آسیب ناشی از تشعشع

**آسیب تشعشعی** ، اثر تشعشع یونیزه کننده بر روی اشیاء فیزیکی از جمله مواد ساختاری غیر زنده است. این آسیب می‌تواند برای مواد مضر یا مفید باشد.

رادیوبیولوژی مطالعه‌ی عملکرد پرتوهای یونیزان بر روی موجودات زنده ، از جمله اثرات تابش بر سلامت انسان است. دوزهای بالای پرتوهای یونیزان می‌تواند باعث آسیب به بافت زنده مانند سوختگی ناشی از تابش و جهش‌های مضر مانند سرطانی شدن سلول‌ها شود و می‌تواند منجر به مشکلات سلامتی مانند مسمومیت با تابش شود.

## '''علل'''
این تابش ممکن است چندین شکل داشته باشد:

* پرتوهای کیهانی و ذرات پرانرژی بعدی که در اثر برخورد آنها با جو و سایر مواد ایجاد می‌شوند.
* محصولات دختر رادیواکتیو ( رادیوایزوتوپ‌ها ) که در اثر برخورد پرتوهای کیهانی با جو و سایر مواد، از جمله بافت‌های زنده، ایجاد می‌شوند.
* بندانگشتی|Penetrating power of different types of radiationپرتوهای ذرات پرانرژی از یک شتاب‌دهنده ذرات .
* ذرات پرانرژی یا تابش الکترومغناطیسی ( اشعه ایکس ) که از برخورد چنین ذراتی با یک هدف، مثلاً در دستگاه اشعه ایکس یا به‌طور اتفاقی در استفاده از شتاب‌دهنده ذرات، آزاد می‌شوند.
* ذرات یا انواع مختلف پرتوهایی که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر آزاد می‌شوند، که ممکن است به طور طبیعی رخ دهند، توسط برخورد شتاب‌دهنده‌ها ایجاد شوند، یا در یک راکتور هسته‌ای ایجاد شوند. آن‌ها ممکن است برای استفاده درمانی یا صنعتی تولید شوند یا به طور تصادفی توسط حادثه هسته‌ای آزاد شوند، یا عمداً توسط یک بمب کثیف آزاد شوند، یا به طور تصادفی در اثر انفجار سلاح هسته‌ای برای جنگ یا آزمایش هسته‌ای در جو، زمین یا اقیانوس آزاد شوند.

## '''اثرات بر مواد و دستگاه‌ها'''
تشعشعات ممکن است مواد و دستگاه‌ها را به روش‌های مضر و مفید تحت تأثیر قرار دهند:

* با ایجاد رادیواکتیو در مواد (عمدتاً از طریق فعال‌سازی نوترونی ، یا در حضور تابش گامای پرانرژی از طریق تجزیه نوری).
* با تبدیل هسته‌ای عناصر درون ماده، از جمله، برای مثال، تولید هیدروژن و هلیوم که به نوبه خود می‌تواند خواص مکانیکی مواد را تغییر داده و باعث تورم و شکنندگی شود.
* با رادیولیز (شکستن پیوندهای شیمیایی) درون ماده، که می‌تواند آن را تضعیف کند، باعث تورم، پلیمریزه شدن، افزایش خوردگی، کوچک شدن، افزایش ترک خوردگی یا تغییر خواص مکانیکی، نوری یا الکترونیکی مطلوب آن شود. از سوی دیگر، رادیولیز همچنین می‌تواند برای ایجاد پیوند عرضی در پلیمرها استفاده شود که می‌تواند آنها را سخت کند یا در برابر آب مقاوم‌تر کند.
* با تشکیل ترکیبات واکنش‌پذیر، که بر سایر مواد تأثیر می‌گذارند (مثلاً ترک خوردن ازن توسط ازن تشکیل شده توسط یونیزاسیون هوا).
* با یونیزاسیون ، باعث خرابی الکتریکی، به ویژه در نیمه هادی های مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی، و جریان های بعدی باعث ایجاد خطاهای عملیاتی یا حتی آسیب دائمی به دستگاه ها می شوند. دستگاه هایی که برای محیط های با تابش بالا مانند صنعت هسته ای و کاربردهای خارج از جو (فضا) در نظر گرفته شده اند، ممکن است از طریق طراحی، انتخاب مواد و روش های ساخت، در برابر چنین اثراتی ''مقاوم'' باشند.
* با وارد کردن ناخالصی‌ها یا نقص‌ها از طریق کاشت یون برای تغییر عملکرد الکتریکی آنها به روش‌های دلخواه
* برای درمان سرطان با تابش الکترون، گاما یا یون یا از طریق درمان با جذب نوترون بور.

