Niszczące działanie promieniowania jądrowego

Prezentacja na temat: "Niszczące działanie promieniowania jądrowego"— Zapis prezentacji:

1 Niszczące działanie promieniowania jądrowego

2 Co to jest promieniowanie jądrowe?
Promieniowanie jądrowe – jest to emisja cząstek lub promieniowania elektromagnetycznego przez jądra atomów. Promieniowanie zachodzi podczas przemiany promieniotwórczej lub w wyniku przejścia wzbudzonego jądra do stanu o niższej energii. Rodzaj wysyłanego promieniowania oraz jego energia zależy od rodzaju przemiany jądrowej.

3 Szczególnym rodzajem promieniowania jest promieniowanie jonizujące
Szczególnym rodzajem promieniowania jest promieniowanie jonizujące. Wywołuje ono w obojętnych atomach i cząsteczkach materii zmiany w ładunkach elektrycznych , czyli jonizację. Promieniowaniem jonizującym jest promieniowanie jądrowe α , β i γ oraz promieniowanie Roentgena.

4 Odkrywcy promieniotwórczości
Zjawisko promieniotwórczości odkrył francuski fizyk Becquerel w 1896 roku. Zajmował się badaniem fluorescencji, magnetyzmu i polaryzacji światła. W 1896 Becquerel przez przypadek odkrył zjawisko radioaktywności, gdy badał fluorescencję rud uranu.

5 Pod koniec XIX wieku Thomson i Rutherford zajmowali się badaniem zjawiska jonizacji gazów naświetlanych promieniami odkrytymi przez Becquerela. W czasie doświadczenia Rutherford odkrył, że istnieją w zasadzie dwa rodzaje tego promieniowania: jedno, nazwane alfa, było łatwo absorbowane nawet przez kartki papieru; drugie, nazwane beta, mogło przenikać nawet przez grube blachy metalowe (na przykład przez 0,25 centymetrów aluminium). Wkrótce wykryto również trzeci rodzaj promieniowania. Jest ono wyjątkowo przenikliwe - może przenikać nawet przez kilkucentymetrowe warstwy ołowiu. Nadano mu nazwę gamma. Promieniowanie alfa, beta i gamma można rozdzielić używając pola magnetycznego. Cząstki alfa i beta mają przeciwne ładunki – odchylane są w przeciwne strony. Promieniowanie gamma nie nosi żadnych ładunków i nie jest odchylane.

6 Promieniowanie, najogólniej mówiąc, jest to wysyłanie i przekazywanie energii na odległość. Promieniowanie dzieli się na dwie grupy: jonizujące i niejonizujące. Do tej drugiej możemy zaliczać promieniowanie radiowe, mikrofalowe, podczerwone a także światło widzialne.

7 Promieniowanie jonizujące to promieniowanie elektromagnetyczne (np
Promieniowanie jonizujące to promieniowanie elektromagnetyczne (np.: rentgenowskie lub gamma) oraz promieniowanie korpuskularne (np.: promieniowanie alfa) zdolne do wywołania jonizacji w substancji, przez którą przechodzi. Promieniowanie jonizujące występuje tylko i wyłącznie w obecności źródła promieniowania, którym może być izotop promieniotwórczego pierwiastka lub działająca lampa rentgenowska.

8 Promieniowanie alfa Promieniowanie alfa jest to strumień naładowanych jąder helu (He), czyli zlepionych ze sobą dwóch protonów i dwóch neutronów. Ma największą zdolność jonizacji. Jednakże jego przenikanie przez różne materiały jest ograniczone (promieniowanie to jest zatrzymywane przez kartkę papieru), a zasięg rzędu kilku centymetrów (w powietrzu do 10 cm). Promieniowanie to jest niebezpieczne w przypadku spożywania produktów skażonych substancjami alfapromieniotwórczymi.

9 Promieniowanie beta Promieniowanie beta to strumień elektronów (ściśle – elektronów i pozytonów).Jego zasięg w powietrzu jest rzędu setek metrów. Zdolność jonizacji tego promieniowania w porównaniu z promieniowaniem alfa jest znacznie mniejsza. Szczególnie niebezpieczne jest bezpośrednie oddziaływanie promieniowania beta na nie osłonięte części ciała, prowadzi bowiem do poparzeń skóry. Odzież ochronna nie zabezpiecza przed tym promieniowaniem.

