انواع پرتوهای یونیزان
ساختار اتم
ساختار اتم
اتم کوچکترین ذره تشکیل دهنده ماده است واز ذرات کوچکتری تشکیل شده است که عبارتند از
پروتون
نوترون
الکترون
پایداری وناپایداری اتم ها
هر چیزی در طبیعت یک وضعیت پایدر دارد که آنها در آن وضعیت پایدار در حالت تعادل بسر میبرد
خارج کردن اجسام از حالت تعادل آنها را مجبور به بروز تغیراتی خواهد نمود این تغییرات همواره در جهتی هستند که آن جسم را دوباره به پایدارترین وضعیت ممکن خود برگرداند
اتمها نیز از این قاعده مستثی نیستند
اگر به هر روشی مثلا با وارد کردن مقدار انرژی جنبشی بتوانیم یک اتم را تحریک کرده و آنرا از وضعیت پایدار خارج کنیم متقابلا اتم تلاش می کند تا خود را به وضعیت پایداری که داشته برگرداند
یکی از مهمترین راههایی که این اتم میتواند در پیش بگیرد این است که انرژی اضافه خود را که بدست آورده آزاد کند
این خارج شدن یا رهایی انرژی از هسته اتم را
رادیو اکتیویتی
می گویند
بمب اتمی
نام رایج وسایل انفجاری است که در آن ها از انرژی آزاد شده در فرآیند شکافت هسته ای، یاگداخت هسته ای برای تخریب استفاده می شود
اولین تلاش ها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز گشت
زمان، آلبرت انیشتین طی نامه معروف خود به روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا خطر دستیابی آلمان به تولید بمب اتمی را گوشزد کرد
محققان آلمانی هرگز موفق به طراحی و ساخت بمب اتمی نشدند. اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، جی آر اوپنهایمر موفق به ساخت عملی اولین بمب هسته ای بود
در ۶ آگوست ۱۹۴۵،بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما منفجر ساخت. این بمب که در طراحی آن از ۶۴ کیلوگرم اورانیوم استفاده شده بود در ارتفاع ۵۸۰ متری سطح زمین منفجر شد. مجموع تلفات اولیه و کشته شدگان ناشی از عوارض این انفجار را بالغ بر ۱۴۰۰۰۰ نفر تخمین می زنند. سه روز بعد در ۹ آگوست انفجار بمب مرد چاق در شهر ناکازاگی موجب مرگ ۷۴۰۰۰ نفر دیگر شد. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر استفاده می کرد.
امواج یونیزان وغیر یونیزان
امواجی که دارای فرکانس و لذا انرژی زیاد هستند می توانند در صورت برخورد با اتم ها الکترونهای اتم را جدا کرده و آنرا باردار کنند بهمین دلیل به این امواج ،امواج یونیزان گفته می شود
امواج الفا وبتا اشعه ایکس وگاما اشکال یونیزان امواج الکترو مغناطیس هستند
اشعه ماورائ بنفش-امواج نورانی-مادون قرمز-امواج رادیویی و تلویزیونی غیر یونیزان هستند
دستگاههای لیزر-اولتراسوند-MRI از امواج غیر یونیزان هستند
پرتوها میتوانند به صورت موج (Wave) یا ذره (Particle) ساطع شوند .
انواعی از پرتو که به صورت ذره از منبع خود ساطع می شوند شامل ذرات آلفا ، بتا و نوترون ها هستند .
انواعی که به صورت موج خود ساطع می شوند . شامل اشعه گاما ، اشعه ایکس و هستند .
ذرات آلفا :
در بیشتر موارد ، رادیوایزوتوپ های سنگین، مانند اورانیوم و پلوتونیوم منبع تولید ذرات آلفا هستند .
ذرات آلفا
چون این ذرات اندازه بزرگ و بارالکتریکی قابل توجهی دارند ،سرعت حرکت آنها کم است و حداکثر فاصله ای که میتوانند از مبدا خود طی کنند بین 10 تا 18 سانتی متر می باشد .
