Banyak orang berpikir bahwa radiasi itu "menular": diyakini bahwa jika sesuatu telah terkena radiasi, itu sendiri menjadi sumbernya. Representasi ini memiliki butir rasional mereka sendiri, tetapi kemampuan radiasi untuk "mentransfer" ke hal-hal yang diradiasi sangat dilebih-lebihkan. Banyak orang berpikir, misalnya, bahwa Anda dapat "mengambil dosis" dari bagian-bagian mesin sinar-X yang dibongkar, dari gambar-gambar X-ray, dan bahkan dari ahli radiologi. Dan seberapa banyak kebisingan muncul ketika mereka mulai berbicara tentang radiasi gamma produk makanan untuk sterilisasi! Seperti, kita harus makan iradiasi, yang berarti makanan radioaktif. Benar-benar rumor konyol beredar bahwa "gelombang mikro" tetap berada dalam makanan yang dipanaskan dalam microwave, dan bahwa di bawah pengaruh lampu bakterisida, udara di ruangan tempat mereka terbakar menjadi radioaktif.
Dalam artikel ini saya akan memberi tahu Anda bagaimana semuanya sebenarnya.
Saat radiasi memunculkan radiasi
Pada tahun 1934, Frederic dan Irene Joliot-Curie, yang mempelajari interaksi partikel alfa dengan atom dari berbagai elemen, menemukan bahwa beberapa di antaranya - aluminium, boron, magnesium - memancarkan beberapa radiasi yang direkam oleh penghitung Geiger selama pengeboman dengan partikel alfa, yang tidak berhenti dengan segera setelah sumber sinar alpha dihapus, dan dengan cepat berkurang secara eksponensial. Eksperimen di ruang Wilson menunjukkan bahwa radiasi ini adalah aliran positron, sedikit lebih awal yang ditemukan dalam sinar kosmik. Pasangan Joliot-Curie tidak akan menjadi Curie jika mereka tidak menduga bahwa mereka telah kembali menemukan fenomena yang telah berusaha ditemukan oleh para alkemis selama berabad-abad, tetapi belum ditemukan. Partikel alfa, yang merupakan inti helium, bertabrakan dengan inti aluminium, menjatuhkan neutron darinya, dan inti isotop radioaktif fosfor terbentuk. Dan dugaan ini dibuktikan dengan eksperimen kimia yang sangat halus dan terampil, dengan bantuan yang memungkinkan untuk mengisolasi dan mendeteksi jumlah fosfor yang tidak signifikan melalui radioaktivitas, yang tidak dapat dilihat dalam mikroskop jika semua atomnya dikumpulkan bersama. Dan fosfor ini juga meleleh di depan mata kita.
Eksperimen selanjutnya menemukan bahwa neutron, terutama yang diperlambat oleh air, parafin atau grafit, memiliki kemampuan yang lebih besar untuk merangsang reaksi nuklir dan mengaktifkan berbagai zat. Dengan ditemukannya reaksi fisi nuklir menghasilkan sejumlah besar neutron, ini menjadi masalah besar - tidak hanya bahan bakar nuklir, tetapi semua elemen struktural reaktor menjadi sangat radioaktif. Di sisi lain, dengan cara ini menjadi mungkin untuk memperoleh radionuklida yang dibutuhkan dengan murah dan dalam jumlah besar. Udara dan tanah yang diaktifkan oleh fluks neutron dari ledakan termonuklir adalah faktor serius tambahan dalam kerusakan, sehingga "kemurnian ekologis" bom hidrogen tidak lebih dari mitos.
Jadi dalam kasus apa iradiasi menyebabkan reaksi nuklir dan menyebabkan munculnya radioaktivitas buatan?
