Jonizuojančioji spinduliuotė: Skirtumas tarp puslapio versijų

[[Gama spinduliai]], [[rentgeno spinduliai]] ir aukštesnioji [[Ultravioletiniai spinduliai|ultravioletinių spindulių]] eilė elektromagnetinių bangų spektre yra jonizuojantieji spinduliai, tuo tarpu žemėsniojižemesnioji ultravioletinių spindulių eilė ir viskas po ja (UV, [[regimasis spektras]], [[infraraudonieji spinduliai]], [[mikrobangos]] ir [[radijo bangos]]) yra [[nejonizuojanti spinduliuotė]]. Riba tarp jonizuojančios ir nejonizuojančios elektromagnetinės radiacijos, kuri pasireiškia ultravioletiniuose spinduliuose nėra tiksliai apibrėžta, kadangi skirtingos [[Molekulė|molekulės]] ir [[Atomas|atomai]] jonizuojasi prie skirtingų energijos kiekių, tačiau sutartinė riba tarp mokslininkų yra nuo 10 iki 33 [[Elektronvoltas|eV]] ultravioletiniame spektre.

Paprastos jonizuojančios [[Subatominė dalelė|subatominės dalelės]], kurios yra skleidžiamos [[Radioaktyvumas|radioaktivumoradioaktyvumo]] metu, apima [[Alfa dalelė|alfa daleles]], [[Beta dalelė|beta daleles]] ir [[Neutronas|neutronus]]. Beveik visi [[Radioaktyvumas|radioaktyvaus skilimo]] produktai yra jonizuojantys, dėl to kad skilimo energija yra daug didesnė nei jonizuojančioji. Kitos subatomines jonizuojančiosios dalelės, kurios susiformuoja naturaliainatūraliai yra muonai[[Miuonas|miuonai]], [[Mezonas|mezonai]], [[Pozitronas|pozitronai]], ir kitos dalelės, kurios spinduliuoja antrinius [[Kosminiai spinduliai|kosminius spindulius]], kurie susidaro po pirminių [[Kosminiai spinduliai|kosminių spindulių]] susidūrimo su [[Žemės atmosfera]]. [[Kosminiai spinduliai]] yra spinduliuojami [[Žvaigždė|žvaigždžių]] ir kai kurių kosminių įvykių, tokių kaip [[Supernova|supernovų]]. Kosminiai spinduliai taip pat gali sukurti radioizotopus Žemėje (tokius kaip Anglis-14), kurie vėliau skyla yraspinduliuodami spinduliuojajonizuojančią jonizuojančia radiacijaradiaciją. Kosminiai spinduliai ir radioaktivių izotopųradioaktyvių [[skilimasIzotopas|izotopų]] skilimas yra pagrindiniai naturaliosnatūralios jonizuojančios radiacijos šaltiniai Žemėje,. visaVisa ši spinduliuotė sudaro [[Radiacinis fonas|radiacinį foną]]. Jonizuojanti radiacija taipogi gali būti sukurta dirbtinai, naudojant [[:en:X-ray_tubeRentgeno spinduliai|Xrentgeno spindulių vamzdžius]], [[Dalelių greitintuvas|dalelių greitintuvus]], ir daugelį kitų metodų kuriais sukuriami radioizotopai.

Jonizuojančiosios radiacijos pajausti žmogui neįmanoma,. tamRadiaciją yramatuoja naudojamitokie instrumentai tokie kaip [[Geigerio ir Miulerio skaitiklis|Geigerio skaitiklis]], tam kad radiaciją išmatuoti ir patvirtinti jos buvį toje vietoje. Didelis kiekis radiacijos susidūręs su medžiaga gali išspinduliuoti matomaregimąją šviesą, tokią kaip [[Čerenkovo spinduliavimas|Čerenkovo spinduliuotę]] ir radioluminiscencija. Jonizuojanti radiacija yra naudojama daugelyje sričių tokių kaip [[medicina]], [[Branduolinė energija|branduolinė energetika,]] [[Tyrimas|moksliniai tyrimai]], gamyba ir t.t., tačiau tai kelia riziką sveikatai, jei nesiimama tam tikrų apribojimų.

Jonizuojanti spinduliuotė yra skirstoma pagal dalelių kilmę ir elektromagnetines bangas, kurios sukuria jonizuojantį efektą. Šios dalelės turi skirtingus jonizavimo mechanizmus, ir gali būti grupuojamos kaip tiesiogiai ir netiesiogai jonizuojančios.

Bet kokia krūvį, ir užtektinai kinetinės energijos turinti dalelė gali tiesiogiai jonizuoti atomus, pasitelkiant fundementaliają sąveiką, kulonofundementaliąsias dėsnįsąveikas. Šios dalelės tai atomo branduolys, elektronai, muonaimiuonai, krūvį turintys [[Pionas|pionai]], [[Protonas|protonai]] ir krūvį turintys branduoliai, netekėnetekę elektronų. Judančios reliatyviaisreliatyvistiniais greičiais, šios dalelės turi užtektinai energijos kad jonizuotų, bet reliatyviųreliatyvistinių greičių net nereikia,. Pvz.: paprasta alfa dalelė yra jonizuojanti, betnors juda tik ~5% [[Šviesos greitis|šviesos greičio]] (c), o elektronas turintis 33 eV (užtektiną jonizavimui) krūvįenergiją juda ~1% c.