این ذرات مقدار زیادی از انرژی را ، به سرعت ، در حجم کمی از بافت تخلیه می کنند . بنابراین :
خطر اصلی این نوع ذرات در صورت آلودگی داخلی متوجه انسان خواهد شد ،
خطرناک ترین
ذرات در آلودگی های داخلی به موارد رادیواکتیو نیز ذرات آلفا هستند .
ذرات آلفا
ذرات آلفا حتی نمی توانند از یک لایه کاغذ یا لایه کراتینی سطح پوست عبور کنند .
ذرات بتا :
ذراتی باردار ولی سبک هستند که به همین دلیل می توانند با سرعت بیشتری حرکت کنند .
ذرات می توانند فاصله های چند متری را در هوا و حدود؛ 8 میلی متر در لایه های پوست نفوذ کنند است
ذرات بتا نیز مانند ذرات آلفا ، یک تهدید جدی محسوب می شوند که آلودگی داخلی با آن ها رخ داده باشد. چون انرژی این ذرات کمتر از انرژی ذرات آلفاست ، آسیب ناشی از آلودگی داخلی با آنها نیز کمتر از آلودگی داخلی با ذرات آلفاست . . اگر موادی که می توانند از خود ذره بتا ساط کنند به فاصله کمی بعد از تماس از روی پوست برداشته شوند ، نخواهند توانست آسیب های چندانی را بر جای بگذراند .
نوترونها
نوترون ها در رخداد انفجارهای هسته ای
در نیروگاهها
درشتاب دهنده ها (Accelerators)
و نیروگاه های ساخت سلاح ساطع می شوند
امواج گاما و ایکس
پرتوهای ایکس و گاما ، چون ذره نیستند ، جرم و باری هم ندارند .
سرعت حرکت این امواج برابر سرعت حرکت نور است .
به دلیل خصوصیت نفوذ زیاد ، پرتو گاما می تواند سبب پرتوگیری تمام بدن شود .
پرتوهای گاما ،
پرتوهای گاما
می تواند مسافتی چند متری (1600متر)را در هوا و چندین سانتی متری را در بافت های بدن طی کنند . بنابراین خطرناک ترین نوع پرتوها بوده و برای محافظت در برابر نفوذ این پرتوها نیاز به استفاده از موادی بسیار متراکم در ساخت و ساز محافظ هاست .
مثلا بر اساس بررسی های انجام شده برای جذب حدود 50% از امواج گامای ساطع شده از یک منبع رادیواکتیو باید یک لایه بتونی به عرض 6 سانتی متر
توجه
تمامی انواع پرتوهای یونیزان چه آلفا چه بتا و چه گاما در صورتی که آلودگی داخلی با مواد رادیواکتیو وجود داشته باشد برای بدن انسان مضر و خطرناک هستند.
دوزیمترهای فردی
ابزارهایی هستند که هر کس معمولا باید آنها را روی لباس خود نصب نماید تا دوزی از اشعه که آن فرد در یک دوره زمانی با آن مواجه می شود را نشان دهد.
این دستگاهها می توانند مقدار دوزی از پرتو را که دریافت می دارند به صورت عددی نشان دهند بنابراین به آنها دوزیمتر یا دوزسنج یا اندازه گیر مقدار گفته می شود.
انواع دوزیمتر
انواع دارای فیلم عکاسی (Photographic film) : در این نوع از دوزیمترها از فیلم های عکاسی استفاده شده است. در نتیجه، اثر پرتوهای یونیزان به طور دائم روی این فیلم ها ثبت شده و می ماند.
انواع ترمولومین سانت : این نوع از دوزیمترهای فردی بیشتر بر اساس گرمای حاصل از برخورد پرتوهای یونیزان کار می کنند. بنابراین بر اثر غیر مستقیم پرتوها را حس کرده و آنها را ثبت می کنند.
