Некалькі слоў пра радыяцыю.

Сёньня гадавіна аварыі на Чарнобыльскай АЭС. 26 красавіка 1986 году адбыўся выбух на чацьвёртым энэргаблоку станцыі. Адбыўся выкід вялікай колькасьці радыяактыўнах часьцінак ў атмасфэру.

Прайшло 32 гады, а не ўсе людзі яшчэ маюць разуменьне, што такое радыяцыя і чаму яна небясьпечна.

Мы паспрабавалі крыху распавесьці простымі словамі пра радыяцыю і як яе выкарыстоўвалі раней.

Большая частка масы атама, як вядома, знаходзіцца ў ягоным ядры, якое ў сваю чаргу складаецца з двух тыпаў элементарных часьцінак: пратонаў і нэйтронаў. Дарэчы, менавіта пратоны вызначаюсь уласьцівасьці атама. Так ядро атама вадароду H будзе заўсёды мець 1 пратон і 1 нэйтрон, калі раптам пратонаў стане 2, то гэта ўжо будзе не вадарод, а гель He. 

Нэйтроны ў гэтым пляне маюць крыху больш свабоды: ядра пэўнага элементу могуць зьмяшчаць ў сабе розную колькасьць нэйтронаў. Напрыклад, гель можа мець альбо 2 альбо 3 нэйтроны, застаючыся пры гэтым гелем.

Узгаданыя атамы адныя з самых простых, з элементамі з большым парадкавым нумарам перыядычнай сыстэму крыху іншае становішча.

Ядро ўрана (U) ў любым куточку Сусьвета будзе мець 92 пратоны і, у большасьці выпадкаў (99.3% уранавай руды) 146 нэйтронаў. Аднак нэйтронаў можа быць крыху меней - 143, тады атрымліваецца незвычана рэдкая форма ўрану - уран-235. Форма рэдкая, а інтарэс неверагодна вялікі.

Справа ў тым, што ядро ўрана, бадай што, самае буйнае ядро, якое можна знайсьці ў прыродзе, агулам яно ўтрымлівае 238 (235) элементарных часьцінак. Трымаць іх ўсе разам - справа не простая, таму можна казаць, што ядро знаходзіцца ў нестабільным стане і літаральна "кіпіць" энэргіяй. Нестабільны стан у прыроде - рэдкая зьява, усё імкнецца да балянсу. Вось і ядро ўрану пачынае пазбаўляцца ад часткі сваіх элементарных часьцінак. Яно нібыта выплёўвае свае пратоны і нэйтроны, а яны ляцяць далей з вялікай хуткасьцю. Гэта ўжо можна назваць радыяцыяй. 

Такім чынам ядро урана пачынае трансфармавацца. Вяляцеў адзін пратон - ядро больш не ўран, а протактын, які таксама неўстойлівы іпрацягвае трансфармацыю. Тор Th, актын Ac, рад Ra і так 14 разоў, 14 пакаленьняў элементаў, пакуль усё не прыпыняецца на волаве Pb. Ядро волава ўжо набывае стабільнасьць і не трансфармуецца далей.

Можна сабе ўявіць, колькі энэргіі ўтрымлівае ў сабе ядро ўрану, каб яе хапіла на 14 трансфармацый. Аднак гэтая энэргія вызваляецца паступова, у адваротным выпадку мы б назіралі пераўтварэньне ўрана ў волава, без прамежкавых стадый.

Аднак як толькі навукоўцы атрымалі разуменьне такога працэсу, зьявіліся меркаваньне, што калі паскорыць працэс пераўтварэньня ядра ўрану, можна атрымаць невярагодна вялікую колькасьць энэргіі. Фрэдэрык Содзі, Робэрт Апэнгаймэр, Лео Сілард, верагодна, першыя фізыкі, якія асэнсоўвалі ўсю моц і небясьпечнасьць хуткай трансфармацыі ўрану. 