بسیاری از اثرات تابش بر روی مواد توسط آبشارهای برخورد ایجاد می‌شوند و توسط شیمی تابش پوشش داده می‌شوند.

## '''اثرات بر فلزات و بتن'''
تابش می‌تواند اثرات مضری بر مواد جامد داشته باشد، زیرا می‌تواند خواص آنها را به گونه‌ای تخریب کند که دیگر از نظر مکانیکی سالم نباشند. این موضوع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است زیرا می‌تواند تا حد زیادی بر توانایی آنها در عملکرد در راکتورهای هسته‌ای تأثیر بگذارد و تأکید علم مواد تابشی است که به دنبال کاهش این خطر است.

در نتیجه استفاده از فلزات و قرار گرفتن در معرض تابش، اثرات آنها بر روی آنها زمینه‌های خاصی برای مطالعه است. برای فلزات، قرار گرفتن در معرض تابش می‌تواند منجر به سخت شدن تابشی شود که ماده را تقویت می‌کند و در عین حال متعاقباً آن را شکننده می‌کند ( چقرمگی را کاهش می‌دهد و امکان شکست ترد را فراهم می‌کند). این امر در نتیجه بیرون راندن اتم‌ها از محل‌های شبکه خود از طریق تعامل اولیه و همچنین آبشاری از آسیب‌های ناشی از آن رخ می‌دهد که منجر به ایجاد نقص‌ها، نابجایی‌ها (مشابه سخت شدن کار و سخت شدن رسوبی ) می‌شود. نشان داده شده است که مهندسی مرز دانه از طریق پردازش ترمومکانیکی با تغییر حالت شکست از بین دانه‌ای (که در امتداد مرزهای دانه رخ می‌دهد) به بین دانه‌ای، این اثرات را کاهش می‌دهد. این امر استحکام ماده را افزایش می‌دهد و اثر شکنندگی تابش را کاهش می‌دهد.  تابش همچنین می‌تواند منجر به جداسازی و انتشار اتم‌ها در داخل مواد شود که منجر به جداسازی فاز و ایجاد حفره‌ها و همچنین افزایش اثرات ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی از طریق تغییرات در شیمی آب و ریزساختار آلیاژ می‌شود.  

از آنجایی که بتن به طور گسترده در ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، جایی که علاوه بر مهار تشعشع، سازه را نیز فراهم می‌کند، تأثیر تشعشع بر آن نیز مورد توجه زیادی است. بتن در طول عمر خود به دلیل فرآیند طبیعی پیر شدن، به طور طبیعی خواص خود را تغییر می‌دهد، با این حال قرار گرفتن در معرض تشعشعات هسته‌ای منجر به از دست دادن خواص مکانیکی به دلیل تورم سنگدانه‌های بتن و در نتیجه آسیب رساندن به مواد فله می‌شود. به عنوان مثال، سپر بیولوژیکی راکتور اغلب از سیمان پرتلند تشکیل شده است، که در آن سنگدانه‌های متراکم به منظور کاهش شار تشعشع از طریق سپر اضافه می‌شوند. این سنگدانه‌ها می‌توانند متورم شوند و سپر را از نظر مکانیکی نامناسب کنند. مطالعات متعددی نشان داده‌اند که با دوز حدود 10 نوترون بر سانتی‌متر مربع، مقاومت فشاری و کششی و همچنین مدول الاستیک بتن کاهش می‌یابد.  این روندها همچنین در بتن مسلح ، ترکیبی از بتن و فولاد، وجود دارد. 

دانش حاصل از تجزیه و تحلیل‌های فعلی مواد در راکتورهای شکافت در رابطه با اثرات دما، دوز تابش، ترکیبات مواد و عملیات سطحی، در طراحی راکتورهای شکافت آینده و همچنین توسعه راکتورهای همجوشی مفید خواهد بود. 

جامدات در معرض تابش، دائماً با ذرات پرانرژی بمباران می‌شوند. برهمکنش بین ذرات و اتم‌ها در شبکه مواد راکتور باعث جابجایی در اتم‌ها می‌شود.  در طول بمباران مداوم، برخی از اتم‌ها در مکان‌های شبکه قرار نمی‌گیرند که منجر به ایجاد نقص می‌شود. این نقص‌ها باعث ایجاد تغییراتی در ریزساختار ماده می‌شوند و در نهایت منجر به تعدادی از اثرات تابشی می‌شوند.

