1. रेडियोधर्मिता की घटना क्या है?

1896 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी हेनरी बेकरेल ने गलती से काले कागज में लिपटे अविकसित फोटोग्राफिक प्लेटों के ढेर पर यूरेनियम अयस्क का एक टुकड़ा रख दिया। प्लेटें विकसित करने के बाद, वह उन पर काले धब्बे देखकर आश्चर्यचकित रह गए। यूरेनियम अयस्क से कुछ अज्ञात विकिरण उत्सर्जित हुआ और उसने अयस्क के टुकड़े के आकार में प्लेटों पर एक छवि छोड़ दी। इस विकिरण को रेडियोधर्मी कहा गया .

इस प्रकार, रेडियोधर्मिता कहलाती है नए तत्वों के निर्माण और रेडियोधर्मी विकिरण नामक एक विशेष प्रकार के विकिरण के उत्सर्जन के साथ नाभिक का अनायास (यानी, बिना किसी बाहरी प्रभाव के) क्षय होने का गुण।

2. अल्फा, बीटा और गामा विकिरण की प्रकृति क्या है?

रदरफोर्ड ने पाया कि रेडियोधर्मी पदार्थों के विकिरण को चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धनात्मक आवेशित कणों (α-कणों) की कमजोर विक्षेपित किरण और नकारात्मक रूप से आवेशित कणों (β-कणों) की दृढ़ता से विक्षेपित किरण में विभाजित किया जाता है। इसके बाद, पॉल विलार्ड ने विकिरण के एक अन्य घटक की खोज की - γ किरणें, जो रेडियोधर्मी स्रोतों द्वारा उत्सर्जित होती हैं और चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित नहीं होती हैं।

अल्फ़ा किरणेंहीलियम परमाणुओं के नाभिक की एक धारा का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक अल्फा कण में दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं और तदनुसार, इसकी परमाणु संख्या 2 और द्रव्यमान संख्या 4 होती है। यह रदरफोर्ड और सोड्डी के प्रत्यक्ष प्रयोगों से सिद्ध हुआ था। इस प्रकार, रेडॉन गैस, α-किरणों का उत्सर्जन करते हुए, एक बंद बर्तन में हीलियम परमाणु बनाती है, जिसका पता विकिरण स्पेक्ट्रम द्वारा लगाया जाता है।

अल्फा कणों की प्रारंभिक गति (1.5 - 2.0)·10 7 मीटर/सेकेंड के क्रम की होती है।

बीटा किरणेंइलेक्ट्रॉनों या पॉज़िट्रॉन के प्रवाह का प्रतिनिधित्व करते हैं . यह, विशेष रूप से, इस तथ्य से पता चलता है कि उनका प्रभाव कैथोड किरणों के समान होता है और उनका विशिष्ट चार्ज (ई/एम) समान होता है, जिसे तब मापा जाता है जब वे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में चलते हैं।

गामा किरणेंशॉर्ट-वेव इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन हैं जिनकी तरंग दैर्ध्य 10 -2 एनएम से अधिक नहीं होती है और इसलिए, उच्चतम फोटॉन ऊर्जा E > 0.1 MeV की विशेषता होती है।

गामा विकिरण एक स्वतंत्र प्रकार की रेडियोधर्मिता नहीं है। यह α- और β-क्षय की प्रक्रियाओं के साथ होता है और नाभिक के आवेश और द्रव्यमान संख्या में परिवर्तन का कारण नहीं बनता है। यह स्थापित किया गया है कि γ-किरणें बेटी नाभिक द्वारा उत्सर्जित होती हैं, जो उनके गठन के समय उत्तेजित होती हैं और 10 -13 - 10 -14 सेकेंड के समय में अपनी ऊर्जा "गिरा" देती हैं।

3. परमाणु के नाभिक की संरचना क्या है? कैसे, आवर्त सारणी का उपयोग करते हुए डी.आई. मेंडेलीव, क्या किसी विशेष रासायनिक तत्व के परमाणु नाभिक की संरचना निर्धारित करना संभव है?

4. नाभिक के अल्फा और बीटा क्षय के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं की भौतिकी क्या है?

α - रेडियोधर्मिता के साथ, परमाणु चार्ज 2 इकाइयों (प्रोटॉन चार्ज की इकाइयों में) और द्रव्यमान संख्या - 4 इकाइयों से घट जाती है। क्षय उत्पाद को आवर्त सारणी में मूल तत्व के बाईं ओर दो कोशिकाओं में रखा गया है। बी-क्षय के दौरान, द्रव्यमान संख्या नहीं बदलती है, लेकिन आवेश संख्या एक बढ़ जाती है - आवर्त सारणी में तत्व एक कोशिका को दाईं ओर स्थानांतरित कर देता है।

5. पदार्थ पर रेडियोधर्मी विकिरण के प्रभाव की क्रियाविधि क्या है?

चूंकि रेडियोधर्मी विकिरण के कण बाद की टक्करों की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप पदार्थ में गहराई से प्रवेश करते हैं, कणों की ऊर्जा धीरे-धीरे कम हो जाती है और अंत में, जब यह थर्मल गति के स्तर तक पहुंच जाती है, तो आयनीकरण बंद हो जाता है। इस स्थिति में, अल्फा कण दो इलेक्ट्रॉनों (प्रत्येक पदार्थ में मौजूद मुक्त इलेक्ट्रॉनों से) को जोड़ता है और हीलियम परमाणु में बदल जाता है। ऋणात्मक β-कण (इलेक्ट्रॉन) स्वतंत्र अवस्था में रहता है या पदार्थ के किसी परमाणु या आयन से जुड़ा रहता है। एक गामा फोटॉन उस इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित होता है जिससे वह आखिरी बार टकराया था।

6. जैविक वस्तुओं पर रेडियोधर्मी विकिरण का हानिकारक प्रभाव क्या है?

परमाणु विकिरण के हानिकारक प्रभाव कॉम्पटन प्रभाव, ब्रेम्सस्ट्रालंग, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव और कुछ अन्य प्रभावों के कारण शरीर की जीवित कोशिकाओं के परमाणुओं के आयनीकरण और उत्तेजना से जुड़े होते हैं। इस आयनीकरण से जीवित कोशिका के व्यक्तिगत घटक बदल जाते हैं या नष्ट हो जाते हैं, और अपघटन के उत्पाद जहर के रूप में कार्य करना शुरू कर देते हैं। शरीर में विनाश के उदाहरण हैं गुणसूत्रों का नष्ट होना, कोशिका नाभिक और स्वयं कोशिकाओं की सूजन, कोशिका झिल्ली की पारगम्यता में परिवर्तन आदि। सबसे संवेदनशील कोशिकाएं अस्थि मज्जा, लसीका ग्रंथियां, मौखिक गुहा और आंत, जननांग, बालों के रोम और त्वचा की होती हैं।

कणों की आयनीकरण क्षमता जितनी अधिक होगी, उनकी भेदन क्षमता उतनी ही कम होगी। इस प्रकार, एक α-कण, हवा में यात्रा करते समय, 1 सेमी के पथ पर 40 हजार जोड़े आयन पैदा करता है, समान दूरी पर एक बीटा कण 40-50 जोड़े आयन पैदा करता है, और γ-फोटॉन - 10 से लेकर। आयनों के 250 जोड़े. इसके अनुसार, किसी भी पदार्थ की एक पतली परत, उदाहरण के लिए, एक पेपर स्क्रीन, α-कणों के खिलाफ सुरक्षा के रूप में काम कर सकती है। Plexiglas या कई मिलीमीटर मोटी एल्यूमीनियम स्क्रीन β-विकिरण के खिलाफ सुरक्षा के रूप में काम कर सकती है। γ-विकिरण से बचाने के लिए, पृथ्वी, कंक्रीट या भारी धातुओं की मोटी परतों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, कई सेंटीमीटर मोटी सीसे की स्क्रीन।

7. प्रकृति में रेडियोधर्मी आइसोटोप की व्यापकता के बारे में आप हमें क्या बता सकते हैं?

