Ma’ruza: Kvant va ionlovchi nurlar. Radioaktivlik . Reja: 1. Ionlovchi nurlarning turlari. 2. Ionlovchi nurlarning manbalari va xossalari. 3. Radiologik kattaliklar, birliklar. 4. Radiatsiyani qayd qilish prinsiplari va dozimetriya usullari. 5. Ionlovchi nurlardan saqlanishning fizik usullari va radioaktiv moddalardan tozalanish. 6. Radioaktiv ifloslanishdan saqlash va uni bartaraf qilish

Ionlovchi nurlarning turlari . Ionlovchi nurlar tabiati bo‘yicha ikki katta guruhga-korpuspulyar va kvant nurlarga bo‘linadi. Korpuspulyar nurlar o‘ta mayda, elementar zarrachalardan tartib topgan. Eslatma. Moddiy muhit atom va molekulalardan tarkib topgan. Atom kimyoviy bo‘linmaydigan eng kichik zarracha bo‘lib, (atom - bo‘linmas demakdir) tuzilishi - musbat zaryadli, og‘ir yadro va uning atrofida aylanuvchi elektronlardan tarkib topgan. Atom yadrosi nuklonlar deb atalmish (nukleus - yadro) zarrachalardan tarkib topgan. Nuklonlar ikki xil, musbat zaryadli zarachalar – protonlar va zaryadsiz zarrachalar –neytronlardan iborat. Proton va neytronlar massasi atom massa birligiga, ya’ni 1ga teng. Protonlar zaryadi +1ga teng. Elektronlar zaryadi –1, massasi o‘ta kichik, 1/1837 atom massa birligiga teng zarrachalardir. Atom massasini belgilashda elektron massasi e’tiborga olinmaydi. Elektronlar, protonlar, neytronlar elementlar zarrachalar hisoblanadi, ulardan atomlar tarkib topadi. Bu zarrachalar, alohida yoki turli nisbatda bog‘langan holatda, nur sifatida namoyon bo‘lishi mumkin. Proton va neytronlar tugal zarrachalar bo‘lmay, yanada kichik zarrachalardan tarkib topgan, hozirgi paytda 40 ga yaqin zarrachalar tafovutlanadi. Alfa ( a a) nurlar – tarkibi geliy atomi yadrosiga o‘xshash, 2 proton va 2 neytrondan iborat zarrachalar oqimi ( 4 2 Ne). Alfa zarrachaning massasi 4 atom massa birligiga teng, zaryadi +2. Bu nur asosan tabiiy radioaktiv moddalar (uran, radiy, toriy, poloniy, rodon va boshqalar) dan tarqaladi. Alfa zarrachalarning muhitdan o‘tuvchanligi kichik bo‘lib, energiyasiga bog‘liq holda havoda 1-16 sm (o‘rta hisobda 10 sm), yumshoq to‘qimalarda bir necha o‘n mikronni tashkil qiladi (0,1 mm-dan oshmaydi) alfa nurlar odam terisining shox qatlamida deyarli to‘liq tutilib qoladi. Alfa zarrachalar muhitdan o‘tayotib atom elektronlariga to‘qnashib, ularni orbitadan o‘rib chiqaradi va buning uchun o‘rta hisobda 35 EV energiya sarf qiladi. Radioaktiv atomlardan uchib chiquvchi alfa-zarrachalar energiyasi 2-11 MEV (milion EV) ni tashkil qiladi. Zarrachalar muhitdan to‘g‘ri yo‘nalish bilan o‘tadi, o‘z yo‘lida dastlab nisbatan siyrak, uning nihoyasida o‘ta zich ionlar -