## '''رویداد آسیب تشعشعی'''

# برهمکنش یک ذره فرودی پرانرژی با یک اتم شبکه‌ای
# انتقال انرژی جنبشی به اتم شبکه، که منجر به تولد یک اتم جابجایی اولیه می‌شود
# جابجایی اتم از محل شبکه خود
# حرکت اتم در شبکه، ایجاد اتم‌های جابجا شده اضافی
# تولید آبشار جابجایی (مجموعه‌ای از نقص‌های نقطه‌ای ایجاد شده توسط اتم جابجایی اولیه)
# پایان اتم جابجایی به عنوان یک اتم بین‌نشینی

## '''سطح مقطع تابش'''
بندانگشتی|Compton scattering
احتمال برهمکنش بین دو اتم به سطح مقطع نوترون حرارتی (که بر حسب بارن اندازه‌گیری می‌شود) بستگی دارد. با توجه به سطح مقطع ماکروسکوپی \Sigma = \sigma \rho_A (کجا \sigma مقطع میکروسکوپی است، و \rho_A چگالی اتم‌ها در هدف است) و سرعت واکنش R = \Phi \Sigma = \Phi \sigma \rho_A  (کجا \Phi شار پرتو است)، احتمال برهمکنش برابر است با P\,dx = N_j \sigma(E_i) \, dx = \Sigma \, dx . در زیر سطح مقطع اتم‌ها یا آلیاژهای رایج فهرست شده است.

## '''مقاطع عرضی نوترون حرارتی (بارن)'''

## '''تکامل ریزساختاری تحت تابش'''
تکامل ریزساختاری در ماده توسط تجمع نقص‌ها در طول یک دوره تابش پایدار هدایت می‌شود. این تجمع توسط نوترکیبی نقص‌ها، خوشه‌بندی نقص‌ها و نابودی نقص‌ها در چاهک‌ها محدود می‌شود. نقص‌ها باید از نظر حرارتی به چاهک‌ها مهاجرت کنند و در انجام این کار اغلب دوباره ترکیب می‌شوند یا برای ترکیب مجدد به چاهک‌ها می‌رسند. در بیشتر موارد، D rad = D v C v + D i C i >> D therm ، به عبارت دیگر، حرکت بین‌نشینی‌ها و جاهای خالی در سراسر ساختار شبکه یک ماده در نتیجه تابش، اغلب از انتشار حرارتی همان ماده بیشتر است.

یکی از پیامدهای شارش جای خالی‌ها به سمت چاهک‌ها، شارش متناظر اتم‌ها به دور از چاهک است. اگر جای خالی‌ها قبل از جمع شدن در چاهک‌ها از بین نروند یا دوباره ترکیب نشوند، حفره‌هایی تشکیل می‌دهند. در دمای به اندازه کافی بالا، بسته به نوع ماده، این حفره‌ها می‌توانند با گازهای حاصل از تجزیه آلیاژ پر شوند و منجر به تورم در ماده شوند. این یک مسئله فوق‌العاده برای مواد حساس به فشار یا مواد محدود شده است که تحت بمباران تابشی مداوم قرار دارند، مانند راکتورهای آب تحت فشار . در بسیاری از موارد، شار تابشی غیر استوکیومتری است که باعث جدایش در داخل آلیاژ می‌شود. این شار غیر استوکیومتری می‌تواند منجر به تغییر قابل توجه در ترکیب محلی در نزدیکی مرزهای دانه شود،  جایی که حرکت اتم‌ها و نابجایی‌ها با مانع مواجه می‌شود. هنگامی که این شار ادامه می‌یابد، غنی‌سازی حل‌شونده در چاهک‌ها می‌تواند منجر به رسوب فازهای جدید شود.

## '''اثرات ترمومکانیکی تابش'''

### سخت شدن
سخت‌کاری تابشی، تقویت ماده مورد نظر با ایجاد خوشه‌های نقص، کمپلکس‌های خوشه ناخالصی-عیب، حلقه‌های نابجایی، خطوط نابجایی، حفره‌ها، حباب‌ها و رسوبات است. برای مخازن تحت فشار، از دست دادن شکل‌پذیری که در نتیجه افزایش سختی رخ می‌دهد، یک نگرانی ویژه است.

#### شکنندگی
تردی تابشی منجر به کاهش انرژی لازم برای شکست می‌شود که به دلیل کاهش سخت‌شوندگی کرنشی است (زیرا سخت‌شوندگی در حین تابش در حال وقوع است). این امر به دلایل بسیار مشابهی با دلایل سخت‌شوندگی تابشی ایجاد می‌شود؛ ایجاد خوشه‌های نقص، نابجایی‌ها، حفره‌ها و رسوبات. تغییرات در این پارامترها پیش‌بینی مقدار دقیق تردی را دشوار می‌کند، اما مقادیر تعمیم‌یافته برای اندازه‌گیری، ثبات قابل پیش‌بینی را نشان می‌دهند.

