سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط
سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

تشعشعات مواد رادیو اکتیویته


تشعشعات مواد رادیو اکتیویته

مقدمه

پرتو یا تشعشع عبارت است از انرژی که به صورت امواج یا ذرات در خلاء یا در محیط مادی منتشر می شود. بطور ساده پرتوها را می توان انرژی عبوری تعریف کرد. برخی از پرتوها دارای جرم و بعضی فاقد آن می باشند و با توجه به میزان انرژی، دارای قدرت نفوذ در ماده هستند. پرتوها به دو دسته پرتوهای یونیزان (یونساز) و پرتوهای غیر یونیزان (غیر یونساز) طبقه بندی می شوند. معمولا وقتی همراه با واژه پرتو کلمه دیگری بکار نرود پرتوهای یونیزان مورد نظر می باشد.

تشعشعات نیز جزء عوامل زیان آور محیط کار قرار می گیرد و پایش فردی و محیطی این عامل نیز به طور کامل از سوی قوانین در کشورمان حمایت می شود و در مواد 85، 92، 95 قانون کار و مواد 88 و 90 قانون تامین اجتماعی به صورت مستقیم و غیر مستقیم این حمایت ها وجود دارند. در کتاب آیین نامه های حفاظت و بهداشت کار یک فصل مجزا برای پرداختن به موضوع آئین نامه ومقررات حفاظت در مقابل خطر پرتوهای یونساز اختصاص یافته است .

پرتو یونیزان

پرتوهای یونیزان با عبور از محیط، تولید ذرات باردار منفی و مثبت می کنند. منابع مولد پرتوهای یونیزان می تواند مانند پرتو X، حاصل از انرژی هسته ای و زباله های ساخت بشر باشد، یا می تواند مانند پرتوهای کیهانی حاصل از خورشید یا مواد رادیواکتیو پوسته زمین که بصورت ذره (تشعشع ذره ای) یا انرژی خالص بدون جرم و بار الکتریکی (پرتوهای الکترومغناطیسی) تابش می شوند زمینه طبیعی داشته باشند.

1)ذرات آلفا:  این ذرات که با حرف پونانیα نشان داده می شود به راحتی دیگر پرتوها از ماده عبور نمی کند. ذره آلفا دارای جرم اتمی 4  و دو بار الکتریکی مثبت است که در واقع یک اتم هلیوم دو بار یونیزه شده است. ذرات آلفا بوسیله عناصر رادیواکتیو سنگین منتشر می شود. ذرات آلفا قدرت یونسازی زیادی داشته ولی قدرت نفوذ آن در بافت ها بسیار کم است و به آسانی بوسیله ضخامتی از چند صفحه کاغذ، یک لایه رطوبت و یا لایه شاخی پوست متوقف می شوند. این ذرات تنها وقتی خطرناک هستند که درون بدن قرار گیرند. بطور معمول دستگاههای پایش فردی نسبت به پرتوهای آلفا حساس نیستند.

2)ذرات بتا: ذرات بتا با حرف یونانی β نشان داده می شوند و قدرت نفوذ بیشتری نسبت به ذرات α دارند و برای متوقف کردن آنها به چند میلی متر آلومینیوم نیاز است. ذرات بتا الکترونهایی با بار مثبت و منفی می باشند که نگاترون (الکترون منفی) و پوزیترون (الکترون مثبت) نامیده می شوند.

3)نوترون: نوترون ذره ای با جرم حدود  U1 (U: جرم اتمی متحد که برابر یک دوازدهم جرم اتم کربن 12 است) و فاقد بار الکتریکی است. یکی از منابع این ذرات، راکتورهای هسته ای هستند که در آنها اورانیم شکافته شده و نوترون و انرژی حرارتی آزاد می کند. از این رو نوترونها را تنها می توان در مجاورت منابع تولید این ذرات در زمانی کمتر از یک ثانیه آشکار ساخت.

3)پرتو X و گاما: پرتوهای X و γ مانند نور مرئی امواج رادیویی و میکروویو، امواج الکترومغناطیس می باشند و بخشی از طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند. با این وجود در میان موارد ذکر شده فقط پرتوهای X و γ هم پرتو یونیزان و هم امواج الکترومغناطیس محسوب می شوند. پرتوهای X و γ از بیشترین فرکانس در بین همه امواج الکترومغناطیس برخوردارند و بنابراین دارای کوتاهترین طول موج هستند از این رو بیشترین مقدار انرژی را حمل می کنند.

پرتوهای X، با شتاب الکترونها در ولتاژ بالا و برخورد به یک هدف فلزی، ترجیحا با عدد اتمی بالا تولید می شوند. پرتوهای گاما از فعل و انفعالات درون هسته اتم و پرتوهای X از فعل و انفعالات خارج هسته اتم منشا می گیرند.

آسیب های ناشی از پرتوهای یونساز:

اثرات جسمی پرتوهای یونیزان از اختلالات جزئی و موقتی در بعضی از اعمال فیزیولوژیک گرفته تا خطرات جدی مانند کاهش عمر، کاهش مقاومت در مقابل بیماریها، کاهش قدرت تولید مثل، ایجاد کاتاراکت (آب مروارید)، سرطان خون و یا انواع دیگر سرطان، آسیب به جنین در حال رشد، متفاوت می باشد.

اثرات مستقیم و غیر مستقیم پرتوها : زمانی اثر مستقیم ناشی از پرتوها اتفاق می افتد که یک مولکول مستقیما مورد تابش پرتو قرار گیرد. احتمالا مهمترین مولکولهای سلول زنده، مولکولهای DNA می باشند. نتبجه نابودی مستقیم یک مولکول DNA  این است که سلول قادر به تقسیم نبوده و فقط می تواند مدتی به زندگی ادامه دهد.

اثر غیر مستقیم زمانی اتفاق می افتد که مولکولی مانند مولکول آب که اهمیت کمتری دارد، به یونها یا رادیکالهای فعال تجزیه شود. اگر این اجزای تجزیه شده با مولکولهای مهمی مانند DNA ترکیب شوند، باعث اختلال در عمل اصلی DNA شده و آسیب هایی مانند عوارض مستقیم ایجاد می شود.

اثرات زودرس و دیررس پرتوها:

آسیب های زیست شناختی پرتوها، به اثرات زورس و دیررس تقسیم بندی شده اند. از جمله اثرات زودرس، که پس از تابش مقدار حاد پرتو بروز می کند، می توان اثر روی سلول و دستگاههای گوناگون مانند دستگاه خونساز، دستگاه گوارش و … نام برد. اثرات دیررس، ماهها و یا سالها پس از تابش مقدار زیاد و یا کم به وجود می آیند. از جمله این اثرات می توان از سرطانزایی، ایجاد آب مروارید، اختلالات جنینی و کوتاه شدن عمر را نام برد.

روشهای کنترل پرتوهای یونساز:

شورای حفاظت در برابر پرتوها International Commission of Radiation Protectio (ICRP) محدود کردن پرتوگیری را بر سه اصل استوار نموده است:

1- هر آزمایش و عمل استفاده از پرتوهای یونساز در صورتی انجام پذیرد که نفع حاصل از آن مسلم و آشکار باشد.

2-  مقدار مجاز در هر مورد براساس حداقل پرتوگیری ممکن که منطقاً قابل قبول و مانع اجرای طرح نگردد، تعیین شود.

3-  مقدار معادل برای هر فرد از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند.

تعیین مقدار مجاز مواجهه:

برای تعیین مقدار مجاز، افراد جامعه به دو گروه تقسیم می شوند:

الف) افرادی که به تناسب شغل خود به دو طور مرتب یا نامرتب در معرض تابش قرار دارند.

ب) کل افراد جامعه

حداکثر مقدار مجاز برای تمام بدن افراد شاغل را می توان از رابطه زیر بدست آورد

که در این رابطه:                                                                D = 5 (N – 18)

D : مقدار پرتو دریافتی (رم)

N: سن فرد (سال)

حداکثر مقدار مجاز برای تمام افراد جامعه از جدول بدست می آید.

حداکثر مقدار مجاز برای زنان، که در سنین باروری هستند برابر 1.3 رم در هر فصل سال است و برای تیروئید افراد زیر 16 سال 1.5 رم در سال می باشد.

