электронный учебник

1. «Радиациялық қауіпсіздік негіздері» пәні
Дәріс №1
Тақырыбы: Кіріспе. Радиацияның даму тарихы. Атом құрылысы. Радиоактивтілік
ұғымы
«Экология және геология» кафедрасы
аға оқытушы: Баймукашева Ш.Х.

2. «Радиация» (radiation) термині – сәуле, сәулелену дегенді
білдіреді, сондықтан «радиациялық экология негіздері» пәні
иондаушы радиацияның тірі организмдерге әсері немесе тірі
организмдердің қоршаған ортаның радиациялық
факторларымен өзара қарымқатынасы туралы ғылым ретінде
анықталады.
Радиация -
дегеніміз энергияның толқын және бөлшек (өте
ұсақ) түрде ауаға және денеге (физикалық дене)
таралуы.
Электромагниттік радиация,
мысалы, микротолқындар (тамақ
жылытатын пеште болады), инфрақызыл
сәулесі (лаборатория да көп қолданылатын
инструментте болады), күн
сәулесі, ултракүлгін сәулесі, рентген
сәулесі және гамма радиация.

3. Қоршаған ортаның адам организміне
теріс әсер ететін факторларының
бірі радиация болып табылады.
Радиация адамның клеткалары мен
органдарының түрлі функцияларына
зиянды әсер етеді. Радиация әсер
еткенде клеткалардың шапшаң
бөлінуі, құрылымы мен құрамы
өзгеруі мүмкін. Радиациялық
сәулелену тұқым қуалаушылық
аппаратын өзгертуге, яғни мута цияға
душар етуі мүмкін.

4. Радиоактивтілік және онымен бірге жүретін
иондаушы сәулелер жер бетінде тіршілік
пайда болғанға дейін болған.
Иондаушы сәулелер үлкен жарылыспен бірге
жүрді деп саналады. Сол кезден бастап
радиация ғарыш кеңістігін үнемі толтырып
келеді, ал радиоактивті материалдар жердің
құрамына туғаннан бастап кірді.

5. Радиациялық экологияның қазіргі даму кезеңіндегі
негізгі міндеттері:
Өсімдіктер мен жануарлар организмдеріне, популяциялар мен экожүйелерге радиоактивті сәулеленудің әсерін
зерттеуді жалғастыру және биосфераның радиоактивті ластануының салдарын болжау.
Табиғи ортада Радиоактивті изотоптардың таралу жолдарын зерттеу.
Табиғи орта компоненттерінің радиоактивті ластануының жануарлар ағзалары
үшін қауіпсіз нормаларын әзірлеу.
Радионуклидтермен созылмалы сәулелену жағдайында тірі организмдердің
өмір сүруін және бейімделуін зерттеу.
Радиацияның аз дозаларының тірі организмдеріне әсерін зерттеу және мұндай
сәулеленудің ұзақ мерзімді салдарын болжау.
Радиациялық экологияның маңызды міндеті-бұл ғылымды қоғамның кең топтары арасында танымал ету,
өйткені радиациялық қауіпті бәрі бірдей біле бермейді.
Радиациялық экология саласындағы мамандар радиоэкологиялық мониторингті, яғни қоршаған ортаның
радиоактивтік ластануының әсерінен оның жай-күйінің өзгеруін бақылау жүйесін кеңінен пайдалануы тиіс.

6. Радиациялық экологияның даму тарихы
1859 жылы Вильгельм Конрад Рентген
кейінірек «рентген» деп аталған
сәулелерін ашты. 1896 жылы Анри Беккерель
табиғи радиоактивтілік құбылысын ашты,
Күн – өте жоғары жылдамдықпен
қозғалатын электрондар, иондар,
нейтрондар, кванттар сияқты бөлшектердің
өте көп мөлшерін шығарады.

7. Рентген сәулелерін қолданатын
эксперименттер мен зерттеулер сол
кездегі басқа жаңалықтармен бірге
классикалық физиканың бірқатар
ережелерін қайта қарауға мәжбүр
еткен заттың құрылымы туралы жаңа
ақпарат алуға көмектесті. Рентген
сәулелерімен байланысты зерттеулер
көп ұзамай радиоактивтіліктің
ашылуына әкелді: А. Беккерел, М.
және П. Кюри. Қысқа уақыттан кейін
рентген түтіктері медицинада және
техниканың әртүрлі салаларында
қолдануды тапты.

8. Біздің планетамыздағы миллиондаған жылдар бойы қалыптасқан
радиациялық фонды бұзатын радиоактивті ластанудың басқа көздеріне
уран және торий кендерін өндіру және өңдеу, ядролық қару өндіру,
кемелерде ядролық реакторларды пайдалану, ядролық физика
саласындағы зерттеу жұмыстары, сондай-ақ ғылымда радиоизотоптарды
пайдалану жатады.

10. Ядролық өндірістің дамуы жердің тереңдігінен
радиоактивті шикізаттың үлкен мөлшерін алуды
қажет етті. Соңғы 50 жыл ішінде жер
қойнауынан миллиондаған тонна уран мен
торий кендері өндіріліп, өңделді. Радиоактивті
кендердегі пайдалы компоненттің мөлшері аз,
нәтижесінде олар байытылғаннан кейін
жергілікті радиациялық фонды бірнеше есе
арттыратын "бос" жыныстың үлкен массасы
қалады.

