#gamma sugárzás

[andrewdawnbringer]

A ködkamra (másképpen Wilson-kamra) ionizáló sugárzások, töltött részecskék nyomát képes megmutatni. A kamrában túlhűtött gáz található, amely a részecskék által keltett ionokonkicsapódik (kondenzálódik). A jelenség ugyanaz, mint a repülőgépek kondenzcsíkjánál. Ez egy gyors folyamat, ezért nagysebességű fényképezőgéppel fényképezik a kamrát. Ezenfelül, ha az egész kamrát erős mágneses térbe helyezik, akkor az elektromosan töltött részecskék töltését, annak előjelét, valamint impulzusát is meg lehet határozni (a pályájuk görbületéből).

Charles Thomson Rees Wilson (1869–1959) skót fizikus fejlesztette ki. Wilson (Arthur Comptonnal megosztva) kapott fizikai Nobel-díjat 1927-ben a ködkamrával kapcsolatos munkájáért.

Később Patrick Maynard Stuart Blackett (Egyesült Királyság) továbbfejlesztette, amiért 1948-ban szintén Nobel díjat kapott a Wilson-féle ködkamra továbbfejlesztéséért, és az ezzel történő felfedezéseiért a magfizika és a kozmikus sugárzás terén.

[napitudoos]

Ernest Rutherford (1871-1937)

„A tudomány kizárólag fizika: minden más csupán bélyeggyűjtés.”

Na de mit adtak nekünk az új-zélandiak? A Gyűrűk urát! Na jó, de ezen kívül….?

Tény, hogy az elképesztő természeti gazdagságáról és változatosságáról híres, egy főre vetített birkái számáról pedig hírhedt (1982-ben ez még 22 volt!) (két)sziget-ország ritkán ad hírt magáról a világ színpadán, ám amikor megteszi, az bizony nagyot szól. Így volt ez majd másfél évszázaddal ezelőtt - az innen nézve legalábbis – a világ végén elhelyezkedő területnek is inkább a peremvidékén született és felcseperedett Ernest Rutherford esetében is, aki egy épphogy csak elnyert angliai ösztöndíjnak köszönhetően teljesen váratlanul robbant a világ tudományos életébe az előző századfordulón. Az, hogy tehetségét nem helyben kamatoztatta nem túl meglepő: az egyetem befejezése után a továbbtanulási lehetőségek szülőhazájában korlátozottak voltak, a szellemi tér pedig igen szűk egy olyan fiatal tehetség számára, aki rádióhullámokkal kezdett kísérletezni már azok felfedezése után nem sokkal.

Rutherford épp idejében és épp a megfelelő helyre érkezett: 1895-ben kezdte meg kutatásait a cambridge-i Cavendish Intézetben néhány hónappal azelőtt, hogy Röntgen felfedezte volna a róla elnevezett sugárzást, illetve egy évvel azelőtt, hogy Becquerel és Curie-házaspár radioaktív sugárzást első leírását adta volna. Témavezetője, Thompson mellett lehetett akkor is, mikor az az elektront az első elemi részecskeként azonosította 1897-ben. A világrengető, egymást kiegészítő felfedezések nem is történhettek volna gyorsabban – a változások sebességet a csúcsra járató, határokat nem ismerő információs korból visszatekintve is elképesztő az ismeretek akkori gyarapodásának sebessége, valamint a kutatás nemzetközi jellege (a korszakot nem véletlenül jellemzik egyes történészek első globalizációként). Ennél már csak az eredmények jelentősége volt megdöbbentőbb: néhány év lefogása alatt a fizikusok kiforgatták a sarkaiból a világot, olyan jelenségeket tanulmányozva és értelmezve, melyek teljesen idegenül hatottak a tömegekkel, forgatónyomatékkal, sűrűségekkel operáló klasszikus fizika keretein belül.  A munkához nyitott, kíváncsi elmékre volt szükség, olyanokra, akiket fiatal koruknak köszönhetően már és még nem kötnek gúzsba a hagyományos módszerek és meggyőződések.

