کنترل تابش پرتوهای یونساز و غیریونساز

کنترل تابش پرتوهای یونساز و غیریونساز

فرمت: PDF   تعداد صفحات: 8

مقدمه

تابش انرژی است که به صورت ذرات یا به شکل موج، انتقال می یابد، ساطع می شود یا به جذب می رسد. بسیاری از منابع و وسایل مورد استفاده در صنعت، دارای تابش هستند. همچنین تابش، یکی از خصوصیات معمولی طبیعت است. رادیو، بی سیم و مایکروفر، با بهره گیری از تابش انتقالی، اختراع شده است.

بدن انسان، تابش حاصل از بسیاری از منابع را به سهولت جذب می کند و غالبا آسیب می بیند. شباهت همه تابش های الکترومغناطیسی، در این است که سرعت حرکت آنها، با سرعت نور، برابر است. نور مرئی نیز نوعی از تابش است و طول موج مؤلفه های آن، بین نورهای فرابنفش و زیرقرمز در طیف نور، قرار می گیرد. اساسا تابش، دو شکل دارد، یکی، یونساز و دیگری، غیریونساز. هر یک از این دو، دارای انواع فرعی است.

یونش و تابش

همه موارد، از عناصر به وجود آمده است و عناصر نیز، از اتم هایی مشابه به هم، تشکیل شده اند. اتم که بنیاد طبیعت است، خود، مرکب از هسته حاوی پروتون و الکترون هایی است که پیرامون هسته می چرخند.

• پروتون دارای جرم است و بار مثبت دارد.
• الكترون، جرمی ناچیز و بار منفی دارد.
• نوترون، دارای جرم و فاقد بار الکتریکی است.

زمانی که تعداد الکترون ها و پروتون های یک اتم، با هم برابر نباشد، اتم دارای بار مثبت یا منفی است و “یونیده” نام دارد.

تابش یونساز، عبارت است از تابشی که از طریق برهم کنش با مواد، از جمله یاخته های بدن انسان، باعث ایجاد یون می شود. این امر، موجب می شود که کارکرد بافت های بدن، تغییر یابد. انرژی تابش، باعث می شود الکترون هایی از اتم های یاخته، رها گردد و بدین ترتیب، زوج های یونی (که در ذیل می آید)، رادیکال های شیمیایی آزاد و نیز، فراورده های اکسایش، پدید می آیند. از آنجا که شکل و ترکیب و نیز، کارکرد بافت های بدن، متنوع است، واکنش بافت ها نیز در برابر یونش، با هم اختلاف دارد. برخی از یاخته ها قادرند آسیب ناشی از تابش را ترمیم کنند و برخی دیگر، قادر به این کار نیستند. حساسیت هر باخته در برابر تابش، دارای نسبت مستقیم با قدرت تکثیر در آن یاخته است.

جدول 1: منابع تابش و خطرات ناشی از آنها

تابش یونساز

تابش یونساز در صنعت، شامل پرتوهای آلفا، بتا، گاما و نیز، ایکس است. ذرات آلفا و بتا، با سرعت و انرژی زیادی از مواد پرتوزا انتشار می یابند. مواد پرتوزا، ناپایدارند و از همین رو، به سبب تغییر پیوسته آرایش اتمی در آنها، انرژی رو به زوال، به طور مستمر، از آنها ساطع می شود.

ذرات آلفا، متشکل است از هسته های هلیم که دو بار مثبت (دو پروتون) دارند و به همین سبب، نسبتا بزرگ هستند و الکترونها را به سوی خود جذب می کنند. قدرت نفوذ ذرات آلفا در مواد متراکم، کم است و این ذرات، فقط از پوست می گذرند. با وجود این، بلعیدن یا استنشاق منبع ذرات آلفا، باعث می شود منبع مزبور، در نزدیکی بافت های آسیب پذیر قرار گیرد و اندام های اساسی، از میان بروند. ذرات بتا، متشکل از الکترون های پرسرعت است. جرم ذرات بتا، نسبت به ذرات آلفا، کمتر ولی قدرت نفوذ ذرات بتا، بیشتر است. از همین رو، ذرات بتا، به بخش های داخلی بدن، آسیب می رساند. اگرچه قدرت نفوذ ذرات بتا، بیشتر است، ولی قدرت یونسازی آنها کمتر است.