##### خزش
خزش حرارتی در مواد تحت تابش، در مقایسه با خزش تابشی که می‌تواند از 10 ثانیه تا 6 ثانیه تجاوز کند، ناچیز است. مکانیسم این پدیده، افزایش نفوذپذیری نیست، همانطور که از دمای بالا می‌توان به طور شهودی دریافت، بلکه تعامل بین تنش و ریزساختار در حال توسعه است. تنش باعث هسته‌زایی حلقه‌ها می‌شود و باعث جذب ترجیحی بین‌نشینی‌ها در محل نابجایی‌ها می‌شود که منجر به تورم می‌شود. تورم، همراه با شکنندگی و سخت شدن، می‌تواند اثرات فاجعه‌باری بر روی هر ماده هسته‌ای تحت فشار قابل توجه داشته باشد.

###### رشد
رشد در مواد تحت تابش ناشی از اختلاف ناهمسانگردی انتشار (DAD) است. این پدیده به دلیل خواص طبیعی زیرکونیوم، گرافیت و منیزیم اغلب در آنها رخ می‌دهد.

###### رسانایی
رسانایی حرارتی و الکتریکی به انتقال انرژی از طریق الکترون‌ها و شبکه یک ماده متکی هستند. نقص در شبکه و جایگزینی اتم‌ها از طریق تبدیل، این مسیرها را مختل می‌کند و منجر به کاهش هر دو نوع رسانایی از طریق آسیب تابشی می‌شود. میزان کاهش به نوع رسانایی غالب (الکترونیکی یا قانون ویدمان-فرانتس ، فونونی) در ماده و جزئیات آسیب تابشی بستگی دارد و بنابراین پیش‌بینی آن هنوز دشوار است.

## '''اثرات بر روی پلیمرها'''
آسیب ناشی از تابش می‌تواند بر پلیمرهایی که در راکتورهای هسته‌ای، دستگاه‌های پزشکی، بسته‌بندی‌های الکترونیکی و قطعات هوافضا یافت می‌شوند، و همچنین پلیمرهایی که برای استفاده در صنایع غذایی و دارویی تحت استریلیزاسیون یا تابش قرار می‌گیرند، تأثیر بگذارد.   تابش یونیزه کننده همچنین می‌تواند برای تقویت و اصلاح عمدی خواص پلیمرها مورد استفاده قرار گیرد.  تحقیقات در این زمینه بر سه منبع رایج تابش مورد استفاده برای این کاربردها، شامل گاما، پرتو الکترونی و تابش اشعه ایکس، متمرکز شده است. 

مکانیسم‌های آسیب تابشی برای پلیمرها و فلزات متفاوت است، زیرا نابجایی‌ها و مرزدانه‌ها اهمیت واقعی در یک پلیمر ندارند. در عوض، پلیمرها از طریق حرکت و بازآرایی زنجیرها تغییر شکل می‌دهند که از طریق نیروهای واندروالس و پیوند هیدروژنی با هم تعامل دارند. در حضور انرژی بالا، مانند تابش یونیزه کننده، پیوندهای کووالانسی که زنجیره‌های پلیمری را به هم متصل می‌کنند، می‌توانند بر نیروهای جاذبه خود غلبه کرده و یک جفت رادیکال آزاد تشکیل دهند. سپس این رادیکال‌ها در تعدادی از واکنش‌های پلیمریزاسیون که تحت طبقه‌بندی شیمی تابش قرار می‌گیرند، شرکت می‌کنند. پیوند عرضی فرآیندی را توصیف می‌کند که از طریق آن رادیکال‌های کربن محور در زنجیره‌های مختلف با هم ترکیب می‌شوند تا شبکه‌ای از پیوندهای عرضی را تشکیل دهند. در مقابل، بریدگی زنجیره زمانی رخ می‌دهد که یک رادیکال کربن محور در ستون فقرات پلیمر با یک رادیکال آزاد دیگر، معمولاً از اکسیژن موجود در جو، واکنش می‌دهد و باعث شکستگی در زنجیره اصلی می‌شود. رادیکال‌های آزاد همچنین می‌توانند واکنش‌هایی را انجام دهند که گروه‌های عاملی جدید را به ستون فقرات پیوند می‌دهند یا دو ورق پلیمری را بدون چسب ورقه ورقه می‌کنند. 

