Jonizuojančioji spinduliuotė ir jos panaudojimo sritys

Visa mūsų aplinka sudaryta iš atomų – mažiausių nedalomų dalelių, turinčių visas medžiagos fizines-chemines savybes. Atomus savo ruožtu sudaro branduoliai ir elektronų apvalkalai. Branduoliai sudaryti iš protonų ir neutronų. Kai branduolyje esančių protonų ir neutronų skaičiai skiriasi, branduoliai būna radioaktyvūs ir skyla. Jų skilimo metu išsiskiria energija ir išspinduliuojama jonizuojančioji spinduliuotė.

Jonizuojančioji spinduliuotė – spinduliuotė, kuri geba jonizuoti aplinką, o jos poveikis gali sukelti pokyčius gyvuosiuose organizmuose. Esant didelei apšvitai, ląstelės žūva arba yra pažeidžiamos. Žuvusios ląstelės neatsistato, o pažeistos gali atsistatyti, tačiau tuo atveju, jei pažeista ląstelė nesugeba tinkamai atsistatyti, iškyla ląstelės išsigimimo pavojus, galintis nulemti vėžinius ir genetinius susirgimus. Todėl jonizuojančioji spinduliuotė yra pavojinga sveikatai.

Jonizuojančioji spinduliuotė yra kelių rūšių. Jonizaciją sukelia dalelės arba fotonai. Dalelės – tai helio atomai (vadinami alfa dalelėmis) arba elektronai (beta dalelės), taip pat krūvio neturinčios dalelės – neutronai. Rentgeno ir gama fotonai – tai labai trumpos elektromagnetinės bangos, kurios aplinkoje sklinda šimtus metrų, lengvai prasiskverbia pro gyvųjų organizmų audinius, o juos susilpninti gali tik storas betono ar švino sluoksnis.

Ilgą žmonijos gyvavimo laikotarpį ją supo tik gamtinės kilmės jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai: radionuklidai Žemės gelmėse ir spinduliuotė, pasiekianti mus iš kosmoso. Šiuos šaltinius sukūrė gamta, o žmogus jais susidomėjo ir pradėjo tyrinėti tik XIX a. pabaigoje. Dabartiniame technikos ir pažangos amžiuje nė vienoje žmogaus veiklos srityje neišsiverčiama be jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinių.

Dirbtinės kilmės jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinius sukūrė žmogus, siekdamas naudos ir panaudodamas juos medicinoje, pramonėje, moksle, branduolinėje energetikoje ir kitur. Šiuos šaltinius galima būtų suskirstyti į jonizuojančiosios spinduliuotės generatorius ir radionuklidinius šaltinius.

Jonizuojančiosios spinduliuotės generatoriai tai yra prietaisai, kuriuose jų veikimo metu sukurta jonizuojančioji spinduliuotė panaudojama tikslingai. Prietaisą išjungus spinduliuotės nelieka. Tuo generatoriai skiriasi nuo šaltinių, kurių jonizuojančiosios savybės išlieka visą jų naudojimo laiką. Dažniausiai sutinkamas generatoriaus pavyzdys – rentgeno aparatai, medicinoje naudojami ligų ir traumų diagnostikai. Rentgenodiagnostikos procedūros atliekamos įvairiais aparatais: rentgenografijos, rentgenoskopijos, mamografijos, kompiuterinės tomografijos, dantų rentgeno aparatais.

Radionuklidiniai šaltiniai – tai šaltiniai, kurie savyje turi radioaktyviųjų medžiagų. Jie skirstomi į dvi dideles grupes: uždaruosius ir atviruosius jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinius. Uždarieji šaltiniai (tai sandariame uždarame apvalkale esanti radioaktyvioji medžiaga, kai apvalkalas turi būti tvirtas, kad išliktų sandarus naudojimo ir dėvėjimosi sąlygomis, kurioms šaltinis buvo suprojektuotas, taip pat ir numatomų nelaimių atvejais) dažniausiai naudojami pramonėje įvairiems technologiniams procesams valdyti ir kontroliuoti, pvz.: storio, tankio ar drėgmės matavimo prietaisai.