Rutherford nagy energiával látott munkához és ennek meg is lett a gyümölcse: a Cambridge-ben töltött két év alatt megállapította, hogy a radioaktív sugárzás két részből áll: az alfa-sugárzásból, melyet akár egy papírlap is képes felfogni, valamint a béta-sugárzásból, melynek áthatoló képessége ennél sokkal nagyobb. Nem sokkal később, immár a montreali McGill Egyetemen pedig a gamma-sugárzást is felfedezte, ami a röntgensugárzásnál is erősebb elektromágneses sugárzásnak bizonyult (ha úgy tetszik: mind a röntgen, mind a gammasugárzás olyan fény, amit óriási frekvenciája miatt az emberi szem már nem tud érzékelni). Rutherford kanadai tartózkodása alatt ezen túl megállapította, hogy radioaktív bomlással elemek képesek átalakulni egymásba (ezzel az is kiderült, milyen messze jártak az igazságtól az elmúlt évszázadok alkimistái, akik bármely szabadon választott anyagból rövid úton aranyat reméltek csinálni).

Ruherford kiemelkedő tudományos munkájáért 1908-ban teljesen megérdemelten nyerte el a Nobel-díjat. Ennek ellenére neve leginkább újszerű atommodellje révén maradt a későbbiekben általánosan ismert: 1909-ban aranyfóliát bombázott a már említett alfa-részecskékkel (ezekről közben kiderült, hogy nem mások, mint elektronjaiktól megfosztott héliumatomok) és különös meglepetés érte. Thomson elképzelésére rácáfolva, aki az atomot görögdinnye-szerűnek tételezte fel, ahol a kis negatív töltésű részecskék a nagyobb, pozitív töltésűek közé ágyazódnak, az alfa-részecskék elsöprő többsége a fólián áthaladt, és a többinek is csak igen csekély része verődött vissza éles szögben. Mivel a pozitív töltésű részecskék csak valami pozitívról pattanhattak le, Rutherford a kísérlet eredményét úgy értelmezte, hogy a pozitív töltés az atomok középpontjában (az atommagban) koncentrálódik, a negatív töltés pedig egy ettől igen nagy távolságban lévő héjon. Ebből következően tehát az atom térfogatának – így mindennek, ami bennünket az anyagi világban körülvesz -  99,9999….%-a csupán üres tér.

Fun fact

1896-ban Rutherford jelentős tudományos áttörést ért el, amikor sikerült rádióhullámokat nagy távolságra továbbítania. Ma már nehezen megállapítható, hogy ezt a vele párhuzamosan ugyanezen problémát megoldani szándékozó Guglielmo Marconi előtt tette-e meg. Rutherfordot mindenesetre inkább kíváncsisága és kísérletező szelleme vezette, míg Marconi célja eleve az volt, hogy majdani találmányát az iparban és a kereskedelemben hasznosítsa. Mivel ügyes üzletembernek és „marketingesnek” is bizonyult, nem kellett Ruherforddal osztoznia a hírnévben. Ennek köszönhetően a közvélemény mind a mai napig őt tekinti a rádió egyedüli feltalálójának.

[rrrokamoka]

van itt valaki, aki ért az atombombákhoz?

most hogy a TEK is felfigyelt, igazából ha értenek a témához, szívesen meghallgatom őket is

szóval van ugye Hiroshima. atombomba, elég hamar újjáépítették, azóta is lakott település

és akkor van ez, ami még évtizedek után is sugárzik http://index.hu/tudomany/til/2015/12/06/a_to_amit_atombombaval_csinaltak/

mi a különbség? nekem úgy rémlik, hogy a fizikatanárom azt mondta, hogy egy atomrobbanás után a sugárzás legnagyobb része hamar eltűnik (függően attól, hogy alfa, béta vagy gamma-sugárzásról beszélünk) és hogy azután a radioaktív eső/hamu a legnagyobb másodlagos veszélyforrás, de talán az is csak pár hétig tart

el tudja ezt nekem valaki magyarázni úgy, hogy egy érdeklődő közgazdász is megértse? :v

[nemzetinet]

A Tejútrendszeren kívüli galaxisokból érkezik kozmikus sugárzás

BERLIN. Eddig úgy hitték, a kozmikus sugárzás a Tejútrendszer központjából érkezve éri a Földet, egy új felfedezés szerint azonban éppen ellenkezõleg történik, ugyanis távoli galaxisokból érkeznek a kozmikus részecskék.

Egy nemzetközi együttmûködés eredményeképpen 18 ország 400 kutatója mutatta be a Science címû tudományos lapban azt az térképet, amely megmutatja, honnan érkeznek a nagyon nagy energiájú részecskék.

"A felfedezés segít megérteni, hogyan alakult ki univerzumunk, a Tejútrendszer és más galaxisok" – mondta Karl-Heinz Kampert szóvivõ, a németországi Wuppertali Egyetem munkatársa.

