Radiasiya anlayışı
10 noyabr 2011-ci il

Radiasiya nədir?

Geniş mənada radiasiya mühitdə enerjinin müxtəlif dalğa və hissəciklər formasında yayılmasıdır.

Radiasiyanın hansı formada olduğuna, insan orqanizminə necə təsir etməsinə və s. məsələlərə aydınlıq gətirmək üçün bəzi anlayışlarla tanış olaq.

Atomun quruluşu, izotoplar
Bütün materiya atomlardan ibarətdir. Demək olar ki, atomun bütün  kütləsini onun  nüvəsində toplanmış müsbət elektrik yükünə malik protonlar və neytral olan neytronlar təşkil edir. Nüvənin ətrafında elektron adlandırılan mənfi yüklənmiş hissəciklər hərəkət edirlər. Adi halda atomlarda proton və elektronların sayı bərabərdir. Proton və elektronların elektrik yüklərinin qiyməti eyni, işarəsi isə əksdir. Beləliklə, atomlar elektrik cəhətdən neytraldırlar.

Hər hansı təsir nəticəsində atomun elektron qəbul etməsi və ya atomun elektron itirməsi prosesi ionlaşma adlanır. İonlaşma nəticəsində atomun elektronlarının sayı həmin atomun nüvəsindəki protonların sayından artıqdırsa, mənfi yüklü ion, elektronlarının sayı həmin atomun nüvəsindəki protonların sayından az olarsa, müsbət yüklü ion yaranır.

İki müxtəlif nüvənin protonlarının sayı eyni, neytronlarının sayı müxtəlif olarsa, bunlara eyni elementin müxtəlif izotopları deyilir. Məsələn, Uran-238 92 protondan, 146 neytrondan, Uran-235 isə 92 protondan, 143 neytrondan ibarətdir.

Bir elementin bir neçə izotopu ola  bilər. Məsələn, hidrogenin 3 izotopu var: hidrogen-1 (adi  hidrogen), hidrogen-2 (deyterium) və hidrogen -3 (tritium).

Kimyəvi elementlərin bütün izotoplarının nüvələri “nuklidlər” qrupunu təşkil edir.

Radioaktivlik

Bəzi nuklidlər stabildirlər və xarici təsir olmadıqda heç bir çevrilməyə məruz qalmırlar. Nuklidlərin böyük əksəriyyəti qeyri-stabildir və öz-özünə spontan olaraq parçalanır. Müxtəlif nüvələr öz enerjilərini müxtəlif yollarla buraxırlar ― elektromaqnit şüalanması və/və ya zərrəciklər seli şəklində. Qeyri-stabil nuklidlərin bu cür spontan parçalanma prosesi radioaktivlik adlandırılır. Parçalanan və şüalanma buraxan qeyri-stabil nuklid isə radionuklid adlandırılır.

Hər hansı miqdarda radionuklidlərin radioaktivliyinin kəmiyyət xarakteristikasını müəyyən etmək üçün aktivlik anlayışından istifadə edilir. Aktivlik nədir? Aktivlik – hər hansı miqdarda olan radionuklidlərin vahid zaman ərzində baş verən parçalanmalarının sayıdır və bekkerel (Bk) adlandırılan kəmiyyətlə ölçülür. 1Bk – tərkibində 1 saniyədə 1 parçalanma baş verən materialın aktivliyidir.

Hər hansı radionuklidin parçalanması nəticəsində, onun aktivliyinin iki dəfə azalmasına sərf olunan müddətə, bu radionuklidin yarımparçalanma dövrü deyilir. Buraxılan şüalanmanın növü, şüalanma enerjisi və nüvənin yarımparçalanma dövrü  hər bir radionuklid üçün spesifik olur. Məsələn, Uran -238 izotopu üçün yarımparçalanma dövrü 4,47 milyard il olduğu halda, Bismut-214 izotopu üçün bu 19,7 dəqiqədir.

ionlaşdırıcı şüalanma - mühitlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində müxtəlif işarəli ionların və yüklü hissəciklərin yaranmasına səbəb olan şüalanmadır.

İonlaşdırıcı şüalanma növləri

Alfa şüalanma ağır nüvələr, məsələn, uran, radium, radon, plutonium  kimi elementlərin nüvələrinin buraxdığı müsbət yüklü zərrəciklərdən ibarətdir. Bu zərrəciklər alfa-hissəcik adlandırılır və 2 proton, 2 neytrondan ibarətdir.