निष्कर्ष में, हम ध्यान दें कि रेडियोधर्मी आइसोटोप का व्यापक रूप से चिकित्सीय, नैदानिक ​​और अनुसंधान उद्देश्यों के लिए चिकित्सा में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी कोबाल्ट का उपयोग घातक ट्यूमर के इलाज के लिए γ-उत्सर्जक के रूप में किया जाता है। फॉस्फोरस के रेडियोधर्मी आइसोटोप, β-कणों का उत्सर्जन करते हुए, रक्त रोगों के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है, रेडियोधर्मी आयोडीन () - थायरॉयड ग्रंथि के इलाज के लिए।

8. एक्सपोज़र और अवशोषित विकिरण खुराक, साथ ही उनकी शक्तियों की अवधारणाएँ दें। इन्हें किन इकाइयों में मापा जाता है?

खुराक दर (विकिरण तीव्रता) समय की प्रति इकाई किसी दिए गए विकिरण के प्रभाव में संबंधित खुराक की वृद्धि है। इसमें संबंधित खुराक (अवशोषित, एक्सपोज़र, आदि) का आयाम समय की एक इकाई से विभाजित होता है। विभिन्न विशेष इकाइयों के उपयोग की अनुमति है (उदाहरण के लिए, एसवी/घंटा, रेम/मिनट, एमएसवी/वर्ष, आदि)।

विकिरण खुराक - भौतिकी और रेडियोबायोलॉजी में - किसी भी पदार्थ, ऊतकों और जीवित जीवों पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला मूल्य।

एक्सपोज़र खुराक

आयनकारी विकिरण और पर्यावरण की परस्पर क्रिया की मुख्य विशेषता आयनीकरण प्रभाव है। विकिरण डोसिमेट्री के विकास की प्रारंभिक अवधि में, हवा में फैलने वाले एक्स-रे विकिरण से निपटना अक्सर आवश्यक होता था। इसलिए, एक्स-रे ट्यूबों या उपकरणों में हवा के आयनीकरण की डिग्री का उपयोग विकिरण क्षेत्र के मात्रात्मक माप के रूप में किया गया था। सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर शुष्क हवा के आयनीकरण की मात्रा पर आधारित एक मात्रात्मक माप, जिसे मापना काफी आसान है, एक्सपोज़र खुराक कहलाता है।

एक्सपोज़र खुराक एक्स-रे और गामा किरणों की आयनीकरण क्षमता निर्धारित करती है और वायुमंडलीय वायु के प्रति इकाई द्रव्यमान आवेशित कणों की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित विकिरण ऊर्जा को व्यक्त करती है। एक्सपोज़र खुराक हवा के प्राथमिक आयतन में समान चिह्न के सभी आयनों के कुल आवेश और इस आयतन में वायु के द्रव्यमान का अनुपात है।

एक्सपोज़र खुराक की एसआई इकाई कूलॉम को किलोग्राम (सी/किग्रा) से विभाजित करती है। गैर-प्रणालीगत इकाई रेंटजेन (R) है। 1 सी/किग्रा = 3876 आरयूआर।

अवशोषित खुराक

ज्ञात प्रकार के आयनकारी विकिरण और इसके अनुप्रयोग के क्षेत्रों की सीमा का विस्तार करते समय, यह पता चला कि इस मामले में होने वाली प्रक्रियाओं की जटिलता और विविधता के कारण पदार्थ पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव का माप आसानी से निर्धारित नहीं किया जा सकता है। एक महत्वपूर्ण बात, जो विकिरणित पदार्थ में भौतिक रासायनिक परिवर्तनों को जन्म देती है और एक निश्चित विकिरण प्रभाव की ओर ले जाती है, वह है पदार्थ द्वारा आयनकारी विकिरण की ऊर्जा का अवशोषण। परिणामस्वरूप, अवशोषित खुराक की अवधारणा उत्पन्न हुई। अवशोषित खुराक से पता चलता है कि किसी भी विकिरणित पदार्थ के प्रति इकाई द्रव्यमान में कितनी विकिरण ऊर्जा अवशोषित होती है और यह आयनीकृत विकिरण की अवशोषित ऊर्जा और पदार्थ के द्रव्यमान के अनुपात से निर्धारित होती है।

SI प्रणाली में अवशोषित खुराक की माप की इकाई ग्रे (Gy) है। 1 Gy वह खुराक है जिस पर 1 J आयनकारी विकिरण ऊर्जा को 1 किलो के द्रव्यमान में स्थानांतरित किया जाता है। अवशोषित खुराक की एक्स्ट्रासिस्टमिक इकाई रेड है। 1 Gy=100 रेड.

समतुल्य खुराक (जैविक खुराक)

जीवित ऊतकों के विकिरण के व्यक्तिगत परिणामों के अध्ययन से पता चला है कि, समान अवशोषित खुराक के साथ, विभिन्न प्रकार के विकिरण शरीर पर अलग-अलग जैविक प्रभाव पैदा करते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक भारी कण (उदाहरण के लिए, एक प्रोटॉन) एक हल्के कण (उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन) की तुलना में ऊतक में प्रति यूनिट पथ पर अधिक आयन पैदा करता है। समान अवशोषित खुराक के लिए, रेडियोबायोलॉजिकल विनाशकारी प्रभाव जितना अधिक होगा, विकिरण द्वारा निर्मित आयनीकरण उतना ही सघन होगा। इस प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए समतुल्य खुराक की अवधारणा पेश की गई। समतुल्य खुराक की गणना अवशोषित खुराक के मूल्य को एक विशेष गुणांक - सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता के गुणांक (आरबीई) या गुणवत्ता गुणांक से गुणा करके की जाती है।

खुराक समतुल्य की एसआई इकाई सीवर्ट (एसवी) है। 1 Sv का मान 1 किलोग्राम जैविक ऊतक में अवशोषित किसी भी प्रकार के विकिरण की समतुल्य खुराक के बराबर है और 1 Gy फोटॉन विकिरण की अवशोषित खुराक के समान जैविक प्रभाव पैदा करता है। समतुल्य खुराक की माप की गैर-प्रणालीगत इकाई रेम है (1963 से पहले - एक्स-रे का जैविक समकक्ष, 1963 के बाद - रेड का जैविक समकक्ष - विश्वकोश शब्दकोश)। 1 एसवी = 100 रेम।

प्रभावी खुराक

प्रभावी खुराक (ई) एक मान है जिसका उपयोग पूरे मानव शरीर और उसके व्यक्तिगत अंगों और ऊतकों के विकिरण के दीर्घकालिक परिणामों के जोखिम के माप के रूप में किया जाता है, उनकी रेडियो संवेदनशीलता को ध्यान में रखते हुए। यह संबंधित भार कारकों द्वारा अंगों और ऊतकों में समतुल्य खुराक के उत्पादों के योग का प्रतिनिधित्व करता है।

कुछ मानव अंग और ऊतक दूसरों की तुलना में विकिरण के प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं: उदाहरण के लिए, समान समकक्ष खुराक पर, थायरॉयड ग्रंथि की तुलना में फेफड़ों में कैंसर होने की अधिक संभावना होती है, और गोनाड का विकिरण विशेष रूप से खतरनाक होता है आनुवंशिक क्षति का खतरा. इसलिए, विभिन्न अंगों और ऊतकों को विकिरण की खुराक को अलग-अलग गुणांक के साथ ध्यान में रखा जाना चाहिए, जिसे विकिरण जोखिम गुणांक कहा जाता है। समतुल्य खुराक मान को संबंधित विकिरण जोखिम गुणांक से गुणा करके और सभी ऊतकों और अंगों का योग करके, हम शरीर पर कुल प्रभाव को दर्शाते हुए एक प्रभावी खुराक प्राप्त करते हैं।

भारित गुणांक अनुभवजन्य रूप से स्थापित किए जाते हैं और इस तरह से गणना की जाती है कि पूरे जीव के लिए उनका योग एकता है। प्रभावी खुराक इकाइयाँ समतुल्य खुराक इकाइयों के समान हैं। इसे सिवर्ट्स या रेम में भी मापा जाता है।

प्रभावी और समतुल्य खुराक- ये मानकीकृत मूल्य हैं, यानी वे मूल्य जो किसी व्यक्ति और उसके वंशजों पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव से क्षति (नुकसान) का एक उपाय हैं [स्रोत 361 दिन निर्दिष्ट नहीं है]। दुर्भाग्य से, उन्हें सीधे मापा नहीं जा सकता। इसलिए, परिचालन डोसिमेट्रिक मात्राओं को व्यवहार में पेश किया गया है, जो एक बिंदु पर विकिरण क्षेत्र की भौतिक विशेषताओं के माध्यम से स्पष्ट रूप से निर्धारित की जाती हैं, जितना संभव हो मानकीकृत लोगों के करीब। मुख्य परिचालन मात्रा परिवेश खुराक समतुल्य (समानार्थक शब्द - परिवेश खुराक समतुल्य, परिवेश खुराक) है।