اطلاعات متناقضی در مورد اثرات مورد انتظار تابش یونیزه کننده برای اکثر پلیمرها وجود دارد، زیرا شرایط تابش بسیار تأثیرگذار است. به عنوان مثال، میزان دوز تعیین می‌کند که رادیکال‌های آزاد با چه سرعتی تشکیل می‌شوند و آیا آنها قادر به انتشار در ماده برای ترکیب مجدد یا شرکت در واکنش‌های شیمیایی هستند یا خیر.  نسبت اتصال عرضی به برش زنجیره نیز تحت تأثیر دما، محیط، حضور اکسیژن در مقابل گازهای بی‌اثر، منبع تابش (تغییر عمق نفوذ) و اینکه آیا پلیمر در محلول آبی حل شده است یا خیر، قرار می‌گیرد. 

پیوند عرضی و بریدگی زنجیره اثرات متفاوتی بر خواص مکانیکی دارند. پلیمرهای تابش‌شده معمولاً هر دو نوع واکنش را به طور همزمان انجام می‌دهند، اما نه لزوماً به یک اندازه.  پیوندهای عرضی با جلوگیری از لغزش زنجیره، پلیمر را تقویت می‌کنند و به طور مؤثر منجر به رفتار ترموست می‌شوند. پیوندهای عرضی و شاخه‌دار شدن منجر به وزن مولکولی بالاتر و پراکندگی چندگانه می‌شوند.  بنابراین، این پلیمرها عموماً سختی، استحکام کششی و استحکام تسلیم بیشتری خواهند داشت  و حلالیت کاهش می‌یابد.  پلی‌اتیلن به دلیل بهبود خواص مکانیکی در نتیجه پیوند عرضی، از جمله افزایش استحکام کششی و کاهش ازدیاد طول در نقطه شکست، به خوبی شناخته شده است.  بنابراین، "کاربردهای مفید متعددی در زمینه‌های متنوعی مانند پیچ سنگ برای معدن، تقویت بتن، ساخت طناب‌های سبک با استحکام بالا و پارچه‌های با کارایی بالا دارد." 

در مقابل، واکنش‌های برش زنجیره‌ای با کاهش وزن مولکولی متوسط زنجیره‌ها، ماده را تضعیف می‌کنند، به طوری که استحکام کششی و خمشی کاهش و حلالیت افزایش می‌یابد.  برش زنجیره‌ای در درجه اول در نواحی آمورف پلیمر رخ می‌دهد. این امر می‌تواند با آسان‌تر کردن تجمع مجدد زنجیره‌های کوتاه، بلورینگی را در این نواحی افزایش دهد. بنابراین، مشاهده شده است که بلورینگی با دوز افزایش می‌یابد،  که منجر به ماده‌ای شکننده‌تر در مقیاس ماکرو می‌شود. علاوه بر این، "محصولات گازی مانند ممکن است در پلیمر به دام بیفتند و این می‌تواند منجر به ترک خوردگی و ترک خوردگی بعدی به دلیل تنش‌های موضعی انباشته شده شود."  نمونه‌ای از این پدیده، مواد چاپ سه‌بعدی است که اغلب به دلیل پیکربندی چاپ خود متخلخل هستند. [   می‌تواند به منافذ نفوذ کند و با رادیکال‌های آزاد باقی مانده واکنش نشان دهد و منجر به شکنندگی شود.  برخی از مواد با افزایش سن، همچنان ضعیف می‌شوند، زیرا رادیکال‌های آزاد باقی مانده واکنش نشان می‌دهند. 

مقاومت این پلیمرها در برابر آسیب‌های ناشی از تابش را می‌توان با پیوند زدن یا کوپلیمریزاسیون گروه‌های آروماتیک، که پایداری را افزایش و واکنش‌پذیری را کاهش می‌دهند، و با افزودن آنتی‌اکسیدان‌ها و نانومواد ، که به عنوان جاذب رادیکال‌های آزاد عمل می‌کنند، بهبود بخشید.  علاوه بر این، پلیمرهای با وزن مولکولی بالاتر در برابر تابش مقاوم‌تر خواهند بود. 

## '''اثرات بر گازها'''
قرار گرفتن در معرض تابش باعث تغییرات شیمیایی در گازها می‌شود. گازهای نجیب کمترین حساسیت را به آسیب دارند، که نگرانی اصلی در مورد آنها تبدیل هسته‌ای با واکنش‌های شیمیایی بعدی محصولات واکنش هسته‌ای است.

تابش یونیزه کننده با شدت بالا در هوا می‌تواند یک درخشش هوای یونیزه شده قابل مشاهده با رنگ آبی-بنفش ایجاد کند. این درخشش را می‌توان به عنوان مثال در حوادث بحرانی ، اطراف ابرهای قارچی شکل اندکی پس از انفجار هسته‌ای یا درون یک راکتور هسته‌ای آسیب دیده مانند فاجعه چرنوبیل مشاهده کرد.