حفاظت در برابر پرتوهای یونساز: منظور از حفاظت در برابر پرتوهای یونساز این است که اطمینان حاصل شده که مقدار جذب شده بوسیله هر فرد (غیر از بیماران) بیش از حداکثر مقدار مجاز نبوده و یا حداقل پرتوگیری ممکن و موجه باشد. در مسئله حفاظت سه عامل زیر بسیار مهم می باشد:

1- زمان               2- فاصله         3- حفاظ

1- زمان: می توان با اجرای روشهای مناسب مدت زمان پرتوگیری فرد را کاهش داد.

2-  فاصله: کاهش مقدار پرتو از منبع در یک نقطه معین با عکس مجذور فاصله از آن نقطه از منبع متناسب است.

3-  حفاظ: در بسیاری از موارد که استفاده از دو روش پیشین میسر نباشد بایستی از صفحات جاذب پرتو استفاده کرد و میزان تابش پرتو را به مقدار مجاز یعنی 0.1 رم در هفته یا 5 رم در سال رسانید. معمولا ما از جنس موادی مانند سرب، بتون و … می باشند.

پوتوهای غیر یونیزان

پرتوهای غیر یونیزان (غیر یونساز) بخشی از پرتوهای الکترومغناطیس هستند که انرژی آنها برای یونیزاسیون ماده کافی نمی باشد. طول موج این پرتوها بلندتر از 100 نانومتر می باشد. انواع پرتوهای غیریونساز برحسب طول موجب عبارتند از:

-         پرتو فرابنفش از طول موج 100 تا 400  نانومتر

-         پرتو مرئی (نور مرئی) 400 تا 750 نانومتر

-          پرتو مادون قرمز 750 نانومتر تا 3 میلی متر

-         پرتو میکرو ویو 3  میلی متر یا 1 متر

-          امواج با فرکانس رادیویی 1 متر تا 1 کیلومتر

-         امواج با فرکانس کم، بسیار کم و بی نهایت کم از 1 کیلومتر تا بیش از 1000 کیلومتر

پرتو فرابنفش UV(Ultra Violet)

اشعه فرابنفش بخشی از طیف الکترومغناطیس است که در طیف بین نور مرئی و اشعه یونیزان (اشعه X و گاما) قرار می گیرد و طول موج آن بین 100 تا 400 نانومتر است.

اشعه UV را از نظر طول موج و تاثیرات بیولوژیکی به سه گروه تقسیم می کنند:

1) UVC  (100 تا 280 نانومتر)

2) UVB ( 280 تا 320 نانومتر)

3) UVA (320 تا 400 نانومتر)

باندهای A و B که طول موج بلندتر هستند بیشترین اثرات بیولوژیکی را ایجاد می کنند. طول موج های کوتاهتر از 200 نانومتر از نظر بیولوژیکی غیر فعال هستند و فقط در محیط خلاء یا محیطهای بسته گازهای بی اثر می توانند وجود داشته باشند، چون در فاصله  کوتاهی جذب می شوند. طول موج های 200 تا 290 نانومتر عمدتا در لایه شاخی پوست یا قرنیه چشم جذبمی شوند. در صورتی که طول موج های بلندتر می تواند بر درم عدسی و عنبیه چشم اثر بگذارند.

منابع اشعه UV:  از منابع مهم تولید کننده اشعه UV خورشید است ولی بخش مهمی از این اشعه توسط لایه ازن استراتوسفر جذب می گردد و تخریب لایه ازن می تواند این اشعه خطرناک را که ازدیاد آن منجر به سرطان پوست می شود، به زمین بفرستد. منابع عمده دیگر تولید کننده اشعه UV عبارت است از لامپهای پرفشار یا کم فشار بخار جیوه، ‌فلورسنت، دستگاههای جوشکاری، لوله های پلاسما، لیزر و … می باشند. به مراتب بیشترین میزان آسیب ها از مشاغلی ناشی می شود که کارگران در تماس با نور خورشید هستند و بیشترین زمان انتشار انرژی UV  از ساعت 10 صبح تا 3 بعدازظهر می باشد. کارگران در تماس بالقوه با اشعه UV در جدول ذکر شده اند. عواملی که بر شدت آسیب اثر می گذارند شامل مدت مواجهه، شدت تابش، فاصله از منبع تشعشع و جهت فرد در معرض نسبت به منبع مولد می باشد. بازتاب UV از آب و برف یا سطوح محیطی دیگر می تواند بر شدت تماس بیفزاید .

اثرات زیست شناختی پرتو فرابنفش:

به علت آنکه اشعه UV نفوذ نسبتا ضعیفی دارد تنها اعضایی که بر آنها اثر می گذارد چشم و پوست است. آسیب چشمی به علت فعالیت حرارتی تماس پر قدرت کوتاه مدت یا ضربانی است و آسیب پوستی بطور شایع از طریق واکنش های فتوشیمیایی از قبیل واکنش های سمی و افزایش حساسیتی حاصل از تماسهای کم قدرت ممتد  یا پر قدرت کوتاه مدت است. اثرات حرارتی انعقاد پروتئینی و نکروز بافتی شروع سریعی دارند. اثرات تماسی مزمن شامل تسریع پیری پوست است که با از بین رفتن الاستیستی، افزایش پیگمانتاسیون، چین و چروک پوست و تلانژکتازی مشخص می شود.

1) قرمزی پوست:  موثرترین طول موج در ایجاد این عارضه طول موج 296 نانومتر است که در ناحیه متوسط فرابنفش قرار دارد. علت ایجاد قرمزی گشاد شدن مویرگهای لایه درم در نتیجه آزاد شدن مواد مشابه هیستامین در اپیدرم می شود.

2)  تیرگی پوست: معمولا پس از قرمزی، تیرگی پوست ایجاد می شود. اما تیرگی بیشتر بوسیله پرتویی با طول موج 300 تا 360 نانومتر ایجاد می شود.

3) سرطان پوست:  موارد زیادی از سرطان پوست در کسانی که به علل شغلی مانند کشاورزان، ماهیگیران و قایقرانان، مدتهای طولانی در معرض تابش مستقیم آفتاب قرار داشته اند مشاهده شده است. آزمایش روی حیوانات آزمایشگاهی به ویژه با طول موج کوتاه این مسئله را ثابت نموده است.

4)  التهاب ملتحمه و قرنیه: تابش پرتو فرابنفش به چشم به میزان زیاد باعث التهاب قرنیه و ملتحمه آن می گردد. بیناب طول موجهایی که ایجاد التهاب ملتحمه می کنند احتمالا همان بیناب ایجاد کننده قرمزی می باشد. در حالی که بیناب مولد التهاب قرنیه به طور خفیف به طرف طول موج های کوتاه تر متمایل است. فعالیت حداکثر در ایجاد این عوارض در محدوده طول موج 288 نانومتر می باشد. علائم حاصل از اثر پرتو پس از چند ساعت تابش ظاهر می گردد که عبارتند از: التهاب ملتحمه، نورترسی، درد چشم، التهاب پلک، اشک ریزش و احساس سوزش در چشم.

حفاظت در برابر پرتو فرابنفش:

1- آموزش: افراد در تماس با این پرتو باید آموزش لازم را در زمینه اثرات و خطرات آن فرا گیرند.

2- فاصله از منبع پرتو: شدت پرتو با عکس مجذور فاصله از منبع کاهش می یابد.

3- وسایل حفاظت فردی: باید از وسایل حفاظت فردی، به ویژه در هنگام جوشکاری، مانند نقاب صورت، عینک مخصوص، دستکش و پیش بند چرمی استفاده گردد و معمولا استفاده از لباس فلانل بر هر نوع چرم آن برتری دارد. برای مشاغلی مانند کشاورزی و … استفاده از لباس پنبه ای پیشنهاد می شود.

4- محصور نمودن: با ایجاد اکران مناسب (پرده)، به خصوص در محل جوشکاری، باید افراد دیگر را از پرتو محافظت نمود. می توان از پرده ای با جنس پلی وینیل کلراید استفاده نمود. چون رنگ پرده دارای اهمیتی ویژه است بنابراین رنگ پرده نباید بازتاب دهنده پرتو باشد و مناسبترین رنگ،‌ رنگی است که در آن از اکسید زنگ و اکسید تیتانیم استفاده شده باشد. ماده حفاظتی دیگر برای محصور سازی، ‌شیشه می باشد که موج خطرناک پرتو را جذب می کند که پیشنهاد می شود در قسمت سترون نمودن در بیمارستان ها ازاین ماده استفاده گردد.