Faktiki olaraq, alfa-hissəcik iki elektronunu itirmiş (ikiqat ionlaşmış) helium atomudur və ya helium atomunun nüvəsidir.

Alfa-hissəciklər havada yalnız bir neçə santimetr məsafə keçə bilir  və adi kağız vərəqəsi ilə tam udulurlar. Alfa-şüalanma dəridən keçmə qabiliyyətinə malik deyil. Əgər alfa-hissəciklər buraxan hər hansı bir maddə bədənə düşərsə, bu halda o öz enerjisini ətrafdakı hüceyrələrə ötürür. Alfa-şüalandırıcılar tənəffüs yolu və açıq yaradan daxil olmaqla insanlara zərər verə bilərlər.

Beta-şüalanma alfa-hissəciklərdən kifayət qədər kiçik olan elektronlardan və ya pozitronlardan ibarətdir. Elektronlar mənfi elektrik yükünə, pozitronlar isə

müsbət elektrik yükünə malikdirlər.

Beta şüalanma daha  dərinə  nüfuz edə bilir və onun qarşısı metal lövhə və ya şüşə, ya da adi paltarla alına bilər. Beta-şüalanma insanın dərisində yeni dəri hüceyrələrinin əmələ gəldiyi “rüşeym qatına” qədər keçə bilir. Əgər beta-şüalandırıcılar dəridə uzun müddət qalarlarsa, onlar onun zədələnməsinə səbəb ola bilərlər.

Qamma - şüalanma elektromaqnit dalğalarıdır. Qamma şüalanmanın hissəcikləri qamma-kvant adlanır. Qamma-kvantlar elektrik yükünə malik deyildir.


Qamma kvantların havada qaçış məsafəsi böyük, nüfuzetmə qabiliyyəti isə əhəmiyyətli dərəcədədir. Qamma-şüalanma üçün beton və ya qurğuşun kimi sıxlığı yüksək olan materiallar yaxşı sədd ola bilərlər.

Rentgen şüalanması iki növ olur - tormozlanma rentgen şüalanmasıxarakteristik rentgen şüalanması

Tormozlanma rentgen şüalanması – Elektrik yükünə malik zərrəciklərin

tormozlanması nəticəsində əmələ gəlir. Məsələn, metal hədəfin vakuumda (rentgen borusunda) elektronlarla bombardmanı zamanı.

Xarakteristik rentgen şüalanması. Hər hansı təsir nəticəsində atom orbitalını tərk etmiş elektronun yerini yuxarı səviyyədən (daha böyük enerjiyə malik) digər bir elekton  tutur. Eyni mexanizmlə yeni yaranmış boş yerə daha yuxarı səviyyədə olan elektron keçir. Hər elektron keçidi zamanı keçidlər fərqinə uyğun foton buraxılır. Enerji səviyyələri (eləcə də buraxılan fotonların enrjiləri) hər bir atom üçün spesifik olduğundan və bu atomu xarakterizə etdiyindən buraxılan fotonlar selinə xarakteristik rentgen şüalanması  deyilir.

Qurğuşun kimi sıxlığı yüksək olan materiallar rentgen şüalanmasının qarşısını ala bilirlər.

Neytron şüalanması neytronlardan ibarətdir və özlüyündə ionlaşdırıcı şüalanma deyildir. Əgər neytron nüvəyə düşərsə, bu halda nüvəni aktivləşdirə bilər və qamma kvantların və ya yüklü zərrəciklərin buraxılmasına səbəb olar və dolayısı ilə ionlaşdırıcı şüalanmanın yaranmasına gətirib çıxarar. Neytronların dolayısı ilə ionlaşdırıcı şüalanmaya səbəb olmasının daha bir yolu, hidrogenli birləşmələrdə toqquşma nəticəsində protonların vurulub çıxarılmasıdır ki, bu da öz növbəsində ionlaşdırıcı proton şüalanmasının yaranmasına gətirir. Neytronlar yüksək nüfuzetmə qabiliyyətinə malikdirlər və onların qarşısı yalnız yüngül atom çəkisinə malik materiallarla, məsələn, su, parafin və s. alına bilər.