परिवेशी खुराक समतुल्य H*(d)- खुराक समतुल्य, जो आईसीआरयू (विकिरण इकाइयों पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग) में विकिरण की दिशा के समानांतर एक व्यास के साथ सतह से गहराई डी (मिमी) पर गोलाकार प्रेत, संरचना में विचार के समान विकिरण क्षेत्र में बनाया गया था, प्रवाह और ऊर्जा वितरण, लेकिन मोनोडायरेक्शनल और सजातीय, यानी, परिवेशीय खुराक समतुल्य एच*(डी) वह खुराक है जो एक व्यक्ति को प्राप्त होगी यदि वह उस स्थान पर होता जहां माप लिया जा रहा है। परिवेशी खुराक समतुल्य की इकाई सीवर्ट (एसवी) है।

9. यदि एक्सपोज़र खुराक दर 1 आर/एस है, तो सामान्य परिस्थितियों में हवा पर आयनकारी विकिरण के प्रभाव को चिह्नित करें।

10. रेडियोधर्मी विकिरण से बचाव के उपाय क्या हैं?

रेडियोधर्मी पदार्थों के साथ आपके शरीर का संपर्क समय जितना कम होगा, आपके और आपके स्वास्थ्य के लिए उतना ही बेहतर होगा। यदि यह अभी तक संभव नहीं है, तो हम निम्नलिखित उपाय करते हैं: परिसर को न छोड़ें, दिन में 2-3 बार गीली (अर्थात् गीली!) सफाई करें;

· हम जितनी बार संभव हो स्नान करते हैं (विशेषकर बाहर जाने के बाद), और चीज़ें धोते हैं। खारे घोल से नाक, आंख और गले की श्लेष्मा झिल्ली को नियमित रूप से धोना इतना महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि सांस लेने के दौरान बहुत अधिक मात्रा में रेडियोन्यूक्लाइड प्रवेश करते हैं;

· शरीर को रेडियोधर्मी आयोडीन-131 से बचाने के लिए, त्वचा के एक छोटे से क्षेत्र को मेडिकल आयोडीन से चिकना करना पर्याप्त है। डॉक्टरों के मुताबिक, बचाव का यह आसान तरीका एक महीने तक चलता है;

· यदि आपको बाहर जाना है, तो हल्के रंग के कपड़े पहनना बेहतर होगा, अधिमानतः सूती और गीले कपड़े। एक ही समय में अपने सिर पर हुड और बेसबॉल टोपी पहनने की सिफारिश की जाती है;

· पहले कुछ दिनों में आपको रेडियोधर्मी प्रदूषण से सावधान रहने की ज़रूरत है, यानी, "धीरे से लेटें और बाहर बैठें।"

>>अल्फा, बीटा और गामा विकिरण

§ 99 अल्फा, बीटा और गामा विकिरण

रेडियोधर्मी तत्वों की खोज के बाद उनके विकिरण की भौतिक प्रकृति पर शोध शुरू हुआ। बेकरेल और क्यूरीज़ के अलावा रदरफोर्ड ने यह कार्य संभाला।

वह क्लासिक प्रयोग जिसने रेडियोधर्मी विकिरण की जटिल संरचना का पता लगाना संभव बनाया वह इस प्रकार था। रेडियम की तैयारी को सीसे के एक टुकड़े में एक संकीर्ण चैनल के नीचे रखा गया था। चैनल के सामने एक फोटोग्राफिक प्लेट थी. चैनल से निकलने वाला विकिरण एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित था, जिसकी प्रेरण रेखाएं किरण के लंबवत थीं (चित्र 13.6)। संपूर्ण संस्थापन को निर्वात में रखा गया था।

चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में, चैनल के ठीक विपरीत विकास के बाद फोटोग्राफिक प्लेट पर एक काला धब्बा पाया गया। एक चुंबकीय क्षेत्र में, किरण तीन किरणों में विभाजित हो जाती है। प्राथमिक प्रवाह के दो घटक विपरीत दिशाओं में विक्षेपित हो गए। इससे पता चला कि इन विकिरणों में विपरीत संकेतों का विद्युत आवेश था। इस मामले में, विकिरण के नकारात्मक घटक को सकारात्मक की तुलना में चुंबकीय क्षेत्र द्वारा अधिक दृढ़ता से विक्षेपित किया गया था। तीसरा घटक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बिल्कुल भी विक्षेपित नहीं हुआ था। सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए घटक को अल्फा किरणें कहा जाता है, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए घटक को बीटा किरणें कहा जाता है, और तटस्थ घटक को गामा किरणें (-किरणें, -किरणें, -किरणें) कहा जाता है।

ये तीन प्रकार के विकिरण भेदन क्षमता में बहुत भिन्न होते हैं, अर्थात वे विभिन्न पदार्थों द्वारा कितनी तीव्रता से अवशोषित होते हैं। -किरणों की भेदन क्षमता सबसे कम होती है। लगभग 0.1 मिमी मोटी कागज की एक परत उनके लिए पहले से ही अपारदर्शी है। यदि आप सीसे की प्लेट में बने छेद को कागज के टुकड़े से ढक दें तो फोटोग्राफिक प्लेट पर -विकिरण के अनुरूप कोई धब्बा नहीं मिलेगा।

पदार्थ-किरणों से गुजरते समय बहुत कम अवशोषित होती है। एल्युमीनियम प्लेट कुछ मिलीमीटर की मोटाई से ही इन्हें पूरी तरह से रोक देती है। .-किरणों की भेदन क्षमता सबसे अधिक होती है।

-किरणों के अवशोषण की तीव्रता शोषक पदार्थ की बढ़ती परमाणु संख्या के साथ बढ़ती है। लेकिन 1 सेमी मोटी सीसे की परत उनके लिए कोई बड़ी बाधा नहीं है। जब β-किरणें सीसे की ऐसी परत से गुजरती हैं, तो उनकी तीव्रता केवल आधी रह जाती है। -, - और - किरणों की भौतिक प्रकृति स्पष्ट रूप से भिन्न है।

गामा किरणें।अपने गुणों में, -किरणें एक्स-किरणों के समान होती हैं, लेकिन उनकी भेदन शक्ति एक्स-किरणों की तुलना में बहुत अधिक होती है। इससे पता चला कि -किरणें विद्युत चुम्बकीय तरंगें थीं। क्रिस्टल पर β-किरणों के विवर्तन की खोज और उनकी तरंग दैर्ध्य को मापने के बाद इसके बारे में सभी संदेह गायब हो गए। यह बहुत छोटा निकला - 10 -8 से 10 -11 सेमी तक।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पैमाने पर, -किरणें सीधे एक्स-रे का अनुसरण करती हैं। Y-किरणों के प्रसार की गति सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों के समान है - लगभग 300,000 किमी/सेकेंड।

बीटा किरणें.प्रारंभ से ही, - और - किरणों को आवेशित कणों की धाराएँ माना जाता था। -किरणों के साथ प्रयोग करना सबसे आसान था, क्योंकि वे चुंबकीय और विद्युत दोनों क्षेत्रों में अधिक मजबूती से विक्षेपित होती हैं।

प्रयोगकर्ताओं का मुख्य कार्य कणों का आवेश और द्रव्यमान निर्धारित करना था। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में -कणों के विक्षेपण का अध्ययन करते समय, यह पाया गया कि वे प्रकाश की गति के बहुत करीब गति से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों से ज्यादा कुछ नहीं हैं। यह महत्वपूर्ण है कि किसी भी रेडियोधर्मी तत्व द्वारा उत्सर्जित -कणों का वेग समान न हो। बहुत भिन्न गति वाले कण होते हैं। इससे चुंबकीय क्षेत्र में कणों की किरण का विस्तार होता है (चित्र 13.6 देखें)।