پرتو مادون قرمزIR  (Infra Red )

پرتو مادون قرمز (فروسرخ) بخشی از طیف الکترومغناطیس است که در طیف بین پرتوهای رادیو فرکانس و نور مرئی قرار می گیرد و طول موج آن بین 750 نانومتر تا 3 میلیمتر است. این پرتو شامل سه طیف :

A (750 تا 1400 نانومتر)    B (1400 تا 3000 نانومتر)      C (3000 نانومتر تا 3 میلیمتر)

می باشد. پرتوهای مادون قرمز از هر نوع شیئی که دمای آن بیش از صفر مطلق باشد ساطع    می گردد. مواجهه های شغلی علاوه بر مشاغل که ایجاد می کند کارگران در تماس با نور خورشید باشند شامل فرآیندهایی است که در آنها انرژی حرارتی حاصل از پرتو مادون قرمز بکار می رود، نظیر فرآیندهای حرارتی، ‌جوشکاری، شیشه سازی، پخت و پز و …

اثرات زیست شناختی پرتو مادون قرمز: مهمترین اثر زیست شناختی پرتو مادون قرمز به علت افزایش دمای بافت، پس از جذب پرتو، می باشد. پرتو مادون قرمز به طور عمده به وسیله پوست وچشم جذب می گردد و نفوذ آنها در لایه های داخلی پوست بسیار کم است. حداکثر عمق نفوذ پرتو مادون قرمز در پوست سه میلیمتر است. از عوارض مهم پرتو مادون قرمز روی پوست، ایجاد سوختگی و تیرگی رنگ پوست می باشد. اثر این پرتو روی عدسی چشم باعث ایجاد آب مروارید شده که به اصطلاح آب مروارید شیشه سازان نامیده می شود. ولی در حال حاضر  این عارضه در کارگران ذوب فلز و کارگران کوره نیز مشاهده می گردد.علت ایجاد آب مروارید گرمای حاصل از این پرتو می باشد و چون عدسی چشم فاقد عروق خونی است به همین دلیل نمی تواند گرمای جذبی را دفع نموده و در نتیجه بتدریج آسیب می بیند. دورة کمون این عارضه را  15  تا 20  سال ذکر نموده اند. تابش پرتو به میزان زیاد روی چشم سبب سوختگی شبکیه می شود.

کاربرد پرتو مادون قرمز: پرتو مادون قرمز برای تشدید جریان خون موضعی، درمان آماس مفاصل، دردهای ماهیچه ای، بیماریهای عروقس، دررفتگی و محدودیت حرکات مفصلی استفاده می شود.


پیشگیری و تدابیر حفاظتی:

1- ایجاد فاصله کافی با توجه به قانون عکس مجذور فاصله.

2- آموزش و آگاهی لازم به کارگران.

3-  جدا کردن منبع تابش و محصور سازی.

4- استفاده از وسایل حفاظت فردی. در این رابطه سر ویلیام کروک عینکی را ساخت . شیشه عینک کروک، با توجه به این اکسید برخی فلزات قادر به جذب تابش های حرارتی می باشد. از ترکیباتی مانند بی کربنات سدیم، اکسید فریک،‌اکسید فرووکربن  ساخته شده است.

5-  به دلیل اینکه شیشه معمولی پرتو مادون قرمز با طول موج بیشتر از چهار میکرون را جذب    می کند، استفاده از آن سودمند است.

6-  شدت پرتو تابشی بیشتر از 10 میلی وات بر سانتی متر مربع نباشد.

استاندارد مربوط به پرتوها:

·  مقادیر حد تماس شغلی توصیه شده مربوط به UV از استاندارد ایران:

مقادیر حد تماس برای پرتوگیری شغلی ناشی از تابش فرا بنفش که بر چشم و پوست می تابد در حالیکه مقادیر چگالی شار معلوم بوده و زمان پرتوگیری نیز کنترل شده است به صورت زیر می باشد:

-   برای ناحیه طیفی فرا بنفش نزدیک (320 – 400 nm) چگالی کل شار تابشی (تابندگی کل) که بر چشم بدون حفاظ می تابد برای مدت زمان بیش از 1000 ثانیه (حدودا 16 دقیقه) نباید از 1mW/cm2 تجاوز کند و همچنین برای مدت زمان و پرتوگیری کمتر از 1000 ثانیه نیز میزان دوز جذب شده نباید از 1j/cm2 بیشتر شود.

البته قابل ذکر است که دستگاه مورد استفاده برای اندازه گیری میزان پرتو UV تابشی حداکثر سنجش را در طول موج 365 نانومتر انجام می دهد که مطابق دفترچة حدود مجاز تماس شغلی حد مجاز تماس آن j/m25 10×7/2 می باشد.

·   مقادیر حد تماس شغلی توصیه شده مربوط به IR از استاندارد ایران:

در استاندارد ایران برای پرتو IR بصورت جداگانه استانداردی موجود می باشد که دارای دو بخش است یکی برای حفاظت از شبکه و دیگری برای حفظت از قرنیه وعدسی که برای تماس شغلی ما این استاندارد را مد نظر قرار می دهیم . برای اجتناب از صدمات قرنیه و عدسی ، پرتو گیری از اشعه مادون قرمز در محیط های خیلی گرم در مدت زمان طولانی ( مثل 1000 ثانیه و بالاتر ) باید به 10 محدود شود .

روش اندازه گیری پرتوها و ارزیابی نتایج:

برای اندازه گیری  و ارزیابی پرتوها، شناخت کامل نسبت به روش اندازه گیری و خصوصیات محیط کار و چگونگی مواجهه کارگر اهمیت دارد. مهمترین نکاتی که باید قبل از اقدام به اندازه گیری و ارزیابی در نظر گرفته شود شامل موارد زیر است:


 

الف) هدف اندازه گیری          

ب) وسایل اندازه گیری      

ج) کالیبراسیون

د) تعیین ایستگاههای اندازه گیری     

ه)گردآوری اطلاعات دقیق از کارگاه و نحوه مواجهه کارگر

و) انجام اندازه گیری و ثبت نتایج    

ز) ارزیابی توسط مقایسه با استانداردهای موجود


 

 