Şüalanma dozası

Şüalanmanın canlı orqanizmə verdiyi zərər onun toxumaya ötürdüyü enerjinin miqdarından və bu enerjinin toxumada paylanması xüsusiyyətlərindən asılıdır. Maddənin vahid kütləsi tərəfindən udulan şüalanma enerjisinə udulan doza deyilir. Udulan dozanın vahidi Qreydir. 1Qrey(Qr) – 1kq kütlə tərəfindən 1Coul enerjinin udulduğu dozadır.

Müxtəlif növ şüalanma növlərinin insan orqanizminə və toxumalara təsiri fərqlidir. İonlaşdırıcı şüalanma növlərindən asılı olaraq eyni qədər udulan dozanın təsirindən əmələ gələn radiobioloji effektlər fərqli olur. Bu ionlaşdırıcı müxtəlif şüalanmaların hissəciklərinin toxuma ilə qarşılıqlı təsiri zamanı enerjinin ötürülməsi mexanizminin fərqli olması ilə əlaqədardır. Müxtəlif şüalanma növlərinin radiobioloji effekt yaratma qabiliyyətlərinin fərqini əks etdirmək üçün ekvivalent doza adlanan kəmiyyət daxil edilir.

Ekvivalent doza – orqan və ya toxumada udulan dozaların məlum şüalanma növü üçün uyğun keyfiyyət əmsalına (Cədvəl 1) hasilidir. Fotonlar (rentgen və qamma şüaları) və beta şüalar üçün bu əmsal 1-ə, alfa şüalar üçün isə 20-yə bərabərdir, bu o deməkdir ki, eyni miqdarda enerji ötürüldüyü halda alfa şüalanmanın bioloji effekt yaratma qabiliyyəti beta şüalanma ilə müqayisədə 20 dəfə çoxdur. Bu əmsallar müxtəlif növ şüalanmaların bioloji effekt yaratmaq qabiliyyətinin foton şüalanması ilə müqayisəsidir və ya 1Qrey verilmiş şüalanmadan (alfa, beta, neytron şüalanması) alınmış dozanın bioloji effekt yaratma qabiliyyətinə görə neçə Qrey foton şüalanmasından (rentgen, qamma şüalanması) alınan dozaya ekvivalent olduğunu göstərir.

Cədvəl 1. Keyfiyyət əmsallarının orta qiymətləri

Şüalanmanın növü və enerji diapazonu

k

İstənilən enerjili fotonlar

1

İstənilən enerjili elektron və myuonlar

1

Enerjisi 10keV-dən az olan neytronlar

5

10keV-dən 100keV-ə qədər

10

100keV-dən 2 MeV-ə qədər

20

2MeV-dən 20MeV-ə qədər

10

20MeV-dən çox

5

2MeV-dən yuxarı enerjiyə malik olan protonlar(təpmə protonlarından başqa)

5

Alfa-hissəciklər, bölünmə qəlpələri, ağır nüvələr

20

Ekvivalent dozanın ölçü vahidi Zivertdir (Zv).

İnsan orqanizminin orqan və toxumaları müxtəlif radiohəssaslığa malikdir. Belə ki, eyni növ şüalanmadan müxtəlif orqan və toxumalara verilmiş eyni miqdarda doza bu toxumaların xüsusiyyətindən asılı olaraq fərqli bioloji effekt yarada bilər. Bunu nəzərə almaq üçün effektiv doza anlayışı daxil edilir ki, bu da orqan və ya toxumalar üçün uyğun çəki əmsallarını (Cədvəl 2) orqan və ya toxumanın qəbul etdiyi ekvivalent dozanın qiymətinə vurub (hasil), bütün orqan və toxumalar üzrə cəmləməklə müəyyən edilir. Çəki əmsalları empirik olaraq tapılır, bu şərtlə ki, bütün orqanizm üçün onların cəmi 1-i aşmasın.