این نوع از دوزیمتر می تواند بشکل حلقه انگشتری ساخته شود که فرد بتواند براحتی آن را در یکی از انگشتان دست خود فرو برد میتوان آنرا زیر دستکش هم بکار برد
انواع جیبی (Pocket) : دوزیمترهای جیبی در داخل جیب گذاشته شده یا با گیره های مخصوصی روی لبه جیب بالا تنه خود نصب نماید. در این نوع از دوزیمترها پرتوهای یونیزان بطور مستقیم حس شده و اندازه گیری می شوند.
در حالت عادی رایج ترین کاربردهای دوزیمترهای فردی را در رادیولوژیها و آزمایشگاههای تحقیقاتی شاهد هستیم.
پرتوسنج ها
پرتوسنج ها یا تشعشع سنج ها این دستگاهها برای
اندازه گیری سطح پایه پرتوهای موجود در محیط
و تعیین سطح آلودگی فرد به مواد رادیواکتیو مورد استفاده قرار می گیرند.
پرتوسنج ها
این دستگاهها دارای سه نوع مهم می باشند که عبارتند از
– گایگر-مولر
-اتاقک های یونیزاسیون ،
-ابزارهای چشمک زن
تفاوت " آلودگی " و " مواجهه "
آلودگی یا Contamination : آلودگی به یک ماده رادیو اکتیو یعنی این که ماده رادیو اکتیو در جایی قرار گیرد که نباید باشد. .
مثلازمانیکه، چشمه ماده رادیواکتیو از محفظه خود خارج،
اگر کسی ، تصادفی ، به این ماده رادیواکتیو دست بزند یا به نحوی با آن برخورد داشته باشد ، آلوده می شود
الا اگر این فرد چشمه ماده رادیواکتیو را برداشته و با خود حمل کند موجب پخش آلودگی خواهد شد. .
بر اساس این تریف ، اگر ماده رادیو اکتیو :
وارد هوایی شود که نباید در آن باشد ، آن هوا را آلوده کرده . اگر این هوای الوده توسط کسی مورد تنفس قرار گیرد آن فرد را دچار آلودگی استنشاقی خواهد کرد .
وارد غذا یا آب شده و خورده یا نوشیده شود ، منجر به آلودگی داخلی با ماده رادیواکتیو خواهد شد.
در رویکرد به فردی که دچار آلودگی با مواد رادیو اکتیو شده است دو وظیفه اساسی بر عهده کارکنان بهداشتی – درمانی می باشد :
جلوگیری از انتشار آلودگی به هر طریق ممکن
آلودگی زدایی سریع و صحیح فرد آلوده شده
مواجهه یا Exposure
در مواجهه یک فرد با مواد رادیو اکتیو هیچ نوع تماس فیزیکی با ماده رادیو اکتیو وجود ندارد.
منبع ازاشعه ای که فرد در معرض تابش آن قرار گرفته است می تواند دستگاه اشعه ایکس یا یک چشمه ماده رادیواکتیو باشد.
در مواجهه ، در واقع فقط پرتوها با فرد برخورد کرده ، توسط بافت های بدن او جذب شده یا از آن رد می شوند .
بنابراین فردی که فقط درمعرض مواجهه قرار گرفته است مانند کسی است که به علت شکستگی احتمالی استخوان های دست به منظور تایید تشخیص ، یک عکس رادیولوژی برای او درخواست شده باشد .
دست چنین فردی در معرض اشعه ایکس قرار میگیرد( مواجهه ) اما اشعه ایکس را با خود حمل نمیکند ( به آن آلوده نمی شود ) بنابراین چنین فردی نمی تواند برای کارکنان بیمارستانی خطری داشته باشد.
یک مثال کلاسیک برای توصیف تفاوت بین این دو اصطلاح ( آلودگی ) و ( مواجهه )
مثال (( اشعه آفتاب )) است .
هر روز اشعه نورانی خورشید به ما می تابد ( ما با پرتوهای نورانی خورشید مواجه می شویم ) اما هیچ گاه نمیتوانیم این اشعه ها را با خود حمل کنیم .