پرتوهای خطرناک
در مباحث مربوط به فیزیک محور های مختلفی وجود دارد از جمله ماده که شامل هر تظاهر
فیزیکی دارای جرم است . نیرو به عنوان عاملی که باعث ایجاد تغیی ر در جسم شود و شامل نیروی
جاذبه، نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی و نیروی هسته ایی است . عامل نگهدارنده ذرات در
هسته به شکل مجتمع ، نیروی هسته ایی است . انرژی یکی دیگر از محورهای فیزیک است و
عبارتست از توان انجام کار و شامل انواع مختلفی از جمله انرژی مکانیکی، شیمیایی و ... می باشد.
تشعشع در واقع یکی از حالات انرژی است ولی به دلیل اهمیت آن در فیزیک محور جداگانه ایی را
به خود اختصاص داده است.
در مباحث مربوط به تشعشع واحد انرژی الکترون ولت می باشد که عبارتست از مقدار انرژی که
یک الکترون در میدانی با اختلاف پتانسیل یک ولت بدست می آورد.
در فیزیک نوین جرم و سرعت را با هم مرتبط می دانند یعنی یک جرم با توجه به سرعت خود
سبکی و سنگینی متفاوتی خواهد داشت ولی در فیزیک نیوتنی ارتباطی بین جرم و سرعت وجود
ندارد. بر اساس فیزیک نوین هر چه سرعت بیشتر باشد جسم سنگین تر می گردد . در فیزیک
نیوتنی یک جسم می تواند سرعت نور را هم داشته باشد ولی در فیزیک نوین این امکان وجود ندارد
چون در سرعت نور جرم جسم بی نهایت می شود.
اصل ناپیوستگی انرژی:
ماکس پلانک پس از تحقیقاتی به این نتیجه رسید ، امواجی که یک شی ملتهب به محیط اطراف
پخش می کند به صورت پیوسته نیستند بلکه به صورت منقطع می باشند و میزان این امواج
ضرایب صحیحی از یک مقدار حداقل به نام کوانتوم می باشد. انیشتین این مقدار را فوتون نامید.
ذرات بنیادی:
ذراتی هستند که با تجمع خود اتم را به وجود می آورند. این ذرات عبارتند از:
۱- نوترینو: خواص آن عبارتست از بار خنثی و خصوصیاتی شبیه نوترون ها
۲- مومزون: خواص آن عبارتست از از بار منفی و مثبت
۳- کامزون: خواص آن عبارتست از بار منفی ، مثبت و خنثی
۴- پی مزون: خواص آن عبارتست از بار منفی، مثبت و خنثی
تشعشعات عموما" به دو شکل ذره ایی و الکترومغناطیس طبقه بندی می شوند
- تشعشعات ذره ایی : بخشی از تشعشعات هستند که تشکیل شده است از ذرات مادی که دارای
جرم های متفاوتی هستند و سرعت های متفا وتی هم دارند ذرات مادی به اشکال مختلف
طبقه بندی می شونداز جمله تشعشات ذره ایی بار دار مانند آلفا و بتا، تشعشعات ذره ایی بدون بار
مانند نوترون ها
برخورد یک ذره بار دار به یک ماد ه با توجه به سه عامل جرم، سرعت و بار الکتریکی می تواند روی
ماده اثر گذاش ته و عمل یونسازی را انجام دهد . یونسازی با سرعت نسبت عکس و با جرم و بار
الکتریکی نسبت مستقیم دارد.
نیروی بین هسته و الکترون ها را نیروی همبستگی گویند . این نیرو باعث می شود که حالت اتم از
بین نرود . هر چه به هسته نزدیکتر شویم نیروی همبستگی قویتر است و هر چه د ورتر باشیم انرژی
الکترون ها بیشتر است . اگر انرژی الکترون زیاد شود توان اینکه الکترون در مدار بالاتر قرار گیرد
وجود دارد این حالت را تحریک گویند یعنی یک اتم زمانی تحریک می شودکه الکترون آن بواسطه
کسب انرژی به مدار بالاتر برود . در صورتی که عمل تحریک قطع شود تمایل الکترون این است که
به حالت اولیه و پایدار خود باز گردد و این اصل در طبیعت به عنوان یک قانون قطعی است . زمانی
که الکترون به حالت اولیه بر می گردد باید انرژی اضافی خود را از دست دهد که این انرژی به
شکل اشعه از اتم خارج می شود.
در تحریک پذیری ارتباط بین هسته و الکترون برقرار است و الکترون در محدوده ایی است که
هسته به آن نیرو وارد می کند . اما در عمل یونسازی الکترون از محدوده قدرت هسته خارج
می شود . و به انرژی همبستگی غلبه می کند و در نتیجه یون تولید می شود که در اینصورت یک
جفت یون بوجود می آید که شامل الکترون منفی و هسته مثبت است.
- امواج الکترومغناطی س: امواجی هستند که تشکیل شده اند از دو میدان الکتریکی و
مغناطیسی عمود بر هم . از ترکیب این دو میدان موجی ایجاد می شودکه عمود بر این دو
است که آنرا موج الکترومغناطیس گویند . خصوصیات مهم و بارز امواج الکترومغنا طیس را
خاصیت دوگانه یا مضاعف گویند یعنی این امواج یک ماهیت و پدیده فیزیکی هستند ولی
دو خاصیت دارند که متناسب با شرایط می توان از آنها استفاده نمود این خواص شامل
موجی بودن و ذره ایی بودن است.
امواج الکترومغناطیس انرژی خود را به صورت بسته هایی ارسال می کنند که پدیده مذکور در
رابطه با خاصیت ذره ای آنها است . در مواد رادیو اکتیو نیز همین خاصیت وجود دارد . خاصیت
موجی بودن این مطلب را نشان می دهد که امواج الکترمغناطیس دارای فرکانس، طول موج، سرعت
معین و غیره می باشند . امواج الکترومغناطیس را امواج عرضی هم می نامند چون جهت انتشار آنها
عمود بر جهت امتداد آنها است. اگر به اتمی انرژی وارد شود و اتم تحریک گردد. اشعه ایی به اطراف
ساطع می کند.
انواع تشعشعات:
۱- تشعشعات حاصل از پرتو های غیر یونساز
۲- تشعشعات حاصل از پرتو های یونساز
- تشعشعات حاصل از پرتو های غیر یونساز:
۱- فرکانس رادیو یی : این پرتو ها با پارامتر های فرکانس، زمان تناوب و طول موج مشخص
می شوند. سرعت انتشار آنها در فضای آ زاد و شرایط معمولی برابر سرعت نور است . این
پرتو ها شامل فرکانس هایی می شود که از چند هرتز شروع و تا ۳۰۰۰۰۰ مگا هرتز و با
طول موج های متناظر از ۱۰۰۰۰ کیلومتر تا یک میلی متر ادامه دارد.
چنانچه انرژی الکترومانتیک در بدن نفوذ کند، موجب ازدیاد درجه حرارت می گردد . لازم است
طول بدن چنین فردی حداقل معادل یک دهم طول موج باشد . تابش فرکانس رادیویی در باند
فرکانس زیر ۱۵ مگاهرتز (طول موج های بالای ۲۰ متر) برای بدن افراد از نقطه نظر حرارتی زیان
آور نیست.
کاربرد اینگونه پرتوها در مخابرات، رادارها، کاربردهای پزشکی، کوره های دی الکتریک و
آزمایشگاهها می باشد.
تغییرات اساسی در حساسیت فرد نسبت به پرتو های فرکانس رادیویی در انسان با اختلاف ۱ به
۱۰۰ یا بیشتر مطرح می گردد . تغییرات امواج الکتروآنسفالوگرام و الکتروکاردیوگرام باعث اختلال
در جریان سطحی خون، اختلال در وظایف غدد مترشحه داخلی ، بی نظمی مسیر گوارش و ..
می گردد.
جذب و تبدیل پرتو فرکانس رادیویی به گرما توسط بافت های بدن در درجه اول به آب بافت ها
مربوط می شود . مقدار کل ا نرژی جذب شده بیشتر مربوط به سطح بدن پرتو گرفته است تا به جرم
او. عمق نفوذ پرتو فرکانس رادیویی در بدن بر حسب ضخامت و توزیع بافت چربی تعیین می شود.
بافت های ش فاف چشم (عدسی)، بیضه ها و سیستم اعصاب مرکزی نسبت به آثار حرارتی پرتوهای
الکترومغناطیس حساسیت بسیار زیادی از خود نشان می دهند.
افزایش کاربرد پرتوهای فرکانس رادیویی بیشتر موجب پرتوگ یری کارگران می شود . آزمایشات
پزشکی قبل از استخدام و ادواری موجب روشن شدن علت بسیاری از بیماری های روانی و علائم
امراض جسمانی آنان گردیده است . در میان اینگونه بیماریها می توان سر درد، تحریکات عصبی،
احساس کری ، ریزش مو، سستی کمر، بی نظمی قاعدگی در زنان، جراحت، تیر کشیدن و ریزش آب
از چشم را نام برد.
۲- پرتو ماوراء بنفش : آن بخش از طیف ، که بین بزرگترین طول موج پرتو های ایکس و
کوتاهترین طول موج های طیف مرئی قرار دارد، به عنوان ناحیه ماو راء بنفش شناخته شده
است. بزرگترین منبع مولد پرتوهای ماوراء بنفش در سط ح کره زمین پرتو های خورشیدی
است. سایر منابع ماوراء بنفش عمدتا " ساخته دست بشر هستند و به وسیله چراغ ها و ی ا
منابع نورانی از نوع تخلیه ایی، عملیات جوشکار به مقدار وسیع و ... ایجاد می شوند
پرتو غیر یونساز به آن قسمت از طیف الکترومغناطیس گفته می شود که انرژی فوتون های صادر
شده از آنها (تحت شرایط معمولی ) به اندازه ایی نیست که در درون اتمهای جذب شده و در ملکول