A kozmikus sugárzás a Földön kívülrõl származó nagyenergiájú részecskékbõl áll. Elõfordul benne elektron, proton, gamma-sugárzás és rengetegféle atommag. Minden galaxis az atommagok rá jellemzõ elegyét küldi ki az ûrbe sugarak formájában.

A kutatók képesek megállapítani a sugárzás összetételét és azonosítani a galaxisokat speciális kozmikus "ujjlenyomatuk" alapján. A Föld naprendszerének közepén lévõ Nap alacsony energiájú kozmikus sugarakat, napszelet bocsát ki.

Mivel elektromosan töltöttek, az alacsony energiájú részecskéket eltereli a mágneses mezõ, ahogy áthaladnak az ûrön. Emiatt a kutatók nehezen állapítják meg eredetüket, mivel a részecskék egyenletesen szétterjedve érkeznek a Földre, hasonlóan ahhoz, ahogyan a fény áthalad a ködön.

A nagyon magas energiájú részecskéket nem olyan könnyû elterelni haladási útvonalukról, emiatt könnyebb megállapítani eredetüket. Sajnos nagyon ritkák: évszázadonként, focipálya méretû területenként egyetlen részecske érkezik a Földre.

Az Argentínában lévõ Pierre Auger Csillagvizsgáló biztosította az adatokat a kutatáshoz. Ez az obszervatórium elég nagy ahhoz, hogy elegendõ információt gyûjtsön arról, mely irányból érkeztek a részecskék.

A tízéves kutatási periódusban az obszervatórium 30 ezer ultramagas energiájú részecskét regisztrált.

A csillagvizsgálót 1600 részecskedetektor-állomás alkotja, melyek egy több mint 3000 négyzetkilométeres területen helyezkednek el.

Minden állomás fel van szerelve egy 12 tonnányi vizet tartalmazó tankkal és egy detektorral, amely képes észlelni, ha egy nagyon magas energiájú részecske áthalad a vízen. Egy GPS-adóvevõ pedig megállapítja a részecske érkezésének irányát.

Ugyanakkor, bár sikerült megállapítani a magas energiájú részecskék érkezésének irányát, pontos forrásuk egyelõre felfedezetlen.

A Tejútrendszeren kívüli galaxisokból érkezik kozmikus sugárzás a Nemzeti.net-en jelent meg,

[andrewdawnbringer]

☢Az Atom☢ - A sugárzás élettani hatásai (4.rész)

A radioaktív sugárzás mindhárom fajtája káros, főleg nagyobb mennyiségben. Milyen hatással van az emberi szervezetre a sugárzás?

Alfa sugárzás

Az alfa-részecske viszonylag nehéz és pozitív töltéssel rendelkezik, ezért közepes szabad úthossza alacsony. Ez egyszerre jelent veszélyforrást és az ellenkezőjét is. Egyfelől könnyen elnyelődik, levegőben akár pár centiméter út alatt, vagy a hámsejtek által. Másfelől becsapódása különösen hatásosan ionizál. Erős kromoszómakárosító hatása miatt a radiotoxicitási számításokban 20-szoros súlyozással vesszük figyelembe pl. a béta-sugárzással szemben, melynek az ún. sugárzási súlyfaktorát 1-nek veszik.

A sugárforrás elfogyasztása esetén súlyos veszélyt jelent, mint történt a Litvinyenko-gyilkosság esetén, ahol polónium-210 izotópot használtak.

Béta sugárzás

A béta-sugárzás radioaktív atommagok béta-bomlásakor keletkezik, amikor nagy energiájú és nagy sebességű elektronok vagy pozitronok lépnek ki a sugárzó anyagból. A kilépő béta-részecskéknek ionizáló hatása van. Ionizáció az a folyamat, amely során egy atombólvagy molekulából elektromos töltéssel rendelkező ion keletkezik. A béta-sugárzás jele a görög béta (β) betű.

Gamma sugárzás

A gamma-sugárzás nagyfrekvenciájú elektromágneses sugárzás, melynek frekvenciája 1019Hz feletti, illetve hullámhossza 20-30 pikométer alatti. A gamma-foton energiája 30-50 keV felett van, ezért ionizáló hatású.

A radioaktív sugárzás három fajtája, ún. Ionizáló sugárzás.