Seperti yang saya katakan, neutron memiliki kemampuan khusus untuk ini. Mudah untuk menebak apa alasannya: neutron mudah menembus ke dalam nukleus. Dia tidak perlu mengatasi tolakan elektrostatik, seperti partikel proton atau alfa. Pada saat yang sama, sebuah neutron adalah bahan pembangun inti yang sama dengan proton dan neutron itu, ia juga mampu memasuki interaksi yang kuat. Oleh karena itu, unsur kimia nomor nol adalah "batu filosofis" yang sangat dari para alkemis. Sebaliknya, mereka bisa disebut "alfisika" jika kata ini tidak digunakan dalam kaitannya dengan para ahli bidang eter dan torsi.
Neutron dapat menyebabkan transformasi nuklir energi apa pun, hingga nol. Tetapi partikel lain harus memiliki energi yang cukup besar untuk ini. Saya sudah berbicara tentang partikel alfa (seperti proton): mereka perlu mengatasi tolakan Coulomb. Untuk unsur-unsur ringan, kebutuhan energi partikel alpha adalah beberapa megaelektron-volt - yaitu, apa yang dimiliki partikel alpha yang dipancarkan oleh inti tidak stabil yang berat. Dan yang lebih berat sudah membutuhkan puluhan MeV - energi tersebut hanya dapat diperoleh di akselerator. Selain itu, dengan peningkatan massa nukleus, itu sendiri kurang dan kurang bersedia untuk bereaksi dengan partikel alfa: untuk besi, penambahan nukleon ke nukleus hasil dengan biaya daripada dengan pelepasan energi. Jika kita juga memperhitungkan kemampuan penetrasi partikel alfa yang sangat rendah ke dalam target, menjadi jelas bahwa bahkan dengan aliran partikel alfa yang sangat kuat, intensitas radioaktivitas buatan rendah.
Tapi bagaimana dengan partikel lainnya? Elektron, foton? Mereka tidak perlu mengatasi tolakan, tetapi mereka enggan berinteraksi dengan inti. Sebuah elektron hanya dapat masuk ke dalam interaksi elektromagnetik dan lemah, dan dalam banyak kasus (dengan pengecualian nukleus yang tidak stabil terhadap penangkapan elektron), reaksi semacam itu hanya mungkin terjadi jika elektron mentransfer energi yang signifikan ke nukleus yang cukup untuk melepaskan nukleon dari nukleus. Hal yang sama berlaku untuk foton - hanya foton dengan energi yang cukup tinggi yang dapat membangkitkan
reaksi fotonuklear , tetapi sebuah elektron jauh lebih cepat daripada foton kehilangan energi dalam suatu zat, itulah sebabnya mengapa itu kurang efektif.
Spektrum foton yang dipancarkan selama peluruhan radioaktif berakhir pada 2,62 MeV - ini adalah energi dari kuanta thallium-208, anggota terakhir dari seri radioaktif thorium-232. Dan ada sangat sedikit inti yang ambang batas untuk reaksi fotonuklear di bawah nilai ini. Lebih tepatnya, ada dua inti seperti itu: deuterium dan berilium-9
Reaksi pertama berlangsung di bawah pengaruh radiasi gamma di atas 2,23 MeV, yang sumbernya adalah thallium-208 (serangkaian thorium), yang kedua cukup 1,76 MeV - radiasi bismuth-214 (serangkaian uranium-radium).
Reaksi-reaksi ini menghasilkan neutron, yang, pada gilirannya, berinteraksi dengan inti lainnya, menimbulkan isotop radioaktif. Tetapi penampang reaksi ini sendiri kecil, dan karena itu radioaktif yang terinduksi mungkin hanya pada intensitas radiasi yang sangat tinggi. Untuk implementasi reaksi fotonuklear lain, sinar gamma yang energinya diukur dalam puluhan dan ratusan MeV sudah dibutuhkan. Pada energi seperti itu, tidak hanya foton, tetapi secara umum semua partikel - elektron dan positron, muon, proton, dll., Bertabrakan dengan nuklei, menyebabkan reaksi nuklir dengan efisiensi yang cukup tinggi. Balok partikel semacam itu yang diperoleh pada akselerator mengarah pada aktivasi kuat hampir semua target yang awalnya tidak radioaktif.