अल्फा कण.-कणों की प्रकृति का पता लगाना अधिक कठिन था, क्योंकि वे चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों द्वारा कम दृढ़ता से विक्षेपित होते हैं। रदरफोर्ड अंततः इस समस्या को हल करने में सफल रहा। उन्होंने चुंबकीय क्षेत्र में कण के विक्षेपण द्वारा उसके आवेश q और उसके द्रव्यमान m का अनुपात मापा। यह एक प्रोटॉन - हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक से लगभग 2 गुना छोटा निकला। एक प्रोटॉन का चार्ज प्राथमिक चार्ज के बराबर होता है, और इसका द्रव्यमान परमाणु द्रव्यमान इकाई 1 के बहुत करीब होता है। नतीजतन, y-कण का द्रव्यमान प्रति प्राथमिक आवेश दो परमाणु द्रव्यमान इकाइयों के बराबर होता है।

लेकिन कण का आवेश और उसका द्रव्यमान फिर भी अज्ञात रहा। कण के आवेश या द्रव्यमान को मापना आवश्यक था। गीजर काउंटर के आगमन के साथ, चार्ज को अधिक आसानी से और सटीक रूप से मापना संभव हो गया। एक बहुत पतली खिड़की के माध्यम से, कण काउंटर में प्रवेश कर सकते हैं और इसके द्वारा पंजीकृत हो सकते हैं।

रदरफोर्ड ने कणों के पथ में एक गीजर काउंटर लगाया, जो एक निश्चित समय में रेडियोधर्मी दवा द्वारा उत्सर्जित कणों की संख्या को मापता था। फिर उसने काउंटर को एक संवेदनशील इलेक्ट्रोमीटर से जुड़े धातु सिलेंडर से बदल दिया (चित्र 13.7)। एक इलेक्ट्रोमीटर का उपयोग करते हुए, रदरफोर्ड ने एक ही समय में सिलेंडर के अंदर स्रोत द्वारा उत्सर्जित चार्ज - कणों को मापा (कई पदार्थों की रेडियोधर्मिता समय के साथ लगभग नहीं बदलती है)। -कणों के कुल आवेश और उनकी संख्या को जानकर, गेज़रफ़ोड ने इन मात्राओं का अनुपात निर्धारित किया, अर्थात, एक -कण का आवेश। यह चार्ज दो प्राथमिक चार्ज के बराबर निकला।

इस प्रकार, उन्होंने स्थापित किया कि y-कण में दो प्राथमिक आवेशों में से प्रत्येक के लिए दो परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ हैं। इसलिए, प्रत्येक दो प्राथमिक आवेशों पर चार परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ होती हैं। हीलियम नाभिक का आवेश समान और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान समान होता है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि एक कण हीलियम परमाणु का नाभिक है।

प्राप्त परिणाम से संतुष्ट नहीं होने पर, रदरफोर्ड ने प्रत्यक्ष प्रयोगों के माध्यम से साबित किया कि यह हीलियम है जो रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनता है। कई दिनों तक एक विशेष कंटेनर के अंदर -कणों को एकत्रित करते हुए, वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग करते हुए, उन्हें विश्वास हो गया कि बर्तन में हीलियम जमा हो रहा था (प्रत्येक -कण ने दो इलेक्ट्रॉनों को पकड़ लिया और हीलियम परमाणु में बदल गया)।

1 परमाणु द्रव्यमान इकाई (ए.एस.एम.) रैपिया 1/12 कार्बन परमाणु का द्रव्यमान; 1 ए. ई.एम. 1.66057 10 -27 किग्रा.

रेडियोधर्मी क्षय के दौरान, -किरणें (हीलियम परमाणु का नाभिक), -किरणें (इलेक्ट्रॉन) और -किरणें (शॉर्ट-वेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण) उत्पन्न होती हैं।

-किरणों के मामले की तुलना में -किरणों की प्रकृति का पता लगाना अधिक कठिन क्यों हो गया?

मायकिशेव जी. हां., भौतिकी। 11वीं कक्षा: शैक्षणिक। सामान्य शिक्षा के लिए संस्थान: बुनियादी और प्रोफ़ाइल। स्तर / जी. हां. मयाकिशेव, बी. वी. बुखोवत्सेव, वी. एम. चारुगिन; ईडी। वी. आई. निकोलेवा, एन. ए. पारफेंटिएवा। - 17वां संस्करण, संशोधित। और अतिरिक्त - एम.: शिक्षा, 2008. - 399 पी.: बीमार।

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"विकिरण" की अवधारणा में विद्युत चुम्बकीय तरंगों की पूरी श्रृंखला, साथ ही विद्युत प्रवाह, रेडियो तरंगें और आयनीकरण विकिरण शामिल हैं। उत्तरार्द्ध के साथ, परमाणुओं और उनके नाभिकों की भौतिक स्थिति बदल जाती है, जिससे वे आवेशित आयनों या परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पादों में बदल जाते हैं। सबसे छोटे कणों में ऊर्जा होती है, जो संरचनात्मक इकाइयों के साथ बातचीत करते समय धीरे-धीरे नष्ट हो जाती है। गति के परिणामस्वरूप, वह पदार्थ जिसके माध्यम से तत्व प्रवेश करते हैं, आयनित हो जाता है। प्रत्येक कण के लिए प्रवेश की गहराई अलग-अलग होती है। पदार्थों को बदलने की अपनी क्षमता के कारण रेडियोधर्मी प्रकाश शरीर के लिए हानिकारक है। किस प्रकार के विकिरण मौजूद हैं?

कणिका उत्सर्जन. अल्फा कण

यह प्रकार रेडियोधर्मी तत्वों का प्रवाह है जिसका द्रव्यमान शून्य से भिन्न होता है। इसका एक उदाहरण अल्फा और बीटा विकिरण, साथ ही इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रॉन, प्रोटॉन और मेसन है। अल्फा कण परमाणु नाभिक होते हैं जो कुछ रेडियोधर्मी परमाणुओं के क्षय होने पर उत्सर्जित होते हैं। इनमें दो न्यूट्रॉन और दो प्रोटॉन होते हैं। अल्फा विकिरण हीलियम परमाणुओं के नाभिक से आता है, जो सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं। प्राकृतिक उत्सर्जन थोरियम और यूरेनियम श्रृंखला के अस्थिर रेडियोन्यूक्लाइड के लिए विशिष्ट है। अल्फा कण 20 हजार किमी/सेकेंड तक की गति से नाभिक से बाहर निकलते हैं। गति के पथ पर, वे माध्यम का एक मजबूत आयनीकरण बनाते हैं, परमाणुओं की कक्षाओं से इलेक्ट्रॉनों को फाड़ते हैं। किरणों द्वारा आयनीकरण से पदार्थ में रासायनिक परिवर्तन होता है, साथ ही इसकी क्रिस्टल संरचना में भी व्यवधान होता है।

अल्फा विकिरण के लक्षण

इस प्रकार की किरणें 4.0015 परमाणु इकाइयों के द्रव्यमान वाले अल्फा कण हैं। चुंबकीय क्षण और स्पिन शून्य हैं, और कण आवेश प्राथमिक आवेश से दोगुना है। अल्फा किरणों की ऊर्जा 4-9 MeV की सीमा में होती है। आयनकारी अल्फा विकिरण तब होता है जब एक परमाणु अपना इलेक्ट्रॉन खो देता है और आयन बन जाता है। अल्फा कणों के भारी वजन के कारण इलेक्ट्रॉन नष्ट हो जाता है, जो उससे लगभग सात हजार गुना बड़ा होता है। जैसे ही कण परमाणु से गुजरते हैं और प्रत्येक नकारात्मक चार्ज वाले तत्व को तोड़ते हैं, वे अपनी ऊर्जा और गति खो देते हैं। जब सारी ऊर्जा खर्च हो जाती है तो पदार्थ को आयनित करने की क्षमता नष्ट हो जाती है और अल्फा कण हीलियम परमाणु में परिवर्तित हो जाता है।

बीटा विकिरण

यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें सबसे हल्के से लेकर सबसे भारी तक के तत्वों के बीटा क्षय द्वारा इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन उत्पन्न होते हैं। बीटा कण परमाणु कोश के इलेक्ट्रॉनों के साथ सहयोग करते हैं, उनमें कुछ ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं और उन्हें कक्षा से बाहर कर देते हैं। इस स्थिति में, एक धनात्मक आयन और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन बनते हैं। अल्फा और बीटा विकिरण की गति अलग-अलग होती है। तो, दूसरे प्रकार की किरणों के लिए यह प्रकाश की गति के करीब पहुंचती है। एल्यूमीनियम की 1 मिमी मोटी परत का उपयोग करके बीटा कणों को अवशोषित किया जा सकता है।

गामा किरणें

वे रेडियोधर्मी नाभिक, साथ ही प्राथमिक कणों के अपघटन के दौरान बनते हैं। यह एक लघु-तरंग प्रकार का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। इसका निर्माण तब होता है जब एक नाभिक अधिक उत्तेजित ऊर्जा अवस्था से कम उत्तेजित अवस्था में परिवर्तित होता है। इसकी तरंग दैर्ध्य छोटी होती है और इसलिए इसकी भेदन शक्ति अधिक होती है, जो मानव स्वास्थ्य को गंभीर नुकसान पहुंचा सकती है।

गुण

मौलिक नाभिक के क्षय के दौरान बनने वाले कण पर्यावरण के साथ विभिन्न तरीकों से बातचीत कर सकते हैं। यह संबंध कणों के द्रव्यमान, आवेश और ऊर्जा पर निर्भर करता है। रेडियोधर्मी विकिरण के गुणों में निम्नलिखित पैरामीटर शामिल हैं:

1. भेदने की क्षमता.