های مختلف اجسام عمل یونسازی را انجام دهد.
در مورد اشعه ماوراء بنفش، طول موج های زیر ۳۲۰ نانومتر در مرحله اول سبب قرمز شدن و
سپس سوزاندن پوست در انسان می شوند . علائم سوختگی ممکن است از یک قرمزی ساده در
سطح پرتوگیری شروع و تاول های سخت و پوسته پوسته شدن همراه با آثار ثانوی شدید تغییر
کند.
در رابطه با سرطان زایی این پرتو، عمده گزارشات در مورد افرادی است که به سبب شغل خود،
مدت زمان طولانی تحت اثر تابش پرتو ماوراء بنفش قرار گرفته اند . طول موج های زیر ۳۲۰ نانومتر
عامل این اثر هستند.
پرتوگیری چشم بوسیله پرتو ماوراء بنفش، اگر از حدود آ ستانه بیشتر باشد تورم غشاء ملتحمه و
قرنیه را ایجاد می کند . طیف عملی برای ورم ملتحمه شاید همان باشد که برای سوختگی پوست
گفته شد.
پرتو های زیر ۲۵۰ نانومتر می توانند اکسیژن ملکولی را تجزیه کنند . بعضی از این اتم های اکسیژن
واکنشی، دوباره با هم ترکیب شده و ملکول های فعالتر، ناپایدارتر و ترکیب سمی را ایجاد می کنند .
به همین نحو تابش ماوراء بنفش زیر ۱۶۰ نانومتر می تواند ازت ملکولی را تجزیه کند که به علت
ترکیب مجدد و در حضور اتم های اکسیژن، اکسید های ازت ایجاد می شود . تداخل این انرژی های
تابشی ماوراء بنفش " دور" با بخارات هیدروکربن کلردار شده، نظیر تتراکلریدکربن و تری کلرواتیلن ،
باعث تفکیک آنها شده و گازهای سمی هیدروژن کلراید و فسژن را به وجود می آورد.
۰ میلی میکرون تا حدود ۱ میلی متر حدود انرژی / ۳- مادون قرم ز: طول موج های ا ز ۷۵
های منطقه مادون قرمز را تعیین می نماید . نخستین علائم مستقیم و مشخص تابش طول
۱ میلی میکرون ) بر روی پوست عبارتند از سوختن زود / موج های کوتاه مادون قرمز (زیر ۵
رس پوست به شکل سطحی، گسترش اعصاب منبسط کننده ماهیچه مویرگ ها و افزایش
ماده رنگی در زیر بشره که می تواند مزمن باشد . آثار تابش های قوی مادون قرمز بر روی
پوست پلک موجب سوختن معمولی و ورم می شود . اغلب پرتوگیری های صنعتی از نوع
مادون قرمز از بخاری های داغ ، فلزات مذاب ، شیشه گداخته و یا قوس های الکتریکی به
وجود می آیند . در مورد آسیب مزمن در عدسی چشم از پرتوگیری پیوسته مادون قرمز
عارضه آب مروارید (کاتاراکت) که ناشی از تیرگی عدسی است ایجاد می گردد.
- تشعشعات یونساز و رادیواکتیویته:
مواد رادیو اکتیو، موادی هستند که خود به خود اشعه به محیط ساطع می کنند . ماهیت این مواد
در سه شکل به نام های آلفا، بتا و گاما مطرح می شوند که فرق آ نها با پرتو ایکس در منشاء تولید
است به طوریکه اشعه ایکس منشاء الکترونی و سه اشعه مذکور منشاء درون هسته ایی دارند.
در صورتی که تعداد نوترون ها با پروتون ها مساوی یا کمی بیشتر باشد اتم پایدار خواهد بود . هر
چه جرم هسته بیشتر باشد، تعداد نوترون ها نیز بیشتر می شود . به همین دلیل به نظر می رسد که
هسته اتم های عناصری که عدد اتمی آنها بیشتر از ۸۳ است پایدار باشند . تمام عناصر طبیعی با
عدد اتمی بیشتر از ۸۳ خاصیت رادیو اکتیو از خود نشان می دهند . این بدان معنی است که هسته
آنها با تابش خود به خودی در معرض تغییر به عنصر دیگر قرار می گیرند.
ناپایداری هسته اورانیوم ۲۳۸ با نشر هسته پر انرژی و سرعت بالای هل یم که ذره آلفا نام دارد
مشخص می شود . چون هسته هلیم با جرم چهار دارای ۲ پروتون است روشن است هسته ایی که
ذرات آلفا نشر می دهد در سری اعداد اتمی دو واحد ودر جرم ۴ واحد افت می کند . نشر پیوسته
ذرات آلفا ، تابش آلفا نامیده می شود.
محصول دیگر تلاش رادیواکتیو، تابش بتا نام دارد. در این حالت، هسته به طور خود به خود همراه با
نشر الکترون های سرعت بالا (بتا) متلاشی می شود . سرعت برخی از ذرات بتا خیلی زیاد و نزدیک
به سرعت نور است . نسبت پروتون به نوترون که پایداری هسته را مشخص می کند باید دقیقا "
متعادل باشد . تابش بتا مع مولا" از هسته ایی که دارای نوترون های اضافی است و با از دست دادن
یک واحد بار منفی به حالت پایدار میرسد ناشی می شود . به عبارت ساده تر ازدیاد نوترون در هسته
با آزاد شدن یک واحد بار منفی بصورت ذرات بتا و افزایش یک واحد بار مثبت به هسته جبران
می شود.
یکی د یگر از تلاش های رادیواکتیو که کمتر رخ می دهد با نشر پوزیترون مشخص می شود .
پوزیترون ذره بنیادی دیگری است که کاملا " مشابه الکترون است ولی با بار مثبت . اگر هسته ای
کمبود نوترون یا ازدیاد پروتون داشته باشد، احتمالا " یکی از پروتون ها بار خود را به صورت یک
پوزیترون با سرعت زیاد آزاد می کند و به نوترون تبدیل می شود . پوزیترون دارای عمر کوتاهی
است.
وقتی هسته ایی در تلاش رادیواکتیو پرتو های بتای مثبت، بتای منفی و آلفا نشر می دهد، هسته
های جدید حالت پر انرژی خود را از دست می دهند . این هسته ها انرژی زیادی را به صورت تا بش
الکترومغناطیسی با طول موج خیلی کوتاه که پرتو گاما نامیده می شود بیرون می دهند . طول موج
پرتو گاما یکی از مشخصات معروف هر ایزوتوپ رادیواکتیو است.
شکل دیگر تلاش رادیواکتیوی که کمتر رخ می دهد، الکترون ربایی نام دارد . این نوع ناپایداری از
ازدیاد پروتون در هسته ناشی می شود.
- مشخصات پرتوها:
پرتو آلفا انرژی خود را در برخورد با اتم هایی که از آ نها عبور می کند سریعا " از دست می دهد و
قدرت نفوذ آن در هوا بیش از چند سانتی متر نیست . این پرتوها توسط یک لایه کاغذ متوقف
می شوند اما پرتو بتا سریعا " متوقف نمی شود و بعضی از ذرات پر انرژی آ ن می توانند از فولادی به
ضخامت ۳ میلیمتر عبور کنند . محدوده عبور ذرات بتا از هوا بین ۶ تا ۹ متر است و به انرژی اولیه
آن بستگی دارد.
پرتو گاما به علت داشتن طول موج خیلی کوتاه شبیه پرتو ایکس است ولی قدرت نفوذ آن از ایکس
بیشتر است . حتی فولا دی به ضخامت ۳۰ سانتی متر یا بتن با ضخامت ۹۰ تا ۱۲۰ سانتی متر برای
تضعیف کامل پرتو انرژی گاما کافی نیست.
- انواع مواد رادیواکتیو:
۱- طبیعی
۲- مصنوعی
رادیو اکتیو طبیعی به آن دسته از مواد اطلاق می شود که در طبیعت موجود هستند و عدد اتمی
آنها از یک تا ۹۲ می تواند باشد . ولی رادیواکتیو های مصنوعی گروهی هستند که ساخته شده و با
تغییرات ایجاد شده در یک ماده بوجود می ایند . به این گروه رادیوایزوتوپ هم گفته میشود . مواد
رادیواکتیو طبیعی به دو شکل سنگین و سبک تقسیم بندی می شوند . گروه سنگین به سه دسته
طبقه بندی می شوند . رادیوالمان های سنگین موجود در طبیعت پس از تشعشعات مختلف نهایتا "
به سرب تبدیل می شوند . رادیوالمان های سبک به ۱۰ گروه تقسیم می شوند که در بین آنها کربن
۱۴ اهمیت ویژه ایی دارد.
- روشهای فعال سازی یک عنصر:
۱- تاباندن نوترون به یک ماده پایدار (واکنش هسته ایی توسط نوترون)
۲- واکنش هسته ایی توسط ذرات باردار
۳- واکنش هسته ایی توسط فوتون گاما
واکنش های هسته ایی در سه حالت می توانند وجود داشته باشند . برخورد دو ذره یک هسته،
برخورد دو هسته و برخورد یک هسته با یک نوترون یا پروتون و عوامل پایدار در یک واکنش
هسته ایی عبارتند از مقدار انرژی، بار الکتریکی و مقدار اندازه حرکت.
- طبقه بندی اشعه ایکس بر مبنای منبع تولید:
۱- ایکس ترمزی
۲- ایکس اختصاصی
اشعه ایکس ترمزی را برم اشترالانگ نیز مینامند . این اشعه در حالتی ایجاد می شود که الکترون
تابیده شده به سمت اتم، آنقدر انرژی داشته باشدکه بتواند به هسته اتم نزدیک شود . در نتیجه
بواسطه بار مثبت هسته، انحرافی در مسیر الکترون بوجود می آید و سبب کاهش انرژی جنبشی
الکترون می گردد . انرژی از دست رفته به صورت اشعه ایکس در محیط پخش گردیده که اصطلاحا "
آنرا ایکس ترمزی می نامند.
اگر الکترون های خارجی توسط اشعه ایکس تولید شده از مدار خود خارج شوندو اتم یونیزه شود به
آن پدیده الکترون اوژه گفته می شود . بنابر این نوترینو، گاما، ایکس اختصاصی و کنده شدن