10 Promieniowanie gamma Promieniowanie gamma, w odróżnieniu od promieniowania alfa i beta, ma charakter fali elektromagnetycznej. Jego zdolność jonizacji materii jest też mniejsza. Charakteryzuje się jednak bardzo dużym zasięgiem i dużą przenikalnością przez różne materiały. Dlatego ten rodzaj promieniowania jest brany pod uwagę przy wykonywaniu urządzeń ochronnych, nie pomija się również promieniowania natychmiastowego wybuchu jądrowego.

11 Promieniowanie rentgenowskie Promieniowanie rentgenowskie (w wielu krajach nazywane promieniowaniem X lub promieniami X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, którego długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy ultrafioletem i promieniowaniem gamma. Znanym skrótem nazwy jest promieniowanie rtg. Źródłem promieniowania X jest aparat rentgenowski, reaktor jądrowy (wytwarza też promieniowanie gamma i neutrony) akcelerator oraz pierwiastki promieniotwórcze a także wiele obiektów astronomicznych.

12 Wpływ promieniowania na przyrodę
Setki badań na zwierzętach i roślinach wskazują, że małe dawki promieniowania skutkują zerowym lub pozytywnym ze względu na zdrowie skutkiem; Dobroczynne skutki to: Zmniejszenie liczby nowotworów Zwiększenie średniego czasu życia Zwiększenie szybkości wzrostu Wzrost wielkości i masy ciała Wzrost płodności i zdolności reprodukcji Zredukowana liczba mutacji wraz ze spotęgowaniem funkcji fizjologicznych i biologicznych

13 Wpływ promieniowania na przyrodę: zwierzęta i rośliny
Reakcje fizjologiczne roślin i zwierząt na małe dawki promieniowania są analogiczne efektom działania wielu naturalnych pierwiastków i związków chemicznych, które stanowią zasadnicze składniki pożywienia, natomiast przy wyższych stężeniach są dla organizmu toksyczne.

14 Niektóre artykuły spożywcze są konserwowane przez poddawanie ich działaniu promieni gamma. Napromieniowanie niszczy grzyby, bakterie, larwy, insekty i wirusy. Przedłuża to znacznie przydatność do spożycia, gdyż opóźnia procesy rozkładu. Dla przykładu pokazano pieczarki pochodzące z jednego zbioru, lecz nie poddane (po lewej) oraz poddane (po prawej). Różnica ujawnia się już w ciągu kilku dni. Technika ta jest stosowana również w konserwacji dzieł sztuki, a także w etnologii i archeologii.

15 Promieniowanie jonizujące może powodować uszkodzenia genetyczne polegające na zmianie struktury chromosomów wchodzących w skład komórek rozrodczych. Ich następstwem są mutacje, w efekcie których wśród napromieniowanych roślin lub zwierząt mogą pojawiać się mutanty, tzn. osobniki różniące się szeregiem cech od organizmów macierzystych. Na szczęście organizmy wykazują w pewnych granicach zdolność do naprawiania niepożądanych zmian.

16 Wpływ promieniowania na człowieka
Czułość tkanki ludzkiej na promieniowanie jonizujące zmienia się w szerokich granicach. Najczulsze są organy krwiotwórcze i tkanki rozrodcze, najmniej czułe są mózg i mięśnie. Jeśli ułożyć tkanki według zmniejszającej się czułości, to otrzymamy kolejno: tkanka limfatyczna, nabłonek jąder, szpik kostny, nabłonek żołądkowo - jelitowy, jajniki, skóra, tkanka łączna, kości, wątroba, trzustka, nerki, nerwy, mózg i mięśnie.

17 Uszkodzenia popromienne ze względu na rodzaj ich następstw dzielimy na uszkodzenia somatyczne tzn. wpływające na procesy odpowiedzialne za utrzymanie organizmu przy życiu oraz genetyczne tzn. naruszające zdolność organizmu do prawidłowego przekazywania cech potomstwu.

18 Typowym skutkiem poważnych uszkodzeń somatycznych jest choroba popromienna. Składają się na nią między innymi mdłości, bóle i zawroty głowy, ogólne osłabienie organizmu, zmiany we krwi, biegunki, niedokrwistość, obniżenie odporności i wypadanie włosów. W zależności od stopnia uszkodzeń choroba popromienna może zakończyć się śmiercią lub przejść w fazę przewlekłą ze stopniowym wyniszczeniem organizmu.

19 Innym następstwem ekspozycji żywego organizmu na napromieniowanie jest powstawanie nowotworów. Częstym schorzeniem osób narażonych na duże dawki promieniowania jest białaczka, czyli nowotwór krwi. Bardzo niebezpiecznym izotopem promieniotwórczym jest tutaj stront – 90, który ma możliwości wbudowywania się w tkankę kostną i dlatego może być przyczyną białaczki lub innych nowotworów. Do organizmu ludzkiego może się dostać wraz z mlekiem krów, które wypasały się na pastwiskach skażonych pyłem promieniotwórczym. Podobnie zachowuje się cez – 137, który wbudowuje się w mięśnie zamiast sodu i potasu.

