Ionizující záření

Ionizující záření je souhrnné označení pro záření, jehož kvanta mají energii postačující k ionizaci atomů nebo molekul ozářené látky. Ionizující záření vzniká při radioaktivním rozpadu, vlivem kosmického záření nebo jej lze vytvořit uměle. Působení ionizujícího záření poškozuje organickou tkáň a může způsobit mutace, rakovinu, nemoc z ozáření i smrt. Využití ionizujícího záření je ve více lidských oborech, například v lékařství nebo výzkumu. K měření ionizujícího záření se využívají dozimetry.^[1]

Charakteristika

Pro neutronové záření a záření beta je kvantifikace obtížnější, neboť i velmi pomalé částice (v případě neutronů) vstupují do jader a vyvolávají sekundární ionizaci prostřednictvím jaderných reakcí. Obdobný případ nastává v případě pozitronů, anihilujících s elektrony za vzniku velmi tvrdého záření γ.

S ohledem na charakter ionizačního procesu je možno ionizující záření rozdělit na přímo ionizující a nepřímo ionizující. Přímo ionizující záření je tvořeno nabitými částicemi (protony, elektrony, pozitrony atp.), které mají dostatečnou kinetickou energii k tomu, aby mohly vyvolat ionizaci. Nepřímo ionizující záření zahrnuje nenabité částice (neutrony, fotony atp.), které prostředí samy neionizují, ale při interakci s prostředím uvolňují sekundární přímo ionizující částice. Ionizace prostředí je zde tedy způsobena těmito sekundárními částicemi. Vznik ionizujícího záření souvisí se strukturou atomů a jejich jader.

Za energetickou hranici ionizujícího záření se obvykle považuje energie 12 eV^[2] (tj. vlnová délka 100 nm) pro α, β a γ záření.

Jednou z veličin charakterizujících ionizující záření je lineární přenos energie.

Druhy ionizujícího záření

• Záření alfa (α) – samovolné odštěpení stabilních α-částic, tj. jader helia
• Záření beta (β) – záření urychlených elektronů nebo pozitronů, probíhá u jader s nadbytkem neutronů a dochází zde k tomu, že vzniklý neutron zůstává v jádře a elektron částice beta jádro opustí
• Záření gama (γ) – energetické fotony, tj. druh elektromagnetického záření
• Rentgenové záření (X) – elektromagnetické záření, které se částečně kryje se zářením gama
• Neutronové záření (n) – proud volných neutronů
• Kosmické záření - energeticky nabitá jádra, jako jsou protony, jádra helia a vysoce nabitá jádra těžších prvků (anglicky HZE ions).^[3]

Záření se dělí na přímo ionizující, které tvoří proud elektricky nabitých částic (alfa, beta), a nepřímo ionizující, kde neutrální částice interaguje a k ionizaci dochází druhotně z výsledku této interakce, například elektrony uvolněnými při fotoelektrickém jevu.

Dále lze ionizační záření dělit na elektromagnetické záření, které tvoří proud nehmotných fotonů, a záření tvořící proud hmotných částic, jakými jsou jádra helia, elektrony, pozitrony a neutrony.

Zdroje ionizujícího záření

Přírodní zdroje

• kosmické záření
• sluneční záření
• přírodní radioizotopy

Umělé zdroje

• Urychlovače částic - Cyklotron, Synchrotron, případně lineární urychlovače mezi něž patří i rentgenky (Rentgen, CT, mamograf) a CRT obrazovky
• Jaderné zbraně
• Jaderný reaktor
• Uměle vytvořené nestabilní chemické prvky (neptunium, plutonium, americium, kalifornium atp.)
• Zařízení pro scintilační a stopovací diagnostické metody
• Terapeutická zařízení - cesiové a kobaltové gama ozařovače, Leksellův gama-nůž
• Radiofarmaka a tracery

Účinky na živé organismy

Ionizující záření, ve formě jak dlouhodobého slabého, tak i krátkodobého intenzivního ozáření, má negativní účinky na člověka a ostatní živé organismy. Působí-li na biologický materiál, dochází k absorpci ionizujících částic nebo vlnění atomy daného materiálu. To způsobuje vyrážení elektronů z jejich orbitalů a tvorbu kladně nabitých iontů (kationtů). Ionizované části molekul se stávají vysoce reaktivními a vedou k řadě chemických reakcí, které buňku buď rovnou usmrtí, nebo vedou ke změnám genetické informace (reakce radikálů s DNA způsobuje porušení fosfodiesterových vazeb a tím zpřetrhání jejího řetězce).

Detekce a měření

Detektory ionizujícího záření se dělí podle nesené informace na detektory počtu částic (nespektrometrické detektory, určují pouze počet částic, nezjistí energii ionizačního záření) a na detektory spektrometrické (zjistí počet částic i jejich energii). Příkladem spektrometrického detektoru jsou scintilační detektory.

K měření jeho účinků se používají tyto jednotky:

• Sievert
• Gray
• Rem
• Bequerel

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Ionizing radiation na anglické Wikipedii.

Související články

• Dozimetrie
• Radioaktivita: Druhy vznikajícího záření

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu ionizující záření na Wikimedia Commons
• Přehled použití ionizujícího záření Archivováno 16. 10. 2007 na Wayback Machine.
• Ionizující záření kolem nás - proč je člověk vystaven radiaci po celý život