Atvirieji jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai (pagal apibrėžimą tai tokie šaltiniai, kuriuos naudojant juose esančios radioaktyviosios medžiagos gali patekti į aplinką) naudojami branduolinėje medicinoje ligoms diagnozuoti ir gydyti bei moksliniuose tyrimuose tam tikriems procesams stebėti.

Labai plačiai jonizuojančioji spinduliuotė naudojama medicinoje ligoms diagnozuoti ir gydyti. Galima išskirti tris pagrindines jonizuojančiosios spinduliuotės panaudojimo sritis medicinoje – spindulinė terapija (ligų gydymas naudojant jonizuojančiąją spinduliuotę – labai didelio aktyvumo uždaruosius jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinius, aukštos energijos generatorius arba rentgeno terapijos aparatus, kurie dažniausiai taikomi vėžiniams susirgimams gydyti), branduolinė medicina (radionuklidai, kurie paprastai skysčių pavidalu naudojami ligoms diagnozuoti ir gydyti) ir rentgenodiagnostika (ligų diagnozavimui naudojami rentgeno aparatai).

Jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniai dėl jų naudingų savybių taip pat plačiai naudojami pramonėje. Įvairių gamybos procesų metu galimiems objektų defektams nustatyti naudojami pramoniniai gama arba rentgeno radiografai, kuriuose yra uždari gama spinduliuotės šaltiniai arba rentgeno spinduliuotės generatoriai. Technologiniams procesams valdyti ir kontroliuoti naudojami įvairios paskirties matuokliai, leidžiantys matuoti ir reguliuoti tokias gaminių savybes kaip storis, tankis, cheminė sudėtis ir kt. Oro uostuose ir pašto skyriuose kroviniams, keleivių bagažui, įvairioms siuntoms patikrinti naudojami bagažo saugumo kontrolės prietaisai – introskopai, kurių skleidžiamais rentgeno spinduliais peršviečiami tikrinami daiktai ir galima aptikti įvairias tikrinamuose daiktuose esančias pavojingas medžiagas ar draudžiamus daiktus. Valstybės sienos perėjimo punktuose naudojama mobili įranga, kuri leidžia peršviesti stambiagabaritinius konteinerius ir sunkvežimius. Alfa dalelių gebėjimas labai intensyviai jonizuoti orą panaudojamas gamyklose esančiuose statinio elektros krūvio neutralizatoriuose. Alfa spinduliuotės šaltiniai taip pat naudojami ir priešgaisrinės apsaugos sistemose.

Viena iš sričių, kur jonizuojančioji spinduliuotė tarnauja žmonijai, yra branduolinė energetika, kai radioaktyvaus dalijimosi procesas naudojamas energijai gaminti.

Jonizuojančiosios spinduliuotės savybės plačiai pritaikomos ir mokslo praktikoje, tiriant įvairių medžiagų struktūrą ir cheminę sudėtį, elektronų užgrobimo detektoriais nustatant tam tikrų organinių junginių koncentracijas.

Jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinių panaudojimas leidžia taikyti pažangias technologijas, praplėsti galimybes įvairiose veiklos srityse ir duoda didelę ekonominę naudą. Tačiau be teikiamos naudos jonizuojančioji spinduliuotė gali sukelti nepageidaujamus ir žalingus reiškinius, todėl labai svarbu užtikrinti patikimą apsaugą nuo žalingo jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio. Visos taikomos radiacinės saugos priemonės skirtos tam, kad žmonės ir aplinka būtų visiškai apsaugoti, bet kokia veikla su jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais visuomenei ir aplinkai teiktų didesnę naudą nei žalą, o visuomenės apšvita būtų kiek galima mažesnė, atsižvelgiant į ekonominius ir socialinius veiksnius.