11. Қошқар ата улы көлі
Қоршаған ортаны радиоактивті заттардан қорғаудың бірнеше жолдары бар.
Олар: физикалық, химиялық және биологиялық тәсілдері.

13. АТОМ ҚҰРЫЛЫСЫ. РАДИОАКТИВТІЛІК ҰҒЫМЫ
АТОМ-химиялық элементтің барлық
қасиеттерін сақтайтын ең кішкентай
бөлігі, оның өлшемдері 10-8 см, оң
зарядталған ядродан және
электронды орбитальдарда
электронды бұлт түрінде қозғалатын
теріс зарядталған электрондардан
тұрады. Атом жалпы электронды
болып табылады.
Атом ядродан және осы ядроны
айналып тұратын электрондардан
құралған.

14. Ядро протондар мен нейтрондардан құралған. Протон оң заряды бар бөлшек, ал
нейтронның заряды жоқ бөлшек. Осы екі бөлшектің массалары шамалас, ал
электрон болса нейтроннан 1838 есе жеңіл. Электронның заряды теріс.
Электронның заряды табиғатта бар электр зарядтардың ең кішісі, протонның
заряды электрондікіне тең, тек таңбасы оң.
Атомның құрамында неше электрон бар болса, сонша протон бар болады.
Мысалы сутегінің атомында бір электрон және бір протон бар. Сутегі атомының
қорытқы заряды +1 - 1 = 0. Яғни осы атом бейтарап болады. Бұл қағида барлық
атомдарға орынды.

15. ЭЛЕКТРОН-тыныштық массасы 0,000548 атомдық масса бірлігіне
немесе 9,1 × 10-28 граммға тең тұрақты элементар бөлшек.
Электрондар эллиптикалық
орбиталар арқылы қозғалады,
атомның электронды қабығын
бұлт түрінде қалыптастырады,
олар энергияға байланысты
белгілі бір электронды
орбитада топтастырылады.
ЯДРО-атомдар оң зарядталған бөлшектерден
тұрады-п р о т о н дар, және электрлік
бейтарап бөлшектер-н е й т р о н дар, олар
жалпы н у кл о н дар деп аталады . Олар
үнемі қозғалыста болады және олардың
арасында ядро ішіндегі тартылыс күштері
әрекет етеді.

16. Электрондардың сыртқы орбитадан ішкі
орбитаға ауысуы рентген сәулелерімен бірге
жүреді. Күшті электрлік әсерлерде электрондар
атомнан шығарылады, ал атом оң ионға, ал бір
немесе бірнеше электрондарды теріс ионға
қосады. Бейтарап атомдардан иондардың түзілу
процесі иондану деп аталады.
Иондаушы сәулеленудің энергиясы
керемет күшке ие. Басқа атомға енгенде,
олар орбитадан электронды сындырады.
Бөлшектену кезінде ядро зарядталады -
жаңа зат құрылады.

17. Олардың арасында ортақ нәрсе - гамма, бета және альфа радиациясының
ұқсас сипаты бар.
 Альфа сәулелері бірінші болып табылды. Олар ауыр
металлдардың ыдырауы кезінде пайда болды - уран,
торий, радон. Альфа сәулелерінің ашылуынан кейін
олардың табиғаты анықталды. Олар үлкен
жылдамдықпен ұшатын гелий ядролары болып
шықты. Басқаша айтқанда, бұл 2 «протон» және «2»
нейтрондардың ауыр зарядтары. Ауадағы альфа
сәулелері өте аз қашықтықты - бірнеше сантиметрден
аспайды. Қағаз немесе, мысалы, эпидермис осы
радиацияны толығымен тоқтатады.
 Бета бөлшектері қарапайым электрондар болды, бірақ
олар өте үлкен жылдамдыққа ие. Олар альфа
бөлшектерінен әлдеқайда кішкентай, сонымен қатар
кіші электр заряды бар. Бета-бөлшектер түрлі
материалдарға оңай енеді. Ауа-райында олар бірнеше
метр қашықтықты жабады. Оларды мынадай
материалдармен ұстауға болады: киім, шыны, жұқа
металл парақ.
 Гамма сәулелері - фотонды сәулелену. Алайда
фотондар өте жоғары жылдамдықпен жүреді.
Радиацияның бұл түрі материалдар арқылы өте тез
енеді. Оны тұтқындау үшін әдетте қорғасын мен бетон
қолданылады. Гамма сәулелері мыңдаған шақырым
жүре алады.

18. Биологиялық тұрғыдан алғанда, сәулеленген
объектісі қабылдаған сәулелену дозасын ғана
емес, уақыт бірлігіне алынған дозаны да білу
маңызды. Өлімнен едәуір асатын, бірақ ұзақ уақыт
бойы алынған жалпы доза өлімге әкелмейді, ал
қысқа уақыт ішінде алынған доза әртүрлі
дәрежедегі радиациялық ауруды тудыруы мүмкін.
Дозаның қуаты (P) – уақыт бірлігіне жатқызылған
сәулелену дозасы (D) T: P = D / t.