مقادیر قابل توجهی ازن می‌تواند تولید شود. حتی مقادیر کم ازن می‌تواند علاوه بر آسیب ناشی از خود تابش، در طول زمان باعث ترک خوردگی ازن در بسیاری از پلیمرها شود.

## '''آشکارسازهای تابش پر از گاز'''
در برخی از آشکارسازهای یونیزاسیون گازی ، آسیب تشعشعی به گازها نقش مهمی در فرسودگی دستگاه ایفا می‌کند، به خصوص در دستگاه‌هایی که برای مدت طولانی در معرض تشعشعات با شدت بالا قرار می‌گیرند، مانند آشکارسازهای برخورددهنده بزرگ هادرونی یا لوله گایگر-مولر.

فرآیندهای یونیزاسیون به انرژی بالای 10 نیاز دارند&nbsp;eV، در حالی که شکافتن پیوندهای کووالانسی در مولکول‌ها و تولید رادیکال‌های آزاد تنها به ۳-۴ نیاز دارد.&nbsp;eV. تخلیه‌های الکتریکی آغاز شده توسط رویدادهای یونیزاسیون توسط ذرات منجر به پلاسمایی مملو از مقدار زیادی رادیکال آزاد می‌شوند. رادیکال‌های آزاد بسیار واکنش‌پذیر می‌توانند دوباره به مولکول‌های اصلی ترکیب شوند یا زنجیره‌ای از واکنش‌های پلیمریزاسیون رادیکال آزاد را با سایر مولکول‌ها آغاز کنند و ترکیباتی با وزن مولکولی فزاینده ایجاد کنند. این ترکیبات با وزن مولکولی بالا سپس از فاز گازی رسوب می‌کنند و رسوبات رسانا یا نارسانا را روی الکترودها و سطوح عایق آشکارساز تشکیل می‌دهند و پاسخ آن را مختل می‌کنند. گازهای حاوی خاموش‌کننده‌های هیدروکربنی، مانند آرگون - متان ، معمولاً به پیر شدن از طریق پلیمریزاسیون حساس هستند. افزودن اکسیژن تمایل به کاهش سرعت پیر شدن دارد. مقادیر ناچیز روغن‌های سیلیکون ، که از خروج گاز از الاستومرهای سیلیکونی و به ویژه از مقادیر ناچیز روان‌کننده‌های سیلیکونی وجود دارند، تمایل به تجزیه و تشکیل رسوبات کریستال‌های سیلیکونی روی سطوح دارند. مخلوط‌های گازی آرگون (یا زنون ) با دی اکسید کربن و به صورت اختیاری با 2-3٪ اکسیژن، در برابر شارهای تابشی بالا بسیار مقاوم هستند. اکسیژن به عنوان گاز نجیب اضافه می‌شود و دی‌اکسید کربن شفافیت بسیار بالایی برای فوتون‌های پرانرژی دارد؛ ازن تشکیل شده از اکسیژن، جاذب قوی فوتون‌های فرابنفش است. تترافلورید کربن می‌تواند به عنوان یکی از اجزای گاز برای آشکارسازهای با سرعت بالا استفاده شود؛ با این حال، رادیکال‌های فلوئور تولید شده در طول عملیات، انتخاب مواد برای محفظه‌ها و الکترودها را محدود می‌کنند (به عنوان مثال، الکترودهای طلا مورد نیاز هستند، زیرا رادیکال‌های فلوئور به فلزات حمله می‌کنند و فلوئوریدها را تشکیل می‌دهند). با این حال، افزودن تترافلورید کربن می‌تواند رسوبات سیلیکونی را از بین ببرد. وجود هیدروکربن‌ها با تترافلورید کربن منجر به پلیمریزاسیون می‌شود. مخلوطی از آرگون، تترافلورید کربن و دی‌اکسید کربن، در شار هادرونی بالا، پیری کمی نشان می‌دهد. 

## '''اثرات بر مایعات'''
مایعات نیز مانند گازها فاقد ساختار داخلی ثابت هستند؛ بنابراین اثرات تابش عمدتاً به رادیولیز محدود می‌شود که ترکیب شیمیایی مایعات را تغییر می‌دهد. همانند گازها، یکی از مکانیسم‌های اصلی تشکیل رادیکال‌های آزاد است.