У 30х - 40-х гадах мінулага стагодзьдзя пачаліся актыўныя дасьледваньні трансфармацый урану. Яны йшлі па двух шляхах: стварэньне атамнай зброі (1945 год) і распрацоўка ядзернага рэактару (1942 год). Так і пачалася эра ўрану.

Вернемся да радыяцыі, што мы пра яе ведаем сёньня?

Калі Марыя Сладоўская-Кюры ў выніку тытанічнай працы адкрыла новы радыяактыўны рад (1903, 1910) і, сумесна з П'ерам Кюры, апісала ягоныя ўласьцівасьці, элемент пачалі актыўна выкарыстоўваць у мэдыцыне і пры вытворчасьці сродкаў гігіены.

Высьветілілася, што рад вылучае шмат цеплыні, так 1 г элементу можа растапіць такую ж колькасьць лёду, прытым неаднаразова. Менавіта праз гэта рад і пачалі выкарыстоўваць пры лекаваньні пухлінаў: капсулы з радыяактыўным мэталам пачалі зашываць у бандзелі і повязі, а потым прыкладваць да пухліны. Праз некалькі месяцаў пацыент пазбаўляўся ад хваробы. У тыя гады з часьцінкамі мэталу рабілі прэміяльную касметыку, дадавалі ў пасты і інш.

Зараз нам вядома, што гэта не зусім бясьпечна, аднак тады выкарыстаньне раду здавалася панацэяй.

Крыху раней, чалавецтва даведалася пра флюарысцэнцыю ўранавай руды і яго пачалі дадаваць ў дэкаратыўнае шкло, якое сьвяцілася жоўта-зялёным колерам на сонцы ці ў промнях ультрафіалету.

З цягам часу, становічша мянялася, выяўляліся шкодныя наступствы радыяактыўнасьці.

Зараз існуе дзьве гіпотэзы адносна ўплыву радыяцыі на арганізм: радыяцыя небясьпечна ў любых дозах і парогавая гіпотэза, згодна якой невялікія дозы радыяцыі не наносяць шкоды арганізму. Хоць і ёсьць дадзеныя пра станоўчы ўплыў малых дозаў радыяцыі на імунітэт і на клеткі арганізму (старыя адміралі хутчэй, саступаючы месца новым), большасьць фізыкаў прытрімліваецца першай гіпотэзы, бо пакуль мала дасьледваньняў, якія б пацьверджвалі другую.

І тут узьнікае пытаньне наконт фонавай радыяцыі.

Так, у любым куточку Зямлі лічыльнік Гэйгэра пакажа пэўную колькасьць іянізаваных часьцінак, звычайна на экране зьяўляецца звесткі пра 0.2-0.5 мікразывэрт на гадзіну (выключэньне чарнобыльская зона адчужэньня, там дагэтуль фон складае 1-8 мкЗв/гдз, а каля рэчаў ліквідатараў, лічыльнік Гэйгэра яшчэ зашкальвае).

Гэта натуральная зьява, таму што нашая плянэта мае вялікую колькасьць уранавай руды, ды й атмасфэра прапускае пэўную частку касьмічнара фонавага выпраменьваньня. Аднак праз тое, што ўсё жывое разьвівалася ва ўмовах радыяцыі, яно прыстасавалася да невялікага фонавага выпраменьваньня. Іншымі словамі, 0.2 мкЗм/гдз могуць быць небясьпечнымі, але нашыя клеткі могуць супрацьстаяць яму. Радыяцыя падабная на бутэльку водкі: калі выпіць яе адразу - трапіш у лякарню, можа нават выжывеш, а калі гэтую самую бытэлку піць цягам году, то нічога кепскага не здарыцца. Вось толькі вялікая (значна вышэйшая за фонавае выпраменьваньне) радыяцыя з такой хуткасьцю разбурае клеткі арганізму, што тыя не пасьпяваюць абнаўляцца, а калі клеткі не абнаўляюцца чалавек памірае. У выпадку з атручваньнем этанолам шанцы выжыць ёсьць, а вось ад вострай промнявай хваробы наўрад штосьці дапаможа.