توجه داشته باشید که آلودگی به یک ماده رادیواکتیو می تواند با چشم دیده شود یا نشود . یک مثال خود در این زمینه می تواند مثال کلاس درس باشد. کلاس درسی را در نظر بگیرید که در ان از گچ و تخته سیاه استفاده می شود. معلم این کلاس گج را در دست میگیرد پس با گج تماس مستقیم دارد ( آلودگی ) . پوست دست معلم آلوده به گچ می شود. تماس گچی که در دست معلم است با لباسهای او ، منجر به آلودگی لباس او نیز می شود.
گرد و غبار گچ نیز روی لباس معلم می نشیند و آلودگی پوست و لباس افزایش را افزایش می دهد . او از هوایی تنفس میکند که آلوده به گرد و غبار گج است ، استنشاق این هوای الوده منجر به آلودگی داخلی از طریق خوردن ( بلع ) می شود. حال اگر دانش اموزان کلاس را در نظر بگیرید خواهید دید که هر دانش اموز نیز بسته به فاصله ای که از تخته سیاه دارد از طریق نشستن گرد و غبار گچ روی لباس خود ، دچار آلودگی خارجی شود .
اگر معلم برای حل کردن تمرینات درسی از دانش آموز بخواهد که پای تخته برود او با در دست گرفتن گچ تماس مستقیم پوستی با گچ پیدا کرده و به این ترتیب باز هم بر الودگی خارجی او افزوده خواهد شد. دانش اموزان نیز مانند معلم از هوای کلاس تنفس میکنند که آلوده به گرد و غبار گچ است پس در معرض خطر آلودگی داخلی نیز قرار دارند .
تذکر : توجه داشته باشید همان طور که ممکن است گرد و غبار گچی که روی لباس معلم و دانش آموزان نشسته است به چشم دیده نشود ، آلوده به ماده رادیو اکتیو نیز ممکن است با چشم دیده نشود . به همین دلیل تعیین آلودگی یا عدم آلودگی یک نفر به مواد رادیواکتیو باید با استفاده از دستگاههای خاص نشانگر استفاده شود .
-میزان مواجهه
-میزان آلودگی
– تعداد افراد درگیر در حادثه
-جزء مقیاس های سنجش وسعت یک حادثه و آسیب پرتوی می باشند .
روش های کاهش مواجهه و آلودگی با مواد رادیو اکتیو
کارکنان بیمارستانی معمولا با روش های پیشگیرانه خاصی برای پیشگیری از ورود عوامل عفونی به بدن خود اشنا هستند . آنها در برخورد با هر بیمار عفونی ، ماسک می زنند و دستکش می پوشند . سعی میکنند با ترشحات بدن او تماس نداشته باشند و از هر گونه تماس فیزیکی غیر ضروری با او و حتی وسایلش خودداری میکنند .
این پیشگیری های عمومی می توانند به خوبی راه انتشار آلودگی های رادیو اکتیو را سد نمایند. بنابراین کافی است به کارکنان خود آموزش دهیدکه در برخورد با هر بیماری که دچار آلودگی به موارد رادیو اکتیو است باید همان احتیاط های عمومی را در نظر داشته و به کار گیرند . معمولاً به کار بردن همین احتیاط ها برای جلوگیری از گسترش آلودگی ها ، کارایی مناسب را خواهند داشت .
در مورد مواجهه . برای کاهش میزان مواجهه هر فرد با مواد رادیو اکتیو باید سه عامل را کاهش داد :
زمان مواجهه : هر چه مدت زمان مواجهه با مواد رادیو اکتیو بیشتر باشد میزان مواجهه نیز بیشتر خواهد بود .
فاصله با منبع : هر چه فرد به منبع تشعشع نزدیک تر باشد میزان مواجهه آن با اشعه بیشتر خواهد بود .
حفاظ های مورد استفاده : هر چه لایه های مسدود کننده مسیر عبور پرتوها بیشتر باشد میزان مواجهه کمتر خواهد شد. اگر کسی در یک اتاق دیگر باشد ، در مقایسه با کسی که در اتاق منبع تشعشع حضور دارد واقع شدن دیوار می تواند میزان مواجهه او با پرتوها را به شدت کاهش دهد