همه مایعات در معرض آسیب تشعشعی هستند، به جز چند مورد استثنای عجیب و غریب؛ به عنوان مثال، سدیم مذاب، که در آن هیچ پیوند شیمیایی برای شکستن وجود ندارد، و هیدروژن فلوراید مایع، که هیدروژن و فلوئور گازی تولید می‌کند، که خود به خود به هیدروژن فلوراید واکنش نشان می‌دهند.
بندانگشتی|Alfa beta gamma neutron radiation

### اثرات بر آب
آبی که در معرض تابش یونیزه‌کننده قرار می‌گیرد، رادیکال‌های آزاد هیدروژن و هیدروکسیل تشکیل می‌دهد که می‌توانند با ترکیب مجدد، هیدروژن گازی، اکسیژن ، پراکسید هیدروژن ، رادیکال‌های هیدروکسیل و رادیکال‌های پراکسید را تشکیل دهند. در موجودات زنده که عمدتاً از آب تشکیل شده‌اند، اکثر آسیب‌ها توسط گونه‌های فعال اکسیژن ، رادیکال‌های آزاد تولید شده از آب، ایجاد می‌شوند. رادیکال‌های آزاد به مولکول‌های زیستی تشکیل‌دهنده ساختارهای درون سلول‌ها حمله می‌کنند و باعث استرس اکسیداتیو می‌شوند (آسیب تجمعی که ممکن است به اندازه‌ای قابل توجه باشد که باعث مرگ سلول شود یا ممکن است باعث آسیب DNA شود که احتمالاً منجر به سرطان می‌شود).

در سیستم‌های خنک‌کننده راکتورهای هسته‌ای، تشکیل اکسیژن آزاد باعث خوردگی می‌شود و با افزودن هیدروژن به آب خنک‌کننده خنثی می‌شود.  هیدروژن مصرف نمی‌شود زیرا برای هر مولکولی که با اکسیژن واکنش می‌دهد، یک مولکول توسط رادیولیز آب آزاد می‌شود. هیدروژن اضافی فقط با فراهم کردن رادیکال‌های اولیه هیدروژن، تعادل واکنش را تغییر می‌دهد. محیط کاهنده در راکتورهای آب تحت فشار کمتر مستعد تجمع گونه‌های اکسیداتیو است. شیمی خنک‌کننده راکتور آب جوش پیچیده‌تر است، زیرا محیط می‌تواند اکسیدکننده باشد. بیشتر فعالیت رادیولیتیک در هسته راکتور رخ می‌دهد که در آن شار نوترون بالاترین است. بخش عمده انرژی از نوترون‌های سریع و تابش گاما در آب ذخیره می‌شود، سهم نوترون‌های حرارتی بسیار کمتر است. در آب بدون هوا، غلظت هیدروژن، اکسیژن و پراکسید هیدروژن در حدود 200 گری تابش به حالت پایدار می‌رسد. در حضور اکسیژن محلول، واکنش‌ها تا زمانی که اکسیژن مصرف شود و تعادل تغییر کند، ادامه می‌یابد. فعال‌سازی نوترونی آب منجر به تجمع غلظت‌های پایین گونه‌های نیتروژن می‌شود. به دلیل اثرات اکسیدکنندگی گونه‌های فعال اکسیژن، این گونه‌ها تمایل دارند به شکل آنیون‌های نیترات وجود داشته باشند. در محیط‌های کاهنده، آمونیاک ممکن است تشکیل شود. با این حال، یون‌های آمونیاک نیز ممکن است متعاقباً به نیترات‌ها اکسید شوند. گونه‌های دیگر موجود در آب خنک‌کننده، محصولات خوردگی اکسید شده (مانند کرومات‌ها ) و محصولات شکافت (مانند آنیون‌های پرتکنتات و پریدات ، کاتیون‌های اورانیل و نپتونیل ) هستند.  جذب نوترون در هسته‌های هیدروژن منجر به تجمع دوتریوم و تریتیوم در آب می‌شود. رفتار آب فوق بحرانی ، که برای راکتورهای آب فوق بحرانی مهم است، با رفتار رادیوشیمیایی آب مایع و بخار متفاوت است و در حال حاضر در دست بررسی است. 

میزان اثرات تابش بر آب به نوع و انرژی تابش، یعنی انتقال انرژی خطی آن، بستگی دارد. آب بدون گاز که در معرض پرتوهای گامای با LET پایین قرار می‌گیرد، تقریباً هیچ محصول رادیولیز تولید نمی‌کند و با غلظت کم آنها تعادل برقرار می‌کند. تابش آلفا با LET بالا مقادیر بیشتری از محصولات رادیولیز تولید می‌کند. در حضور اکسیژن محلول، رادیولیز همیشه رخ می‌دهد. هیدروژن محلول به طور کامل رادیولیز را توسط تابش با LET پایین سرکوب می‌کند، در حالی که رادیولیز همچنان با ... رخ می‌دهد.

