիվանդության տեսքով։

Իոնացնող ճառագայթման վտանգի չափանիշները 

Իոնացնող ճառագայթման կենդանի օրգանիզմի վրա ազդեցության մակարդակը կախված է չափաբաժնից, ազդեցության տևողությունից, ճառագայթման տեսակից և օրգանիզմ ընկած ռադիոնուկլիդի տեսակից։
γ և ռենտգենյան ճառագայթումը քանակապես բնութագրելու համար մտցրել են չոր օդում էքսպոզիցիոն չափաբաժնի հասկացությունը։ Վերջինիս չափման միավորն է Կլ/կգ։
Կլանված չափաբաժին է անվանվում ճառագայթման էներգիայի քանակը, որը կլանվել է միավոր զանգվածի կողմից։ Չափվում է Գր-երով (Գրեյ)։ Սակայն այս չափանիշը հաշվի չի առնում այն, որ նույն քանակությամբ կլանված α-մասնիկները շատ ավելի վտանգավոր են, քան β-մասնիկները կամ γ-ճառագայթները։
Այս պատճառով ներմուծվել է համարժեք ճառագայթման հասկացությունը։ Չափվում է Զվտ-երով (Զիվերտ)։ 1Զվտ = 1Ջ/կգ, այստեղ հաշվի է առնվում ճառագայթման վտանգավորության աստիճանը։

Աղբյուրներ 
 Петров Н.Н. «Человек в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие - Челябинск։ Южно-Уральское книжное изд-во, 1995 г.
 Фомин А.Д. «Организация охраны труда на предприятии в современных условиях». Новосибирск, изд-во «Модус», 1997 г.

Ճառագայթում
Ֆիզիկա