2. माध्यम का आयनीकरण।

3. ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया।

4. फोटोग्राफिक इमल्शन पर प्रभाव।

5. ल्यूमिनेसेंट पदार्थों की चमक पैदा करने की क्षमता।

6. लंबे समय तक संपर्क में रहने से रासायनिक प्रतिक्रियाएं और अणुओं का टूटना संभव है। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु का रंग बदल जाता है।

सूचीबद्ध गुणों का उपयोग विकिरण का पता लगाने में किया जाता है क्योंकि मनुष्य अपनी इंद्रियों से उनका पता लगाने में असमर्थ है।

विकिरण स्रोत

कण उत्सर्जन के कई कारण हैं। ये स्थलीय या अंतरिक्ष वस्तुएं हो सकती हैं जिनमें रेडियोधर्मी पदार्थ, तकनीकी उपकरण होते हैं जो आयनकारी विकिरण उत्सर्जित करते हैं। इसके अलावा, रेडियोधर्मी कणों की उपस्थिति का कारण परमाणु प्रतिष्ठान, नियंत्रण और मापने वाले उपकरण, चिकित्सा आपूर्ति और विकिरण अपशिष्ट भंडारण सुविधाओं का विनाश हो सकता है। खतरनाक स्रोतों को दो समूहों में बांटा गया है:

1. बंद किया हुआ। उनके साथ काम करते समय, विकिरण पर्यावरण में प्रवेश नहीं करता है। इसका एक उदाहरण परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में विकिरण प्रौद्योगिकी, साथ ही एक्स-रे कक्ष में उपकरण होगा।
2. खुला। इस मामले में, पर्यावरण विकिरण के संपर्क में है। स्रोत गैसें, एरोसोल, रेडियोधर्मी अपशिष्ट हो सकते हैं।

श्रृंखला के तत्व यूरेनियम, एक्टिनियम और थोरियम प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडियोधर्मी तत्व हैं। जब इनका क्षय होता है तो अल्फा और बीटा कण उत्सर्जित होते हैं। अल्फा किरणों के स्रोत पोलोनियम हैं जिनका परमाणु भार 214 और 218 है। पोलोनियम रेडॉन का क्षय उत्पाद है। यह बड़ी मात्रा में एक जहरीली गैस है जो मिट्टी से प्रवेश कर घरों के बेसमेंट में जमा हो जाती है।

उच्च-ऊर्जा अल्फा विकिरण के स्रोत विभिन्न प्रकार के आवेशित कण त्वरक हैं। ऐसा ही एक उपकरण फ़ैसोट्रॉन है। यह निरंतर नियंत्रित चुंबकीय क्षेत्र वाला एक चक्रीय अनुनाद त्वरक है। त्वरित होते विद्युत क्षेत्र की आवृत्ति अवधि के साथ धीरे-धीरे बदलती रहेगी। कण एक अनवाइंडिंग सर्पिल में चलते हैं और 1 GeV की ऊर्जा तक त्वरित हो जाते हैं।

पदार्थों में प्रवेश करने की क्षमता

अल्फा, बीटा और गामा विकिरण की एक निश्चित सीमा होती है। इस प्रकार, हवा में अल्फा कणों की गति कई सेंटीमीटर होती है, जबकि बीटा कण कई मीटर तक यात्रा कर सकते हैं, और गामा किरणें सैकड़ों मीटर तक यात्रा कर सकती हैं। यदि किसी व्यक्ति ने बाहरी अल्फा विकिरण का अनुभव किया है, जिसकी प्रवेश शक्ति त्वचा की सतह परत के बराबर है, तो वह केवल शरीर पर खुले घावों की स्थिति में ही खतरे में होगा। इन तत्वों से युक्त भोजन खाने से गंभीर नुकसान होता है।

बीटा कण शरीर में केवल 2 सेमी से अधिक की गहराई तक ही प्रवेश कर सकते हैं, लेकिन गामा कण पूरे शरीर में विकिरण का कारण बन सकते हैं। अंतिम कणों की किरणों को केवल कंक्रीट या सीसे के स्लैब द्वारा ही रोका जा सकता है।

अल्फ़ा विकिरण. मनुष्यों पर प्रभाव

रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनने वाले इन कणों की ऊर्जा त्वचा की प्रारंभिक परत पर काबू पाने के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए बाहरी विकिरण शरीर को नुकसान नहीं पहुंचाता है। लेकिन यदि अल्फा कणों के निर्माण का स्रोत त्वरक है और उनकी ऊर्जा दसियों MeV से ऊपर पहुंच जाती है, तो शरीर के सामान्य कामकाज के लिए खतरा मौजूद है। किसी रेडियोधर्मी पदार्थ का शरीर में सीधा प्रवेश भारी नुकसान पहुंचाता है। उदाहरण के लिए, ज़हरीली हवा में साँस लेने के माध्यम से या पाचन तंत्र के माध्यम से। अल्फ़ा विकिरण, न्यूनतम खुराक में, मनुष्यों में विकिरण बीमारी का कारण बन सकता है, जो अक्सर पीड़ित की मृत्यु में समाप्त होता है।

डोसीमीटर का उपयोग करके अल्फा किरणों का पता नहीं लगाया जा सकता है। एक बार शरीर में, वे आस-पास की कोशिकाओं को विकिरणित करना शुरू कर देते हैं। शरीर इस अंतर को भरने के लिए कोशिकाओं को तेजी से विभाजित होने के लिए मजबूर करता है, लेकिन जो लोग दोबारा जन्म लेते हैं वे फिर से हानिकारक प्रभावों के संपर्क में आते हैं। इससे आनुवंशिक जानकारी का नुकसान, उत्परिवर्तन और घातक ट्यूमर का निर्माण होता है।

अनुमेय जोखिम सीमाएं

रूस में आयनीकरण विकिरण के मानक को "विकिरण सुरक्षा मानकों" और "रेडियोधर्मी पदार्थों और आयनकारी विकिरण के अन्य स्रोतों के साथ काम करने के लिए बुनियादी स्वच्छता नियम" द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इन दस्तावेज़ों के अनुसार, एक्सपोज़र सीमाएँ निम्नलिखित श्रेणियों के लिए विकसित की गई हैं:

1. "ए"। इसमें वे कर्मचारी शामिल हैं जो विकिरण स्रोत के साथ स्थायी या अस्थायी रूप से काम करते हैं। अनुमेय सीमा की गणना प्रति वर्ष बाहरी और आंतरिक विकिरण की व्यक्तिगत समकक्ष खुराक के रूप में की जाती है। यह तथाकथित अधिकतम अनुमेय खुराक है।

2. "बी"। इस श्रेणी में आबादी का वह हिस्सा शामिल है जो विकिरण स्रोतों के संपर्क में आ सकता है क्योंकि वे उनके पास रहते हैं या काम करते हैं। इस मामले में, प्रति वर्ष अनुमेय खुराक की भी गणना की जाती है, जिस पर 70 वर्षों तक स्वास्थ्य समस्याएं नहीं होंगी।