پرتوهای گاما، قدرت نفوذ بسیاری دارند و در نتیجه جداشدن انرژی اضافی از هسته در حال تجزیه، پدید می آیند. گاهی اوقات، عبور تابش گاما از اتم معمولی، باعث رها شدن یک الکترون از اتم و ایجاد بار مثبت می شود. اتم دارای بار مثبت، یون نام دارد. یون و الكترون خارج شده از آن را زوج یونی می نامند. تأثيرات اشعه گاما، بسیار شبیه به اثر اشعه ایکس است. اشعه ایکس، بر اثر افزایش یا کاهش ناگهانی سرعت ذره باردار، به وجود می آید. معمولا برای تولید این اشعه، الکترونهای پرسرعت، تحت شرایط کنترل شده، به سوی هدف مناسب، شلیک می شود. حداکثر پتانسیل الکتریکی لازم برای تسریع حرکت الکترون ها و تولید اشعه ی ایکس، معادل با ۱۵۰۰۰ ولت است. بنابراین، تجهیزاتی که با ولتاژی کمتری از مقدار مذکور، کار می کنند، هرگز منبع اشعه  ایکس نیستند. اما برعکس، امکان دارد این شکل خطرناک تابش، در هر وسیله دارای ولتاژی بیشتر از مقدار مزبور، پدید آید. انرژی پرتوهای ایکس و گاما، زیاد است و همچنین، آنها، به درون مواد نسبتا متراکم نیز، بسیار نفوذ می کنند. برد پرتوهای ایکس و گاما، در موارد کم تراکم، از قبیل هوا، بسیار زیاد است.

منابع صنعتی و رایج تولیدکننده تابش یونساز، عبارتند از ماشین آلات دارای اشعه ایکس و ایزوتوپهای مورد استفاده در آزمایش غیرمخرب (NDT). دیگر منابع تابش یونساز، عبارت است از وسایل و مواد آزمایشگاهی و نیز، تجهیزات مخابراتی .

تابش غیریونساز

به طور کلی، این نوع تابش، هرگز باعث یونش مواد نمی شود. طیف این نوع تابش، شامل طيف الكترومغناطیسی بین نور فرابنفش و امواج رادیویی است و نیز، پرتوهای مصنوعی لیزر نیز از جمله تابش های غیریونساز است.

منبع تابش فرابنفش، خورشید و نیز، تجهیزاتی از قبیل مشعل جوشکاری است. بخش عمده تابش فرابنفش خورشید، قادر به عبور از لایه ی ازن نیست. با این حال، ممکن است تابش فرابنفش رسیده به زمین، باعث سوختگی پوست و حتی، نابینایی شود. تأثير تابش فرابنفش، حرارتی و فوتوشیمیایی است، باعث سوختگی و ضخیم شدن پوست می شود و به سرطان پوست می انجامد. قوس الکتریکی و لامپ فرابنفش، دارای تأثير فوتوشیمیایی در ملتحمه چشم هستند و موجب بروز “qrc eye” و تشکیل آب مروارید می شوند.

تابش زیرقرمز، به سهولت، تبدیل به حرارت می شود و قرار گرفتن در معرض آن، باعث حرارت دیدن بدن و بروز مواردی از قبیل سوختگی پوست و از دست رفتن مایعات بدن است. قرنیه و عدسی چشم نیز بر اثر این تابش، آسیب می بیند و کدر شدن عدسی چشم، به آب مروارید می انجامد. اگر این تابش، متمرکز باشد (مثلا در تابش لیزر)، شبکیه نیز آسیب می بیند. پرتو متمرکز لیزر، عمدتا به سبب ایجاد حرارت، به بدن، صدمه می زند.

تابش دارای بسامد رادیویی، از دستگاه های انتقال ریزموج، از قبیل مایکروفر و تأسیسات بی سیم، ساطع می شود. اگر بخش هایی از بدن، در معرض این تابش قرار گیرد، گردش خون، موجب خنک شدن آن بخش ها می شود. با این حال، برخی از اندام های بدن، در برابر این تابش نیز مانند تابش زیرقرمز، دوام نمی آورند. چشم و اندام های تولید مثل، از این جمله اند. چنانچه حرارت ناشی از انرژی جذب شدهی ریزموج، پراکنده نشود، دمای عضو در معرض آن، افزایش می یابد مگر آن که جریان خون و تعرق، حرارت حاصل را از طریق تبخیر، همرفت و تابش، کاهش دهد. اگر فلزی که به روش القایی، گرم شده است، لمس شود، پوست می سوزد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ بهداشت پرتوهای غیر یونساز (امواج رادیو فرکانس)

⇐ پرتوهای غیریونیزان در محیط کار

⇐ پرتوهای یونساز و غیر یونساز و اثرات آن روی بدن انسان

⇐ پرتوهای یونیزان و غیر یونیزان