الکترون در اثر پدیده جذب الکترونی بوجود می آیند.
یک اتم م مکن است چند بار یونیزه شود . در واقع یک اتم به تعداد الکترون های خود ام کان یونیزه
شدن را دارد . بنابراین برخورد سریع یک الکترون به الکترون های داخلی باعث بوجود آمدن اشعه
ایکس اختصاصی می شود . ولی نزدیک شدن یک الکترون به هسته باعث ایجاد ایکس ترمزی
می گردد . تشعشعات آلفا، بتا، یون های سنگین و پروتون ها از گروه امواجی هستند که عمل
یونسازی را بصورت مستقیم انجام می دهند ولی تشعشعات ایکس و گاما و نوترون ها عمل یونسازی
را به شکل غیر مستقیم انجام می دهند بدین صورت که پس از برخورد به ماده تعداد کمی الکترون
تولید می شود و این الکترون ها هستند که عمل یونسازی را انجام می دهند.
۳۳ الکترون ولت انرژی به اتم داده شود که این شرط یونسازی / برای تولی د یک یون باید حداقل ۷
است.
- پدیده فتوالکتریک:
(k" این پدیده هنگامی بوجود می آید که اشعه ایکس یا گاما با الکترون های مدار داخلی (معمولا
برخورد می کنند و تمام انرژی خود را به الکترون می دهند که نتیجه آن ک نده شدن الکترون
می باشد . الکترون جدا شده را فوتوالکترون می نامند و به دنبال آن اشعه ایکس اختصاصی تولید
می شود.
- پدیده کمپتون:
این پدیده مشابه پدیده فتوالکتریک است با این تفاوت که اشعه ایکس یا گاما به الکترون های مدار
خارجی برخورد میکنند و در نتیجه جدا شدن الکترون اشعه ایکس با انرژی کمتری تولید می شود.
- پدیده جفت یونسازی:
در این پدیده اشعه ایکس یا گاما و یا نوترون در میدان نزدیک به هسته تمام انرژی خود را از دست
می دهند و نابود میگردند . این حالت را پدیده فنا یا محو شدن می گویند . درنتیجه این عمل یک
الکترون و یک پوزیترون (بتا مثبت ) بوجود می آید . پدیده جفت یون سازی اصل تبدیل انرژی به
جرم را بیان می کند.
- نیمه عمر فیزیکی:
مدت زمانی است که نیمی از ماده رادیو اکتیو فرو پاشیده شده یا استحاله شود . هرچه نیمه عمر
کوتاهتر باشد خطر آن کمتر است و حفاظت از آن راحت تر می باشد.
- نیمه عمر بیولوژیکی:
مدت زمانی است که نیمی از ماده رادیواکتیو از طریق بیولوژیک (دفع ، تعریق و ...) از بدن خارج
شود.
- نیمه عمر موثر:
هنگامی که ماده رادیواکتیو وارد بدن می شود هم نیمه عمر فیزیکی و هم بیولوژیک وجود دارد لذا
در اینگونه موارد از نیمه عمر موثر استفاده می شود . این نیمه عمر در بحث کنترل و حفاظت مورد
استفاده دارد و عبارتست از زمانی که نیمی از ماده رادیداکتیو از راه فیزیکی و بیولوژیکی از بدن
دفع گردیده و یا از بین برود.
- حمل و نقل و نگهداری مواد پرتوزا:
حمل و نقل، نگهداری و ذخیره مواد پرتوزا باید طب ق مقررات ایمنی بوده و استانداردهای حفاظت
در برابر پرتوها از هرنظر در مورد آنها رعایت شوند . برچسب های سفید رنگ بیانگر پرتودهی غیر
قابل ملاحظه است و برچسب های زردرنگ بیانگر آن است که تعداد بسته هایی که باید یکجا و با
هم حمل شوند به علت پرتودهی و دور بودن از اشخاص به جز در مواقع ضروری باید محدود باشد.
هیچگونه بسته پرتوزا نباید در جایگاه مسافرین حمل گردد و بسته هایی که بین ۱۰ تا ۱۵ کیلوگرم
وزن دارند باید به دستگیره حمل مجهز گردند و بیش از ۵۰ کیلوگرم باید بسته ها را طوری
طرح ریزی کرد که امکان جابجایی با وسایل مکانیکی وجود داشته باشد.
- واحد های رادیواکتیو:
۱- کوری: فعالیت مواد رادیواکتیو با این واحد م شخص می شود . در واقع واحد رادیواکتیویته
مواد را کوری می نامند و عبارتست از تعداد تجزیه یا فروپاشی یک گرم رادیوم ۲۲۶ در
واحد زمان برحسب ثانیه و تعداد فروپاشی یک گرم رادیوم عبارتست از ۳۷ میلیارد استحاله
در ثانیه. کوری بزرگترین واحد در رادیواکتیویته می باشد.
۲- رونتگن: پرتودهی را با این واحد مشخص می کنند و عبارتست از مجموعه یون های
همنام در حجم معینی از هوا
واحد دوز جذب شده می باشد . این دوز : Radiation Absorbed Dosage : ۳- راد
عبارتست از مقدار انرژی جذب شده از هر نوع پرتو در هر نوع ماده بنابراین راد عبارتست
ارجذب ۱۰۰ ارگ انرژی در یک گرم از ماده . نکته قابل توجه این است که پرتودهی یا
پرتوگیری با واحد رونتگن مخصوص یونسازی اشعه ایکس می باشد (در هوا ) ولی در راد و
دوز جذب شده هر نوع پرت و و در هر نوع ماده ایی می باشد . در واقع رونتگن مقداری از
۲ میلیارد جفت یون تولید / اشعه ایکس است که در یک سانتی متر مکعب از هوا تعداد ۰۸۳
کند
۴- گری: گری واحدی دیگر برای دوز جذب شده می باشد و عبارتست از جذب یک ژول
انرژی در یک کیلوگرم یعنی یک گری برابر ۱۰۰ راد است.
۵- دوز معادل: این واحد از دوز جذب شده کامل تر است و علت آن این است که مقدار انرژی
که جذب یک بافت می شود با توجه به نوع اشعه تاثیرات متفاوتی را بر بدن خواهد
گذاشت. دوز معادل عبارتست از مقدار انرژی جذب شده در یک بافت در یک ضریب
تصحیح بنام ضریب تاثیر بیولوژیکی. این ضریب به نوع بافت و نوع اشعه بستگی دارد.
۶- رم: واحد قدیمی دوز معادل است و عبارتست از ۱۰۰ ارگ بر هر گرم از ماده
۷- سیورت: واحد جدید دوز معادل بوده و عبارتست از ۱۰۰ ژول بر کیلوگرم و هر سیورت
برابر ۱۰۰ رم است.
- تقسیم بندی منابع تشعشع:
۱- منابع خارجی
۲- منابع داخلی
منابع خارجی به منابعی گفته می شود که در خارج از بدن قرار داشته باشند مثل تشعشعات حاصل
از خاک، سنگ، هوا و ...
منابع داخلی منابعی هستند که از داخل بدن به سلول ها و بافت ها تابش می کنند . این منابع مواد
رادیواکتیوی هستند که به شکل طبیعی در بدن وجود دارند مثل پتاسیم ۴۰ و کربن ۱۴
- انواع پرتوگیری:
شامل پرتوگیری خارجی و داخلی است . پرتوگیری دا خلی زمانی مطرح است که چشمه رادیو اکتیو
در بدن فرد قرار دارد یا قرار می گیرد مثل تزریق ماده رادیواکتیو یا خوردن آن ولی در نوع خارجی
چشمه رادیواکتیو در خارج از بدن فرد قرار دارد . مجموع پرتوگیری داخلی و خارجی را پرتوگیری
زمینه می نامند.
- حداکثر دوز مجاز:
حداکثر دوز مجاز عبارتست از مقدار پرتوگیری که بدن یک فرد دارد به شکلی که هیچگونه
صدمه ایی در سیستم بحرانی فرد ایجاد نشود.
در مورد شاغلین و پرتوگیری آنها استاندارد ها به شکل زیر است:
۱- تمام بدن و یا سیستم های خونساز و غدد تناسلی ۵ رم در سال یا ۳ رم در دوره های ۳
بیشتر نشود که در آن D=۵(N- ماهه سال مشروط بر اینکه میزان پرتوگیری از مقدار ( ۱۸
سن فرد است. N
۲- پوست، استخوان و غدد تیرویید ۳۰ رم در سال
۳- دست ها، پاها، و مچ ها ۷۵ رم در سال
- بیماری های شغلی ناشی از پرتو های یونساز:
۱- ضایعات مراکز خونساز که در آن مغز استخوان از سلول های خون ساز تهی می شو د و در
نتیجه کم خونی بوجود می آید . در اثر کاهش گلبول های سفید، عفونت در بدن حادث
شده که در نهایت می تواند منجر به مرگ گردد.
۲- ضایعات سیستم گوارشی به همراه اسهال های شدید
۳- ضایعات سیستم اعصاب مرکزی با علائم تشنج، اغماء و بیهوشی
۴- ضایعات سیستم بینایی شامل کاتاراکت و کنژکتیویت
۵- ضایعات پوستی شامل سرخی، تورم، خارش، تاول و احتمال بروز سرطان پوست
۶- ضایعات سیستم تناسلی و عقیم شدن
سلول های بدن در برابر تشعشعات حساسیت های متفاوتی را دارا می باشند بطوریکه بیشترین
حساسیت را سلول های مغز استخوان و غدد لنفاوی و سلول های خونی دارند و کمترین حساسیت
را سلول های عصبی دارا می باشند.
در صورت مشاهده علائم زیر سریعا" به پزشک مراجعه کنبد:
۱- سرگیجه و کم خونی
۲- سوزش و خارش در چشم ها
۳- ایجاد ضایعات قرمز رنگ در پوست و التیام نیافتن آنها
۴- اسهال های مداوم و یا تغییر مرتب وضعیت مزاجی
کار کردن افرادی با ناراحتی های زیر با اشعه ممنوع است:
۱- ضایعات خونی و کم خونی
۲- عوارض چشمی
۳- ضایعات پوستی
۴- زنان باردار
۵- دارای امراض عفونی مزمن
۶- دارای اختلال متابولیکی
۷- افراد کمتر از ۱۸ سال