3. "बी"। इस प्रकार में विकिरण के संपर्क में आने वाले क्षेत्र, क्षेत्र या देश की जनसंख्या शामिल है। जोखिम की सीमा मानकों की शुरूआत और पर्यावरण में वस्तुओं की रेडियोधर्मिता के नियंत्रण, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से हानिकारक उत्सर्जन, पिछली श्रेणियों के लिए खुराक सीमाओं को ध्यान में रखते हुए होती है। जनसंख्या पर विकिरण का प्रभाव विनियमन के अधीन नहीं है, क्योंकि जोखिम का स्तर बहुत कम है। क्षेत्रों में विकिरण दुर्घटनाओं के मामलों में, सभी आवश्यक सुरक्षा उपाय लागू किए जाते हैं।

सुरक्षा उपाय

अल्फ़ा विकिरण सुरक्षा कोई समस्या नहीं है. विकिरण किरणें कागज की मोटी शीट और यहां तक ​​कि मानव कपड़ों से भी पूरी तरह अवरुद्ध हो जाती हैं। ख़तरा केवल आंतरिक जोखिम से उत्पन्न होता है। इससे बचने के लिए पर्सनल प्रोटेक्टिव इक्विपमेंट का इस्तेमाल किया जाता है। इनमें चौग़ा (ओवरऑल, मोलस्किन हेलमेट), प्लास्टिक एप्रन, ओवरस्लीव्स, रबर के दस्ताने और विशेष जूते शामिल हैं। आंखों की सुरक्षा के लिए प्लेक्सीग्लास शील्ड का उपयोग किया जाता है, त्वचा संबंधी उत्पादों (पेस्ट, मलहम, क्रीम) और श्वासयंत्र का भी उपयोग किया जाता है। उद्यम सामूहिक सुरक्षा उपायों का सहारा ले रहे हैं। रेडॉन गैस से सुरक्षा के लिए, जो बेसमेंट और बाथरूम में जमा हो सकती है, इस मामले में परिसर को बार-बार हवादार करना और बेसमेंट को अंदर से इन्सुलेट करना आवश्यक है।

अल्फा विकिरण की विशेषताएं हमें इस निष्कर्ष पर ले जाती हैं कि इस प्रकार का थ्रूपुट कम है और बाहरी जोखिम के दौरान गंभीर सुरक्षात्मक उपायों की आवश्यकता नहीं होती है। ये रेडियोधर्मी कण शरीर में प्रवेश कर काफी नुकसान पहुंचाते हैं। इस प्रकार के तत्व न्यूनतम दूरी तक विस्तारित होते हैं। अल्फा, बीटा और गामा विकिरण अपने गुणों, भेदन क्षमता और पर्यावरण पर प्रभाव में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

 लिखित:रेडियोधर्मिता परमाणु नाभिक की संरचना में परिवर्तन है।

अल्फ़ा विकिरण - हीलियम नाभिक का प्रवाह (धनात्मक आवेशित कणों का प्रवाह)
अल्फा विकिरण के साथ, द्रव्यमान संख्या 4 से कम हो जाती है, और चार्ज संख्या 2 से कम हो जाती है।
विस्थापन नियम: अल्फा विकिरण के साथ, एक तत्व को आवर्त सारणी की शुरुआत में दो कोशिकाओं में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

बीटा विकिरण - इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह (नकारात्मक आवेशित कणों का प्रवाह)
बीटा विकिरण के साथ, द्रव्यमान संख्या नहीं बदलती, आवेश संख्या 1 बढ़ जाती है।
शिफ्ट नियम: बीटा विकिरण एक तत्व को आवर्त सारणी के अंत की ओर एक कोशिका को स्थानांतरित करने का कारण बनता है।

गामा विकिरण - उच्च आवृत्ति और भेदन क्षमता की विद्युत चुम्बकीय तरंग।

जब α और β कण चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, तो उन पर एक बल कार्य करता है, जो उन्हें एक ओर विक्षेपित कर देता है। अल्फा कणों का द्रव्यमान बीटा कणों के द्रव्यमान से अधिक होता है, इसलिए वे कम विक्षेपित होते हैं। बल की दिशा अनुदिश है। γ किरणें बाहर नहीं झुकतीं।

हाफ लाइफवह समयावधि है जिसके दौरान रेडियोधर्मी नाभिकों की आधी मूल संख्या का क्षय हो जाता है। लेकिन अर्ध-जीवन नियम केवल बड़ी संख्या में परमाणुओं के लिए मान्य है। चूँकि यह अनुमान लगाना असंभव है कि एक एकल नाभिक कब क्षय होगा, लेकिन बड़ी संख्या में कणों के लिए यह नियम मान्य है।


γ-क्वांटम उत्सर्जित करते समय
1) नाभिक का द्रव्यमान और आवेश संख्या नहीं बदलती
2) नाभिक का द्रव्यमान और आवेश संख्या बढ़ती है
3) नाभिक की द्रव्यमान संख्या नहीं बदलती, नाभिक की आवेश संख्या बढ़ जाती है
4) नाभिक की द्रव्यमान संख्या बढ़ती है, नाभिक की आवेश संख्या नहीं बदलती
समाधान:गामा विकिरण एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है, यह परमाणु नाभिक की संरचना को प्रभावित नहीं करती है, नाभिक की द्रव्यमान और आवेश संख्या में परिवर्तन नहीं होता है।
उत्तर: 1
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):नीचे दो परमाणु प्रतिक्रियाओं के समीकरण दिए गए हैं। β-क्षय प्रतिक्रिया कौन सी है?

1) केवल ए
2) केवल बी
3) ए और बी दोनों
4) न तो A और न ही B
समाधान:बीटा क्षय इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन के साथ होता है; किसी भी प्रतिक्रिया में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होता है।
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):नीचे दो परमाणु प्रतिक्रियाओं के समीकरण दिए गए हैं। β-क्षय प्रतिक्रिया कौन सी है?
1) केवल ए
2) केवल बी
3) ए और बी दोनों
4) न तो A और न ही B
समाधान:बीटा क्षय इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन के साथ होता है, दोनों प्रतिक्रियाओं में एक इलेक्ट्रॉन बनता है।
उत्तर: 3

भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):चित्र में प्रस्तुत रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के टुकड़े का उपयोग करके निर्धारित करें कि तत्व का कौन सा आइसोटोप बिस्मथ के अल्फा क्षय के परिणामस्वरूप बनता है।

1) सीसा आइसोटोप
2)थैलियम आइसोटोप
3) पोलोनियम आइसोटोप
4) एस्टैटिन आइसोटोप
समाधान:अल्फा क्षय के परिणामस्वरूप, तत्व की परमाणु संख्या 2 कम हो जाएगी, बिस्मथ (Z=83) से तत्व थैलियम के आइसोटोप (Z=81) में बदल जाएगा
उत्तर: 2

भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):चित्र में प्रस्तुत रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के एक टुकड़े का उपयोग करके निर्धारित करें कि तत्व का कौन सा आइसोटोप बिस्मथ के इलेक्ट्रॉनिक बीटा क्षय के परिणामस्वरूप बनता है।

1) सीसा आइसोटोप
2)थैलियम आइसोटोप
3) पोलोनियम आइसोटोप
4) एस्टैटिन आइसोटोप
समाधान:बीटा क्षय के परिणामस्वरूप, तत्व की परमाणु संख्या 1 बढ़ जाएगी, बिस्मथ (Z=83) से तत्व पोलोनियम के आइसोटोप (Z=84) में बदल जाएगा
उत्तर: 3

भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):रेडियोधर्मी पदार्थ वाले एक कंटेनर को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, जिससे रेडियोधर्मी विकिरण की किरण तीन घटकों में विभाजित हो जाती है (चित्र देखें)।

घटक (3) से मेल खाता है
1) गामा विकिरण
2) अल्फा विकिरण
3) बीटा विकिरण
4) न्यूट्रॉन विकिरण
समाधान:आइए बाएं हाथ के नियम का उपयोग करें, कणों का प्रवाह ऊपर की ओर निर्देशित होता है, चार अंगुलियों को ऊपर की ओर इंगित करें। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं स्क्रीन के समतल में (हमसे दूर) निर्देशित होती हैं, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हथेली की ओर निर्देशित होती हैं, अंगूठा 90 डिग्री पर मुड़ा हुआ होता है, जिससे पता चलता है कि सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण बाईं ओर विक्षेपित हैं। घटक (3) दाईं ओर विचलित हो गया है, इसलिए ये कण ऋणात्मक रूप से आवेशित हैं। बीटा विकिरण नकारात्मक आवेशित कणों की एक धारा है।
विधि 2:घटक (3) घटक (1) से अधिक विचलन करता है, जिसका अर्थ है कि (3) का द्रव्यमान कम है। एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान हीलियम नाभिक से कम होता है, जिसका अर्थ है कि घटक (3) इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह (गामा विकिरण) है
उत्तर: 3

भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):अर्ध-जीवन वह समयावधि है जिसके दौरान रेडियोधर्मी नाभिकों की आधी मूल संख्या नष्ट हो जाती है। चित्र समय t के साथ रेडियोधर्मी नाभिक की संख्या N में परिवर्तन का एक ग्राफ दिखाता है।

ग्राफ के अनुसार अर्ध-आयु है
1)10 एस
2)20 एस
3) 30 एस
4) 40 एस
समाधान:समय t 1 = 20 सेकंड पर N 1 = 40 10 6 रेडियोधर्मी नाभिक थे, रेडियोधर्मी नाभिक का आधा हिस्सा N 2 = 20 10 6 समय t 2 = 40 सेकंड तक क्षय हो चुका था, इसलिए आधा जीवन T = t 2 - टी 1 = 40 - 20 = 20 एस, ग्राफ से पता चलता है कि हर 20 सेकंड में शेष आधे परमाणु क्षय हो जाते हैं।
उत्तर: 2
भौतिकी में OGE असाइनमेंट 2017:किसी नाभिक के अल्फा क्षय के दौरान उसकी आवेश संख्या
1) 2 इकाई घट जाती है
2) 4 इकाई घट जाती है
3) 2 इकाइयों की वृद्धि
4) 4 इकाइयों की वृद्धि
समाधान:किसी नाभिक के अल्फा क्षय के दौरान उसकी आवेश संख्या 2 इकाई कम हो जाती है, क्योंकि +2e आवेश वाला हीलियम नाभिक उड़ जाता है।
उत्तर: 1
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):प्राकृतिक रेडियोधर्मिता का अध्ययन करते समय, तीन प्रकार के विकिरण की खोज की गई: अल्फा विकिरण (अल्फा कणों की एक धारा), बीटा विकिरण (बीटा कणों की एक धारा) और गामा विकिरण। बीटा कणों के आवेश का चिन्ह एवं परिमाण क्या है?
1) धनात्मक और प्राथमिक आवेश के मापांक के बराबर
2) धनात्मक और दो प्राथमिक आवेशों के मापांक के बराबर
3) ऋणात्मक और प्राथमिक आवेश के मापांक के बराबर
4) बीटा कणों पर कोई आवेश नहीं होता
समाधान:बीटा विकिरण इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह है, इलेक्ट्रॉन का आवेश ऋणात्मक होता है और परिमाण में प्राथमिक आवेश के बराबर होता है।
उत्तर: 3
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):नीचे दो परमाणु प्रतिक्रियाओं के समीकरण दिए गए हैं। कौन सी एक α-क्षय प्रतिक्रिया है?

1) केवल ए
2) केवल बी
3) ए और बी दोनों
4) न तो A और न ही B
समाधान:अल्फा क्षय दो प्रतिक्रियाओं में से हीलियम नाभिक का उत्पादन करता है, केवल दूसरा हीलियम नाभिक का उत्पादन करता है।
उत्तर: 2
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):एक रेडियोधर्मी दवा को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है। यह क्षेत्र भटक सकता है
A. α-किरणें।
बी. β-किरणें।
सही उत्तर है
1) केवल ए
2) केवल बी
3) ए और बी दोनों
4) न तो A और न ही B
समाधान:चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करने वाला गतिमान आवेशित कण विक्षेपित हो जाता है, α-किरणों और β-किरणों पर आवेश होता है, इसलिए, वे चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित हो जाएंगे।
उत्तर: 3
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र से गुजरने वाले किस प्रकार के रेडियोधर्मी विकिरण विक्षेपित नहीं होते हैं?
1)अल्फा विकिरण
2) बीटा विकिरण
3) गामा विकिरण
4) अल्फा विकिरण और बीटा विकिरण
समाधान:चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करने वाला गतिमान आवेशित कण विक्षेपित हो जाता है; गामा किरणों पर कोई आवेश नहीं होता है, इसलिए वे चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित नहीं होते हैं।
उत्तर: 3
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):तत्व की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता
1) परिवेश के तापमान पर निर्भर करता है
2) वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर करता है
3) उस रासायनिक यौगिक पर निर्भर करता है जिसमें रेडियोधर्मी तत्व होता है
4) सूचीबद्ध कारकों पर निर्भर नहीं करता है
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):चित्र में प्रस्तुत रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के एक टुकड़े का उपयोग करके, द्रव्यमान संख्या 19 के साथ फ्लोरीन नाभिक की संरचना निर्धारित करें।

1)9 प्रोटॉन, 10 न्यूट्रॉन
2) 10 प्रोटॉन, 9 न्यूट्रॉन
3) 9 प्रोटॉन, 19 न्यूट्रॉन
4) 19 प्रोटॉन, 9 न्यूट्रॉन
समाधान:प्रोटॉन की संख्या तत्व की परमाणु संख्या के बराबर है, फ्लोरीन में 9 प्रोटॉन हैं, द्रव्यमान संख्या से न्यूट्रॉन की संख्या ज्ञात करने के लिए हम आवेश संख्या 19-9 = 10 घटाते हैं।
उत्तर: 1
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):तीन प्रकार के विकिरणों - α, β या γ - में से किसकी भेदन क्षमता सबसे कम है?
1) α
2) β
3) γ

समाधान:तीन प्रकार के विकिरणों में से, सबसे बड़े α-कण हैं, हीलियम नाभिक इलेक्ट्रॉनों और गामा किरणों से बड़े होते हैं, इसलिए, उनके लिए किसी बाधा से गुजरना अधिक कठिन होता है।
उत्तर: 1
तीन प्रकार के विकिरणों - α, β या γ - में से किसकी भेदन शक्ति सबसे अधिक है?
1) α
2) β
3) γ
4) सभी प्रकार के विकिरणों की भेदन क्षमता समान होती है

अल्फा, बीटा (कॉर्पसकुलर विकिरण का एक समूह), गामा विकिरण (तरंग विकिरण का एक समूह)।

कणिका द्रव्यमान और व्यास वाले अदृश्य प्राथमिक कणों की धाराएँ हैं। तरंग विकिरण क्वांटम प्रकृति के होते हैं। ये अल्ट्रा-शॉर्ट वेव रेंज में विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।

अल्फा विकिरण अल्फा कणों की एक धारा है जो लगभग 20 हजार किमी/सेकेंड की प्रारंभिक गति से फैलती है। उनकी आयनीकरण क्षमता बहुत अधिक है, और चूंकि आयनीकरण के प्रत्येक कार्य के लिए एक निश्चित ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए उनकी भेदन क्षमता नगण्य है: हवा में पथ की लंबाई 3-11 सेमी है, और तरल और ठोस मीडिया में - एक मिलीमीटर का सौवां हिस्सा। मोटे कागज की एक शीट उन्हें पूरी तरह से रोक देती है। अल्फा कणों से विश्वसनीय सुरक्षा मानव कपड़ों द्वारा भी प्रदान की जाती है क्योंकि अल्फा विकिरण में सबसे अधिक आयनीकरण शक्ति होती है, लेकिन सबसे कम मर्मज्ञ क्षमता होती है, अल्फा कणों के साथ बाहरी विकिरण व्यावहारिक रूप से हानिरहित होता है, लेकिन उन्हें शरीर के अंदर ले जाना बहुत खतरनाक होता है।

बीटा विकिरण बीटा कणों की एक धारा है, जो विकिरण की ऊर्जा के आधार पर, प्रकाश की गति (300 हजार किमी/सेकेंड) के करीब गति से फैल सकती है। बीटा कणों में अल्फा कणों की तुलना में कम चार्ज और अधिक गति होती है, इसलिए उनमें आयनीकरण शक्ति कम लेकिन भेदन शक्ति अधिक होती है। हवा में उच्च-ऊर्जा बीटा कणों की यात्रा दूरी 20 मीटर तक है, पानी और जीवित ऊतकों में - 3 सेमी तक, धातु में - 1 सेमी तक व्यवहार में, बीटा कण लगभग पूरी तरह से खिड़की या कार के कांच और धातु को अवशोषित करते हैं स्क्रीन कई मिलीमीटर मोटी है। कपड़े 50% तक बीटा कणों को अवशोषित करते हैं, शरीर के बाहरी विकिरण के दौरान, 20-25% बीटा कण लगभग 1 मिमी की गहराई तक प्रवेश करते हैं। इसलिए, बाहरी बीटा विकिरण तभी गंभीर खतरा पैदा करता है जब रेडियोधर्मी पदार्थ त्वचा (विशेषकर आंखों) या शरीर के अंदर सीधे संपर्क में आते हैं।

