Az elektromágneses sugárzások
| Ionizáló sugárzás | Elektron sugárzás | Röntgen- és gamma sugárzás | Radioaktivitás | Co-60 izotóp | Cs-137 izotóp | Dózis |
|
Radioaktivitás fogalma A radioaktivitás előfordulása a természetben igen gyakori, de mesterségesen minden kémiai elemnek előállítható radioaktív izotóp változata. Az izotópok ugyanazon elem azonos protonszámú de eltérő neutronszámú, más szóval azonos rendszámú, de különböző tömegszámú módosulatai. A radioaktív izotópok közös tulajdonsága, hogy az atommag szerkezete a nagy tömegszám és/vagy a neutronon túlsúly miatt instabil, ezért külső hatás nélkül nagy energiájú sugárzás kibocsátásával elbomlanak egy más, stabil atomszerkezetű elemmé alakulva. A kibocsátott sugárzás, vagyis az energiahordozó fő típusai lehetnek: héliumion (alfa-bomlás), elektron ill. pozitron (béta-bomlás), és az előbbi bomlásokat kísérő elektromágneses foton (gamma-foton). A radioaktív bomlás típusa és a sugárzás energia szintje valamint a bomlás sebessége minden radioaktív izotópra jellemző és állandó. A bomlás sebessége a felezési idővel jellemezhető. A felezési idő az az időtartam, ami alatt egy adott mennyiségű radioaktív atom fele elbomlik. Az egységnyi idő alatt a teljes radioaktív anyagmennyiségben lezajló bomlások száma az aktivitás. Egysége a becquerel (Bq). 1 Bq az anyag aktivitása, ha egy másodperc alatt egy atom bomlik el. Sugárkezelési célokra a kibocsátott sugárzás energia szintje alapján két kémiai elem egy-egy radioizotópjának alkalmazására van lehetőség. Ezek: a kobalt-60-as tömegszámú (Co-60) és a cézium-137-es tömegszámú (Cs-137) változata. Co-60 izotóp A Co-60 izotópot a természetben előforduló Co-59-ből atomreaktorban történő neutron besugárzással állítják elő Ezután az úgynevezett Co-60 pasztillákat manipulációkra szolgáló forrófülkében kétszeres rozsdamentes acéltokba zárják. A Co-60 béta bomlással 0,31 MeV energiájú elektron és az ezt kísérő 1,33 MeV és 1,17 MeV energiájú gamma foton kibocsátása mellett nikkel-60-á alakul. Az elektron magában a sugárforrásban és a védőtokban elnyelődik, így sugártechnológiai szempontból figyelmen kívül hagyható. A Co-60 felezési ideje 5,3 év. Cs-137 izotóp A Cs-137 izotóp felezési ideje 30 év. Bomlása során 0,51 MeV energiájú elektront és 0,66 MeV energiájú gamma fotont bocsát ki, A kisebb gamma energia a Cs-137 izotóp ipari felhasználását gazdaságtalanná teszi, ezért elsősorban kis aktivitású kísérleti berendezéseknél alkalmazzák. A dózis fogalma Az ionizáció illetve a biológiai hatás mértéke a besugárzott anyagban elnyelt energia mennyiségtől függ. Azt az energia mennyiséget, amit a sugárzásnak kitett anyag a kezelés időtartama alatt a rajta áthaladó sugárzásból felvesz, elnyelt dózisnak (D) nevezzük. Az elnyelt energia SI egysége a gray (Gy), ami 1 kg-nyi anyagmennyiségben elnyelt 1 J energiát jelent. Az elnyelt dózis a kezelési folyamat kritikus tényezője. Ha az anyag a szükségesnél kevesebb energiát nyel el, a kívánt mértékű hatás nem következik be, míg egyes esetekben túl nagy dózis alkalmazása bizonyos mértékű minőség romláshoz vezethet (pl.: olaj tartalmú magvak esetében avasodás). Az elnyelt dózis a sugárforrástól adott távolságban eltöltött időtartammal pontosan adagolható.
|