 

 انواع مختلف تابش پرتوها حفاظت های متفاوتی را نیاز دارند.

پرتوهای آلفا نمی توانند از پوست عبور کنند ویا یک ورق کاغذ نیز از نفوذ آنها جلو گیری می شود. ولی از نظر داخلی خطر ناکند.

پر توهای بتا در بدن نفوذ می کنند ولی با یک ورقه آلومینیومی می توان از نفوذ آنها جلو گیری کرد.

پرتوهای گاما می توانند مستقیم از داخل بدن عبور کنند و برای جلو گیری از نفوذ آنها نیاز به استفاده از دیوار های بتنی و یا سربی به ضخامت چندین سانتیمتر ویا آب به ضخامت حدود 1 متر می باشد.تمام این سه نوع پرتو به طور طبیعی و به میزان کم در محیط طبیعی وجود دارند ، و هر کدام از آنها ممکن است در زائدات مر بوط وجود داشته باشند.

دوز های غیر مجاز

همانند تمام صنایع نیروگا ههای حرارتی برق نیز مواد زائد تولید می کنند. هر نوع سوختی که مصرف شود مواد زائد تولید شده باید به نحوی جمع آوری و دفع شوند که به سلامتی و بهداشت انسان ضرری نرساند و همچنین حداقل اثر سوء را بر محیط زیست داشته باشند.. نیروگاههای هسته ای تنها صنعت تولید انرژی می باشد که تمام مسئولیت مواد زائد تولیدی خودش را می پذیرد و این در هزینه ی محصو لاتش در نظر گرفته شده است.

در نیرو گاههای هسته ای مقدار زیادی انرژی از مقدار کمی سوخت بدست می آید. مقدار زائدات تولیدی نیز نسبتا کم می باشد.ولی بیشتر زائدات تولیدی رادیواکتیو هستند و باید مانند زائدات خطر ناک بطور دقیق کنترل و دفع شوند..

دوز های غیر مجاز

در زیر اثرات احتمالی وگستره ای از دوز ونرخ تابش به کل بدن آورده شده است.

1 – 10 سیورت دوز کوتاه مدت / بلافاصله باعث بیماری وسپس مرگ در طی چند هفته اتفاق می افتد.

2 – دوز بین 2 تا10 سیورت / در کوتاه مدت باعث بیماری شدید که افزایش احتمالی آن مهلک وکشنده است.

3 – برای سطوح پایین پرتودهی اثرات بیولوژیکی آنقدر کوچک هستند که قابل تشخیص نمی باشند. استانداردهای حفاظت پرتوها فرض می کند که در هر حال حتی برای دوزهای کم اثر مستقیم تابش متناسب با شدت تابش است.بر اساس تئوری خطی اثرات تابش ، اگر دوز تابش نصف شود اثر یا خطر هر گونه اثر نیز نصف خواهد شد. دوز های تجمعی بالاتر پرتوها بلافاصله باعث مرگ نمی شود و ممکن است ایجاد سرطان نماید که سال ها بعد از پرتو دهی مشاهده شود.

اندازه گیری و پایش پرتوهای یونساز

گری و سیورت

حواس انسان توانایی تشخیص پر توها را ندارد و نیز نمی تواند تشخیص دهد که چه موادی رادیو اکتیو هستند. با این وجود وسایل گوناگونی وجود دارد که می توانند پرتوها را با دقت و اطمینان کافی اندازه گیری نمایند.

پرتوهای یونساز بر حسب واحد های اندازه گیری بین المللی گری و سیورت  اندازه گیری میشوند.

مقدار پرتوی که یک شخص دریافت می کند یا به عبارت دیگر دوز دریافتی بر اساس انرزی جذب شده در بافت اندازه گیری وبر حسب گری بیان می گردد.

اگر در معرض دو مقدار معادل پرتو از دو نوع پرتو مختلف قرار بگیریم لزوما اثرات بیو لوژیکی یکسانی ایجاد نخواهد شد. به عنوان مثال یک گری از پرتو آلفا اثر بزرگتری از یک گری پرتو بتا خواهد داشت. وقتی در باره ی اثرات پرتو ها بر حسب واحدی به نام سیورت بیان می شوند. یک سیورت پرتو بدون توجه به نوع پرتو اثر بیولوژیکی ثابتی را ایجاد خواهد نمود.

پرتوهای یونساز

در اینجا پرتوهای یونسازی که از هسته ی اتم سر چشمه می گیرند عنوان می شوند. این پرتوها به دو شکل اشعه وذره انتشار می یابند.پرتوهای یونساز در برخورد با مواد ذرات بار داری تولید می کنند که یون نامیده می شوند. این فرایند یونسازی گفته می شود.پرتوهای یونساز قادرند روی مولکول های بزرگ شیمیایی که مواد زنده از آنها ساخته شده اند اثر بگذارند و لذا باعث ایجاد تغییرات مهم در بیولوژی شوند.