Jadi, memang, dalam beberapa kasus, ketika terkena radiasi radioaktif pada suatu zat, isotop radioaktif terbentuk. Tetapi biasanya bahaya radiasi yang serius adalah radioaktivitas residual dalam dua kasus:
- dari target yang terpapar neutron;
- dari target diiradiasi dalam akselerator.
Dalam semua kasus lain, termasuk di bawah pengaruh sinar-x, radiasi beta dan gamma (dengan pengecualian dari berilium dan deuterium yang disebutkan di atas), isotop radioaktif dari radioaktivitas yang diinduksi tidak muncul. Radiasi alfa menghasilkan radioaktivitas yang diinduksi lemah dan biasanya berumur pendek ketika terkena elemen cahaya.
Iradiasi sinar-X atau efek radiasi lainnya - ultraviolet, microwave, dll., Tidak menyebabkan munculnya radioaktivitas buatan. Makanan dan obat-obatan yang disterilkan dengan radiasi tidak menjadi radioaktif, biji disinari untuk meningkatkan perkecambahan dan varietas baru, batu disinari untuk memberi mereka warna (jika ini bukan radiasi dalam saluran neutron reaktor nuklir). Rincian unit x-ray, pakaian pelindung ahli radiologi, dan dia sendiri tidak radioaktif!
Untuk menggambarkan hal ini, saya menghabiskan sedikit pengalaman. Dengan menyewa sumber alfa dari americium-241 dengan aktivitas 1 MBq di laboratorium terdekat (ini sekitar 100 kali aktivitas sumber yang terkandung dalam detektor asap HIS-07, yang tidak sulit untuk dibeli bahkan pada Aliexpress -
PERHATIAN! Sirkulasi ilegal zat radioaktif - Pasal 220 KUHP Federasi Rusia! ), Saya meletakkan plat aluminium di bawahnya. Akibatnya, seperti dalam percobaan Joliot-Curie (yang menggunakan sumber yang jauh lebih kuat), saya harus mendapatkan fosfor-30 yang membusuk menjadi silikon-30 dan positron dengan waktu paruh 2,5 menit (dan juga neutron, yang juga merupakan apa yang Sesuatu dapat diaktifkan). Namun, setelah setengah jam terpapar (untuk menetapkan keseimbangan antara produksi dan peluruhan fosfor-30), saya tidak dapat mendeteksi radioaktivitas yang terlihat dari plat aluminium. Untuk ini, saya mencoba menggunakan penghitung Geiger dengan jendela mika (positron terdeteksi olehnya dengan cara yang sama seperti elektron), serta detektor kilau (yang secara efektif mencatatnya dalam garis 511 keV yang sesuai dengan proses pemusnahan). Alasan kegagalan percobaan adalah bahwa reaksi nuklir di bawah pengaruh partikel alfa jarang terjadi dan meskipun fakta bahwa dalam percobaan saya aluminium terpapar setidaknya setengah miliar partikel alfa, selama waktu ini hanya beberapa ribu atom radioaktif yang terbentuk, yang sebagian besar selama paparan baru saja putus. Mungkin saya bisa mendeteksi positron di kamar Wilson karena latar belakang positron yang hampir nol, tetapi saya belum menyelesaikannya (ketika saya melakukannya, ini akan menjadi topik yang baik untuk artikel ini).