गामा विकिरण रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान परमाणुओं के नाभिक द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। यह आमतौर पर बीटा क्षय के साथ होता है, कम अक्सर अल्फा क्षय के साथ। अपनी प्रकृति से, गामा विकिरण 10~8-10~सेमी की तरंग दैर्ध्य वाला एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है यह अलग-अलग हिस्सों (क्वांटा) में उत्सर्जित होता है और प्रकाश की गति से फैलता है। इसकी आयनीकरण क्षमता बीटा कणों की तुलना में काफी कम है और अल्फा कणों की तुलना में और भी अधिक है, लेकिन गामा विकिरण की भेदन क्षमता सबसे अधिक है और यह हवा में सैकड़ों मीटर तक फैल सकता है। इसकी ऊर्जा को आधे से कमजोर करने के लिए, पदार्थ की एक परत (आधा क्षीणन परत) की मोटाई की आवश्यकता होती है: पानी - 23 सेमी, स्टील - लगभग 3, कंक्रीट - 10, लकड़ी - 30 सेमी सबसे बड़ी मर्मज्ञ क्षमता के कारण। गामा विकिरण बाहरी विकिरण के दौरान रेडियोधर्मी विकिरण के हानिकारक प्रभाव का सबसे महत्वपूर्ण कारक है, भारी धातुएं, जैसे सीसा, जो अक्सर इन उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाती हैं, गामा विकिरण के खिलाफ अच्छी सुरक्षा हैं।

100. मानव पर विकिरण का प्रभाव

अन्य हानिकारक कारकों की तुलना में, आयनकारी विकिरण (विकिरण) का सबसे अच्छा अध्ययन किया गया है। विकिरण कोशिकाओं को कैसे प्रभावित करता है? जब परमाणु नाभिक का विखंडन होता है, तो बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जो आसपास के पदार्थ के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को अलग करने में सक्षम होती है। इस प्रक्रिया को आयनीकरण कहा जाता है, और ऊर्जा ले जाने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण को आयनीकरण कहा जाता है। एक आयनित परमाणु अपने भौतिक और रासायनिक गुणों को बदलता है। नतीजतन, जिस अणु में यह शामिल है उसके गुण बदल जाते हैं। विकिरण का स्तर जितना अधिक होगा, आयनीकरण की घटनाओं की संख्या जितनी अधिक होगी, कोशिकाएं उतनी ही अधिक क्षतिग्रस्त होंगी। शरीर कुछ दिनों या हफ्तों के भीतर मृत कोशिकाओं को नई कोशिकाओं से बदल देता है, और उत्परिवर्ती कोशिकाओं को प्रभावी ढंग से हटा देता है। प्रतिरक्षा प्रणाली यही करती है। लेकिन कभी-कभी सुरक्षात्मक प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं। दीर्घकालिक परिणाम कैंसर या वंशजों में आनुवंशिक परिवर्तन हो सकता है, जो क्षतिग्रस्त कोशिका के प्रकार (नियमित या रोगाणु कोशिका) पर निर्भर करता है। कोई भी परिणाम पूर्व निर्धारित नहीं है, लेकिन दोनों में कुछ संभावनाएँ हैं। जो कैंसर स्वतः घटित होते हैं उन्हें स्वतःस्फूर्त मामले कहा जाता है। यदि कोई एजेंट कैंसर पैदा करने के लिए जिम्मेदार पाया जाता है, तो कैंसर को प्रेरित माना जाता है।

यदि विकिरण की खुराक प्राकृतिक पृष्ठभूमि से सैकड़ों गुना अधिक हो जाती है, तो यह शरीर पर ध्यान देने योग्य हो जाती है। महत्वपूर्ण बात यह नहीं है कि यह विकिरण है, बल्कि यह है कि शरीर की रक्षा प्रणालियों के लिए क्षति की बढ़ी हुई मात्रा से निपटना अधिक कठिन है। विफलताओं की बढ़ती आवृत्ति के कारण, अतिरिक्त "विकिरण" कैंसर उत्पन्न होते हैं। इनकी संख्या स्वतःस्फूर्त कैंसरों की संख्या की कई प्रतिशत हो सकती है।

बहुत बड़ी खुराक, यह पृष्ठभूमि से हजारों गुना अधिक है। ऐसी खुराक पर, शरीर की मुख्य कठिनाइयाँ परिवर्तित कोशिकाओं से नहीं, बल्कि शरीर के लिए महत्वपूर्ण ऊतकों की तीव्र मृत्यु से जुड़ी होती हैं। शरीर सबसे कमजोर अंगों, मुख्य रूप से लाल अस्थि मज्जा, जो हेमटोपोइएटिक प्रणाली से संबंधित है, के सामान्य कामकाज को बहाल करने का सामना नहीं कर सकता है। तीव्र बीमारी के लक्षण प्रकट होते हैं - तीव्र विकिरण बीमारी। यदि विकिरण एक ही बार में सभी अस्थि मज्जा कोशिकाओं को नहीं मारता है, तो शरीर समय के साथ ठीक हो जाएगा। विकिरण बीमारी से उबरने में एक महीने से अधिक समय लगता है, लेकिन फिर व्यक्ति विकिरण बीमारी से उबरने के बाद सामान्य जीवन जीता है, रोगियों की टिप्पणियों से यह पता चलता है कि विकिरण बीमारी से उबरने के बाद लोगों को कैंसर होने की संभावना थोड़ी अधिक होती है दुनिया के विभिन्न देशों में जो रेडियोथेरेपी से गुजर चुके हैं और जिन्हें विकिरण की काफी बड़ी खुराक मिली है, पहले परमाणु उद्यमों के कर्मचारियों के लिए, जिनके पास अभी तक विश्वसनीय विकिरण सुरक्षा प्रणालियाँ नहीं थीं, साथ ही जापानी परमाणु बमबारी से बचे लोगों के लिए भी। , और चेरनोबिल परिसमापक। सूचीबद्ध समूहों में, हिरोशिमा और नागासाकी के निवासियों के पास सबसे अधिक खुराक थी। 60 से अधिक वर्षों के अवलोकन में, प्राकृतिक पृष्ठभूमि से 100 या अधिक गुना अधिक खुराक वाले 86.5 हजार लोगों में, नियंत्रण समूह की तुलना में घातक कैंसर के 420 अधिक मामले थे (लगभग 10% की वृद्धि)। तीव्र विकिरण बीमारी के लक्षणों के विपरीत, जिन्हें प्रकट होने में घंटों या दिन लगते हैं, कैंसर तुरंत प्रकट नहीं होता है, शायद 5, 10 या 20 वर्षों के बाद। विभिन्न कैंसर स्थानों के लिए गुप्त अवधि अलग-अलग होती है। ल्यूकेमिया (रक्त कैंसर) पहले पांच वर्षों में सबसे तेजी से विकसित होता है। यह वह बीमारी है जिसे पृष्ठभूमि की तुलना में सैकड़ों और हजारों गुना अधिक विकिरण खुराक पर विकिरण जोखिम का संकेतक माना जाता है।

	प्रभाव परिणाम
	प्रति वर्ष प्राकृतिक स्रोतों से खुराक
	प्रति वर्ष व्यावसायिक जोखिम की अधिकतम अनुमेय खुराक
	जीन उत्परिवर्तन की दोहरीकरण दर
	आपातकालीन परिस्थितियों में उचित जोखिम की एक खुराक
	तीव्र विकिरण बीमारी की खुराक
	उपचार के बिना, अस्थि मज्जा कोशिकाओं की गतिविधि में व्यवधान के कारण 50% लोग 1-2 महीने के भीतर मर जाते हैं
	मुख्य रूप से जठरांत्र संबंधी क्षति के कारण 1-2 सप्ताह के भीतर मृत्यु हो जाती है
	केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की क्षति के कारण कुछ घंटों या दिनों के भीतर मृत्यु हो जाती है