Ionizáló sugárzás az olyan sugárzás, amelyben terjedő részecskéknek elegendő energiája van a velük kölcsönhatásba lépő atomok és molekulák ionizációjához. Az ionizáció abból áll, hogy egy atomból (vagy molekulából) teljesen eltávolítunk egy vagy több elektront. Lényeges, hogy a kisebb energiájú sugárzás még nagyobb fluxus mellett sem képes az ionizációra. A nagy fluxusú ionizáló sugárzás roncsolja az élő szervezeteket.

Az elemek egyik tulajdonsága az ionizációs energia: ez megmondja, hogy mennyi energia szükséges az elem egy atomjának az ionizációjához. Értékét elektronvoltban adják meg, így például a hidrogénatom ionizációs energiája 13,58 eV. Az ionizációs potenciál az elemek rendszámával csökken, így egy sugárzásról teljes mértékben csak akkor lehet eldönteni, hogy ionizáló-e, ha tudjuk, hogy milyen atomokról van szó.

Többfajta ionizáló sugárzás létezik:

elektromágneses sugárzás: távoli ultraibolya-, röntgen- és a gamma-sugarak

részecskesugárzás: proton-, elektron-, alfa-sugárzás, vagy más töltött részecskék

Az ionizáló sugarak forrásai legtöbbször a radioaktív atommagok és a kozmikus sugarak, kísérői a maghasadásnak és a magfúziónak (a Napról hozzánk érkező fény is tartalmaz ionizáló sugárzást). A mesterséges források közé kell sorolni egyes orvosi berendezéseket is (röntgengép, PET, CT). Fontos kihangsúlyozni, hogy a természetben állandóan jelen van bizonyos mennyiségű ionizáló sugárzás.

Ennek a jelenségnek a tárgyalásakor általában a sejtet vesszük alapul. A sejt nagyrészt vízből áll, amit az ionizáló sugárzás reaktív H és OH gyökökre bonthat. Ezek a gyökök a sejt más szerveivel reagálva tönkretehetik azokat. Ennek a folyamatnak három kimenetele van:

az érintett sejtek megjavítják saját magukat

az érintett sejtek elpusztulnak

az érintett sejtek rosszul javítják meg saját magukat

A második eset mindennapos jelenség: az emberi szervezetben naponta több millió sejt pusztul el. A harmadik lehetőség is általában a sejt pusztulásához vezet, az esetek kis hányadában azonban rákot okozhat. Lásd még: sugárbetegség.

Mivel az Alfa sugárzás alapvetően a levegőben is csak pár centiig terjed, ezért a sugárzó részecskék sem képesek mélyen a szervezetbe hatolni (kivéve bevitt anyag esetén mint történt a Litvinyenko-gyilkosság esetén, ahol polónium-210 izotópot használtak. Ebben az esetben nyilván halált okoz az alfa sugárzás. Alapvetően a sejteket roncsolja, égési sérülést okozhat.

A β-sugárzás és a γ-sugárzás anyagokon való áthatolóképessége nagyobb, mivel a sugárzásokat alkotó elektronok és gamma-fotonok kevésbé ionizálják az atomi részecskéket.

A Béta sugárzás is nagyon hasonlóan roncsol, mint az Alfa, azonban a Gamma egy kicsit más, mivel ez a fajta sugárzás keresztülhalad az egész emberi testen, így közvetlen érint minden belső szervet, sőt, még a DNS-t is.Ez az olyan helyeken a legveszélyesebb, ahol gyakori a sejtosztódás, mint a csontvelőkben, vagy a herékben. Mivel a sugárzás roncsolja a DNS-t, így a roncsolt DNS így osztódik tovább, örökítve a roncsolt részeket. 

Az elnyelt sugárzás, mértéktől függően sugárbetegséget okoz.

A sugárbetegség egy bizonyos típusú szervi elváltozás közkeletű elnevezése, mely az ionizáló sugárzás hatására jön létre. Általában rövid ideig tartó behatást szoktak alatta érteni, de következményei hosszabb távra is kihathatnak. Krónikus változata általában véve nem jellemző, a rádiumot bányászó munkások és a szovjet nukleáris programban résztvevők körében figyelték meg, akik hosszabb ideig ki voltak téve a sugárzás hatásainak.

Fontos megjegyezni, hogy a köznyelvben gyakran használt „sugárfertőzés” kifejezés helytelen. A sugárzás által egy emberen kiváltott hatás (betegség) ugyanis nem fertőz, így a helyesen nevezve sugárbetegségben szenvedő személyek sem fertőzhetnek meg másokat.