20 Rakotwórczość promieniowania jonizującego nie różni się zasadniczo od rakotwórczości czynników chemicznych, w obu przypadkach podział komórki w wyniku ekspozycji zasadniczo przyczynia się do powstania raka. Jest to szczególnie prawdziwe w odniesieniu do raka tarczycy i raka piersi. Kolejnym skutkiem promieniowania jest choroba oczu – katarakta, która nie leczona powoduje zanik widzenia

21 Na dodatkowe napromieniowanie swojego organizmu narażeni są palacze, którzy wraz z dymem papierosowym, wprowadzają do płuc radioaktywny polon – 210, który ulega dalszym przemianom w promieniotwórcze izotopy ołowiu, bizmutu i talu. Nie bez znaczenia są również dawki promieniowania, które otrzymujemy w czasie prześwietleń rentgenowskich różnych narządów i części ciała. Kobiety w ciąży powinny się wystrzegać prześwietleń, ponieważ płód ludzki jest bardzo wrażliwy na promieniowanie.

22 Skutki napromieniowanego ciała ludzkiego
Skutki napromieniowanie, dawka[ Sv ]: 0,25 brak wykrywalności skutków klinicznych, 0,25-0,50 zmiany obrazu krwi, 0,50-1,00 mdłości, zmęczenie, 1,00-2,00 mdłości, wymioty, wyczerpanie, zmniejszona żywotność, biegunka, 2,00-4,00 mdłości, wymioty, niezdolność do pracy, pewna liczba zgonów, 4,00-6,00 50% zgonów ( w ciągu 2-6 tygodni), 6,00 i więcej prawie 100% zgonów.

23

24 Nie da się całkowicie uniknąć oddziaływania promieniowania, jesteśmy na nie skazani. Promieniowanie jonizujące stwarza zagrożenia, ale też przynosi ogromne korzyści. Nie ma takiej dziedziny ludzkiej działalności, która byłaby wolna od zagrożeń. Nie można ich całkowicie wyeliminować, ale można i trzeba je ograniczać.

25 Do podstawowych zasad ochrony radiologicznej należą: Nie należy dotykać ani otwierać pojemników, w których znajdują się materiały promieniotwórcze. Nie wolno wyjmować źródeł z pojemników, usuwać osłon, rozmontowywać urządzeń, w których się znajdują. Nie należy zbliżać się do materiałów promieniotwórczych, nie wolno ich kupować lub przechowywać.

26 Zalety promieniotwórczości
Niszczące działanie promieniowania jądrowego jest stosowane w terapii nowotworowej i innych chorób. Izotopy promieniotwórcze znalazły liczne zastosowanie w badaniach naukowych, technice, przemyśle, medycynie, i wielu innych dziedzinach ludzkiego działania. Budując elektrownie jądrowe, które nie produkują popiołów itp. nie zanieczyszczamy środowiska. Za pomocą promieniotwórczego wodoru 1H, zwanego trytem, można śledzić wędrówkę wody podziemnej, co ma duże znaczenie w kopalniach.

27 Za pomocą radioizotopu można na przykład badać ścieralność opon samochodowych.
Utrwalana radiacyjnie żywność może być napromieniana w trwałym opakowaniu, co skutecznie zapobiega jej wtórnemu skażeniu. Promieniowanie Rentgena pozwala nam zobaczyć, np. złamaną rękę. Reaktory jądrowe używane są jako źródła napędu statków i okrętów. Promieniotwórczość wykorzystuje się także do wykrywaczy dymu Mniejsze koszty wytwarzania energii

28 Wpływ promieniowania na obiekty techniczne
Oprócz zjawiska jonizacji, promieniowanie wpływa na materię poprzez generację uszkodzeń radiacyjnych. Polegają one na: Deformacji (uszkodzeniu) siatek krystalicznych, Zmiany składu izotopowego materiałów.

29 Wpływ promieniowania na obiekty techniczne
Deformowanie siatek krystalicznych polega na wytrącaniu atomów z ich normalnych pozycji w siatce. Wśród cząstek deformujących siatki krystaliczne największe znaczenie w praktyce mają neutrony. Zjawisko deformacji siatki krystalicznej pod wpływem promieniowania jest odwracalne.

