CLASIFICAREA RADIATIILOR, SURSE DE RADIATII

CLASIFICAREA RADIATIILOR, SURSE DE RADIATII

Definitie: Numim radiatie fenomenul fizic de transmitere la distanta a energiei fara a fi nevoie de un mediu purtator. Studiul complet al unui fenomen radiativ presupune investigarea mecanismelor si a legilor care guverneaza: a) producerea lor; b) propagarea (care, conform definitiei, poate avea loc in vid) si c) absorbtia energiei pe care o transporta.

Clasificarea radiatiilor

Dupa natura lor, radiatiile pot fi corpusculare si electromagnetice.

Radiatiile corpusculare sunt compuse din particule de substanta avand o anumita energie cinetica. Ele pot fi subdivizate in functie de sarcina si masa particulelor transportoare ale energiei, conform schemei de mai jos:

Radiatiile electromagnetice sunt emise si absorbite in natura sub forma de cuante (fotoni). Fotonii sunt particule fara masa de repaus, ce transporta, fiecare, o cantitate de energie ce poate fi calculata cu expresia E = hn, unde h = constanta lui Planck (6,625^.10 Js), iar n= frecventa radiatiilor. Masa lor de miscare, m, se leaga de energie prin formula lui Einstein: E = mc , c fiind viteza luminii in vid. Curent, energia lor se exprima in electron-Volti: 1eV = 1,6^.10^-19 J .

Spectrul radiatiilor electromagnetice este extrem de extins. In functie de lungimile lor de unda in vid (l = ^c/_n), acesta se poate reprezenta ca in figura de mai jos:

In functie de energia transportata, radiatiile se clasifica in radiatii neionizante si radiatii ionizante. Distinctia dintre aceste este conventionala, si este legata de efectele asupra materiei. Daca se iau in considerare energiile de ionizare ale principalilor atomi ce compun materia vie (H, C, N si O), pot fi considerate ionizante radiatiile ce transporta energie mai mare de 13,6 eV pe particula, ceea ce corespunde, in cazul radiatiilor electromagnetice, la o lungime de unda l < 100 nm. Pe de alta parte, anumite macromolecule biologice pot fi ionizate la energii ce depasesc 5 eV, lungimea de unda corespunzatoare fiind l < 200 nm.

Pentru simplificare, cand este vorba de radiatiile electromagnetice, se considera ionizante radiatiile din domeniile X si g, si neionizante cele din domeniile radio, microunde, IR, VIS si UV.

Radiatiile corpusculare au importanta biologica numai prin efectele lor ionizante.

Surse de radiatii. Acestea pot fi naturale si artificiale.

Sursele naturale au fost singurele la care a fost expusa biosfera (si populatia umana) pana in epoca moderna. Acestea sunt la randul lor cosmice si telurice. Principala sursa cosmica de radiatii este soarele. Acesta emite tot spectrul de radiatii electromagnetice si toate radiatiile corpusculare.

Dintre cele electromagnetice, numai o mica parte ajung la suprafata solului, fiind absorbite de cromosfera solara si atmosfera terestra. Astfel, vaporii de apa si bioxidul de carbon atmosferice absorb in IR, iar stratul de ozon absoabe UV. Proportia, in procente, a fotonilor neionizanti care ajung la nivelul marii este de 2% UV, 45% VIS si 53% IR. Fotonii ionizanti sunt absorbiti in proportie covarsitoare de moleculele straturilor atmosferei inalte, pe care le ionizeaza dand nastere ionosferei.

Radiatiile corpusculare emise de soare, care formeaza vantul solar, sunt, de asemenea impiedicate sa atiga straturile inferioare ale atmosferei. Cele incarcate electric, datorita inclinarii axei Pamatului, intra oblic in campul magnetic al acestuia si, fiind supuse fortei Lorentz, se misca pe traiectorii elicoidale ce le directioneaza spre poli. Aici efectele lor ionizante asupra atmosferei inalte se manifesta prin aparitia aurorelor polare. Neutronii nu ajung pana la Pamant, timpul lor mediu de viata in stare libera, de aproximativ 1000 s, fiind mult mai scurt decat durata calatoriei lor de la Soare si planeta noastra. Ei se vor transforma, fiecare, intr-un proton si un electron, care vor creste numarul particulelor ionizante, incarcate electric.

Alte surse cosmice de radiatii ionizante sunt furnizate de activitatea stelara. Cele mai importante sunt razele cosmice, formate din nuclee atomice (mai ales protoni) de mare energie care, prin coliziune cu nucleele gazului atmosferic produc jerbe de particule secundare ionizante. Acestea din urma sunt atenuate odata cu strabaterea atmosferei subjacente. Din acest motiv, efectele cresc cu altitudinea, dublandu-se cu fiecare crestere cu 1500 m a acesteia.

Sursele telurice, sunt reprezentate de izotopii radioactivi din atmosfera si scoarta. Intensitatea radiatiilor emise de acestea depind de localizarea geografica. Zonele aflate in vecinatatea unor zacaminte de uraniu, de exemplu, vor fi afectate de nivele de radiatie mai mari.

Sursele artificiale sunt construite prin activitate umana. Expunerea la radiatiile emise de acestea poate fi generala (nedescriminatorie), profesionala, medicalu (exploratorie si terapeutica), sau accidentala.

Expunerea generala include toate persoanele aflate in vecinatatea unei surse de radiatii neionizante (lampi, emitatore radio, cuptoare, etc.) sau ionizante (generatoare de raze X, sau centrale nucleare).

Expunerea profesionala afecteaza personalul care, prin natura meseriei, manipuleaza dispozitive sau materiale emitatoare de radiatii (operatorii statiilor de radio, medicii radiologi, sau profesionistii industriei de extractie, prelucrare si utilizare a materialelor radioactive).

Expunerea exploratorie (diagnostica) si terapeutica este consecinta activitatii medicale si are importanta in cazul utilizararii radiatiilor X si g. Radiografiile si radioscopiile de orice tip reprezinta expuneri semnificative la radiatii ionizante. Expuneri importante se produc in Röentgenterapia sau cobaltoterapia afectiunilor tumorale.

Expunerea accidentala are loc in cazul exploatarii defectuoase a surselor artificiale de radiatii. Ea afecteaza, in primul rand, personalul din vecinatate si apoi restul populatiei.