انواع مختلف پرتوهای یونساز وجود دارد.

اشعه های ایکس وگاما ، مانند نور نشان دهنده ی انتقال انرژی به صورت موج و بدون جابجایی مواد می باشند. حرارت ونور که از آتش یا خورشید در داخل فضا عبور می کند. اشعه های ایکس  و گاما مانند هم هستند به اینکه اشعه ی ایکس منشاء هسته ای ندارد ولی گاما از هسته ی اتم سر چشمه می گیرد. بر خلاف نور اشعه های ایکس وگاما قدرت نفوذ زیادی دارند و می توانند از بدن انسان عبور کنند. برای حفاظت در مقابل این اشعه ها از دیوار های ضخیم بتن، سرب و آب استفاده می شود.

ذرات آلفا ، دارای بار الکتریکی مثبت هستند و به طور طبیعی از عناصر سنگین مانند اورانیم منتشر می شوند و همینطور می توانند از عناصر مصنوعی منتشر شوند. ذرات آلفا به دلیل داشتن جرم و اندازه ی نسبتا بزرگ با ذرات مسیر خود بر خورد می کنند و خیلی سریع انرژی خود را از دست می دهند. این ذرات دارای قدرت نفوذ بسیار کم و توسط پوست خارجی بدن و یا یک ورقه کاغذ قابل کنترل می باشند.اگر این ذرات به طریقی مثلا از راه تنفس یا بلعیدن وارد بدن شوند روی سلول های بدن اثر می گذارند و چون انرژی شان را در مسافت خیلی کم از دست می دهند لذا اثر شان در آن مسافت کم بسیار مخرب است.

ذرات بتا ، الکترون هایی با سرعت بالا هستند که از هسته اتم جدا می شوند. این ذرات خیلی کوچک تر از ذرات آلفا هستند وقابلیت نفوذ 1 تا 2 سانتیمتر در آب یا گوشت انسان  را دارد. ذرات بتا از خیلی عناصر رادیو اکتیو منتشر می شود و می توان آنها را توسط یک ورقه آلومینیم به ضخامت چند میلی متر متوقف نمود.

اشعه های کیهانی ، شامل ذرات پر انرژی متفاوتی از جمله پروتون ها هستند که زمین را از طرف فضا مورد بمباران قرار می دهند. این اشعه ها در مناطق مرتفع دارای شدت بالاتری هستند چون مناطق پست وکنار دریا دارای اتمسفر با دانسیته بالاتری هستند ودر برابر این اشعه ها بهتر حفاظت می شوند.

نوترون ها ذراتی بسیار پر نفوذ هستند. در روی زمین، اغلب از طریق شکافت اتم های مشخصی در راکتور های هسته ای پدید می آیند. آب وبتن متداول ترین حفاظ های مورد استفاده در مقابل تابش نوترون از لوله های سوخت راکتورهای اتمی می باشند.

 

 انواع زائدات رادیواکتیو

زائدات دارای رادیو اکتیویته ضعیف که منشاء تولید آنها بیمارستان ها ،آزمایشگاهها و صنعت می باشد. این مواد شامل کاغذ ،وسایل ،لباس وفیلتر ها وغیره می باشند. که دارای مقدار کمی رادیواکتیویته با نیمه عمر کوتاه هستند. اینها  برای حمل و نگهداری خطر ناک نیستند ولی باید با دقت زیادتری نسبت به آشغال های معمولی دفن شوند.معمولا در عمق های کم دفن می شوند. قبل از دفن برای کاهش حجم یا متراکم می شوند و یا در ظروف و دستگاههای زباله سوز سر بسته سوزانده می شوند .این نوع زائدات رادیواکتیو در سطح جهانی 90در صد حجم وفقط 1 درصد رادیواکتیویته کل مواد زائد رادیو اکتیو را شامل می شوند.

زائدات با رادیو اکتیویته متوسط که ممکن است به حفاظ گذاری ویژه نیاز داشته باشند به طور معمول شامل رزین ها ، لجن های شیمیایی و اجزاء راکتور های هسته ای وهمچنین مواد آلوده شده از راکتور های از رده خارج شده می شوند . در سطح جهانی حدود 7%حجم و 4% رادیو اکتیویته کل مواد رادیو اکتیو را شامل می شوند. قبل از دفن ممکن است در سیمان یا قیر به صورت جامد در آیند. معمولا زائدات حاوی مواد با نیمه عمر کوتاه در عمق معمولی و زائدات حاوی مواد با نیمه بلند در اعماق زمین می شوند.

زائدات با رادیواکتیویته زیاد ممکن است شامل سوخت مصرفی راکتورهای هسته ای ویا زائدات حاصل از باز فر آوری سوخت راکتورها باشد. در حدود 3% حجم و 95% رادیو اکتیوتیه کل زائدات رادیو اکتیو را در بر می گیرند. شامل محصولات شکافت با رادیو اکتیویته ی زیاد و بعضی عناصر سنگین با نیمه عمر زیاد می باشند. اینها مقدار حرارت قابل توجه ای تولید می کنند که هنگام محل و نگهداری آنها نیاز به خنک سازی و حفاظ گذاری مخصوص دارند.در صورت باز فر آوری سوخت مصرف شده زائدات تولیدی آن تبدیل به جامد شیشه ای که در پوسته ای فولادی و آببندی شده گذاشته می شوند جمع آوری و برای دفن در اعماق زمین آماده می شوند.

به عبارت دیگر اگر سوخت مصرف شده راکتور ها باز فر آوری نشود تمام ایزوتوپ های با اکتیویته زیاد در آن باقی می مانند و بنا بر این باید کل مجموعه سوخت به عنوان زائدات با اکتیویته ی زیاد مورد تصفیه قرار گیرند. این سوخت های استفاده شده حدود ده برابر زائدات با رادیو اکتیویته ی زیاد که تبدیل به جامدات شیشه ای شده اند حجم دارند.

هم زائدات با اکتیویته ی زیاد وهم سوخت های استفاده شده راکتور ها هر دو بسیار رادیو اکتیو هستند و افرادی که در حمل و نگهداری آنها شرکت دارند باید در مقابل تابش های رادیو اکتیو حفاظ لازم را داشته باشند. این مواد رادیو اکتیو باید در ظروفی حمل شوند که علاوه بر جلوگیری از انتشار پرتوها حوادث هم موجب شکستن آنها نشوند.چه باز فر آوری شوند چه نشوند حجم مواد زائد با اکتیویته زیاد نسبتا کم ودر حد سه متر مکعب مواد زائد منجمد شده یا 25 الی 30 تن سوخت مصرف شده برای یک نیرو گاه هسته ای بزرگ در سال می باشد. مقدار نسبتآکم این نوع مواد زائد جدا سازی و ایزوله کردن آنها را اقتصادی می نماید.

دفع نهایی با رادیو اکتیویته بالا به تآخیر می افتد تا زائدات فرصت کافی برای استحاله داشته باشند. چهل سال بعد از حذف زائدات از راکتور کمتر از یک هزارم اکتیویته ی اولیه در آنها باقی می ماند ودر این حال حمل ونقل آنها راحت تر می باشد. لذا ظروف حاوی زائدات شیشه گون شده ویا مجموعه های سوخت مصرف شده در زیر آب ودر استخر های مخصوص ویا در ساختمان های بتنی یا صخره ها نگهداری موقت می شوند. دفع نهایی زائدات شیشه گون شده یا سوخت مصرف شده بدون باز فرآوری مستلزم ایزوله کردن آنها از محیط زیست برای مدتی طولانی می باشد. روش مطلوب تر دفن در اعماق 600 متر یا زیادتر تشکیلات پایدار زمین شناختی است. کشور های مختلف در حال بررسی سایت هایی هستند که هم از نظر تکنیکی وهم از نظر مردمی قابل قبول باشند..حدود 1000 سال پس از دفن بیشتر رادیو اکتیویته استحاله پیدا خواهد کرد. مقدار رادیو اکتیویته باقی مانده مانند رادیو اکتیویته در سنگ معدن طبیعی اورانیم خواهد بود.


جهت دانلود تولبار سایت بهداشت محیط ایران روی تصویر زیر کلیک کنید





(جهت دسترسی به مطالب به روز به سمت چپ سایت بخش آخرین مطالب مراجعه کنید)