Lumpur Radioaktif yang Tak Terlihat
Dalam kebanyakan kasus, dengan pengecualian di atas, polusi yang disebabkan oleh isotop radioaktif pada permukaan benda dan benda diambil sebagai radioaktivitas induksi. Faktanya adalah bahwa dengan waktu paruh berbulan-bulan, bertahun-tahun, dan puluhan tahun, jumlah zat yang memancarkan tingkat radiasi yang menakutkan benar-benar tidak signifikan. Ingat miligram radium, yang menghasilkan 8,4 R / jam pada jarak satu sentimeter? Ini memiliki paruh 1.600 tahun. Dan jika paruh adalah 1,6 tahun, dan energi sinar gamma sama dengan radium? Maka miligram ini akan "bersinar" pada jarak yang sama sudah 8400 R / jam.
Ketika berhadapan dengan isotop radioaktif, dalam kebanyakan kasus jumlah mereka dapat diabaikan. Ini adalah apa yang disebut
jumlah indikator , yang dinilai dari radioaktivitasnya. Dan dalam kasus seperti itu, fenomena
adsorpsi - presipitasi dan "lengket" suatu zat ke antarmuka - naik ke ketinggian penuh.
Radiochemists harus berjuang melawan adsorpsi setiap saat. Karena itu, Anda dapat benar-benar kehilangan isotop radioaktif selama operasi dengan itu hanya karena semuanya keledai di dinding tabung reaksi atau kaca. Penting untuk memilih komposisi dari solusi "latar belakang", tetapi bagian dari isotop masih hilang, dan sayangnya, seringkali tidak diketahui. Kita harus melakukan percobaan paralel dalam kondisi yang sama sekali sama (hingga menguji tabung dari satu kotak) atau menambahkan
tanda keluar ke solusi - isotop radioaktif lain dari
unsur kimia yang sama . Dan Anda dapat duduk di dapur dengan cara lain: isotop, larutan yang sebelumnya terkandung dalam gelas, menempel di dinding dan, meskipun mencuci dan membilas dengan asam terlebih dahulu, kemudian dengan air suling, jatuh ke dalam sampel berikutnya. Pada saat yang sama, gelas itu tampak benar-benar bersih tanpa cela.
Segala hal mungkin tampak sama bersihnya, tetapi tetap saja, memancarkan kotoran di permukaannya (juga di dalam pori-pori, celah-celah, dll.) Yang berkomunikasi dengannya. Dan bukan hanya itu: di bidang kerusakan radiasi, kulit dan rambut orang yang terkena, rambut hewan bisa menjadi radioaktif. Dan tidak dalam semua kasus kegiatan ini mudah dihapus. Dalam kebanyakan kasus, dekontaminasi objek yang sangat terkontaminasi dengan radionuklida sulit, dan dalam banyak kasus menjadi tidak berhasil.
Tidak seperti radioaktif yang diinduksi, yang biasanya melekat erat pada pembawanya, kontaminasi dengan radionuklida ada di permukaannya dan karenanya mudah berpindah ke benda lain, ke tangan orang dan kemudian masuk ke dalam tubuh mereka, memaparkannya ke radiasi internal.
Dekontaminasi - metode dan alat
Cara termudah untuk melakukan dekontaminasi adalah dengan mencuci dengan sabun dan surfaktan lainnya. Ini adalah metode yang cocok untuk hampir semua hal - Anda dapat mencuci aspal, dinding rumah, orang hidup, dan lukisan langka atau biola dengan sabun. Dalam kasus yang terakhir, ini dilakukan dengan hati-hati, menyeka permukaan dengan kain yang dicelupkan ke dalam air sabun dan segera menggosoknya dengan kain yang sama dengan air bersih, dan kemudian membuang air yang tersisa dengan kertas saring. Dengan demikian, radiasi biola terletak pada hari-hari terpanas bencana Chernobyl dekat jendela terbuka rumah Kiev dan "bersinar" sekitar 1 mR / jam "kondisional" erat, dapat dikurangi menjadi yang benar-benar dapat diterima, dan dengan demikian menyimpan instrumen. Ada zat dekontaminasi khusus yang mengandung, selain surfaktan, zat pengompleks (seperti EDTA), resin penukar ion, zeolit dan sorben lain. Zat pengompleks memfasilitasi transfer radionuklida pembentuk kation ke dalam larutan, sedangkan komponen penukar ion dan sorben, sebaliknya, mengeluarkannya dari larutan, mengubahnya menjadi bentuk terikat, tetapi tidak pada permukaan yang dinonaktifkan. Jadi, Novosibirsk terkenal (dan aktif digunakan di laboratorium kami) untuk dekontaminasi "Perlindungan", yang bekerja berdasarkan prinsip ini.