ionizatsiya ustuni hosil qiladi. Alfa nurlari vositasida tashqaridan nurlash biologik o‘zgarishlar chaqirmaydi, chunki bu nurlar yutilgan terining shox qatlami o‘lik hujayralaridir. Aksincha, alfa nuri manbasining organizmga kirishi (ichki nurlash) chuqur o‘zgarishlar keltirib chiqaradi. Bu sharoitda, nur tirik hujayralar orqali o‘tadi, unda kuchli ionizatsiya va biologik o‘zgarishlar chaqiradi. Beta nurlar (  ) asosan manfiy zaryadli zarrachalar - elektronlar (e-) yoki ularning aks zarrachasi pozitronlar (e+) oqimidir. Bu nurlar engil zarrachalarga kiradi. Aksariyat beta nurlar sun’iy radiaktiv moddalardan tarqaladi. O‘tuvchanligi havoda 10 metr, yumshoq to‘qimalarda 1 smgacha, qo‘rg‘oshinda 0,3 mm. Beta zarracha manfiy zaryadli bo‘lgani uchun muhit atomlari elektronlarining elektr maydonida itariladi, massasi kichik bo‘lgani tufayli osonlik bilan o‘z yo‘nalishini o‘zgartiradi va egri chiziqli yo‘l (trek) hosil qiladi. Nur dastasi aniq cheklanmaydi. Ionlashtirish qobiliyati kuchsiz - havoda 1 sm masofada 50-100 juft ion hosil qiladi. Alfa nurlari esa shu masofada bir necha o‘n ming juft ion hosil qiladi. Beta nurlari tashqi nurlashda teri va uning osti qatlamlarida biologik o‘zgarishlar chaqiradi. Ichki nurlashda alohida beta zarracha chaqirgan o‘zgarishlar, ionlar zichligiga bog‘liq holda, alfa-zarraga nisbatan deyarli 10 barobar kuchsiz. Radioaktiv moddalardan tarqalgan  nurlar vositasida tashqi nurlash tibbiyotda asosan teri kasalliklarini davolashda ishlatiladi. Tibbiyot amaliyotida maxsus tezlatgichlarda (betatronlar va siklotronlarda hosil qilingan) yuqori energiyali (megavoltli) elektronlar oqimi ham qo‘llaniladi. Bu nurlar to‘qimalarda ancha chuqurlikka kirishi mumkin. Pozitronlar - elektronlarning aks zarrachasi bo‘lib, ularning zaryadi va massasining kattaligi bir xil, ammo zaryadning xarakteri teskari- musbat. Pozitronlar o‘z aks zarrachalari elektronlar bilan to‘qnash kelgancha yashaydi. To‘qnashish ularning annigilyasiyasi, bir-birini yo‘q qilishga olib keladi. Ular o‘rnida ikkita kvant hosil bo‘ladi. Bu kvantlar, atom elektronlariga to‘qnash kelib yutiladi. Neytronlar (n 0 ), massasi 1, zaryadsiz. Asosan, og‘ir yadrolarni ( 239 U 239 Ru)

yadro reaktorlarida parchalab olinadi. Bundan tashqari ba’zi transuran elementlar ( 292 Sf) parchalanishida hosil bo‘ladi. Neytron nurlarining o‘tuvchanligi juda kuchli, u suvda, vodorodli muhitda ko‘proq yutiladi. Biologik ta’sir kuchi yuqori, bu nurlar tibbiyotda nisbatan kam qo‘llanadi. Asosan tadqiqot maqsadlarida, sun’iy radioaktiv izotoplar olish va yadrolarni parchalashda ishlatiladi. Proton nurlari –massasi 1, zaryadi +1 bo‘lgan zarrachalar, sun’iy ravishda maxsus tezlatgichlarda hosil qilinadi, o‘tuvchanligi katta, ionlashtirish qobiliyati kuchli. Bu nur uchish yo‘lining oxirida o‘ta zich ionlash va kuchli biologik o‘zgarishlar chaqiradi. Proton nurlari tibbiyotda tananing chuqur qismlarida yotgan kichik o‘smalarni davolashda keyingi yillarda qo‘llana boshladi. Asosan tadqiqot maqsadlarida va yangi radioaktiv izotoplar olish uchun qo‘llanadi. Deytronlar –(deyeriy 2 1 N yadrosi) – 1 proton va 1 neytrondan iborat. Tritonlar – (tretiy 3 1 N yadrosi ) 1 proton va 2 neytrondan iborat zarrachalar. Tadqiqot maqsadlarida maxsus tezlatgichlarda hosil qilinadi va radioaktiv izotoplar olishda qo‘llanadi. p p - Mezonlar - massasi elektron massasidan 236 marta og‘ir zarrachalar. Musbat va manfiy