A sugárbetegséget leggyakrabban a rövid távú (akut) tüneteivel írják le. Ebben az esetben azt vizsgálják, hogy a sugárzással való érintkezés és az első tünetek megjelenése között mennyi idő telt el. Ebből már nagyjából lehet következtetni arra, mekkora dózisban érte az illetőt a sugárzás. A tünetek annál súlyosabbak is, minél nagyobb a dózis, valamint a túlélésre való esély is egyre csökken. Hányinger és hányás jelentkezése általában előfordul, 1-2 Gray dózis esetében 1-2 napon belül. Fejfájás, szédülés, gyengeség is jellemzően előfordul. Közepes (2-3,5 Gray) dózisnál a tünetek akár fél napon belül jelentkezhetnek, ráadásul láz, hajhullás, fertőzések, véres hányás, csökkent véralvadási képesség is jelentkeznek. Súlyos (3,5-5,5 Gy) esetben reszketés és igen magas láz alakulhat ki. A legsúlyosabb (5,5-8 Gy) esetben a tünetek már fél órán belül jelentkeznek, zavarodottság, diszorientáció, és alacsony vérnyomás mellett. A túlélés esélye kevesebb mint 50%.

Akik hosszabb távon vannak kitéve a sugárzás káros hatásainak, azoknál más jellegű tünetek fordulnak elő. Jellemzően rák illetve genetikai rendellenességek alakulnak ki.

A behatás módja

Külső

Akkor beszélünk külső behatásról, ha a sugárzás forrása a befogadó testen kívül található és ott is marad. Ennek három tipikus esete van:

Valaki sugárzó anyagot hord magánál

Az űrhajósokat érő kozmikus sugárzás

Rák kezelése teleterápia vagy brachyterápia esetében (ez esetben hiába kerül közvetlenül a kezelt páciens szervezetébe a sugárzó anyag, az aktív része sosem kerül közvetlen kapcsolatba az alannyal).

Külső behatás esetén a besugárzás mértékét könnyű megbecsülni, valamint az alany nem lesz radioaktív.

Belső

Belső behatás esetében a sugárzás forrása bekerül a testen belülre és kölcsönhatásba lép a sejtekkel. Néhány példa ennek eseteire:

A kálium 40-es izotópjának rendellenes felhalmozódása az emberi testben.

Szennyezett élelmiszer bevitele, például stronciummal szennyezett tehéntej

Bizonyos rákkezelő terápiák esetében a radioaktív anyagot közvetlenül bejuttatják a szervezetbe.

Atombomba

Nukleáris támadások esetében a sugárbetegség folyamata három jól elkülöníthető fázisra bontható szét.

Égési sérülések az infravörös sugárzás hatására

Béta-sugárzás hatásai, általában kisebb testfelületen jelentkeznek

Gamma-sugárzás hatásai, melyek az egész testre kiterjednek

Atomreaktor-balesetek

A legismertebb katasztrófa a csernobili atomerőműben történt incidens, melynek során 31 ember halt meg közvetlenül a sugárzás hatására. Százmillió curie-nyi radioaktív izotóp szállt szerteszét a levegőben. Kezdetben a 131-es jódizotóp volt a legveszedelmesebb, ám rövid felezési ideje miatt már lebomlott, ma a 30 éves felezési idejű céziumizotóp és 28 év felezési idejű stronciumizotóp a legveszélyesebb.

Egyéb balesetek

Figyelmetlenség, nem megfelelő tárolás esetén radioaktív anyagok megfelelő védelem nélkül is kikerülhetnek a külvilágba. Legkirívóbb példája ennek a brazíliai Goiânia-ban történt incidens, amikor egy felelőtlenül elhagyott orvosi műszer okozott súlyos balesetet.

Szándékos mérgezés

2006. november 23-án Alekszandr Litvinyenko orosz titkos ügynök feltehetően polónium-210-mérgezésben elhunyt. Felmerült a gyanú, hogy szándékosan keverhették hozzá a radioaktív anyagot az ügynök teájához.

( Jód kapszula, illusztráció )

A sugárzás nem játék, nem látod, nem érzed, nem hallod, mégis ott van. Ha ilyen területen jártok, legyetek körültekintőek. 

Az ötödik részben a Földön található atomerőművekről lesz szó.