30 Wpływ promieniowania na obiekty techniczne
Zauważalne skutki wpływu promieniowania na niektóre materiały: zwiększenie kruchości, udarności, mniejsza odporność na korozję, wzrastająca temperatura.

31 Wpływ promieniowania na obiekty techniczne
Tak jak najistotniejszym czynnikiem deformującym siatki krystaliczne są neutrony, tak też to promieniowanie jako jedyne przyczynia się do zmian składu izotopowego materiałów.

32 Wpływ promieniowania na obiekty techniczne
Zarówno jonizacja jak i uszkodzenia radiacyjne prowadzą do zniszczeń obiektów, w których zachodzą. Uszkodzenia radiacyjne powodują przede wszystkim pogorszenie własności wytrzymałościowych materiałów, co ułatwia niszczące działania sił mechanicznych, a więc tylko pośrednio powoduje szkody.

33 Negatywne zastosowanie promieniotwórczości
pierwiastki promieniotwórcze wykorzystuje się do produkcji bomb jądrowych (atomowych), są one niemalże najniebezpieczniejszą bronią. promieniowanie może być śmiertelnie niebezpieczne. Jasno widać to na przykładzie wybuchu z 1986 roku w Czarnobylu. Napromieniowane spowodowało śmierć oraz zmiany genetyczne u wielu osób, w tym nienarodzonych dzieci. na skutek skażenia napromieniowaniem zachodzą niekorzystne zmiany w środowisku. Wymierają rzadkie gatunki zwierząt, zostają skażone wody gruntowe, zatrute powietrze.

34 Zastosowanie militarne
6 sierpnia 1945 roku Amerykanie zrzucili na Hiroszimę (miasto w Japonii) bombę jądrową o mocy 15 kiloton. W wyniku eksplozji zginęło około ludzi, a 2/3 miasta uległo zniszczeniu. Bomby jądrowe dzielimy ze względu na rodzaj wykorzystanej w nich reakcji jądrowej na: jedno-, dwu- i trójfazową. W broni jądrowej jednofazowej, nietrafnie zwanej również atomową, jedynym źródłem energii jest rozczepienie energii jąder pierwiastków ciężkich, takich jak uran czy pluton.

35 Energia jądrowa – odpowiedź na zapotrzebowanie czasów
Litewska Ignalina

36 Względnie tania i trwała energia
Eksperci oceniają, że około 440 działających już na świecie reaktorów może z powodzeniem konkurować z innymi dostawcami prądu. Produkowana przez nie energia jest względnie niedroga – zwłaszcza biorąc pod uwagę rosnące ceny surowców energetycznych. Poza tym coraz częściej mówi się o rosnącym zapotrzebowaniu i jednocześnie wyczerpujących się złożach.

37 Niezależność Kolejnym argumentem, popularnym zwłaszcza w Europie Zachodniej, jest postępujące uzależnienie od Rosji jako dostawcy surowców energetycznych. Do myślenia dał gazowy spór między Rosją a Ukrainą, który zakłócił dostawy błękitnego paliwa dla innych europejskich odbiorców.

38 Bez szkodliwego CO2 Swój argument wysuwają także ci, dla których liczy się przestrzeganie umów o ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych. Jeżeli utrzyma się zapotrzebowanie na energię – a nic nie wskazuje na to, by miało się to zmienić – już wkrótce elektrownie opalane węglem, ropą i gazem będą płacić potężne kary za nadmierną emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Tu odpowiedzią wydaje się właśnie energia jądrowa – reaktory nie emitują pyłów i gazów, w tym szkodliwego dla zdrowia, przyrody i klimatu dwutlenku węgla.

39 Rozwój Technologiczny
Po stronie zwolenników energetyki atomowej stoi także rozwój technologiczny. Za lat powinny pojawić się maszyny IV generacji, które będą pracować bardziej wydajnie, w znacznie wyższych temperaturach i wytwarzając znacznie więcej energii. Reakcje nuklearne będą intensywniejsze, dzięki czemu pozostawiać będą mniej toksycznych i radioaktywnych odpadów niż obecnie. Będą się one także rozkładały znacznie szybciej. Zaawansowane technologicznie reaktory będą miały prostsze procedury bezpieczeństwa. Mniejsze będzie także ryzyko szkodliwych skutków ewentualnej awarii – w razie uszkodzenia reaktory będą się same wygaszały. Oznacza to, że nie będzie to już tak kuszący cel dla terrorystów.

40 Inny przykład na zastosowanie broni jądrowej… ;)

41 Koniec. Izajko Sylwia Klupsch Ewa Łuczak Anna Paczewski Bartłomiej Piotrowicz Maciej Wolska Marlena