zaryadli p p -mezonlar ma’lum. Manfiy p p -mezonlar tibbiyot amaliyotida nur terapiyasida qo‘llanadi. O‘tuvchanligi juda katta, tanaga kirishida dastlab protonlar kabi siyrak ionlar hosil qiladi. O‘tish yo‘lining oxirida atom yadrolari tomonidan tutiladi va uning parchalanishiga olib keladi. Minnatyuradagi yadro portlash yuzaga keladi va shu sohada kuchli ionizatsiya ro‘y beradi. Kvant tabiatli nurlar - energiya porsiyalari yoki fizikaviy iborani ishlatsak fotonlar oqimidir. Bu nurlarga radioto‘lqinlar, infraqizil, yorug‘lik kabi muhitni ionlashtirmaydigan, - oraliq holatdagi ultrabinafsha va ionlovchi xususiyatga ega rentgen, gamma, va yuqori energiyali tormozlanish nurlari kiradi. Bu nur to‘lqin tabiatli. Kvant energiyasi ortib borgan sari nurning to‘lqin uzunligi qisqaradi, o‘tuvchanligi ortib boradi. Ultrabinafsha nurlarning qisqa to‘lqinli qismi ionlashtirish xususiyatiga ega, u to‘qimalarda bir-ikki mmga o‘tadi. Rentgen va gamma kvantlar energiyasi

ancha katta, to‘lqin uzunligi qisqa to‘qimalarda 5-10 sm va undan chuqur masofaga o‘ta oladi. Kvant nurlari muhit atomlari elektronlariga duch kelib ularda yutiladi va bu elektronlarga nur tabiatini baxsh etdi. Rentgen yoki gamma kvantni yutgan elektronlar muhit atomlarini  b zarracha kabi ionlashtiradi. Ionlovchi nur manbalari ni ikki guruhga - tabiiy va sun’iy manbalarga bo‘lish mumkin.Tabiiy manbalarga quyidagilar kiradi: 1.Kosmik nurlar. Ular tabiati jihatdan turli korpuskulyar yoki kvant nurlar oqimidan iborat. 2.Geologik jinslardagi radioaktiv moddalar. Uran, radiy, poloniy, radon va boshqa kimyoviy elementlar. 3.Suv, havo, odam tanasi radiaktivligi. Tabiiy manbalardan tarqaluvchi nurlar hayot uchun zaruriy radioaktiv muhitni hosil qiladi. M.Kyuri o‘z vaqtida aytganidek, radioaktiv muhit odam, hayvonlar va boshqa tirik mavjudotlar yashashi uchun zarurdir. Tirik mavjudot, shu hisobda odamlar evolyusiya jarayonida bu muhitga moslashgan va radioaktiv muhit hayot uchun zararsiz. Ionlovchi nurlarning sun’iy manbalari radioaktiv fonning ortishiga olib keladi, turli asoratlar keltirib chiqarishi mumkin. Bu manbalarga inson faoliyati tufayli yuzaga keluvchi radioaktiv ifloslanishlar, chiqindilar, turli nurlovchi uskanalar, atom reaktorlari, energetik, texnologik va tadqiqot reaktorlari, nurlovchi uskunalar va radioaktiv preparatlar kiradi. Bu manbalarni ham bir necha guruhga bo‘lish mumkin. 1.YAdro sinovlari, atom elektrostansiyalaridagi avariyalar, radioaktiv moddalarni qazib olish, uranni boyitish, fabrikalarning chiqindilari, uran bilan ishlovchi ob’ektlarida texnologik jarayonlarining buzilishidan yuzaga kelgan, tabiiy muhitdagi radiatsiyaning sun’iy manbalari Qozog‘istonda, Semipalatinsk yadro poligoni; ANSHda Nevada shtatida va Polineziya orollaridagi yadro poligonlari hududi va uning atrofidagi radioaktiv qoldiqlar va osmondan yog‘ilgan chang, CHelyabinsk shahri yaqinida Techa daryosiga radioaktiv chiqindilarni katta miqdori tushishi natijasida yuzaga kelgan radioaktiv ifloslanish havzasi, Kishtim