وجود گونه‌های فعال اکسیژن اثر مخرب شدیدی بر مواد شیمیایی آلی محلول دارد. این امر در تصفیه آب‌های زیرزمینی با استفاده از پرتو الکترونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

## '''اقدامات متقابل'''
دو رویکرد اصلی برای کاهش آسیب تشعشعی عبارتند از کاهش میزان انرژی ذخیره شده در ماده حساس (مثلاً با حفاظ‌گذاری، فاصله از منبع یا جهت‌گیری فضایی)، یا اصلاح ماده برای کاهش حساسیت به آسیب تشعشعی (مثلاً با افزودن آنتی‌اکسیدان‌ها، تثبیت‌کننده‌ها یا انتخاب ماده‌ای مناسب‌تر). علاوه بر سخت‌سازی دستگاه الکترونیکی که در بالا ذکر شد، می‌توان با حفاظ‌گذاری، معمولاً با قرار دادن مواد با چگالی بالا (به‌ویژه سرب، در جایی که فضا حیاتی است، یا بتن در جایی که فضا موجود است) بین منبع تشعشع و نواحی مورد محافظت، تا حدودی از محافظت برخوردار شد. برای اثرات بیولوژیکی موادی مانند ید رادیواکتیو، مصرف ایزوتوپ‌های غیر رادیواکتیو ممکن است جذب بیولوژیکی فرم رادیواکتیو را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و می‌توان از کیلیت‌تراپی برای تسریع حذف مواد رادیواکتیو تشکیل شده از فلزات سنگین از بدن توسط فرآیندهای طبیعی استفاده کرد.

## '''برای آسیب تشعشع جامد'''
اقدامات متقابل جامد در برابر آسیب تشعشعی شامل سه رویکرد است. اول، اشباع ماتریس با املاح بزرگ. این کار باعث به دام افتادن تورمی می‌شود که در نتیجه حرکت خزش و نابجایی رخ می‌دهد. آنها همچنین به جلوگیری از انتشار کمک می‌کنند که توانایی ماده را برای تحمل جدایش ناشی از تابش محدود می‌کند. دوم، پراکنده کردن یک اکسید در داخل ماتریس ماده. اکسید پراکنده با جلوگیری از حرکت نابجایی و تشکیل و حرکت بین‌نشینی‌ها، به جلوگیری از خزش و همچنین کاهش تورم و جدایش ناشی از تابش کمک می‌کند. در نهایت، با مهندسی مرزهای دانه تا حد امکان کوچک، می‌توان از حرکت نابجایی‌ها جلوگیری کرد که از شکنندگی و سخت شدن که منجر به شکست ماده می‌شود، جلوگیری می‌کند. 

## '''اثرات بر روی انسان'''
تشعشعات یونیزه کننده عموماً برای موجودات زنده مضر و بالقوه کشنده هستند، اما می‌توانند در پرتودرمانی برای درمان سرطان و پرکاری تیروئید فوایدی برای سلامتی داشته باشند. شایع‌ترین تأثیر آن، القای سرطان با یک دوره نهفته سال‌ها یا دهه‌ها پس از قرار گرفتن در معرض آن است. دوزهای بالا می‌توانند باعث سوختگی‌های شدید تابشی و/یا مرگ سریع از طریق سندرم حاد تابش شوند. دوزهای کنترل شده برای تصویربرداری پزشکی و پرتودرمانی استفاده می‌شوند.

بیشتر اثرات نامطلوب قرار گرفتن در معرض تشعشعات بر سلامتی را می‌توان در دو دسته کلی گروه‌بندی کرد:

* اثرات قطعی (واکنش‌های مضر بافتی) که تا حد زیادی به دلیل کشتن یا نقص عملکرد سلول‌ها پس از دوزهای بالا ایجاد می‌شوند؛ و
* اثرات تصادفی، یعنی سرطان و اثرات ارثی شامل ایجاد سرطان در افراد در معرض خطر به دلیل جهش سلول‌های سوماتیک یا بیماری ارثی در فرزندان آنها به دلیل جهش سلول‌های تولید مثلی (زایا). 

## '''جستارهای وابسته'''

* علم مواد تابشی
* قدرت توقف (تابش ذرات)
* آبشار برخورد
* مسیر یونی
* سخت شدن تابشی
* آسیب تشعشع در فلزات و آلیاژها

## '''مطالعه بیشتر'''

* 
* 
* 

## '''منابع'''

رده:مقاله‌های ایجادشده توسط ایجادگر
رده:بلورنگاری
رده:پرتوزایی
رده:جهش‌زاها