Tetapi alat seperti itu sering tidak cukup: radionuklida terikat kuat ke permukaan, terletak jauh di dalam pori-pori dan microcracks. Dalam kasus seperti itu, perlu untuk menggunakan metode yang jauh lebih ketat - untuk merawat permukaan dengan asam yang melarutkan lapisan permukaan logam dan kerak karat di atasnya, dan berkontribusi pada desorpsi kontaminan radioaktif. Mereka juga menggunakan zat pengoksidasi kuat, yang menghancurkan polusi organik di permukaan, yang juga melekat pada debu radioaktif. Di pembangkit listrik tenaga nuklir, metode dekontaminasi dua arah sering digunakan untuk mendekontaminasi peralatan, ketika bagian pertama kali diperlakukan dengan larutan alkali kalium permanganat dan kemudian dengan asam.
Untuk permukaan logam, metode elektrokimia adalah metode dekontaminasi yang efektif. Tujuannya kira-kira sama - untuk menghilangkan lapisan permukaan logam, lapisan korosi, diresapi dengan radionuklida. Tetapi jumlah limbah radioaktif cair berkurang tajam, karena jumlah elektrolit yang minimal dapat digunakan. Ini adalah apa yang disebut
semi -
kering elektrolitik mandi - kain atau merasa diresapi dengan elektrolit diterapkan pada permukaan yang tidak terkontaminasi dan elektroda kedua ditempatkan di atasnya). Bagian atau permukaan yang didekontaminasi adalah anoda, dan biasanya lembaran timah digunakan sebagai katoda, mudah terdeformasi agar sesuai dengan permukaan yang dinonaktifkan dengan erat.
Untuk mendekontaminasi kontaminan radioaktif yang sulit dihilangkan, seperti, misalnya, dari helikopter yang terbang di atas reaktor darurat Chernobyl, sandblasting juga digunakan. Namun, itu menghasilkan sejumlah besar debu radioaktif, sangat merusak permukaan yang tidak terkontaminasi, dan umumnya memiliki efisiensi rendah.
Jika tiba-tiba, Tuhan melarang, Anda menemukan diri Anda dalam zona kontaminasi radioaktif dan Anda perlu segera menonaktifkan sesuatu, maka saya sarankan deterjen pencuci piring (Peri, dll.) Atau bubuk pencuci dengan penambahan asam oksalat. Anda juga dapat menggunakan pembersih pipa rumah tangga seperti Cif, yang sudah mengandung asam.
Dari radiasi yang diinduksi, penonaktifan biasanya tidak membantu. Bagaimanapun, sumbernya terletak jauh di dalam objek yang memancar - neutron memiliki daya tembus yang sangat tinggi. Tetapi jauh dari selalu ketidakmungkinan dekontaminasi berarti bahwa sumber radiasi dikaitkan dengannya.
* * *
Radiasi yang diinduksi adalah fenomena nyata, tetapi begitu ditumbuhi mitos sehingga menjadi semacam mitos. Pada kenyataannya, pembentukan radioaktif yang diinduksi harus diperhitungkan dalam sejumlah kasus, tetapi dalam penanganan normal zat radioaktif dan sumber radiasi pengion lainnya, seseorang tidak perlu takut pada radiasi yang diinduksi. Tetapi kontaminasi dengan radionuklida tidak hanya lebih nyata, tetapi juga lebih berbahaya.
Pada KDPV - ZGRLS "Duga". Foto oleh
Mike Deere .