Cədvəl 2. Orqan və toxumaralar üçün çəki əmsallarının qiymətləri

    Orqan və ya toxuma

wT

    Orqan və ya toxuma

wT

Cinsiyyət vəziləri

0,20

Qara ciyər

0,05

Mədə

0,12

Qida borusu

0,05

Sümük iliyi (qırmızı)

0,12

Qalxanabənzər vəzi

0,05

Ağ ciyər

0,12

Sümük səthlərinin hüceyrələri

0,01

Yoğun bağırsaq

0,12

Dəri

0,01

Süd vəziləri

0,05

Qalanlar

0,05

Sidik kisəsi

0,05

Cəmi:

1

Çəki əmsalları adsız kəmiyyət olduğundan effektiv ekvivalent doza ekvivalent doza kimi Zivertlə ölçülür.

Effektiv ekvivalent doza, ekvivalent dozadan fərqli olaraq, ayrı-ayrı orqan və toxumalarda deyil, bütün orqanizmdə radioloji effektin əmələ gəlmə ehtimalını xarakterizə edir.

Radiasiya fonu, ekspozisiya dozası

Radiasiya fonu – kosmik və Yer mənşəli təbii mənbələr, həmçinin insanların fəaliyyəti nəticəsində biosferə səpələnmiş süni radionuklidlərin yaratdığı ionlaşdırıcı şüalanma hesabına yaranan doza gücüdür.

Radiasiya fonunun səviyyəsi nisbətən sabit qalır və bütün Yer kürəsi canlılarına təsir göstərir.

Radiasiya fonu aşağıdakı tərkib hissələrinə malikdir:

a) təbii radiasiya fonu – bu fon kosmik və Yer mənşəli təbii mənbələrin törətdiyi ionlaşdırıcı şüalanmadır;

b) texnoloji yolla dəyişdirilmiş təbii radiasiya fonu – bu fon insanların təsərrüfat fəaliyyəti nəticəsində müəyyən dəyişikliyə məruz qalmış təbii mənbələrin yaratdığı ionlaşdırıcı şüalanmadır;

c) süni radiasiya fonu – nüvə silahlarının sınağı, nüvə energetikası tullantıları və radiasiya qəzaları hesabına yaranır.

Ekspozisiya dozası – şüalanmanın havada yaratdığı ionlaşmaya əsasən qiymətləndirilir, vahidi Kulon/kiloqram (Kl/kq) və ya Rentgen (R) qəbul edilmişdir. 1 Rentgen – rentgen və ya qamma şüalanmanın havada normal şəraitdə 2,08x109 cüt ion əmələ gətirdiyi dozadır.

Ekspozisiya dozasının gücünün vahidi Rentgen/saatdır.

Azərbaycan Respublikası ərazisində xarici şüalanma hesabına təbii fon 20mkR/saata qədər olur.

Radiasiyadan qorunma üzrə normativ sənədlərə əsasən əhalinin təbii radiasiya fonundan artıq şüalanmaya məruz qalması üçün aşağıda qeyd olunan doza hədləri müəyyən olunur.

Normal şəraitlərdə əhali üçün doza hədləri

a) illik effektiv doza üçün – ildə 1 mZv;

b) göz bülluruna illik ekvivalent doza üçün – ildə 15 mZv; və

c) dəriyə illik ekvivalent doza üçün – ildə 50 mZv.

Xüsusi hallarda əhalinin şüalanmaya məruz qalması üçün doza hədləri

Xüsusi hallarda əhalinin müvafiq kritik qruplarının aldıqları illik dozalar ayrıca il ərzində 5 mZv-i aşmamalıdır, bu şərtlə ki, ardıcıl 5 il ərzində alınan ortaillik doza 1 mZv-dən artıq olmasın.

Əhalinin radiasiya təhlükəsizliyini tənzimləyən sənədlər.

“Əhalinin radiasiya təhlükəsizliyi haqqında” 30 dekabr 1997-ci il tarixli 423-IQ nömrəli Azərbaycan Respublikasının Qanunu 

“Sanitariya-epidemioloji salamatlıq haqqında” 10 noyabr 1992-ci il tarixli 371 nömrəli Azərbaycan Respublikasının Qanunu

Radiasiya təhlükəsi simvolu

Üzərində radiasiya təhlükəsi nişanı olan hər hansı naməlum əşya tapılan zaman dərhal Fövqəladə Hallar Nazirliyinin 112 xidmətinə məlumat vermək lazımdır.

Hazırlayan: Mətanət Qəhrəmanova
nüvə və radioloji təhlükəsizliyin ekspert
qiymətləndirmə sektorunun baş məsləhətçisi.