Pirmieji du pripažinti jonizuojančios spinduliuotės šaltiniai gavo atskirus pavadinimus: Helio[[Helis|helio]] branduoliai (sudaryti iš dviejų neutronų ir protonų) išspinduliuoti iš radioaktyvaus atomo branduolio yra vadinami alfa dalelėmis, o dažnai (ne visada) išspinduliuojami elektronai judantys reliatyviaisreliatyvistiniais greičiais yra vadinami beta dalelėmis.

Alfa dalelės susidaro iš dviejų protonų ir dviejų neutronų, kurie yra susijungę į vieną dalelę identišką helio branduoliui. Alfa dalelių spinduliavimas dažniausiai susidaro alfa skilimo metu, bet gali būti sukuriamas ir kitais būdais. Alfa dalelės yra pavadintos pagal pirmąją graikų abecelėsabėcėlės raidę, α., dėl to Alfaalfa dalelės simbolis yra α arba  α²⁺. Kadangi jos abi yra vienodos helio branduolio aprašymui, jos kartais užrašomos kaip He2+ ar <chem>^{4}_{2}He^2+</chem> parodant helio joną su 2+ krūviu (2 elektronų trūkumu). Jei jonas pasiemapasiima elektronus iš aplinkos, alfa dalelę galima užrašyti kaip normalų, neutralų helio atomą <chem>^{4}_{2}He</chem>.

Alfa dalelės yra labai besijonizuojančiosjonizuojančios dalelės. Kai jos išspinduliuojamos, jos turi labai maža skvarbumą. Šiuo atveju, jos gali būti sugertos kelių centimetrų oro, ar odos. Stipresnės, ilgo nuotolio alfa dalelės kurios išsiskiria trinarinio skilimo metu (jis labai retas), jos būna tris kart stipresnės ir gali prasiskverbti tris kart toliau per orą. Helio branduoliai kurie sudaro 10-12% visų kosminių spindulių, dažniausiai turi daug daugiau energijos nei tie branduoliai kurie susidarė radioaktyviojo skilimo metu, ir kai jie sutinkami kosmose, gali perskrosti žmogaus kūnakūną ir tankias apsaugas, tačiau ant Žemės, toks spinduliavimas yra gerokai nuslopinamas Žemės atmosferos, kuri veikia kaip radiacijos apsauga lygi 10-čiai metrų vandens.

Beta dalelės yra daug energijos, didelį greitį turintys elektronai ar pozitronai išspinduliuoti tam tikrų tipų radioaktyvių branduolių, tokių kaip kalis-40. Beta dalelių susidarymas vadinamas [[Beta skilimas|beta skilimu]]. Jos yra pavadintos Graikųgraikų raidės beta (β) pavadinimu ir turi dvi formas, β⁻ ir β⁺, kurios parodo ar tai yra elektronas (-) ar pozitronas(+).

Daug energijos turinčios beta dalelės gali išspinduliuoti X spindulius (rentgeno spindulius) žinomus kaip bremsstrahlung ("Stabdymo radiacija"), arba antrinius elektronus (Delta spinduliai) einant per medžiagas. Abu iš šiųšie efektųefektai gali sukelti netiesioginį jonizavimo efektąreiškinį.

Pozitronas arba antielektronas tai antidalelė arba elektrono analogas antimaterijoje. Kai žemos energijos pozitronas susiduria su žemos energijos elektronu, įvyksta susinaikinimas, taip išskleidžiantišspinduliuojant du ar daugiau gamągama spindulių fotonus.

Pozitronai susikuria pozitronų spinduliavimo metu, radioaktyviojo skilimo metu (per [[Silpnoji sąveika|silpnąsias sąveikas]]), arba poros susidarymo metu iš užtektinai energijos turinčio fotono. Pozitronai yra vieni iš dažniausiai pasitaikančių dirbtinių jonizuojančios radiacijos šaltinių, jie naudojami tokiose procedūrose kaip pozitronų emisijos tomografijose (PET).

Pozitronai yra teigiamą krūvi turinčios dalelės, kurios gali tiesiogiai jonizuoti atomą.

Nors fotonai ir yra neutralūs, jie gali tiesiogiai jonizuoti atomus, šis efektas vadinamas [[Fotoelektrinis efektas|fotoelektriniu efektu]] ir [[Komptono efektas|Komptono efektu]]. Abi šios sąveikos sukels elektrono išspinduliavima iš atomo reliativiaisreliatyvistiniais greičiais, taip paversdamos jį beta dalele, kuri jonizuos daugelį kitų atomų. Daugelis paveiktų atomų, kurie išspinduliuoja fotonų radiacija jau yra tiesiogiai jonizuoti antrinių beta dalelių, todėl fotonai yra pavadinti netiesiogiai jonizuojančiais.

Fotonų radiacija yra vadinama gama spinduliais, jei ji bunabūna išspinduliuojama branduolinės reakcijos, subatominių dalelių skilimo branduolyje, ar branduolinio skilimo branduolyje metu. Jei fotonų radiacija išspinduliuojama už branduolio ribų, ji vadinama X spinduliais (rentgeno spinduliais).

XRentgeno spinduliai paprastai neša mažesnį energijos kiekikiekį nei gama spinduliai, ir senesniuose susitarimuose jų riba buvo bangos ilgis, kuris didesnis nei 10⁻¹¹ m, arba energijos kiekis lygus 100 keV. Dabartiniai apibūdinimai Xrentgeno spindulius aprašo kaip spindulius, kuriekurių nešaenergija tarp 120 eV ir 120 keV energijos, o gama spindulius kaip spindulius turinčius energijas nuo 100 iki 120 keV, priklausomai nuo šaltinio.