Ionlovchi nurlanish

Ionlovchi nurlanish — zarralar va elektromagnit nurlanish kvan-tlari oqimi; modda orqali oʻtishi uning atom va molekulalari ionlanishiga va qoʻzgʻalishiga sabab boʻladi. Ionlovchi nurlanish elektronlar, pozitronlar, protonlar, neytronlar va boshqalar elementlar zarralar, shuningdek, atom yadrolari va gamma, rentgen va optik diapazondagi elektromagnit nurlanishdan iborat.

Zaryadlangan zarralar muhitning atom va molekulalari bilan bevosita toʻqnashib ionlanishiga birlamchi ionlanish; urib chiqarilgan elek-tronlarning ionlanishiga ikki-lamchi ionlanish deyiladi. Muhitning Ionlovchi nurlanish taʼsirida ionlanishi, asosan, Ionlovchi nurlanishning energiyasiga, tarkibiga, zichligiga bogʻliq. Fan va texnikada, biologiya va tibbiyotda, qishloq xoʻjaligi va sanoatda Ionlovchi nurlanish muhim ahamiyatga ega. Mas, kimyoviy reaksiyalar Ionlovchi nurlanish taʼsirida pastroq temperatura va bosimda amalga oshiriladi (qarang: Radiokimyo). Ionlovchi nurlanish oziq-ovqat, dori-darmon mahsulotlari va boshqani sterillash va konservalashda ishlatiladi. Oʻsimlik va mikroorganizmlarda Ionlovchi nurlanish taʼsiri bilan har xil mutatsiyalarni keltirib chiqarish mumkin.

Ionlovchi nurlarning turlari. Ionlovchi nurlar tabiati buyicha ikki katta guruhga-korpuspulyar va kvant nurlarga bulinadi. Korpuspulyar nurlar oʻta mayda, elementar zarrachalardan tarkib topgan.

Eslatma. Moddiy muhit atom va molekulalardan tarkib topgan. Atom kimyoviy bulinmaydigan eng kichik zarracha boʻlib, (atom — bulinmas demakdir) tuzilishi — musbat zaryadli, ogir yadro va uning atrofida aylanuvchi elektronlardan tarkib topgan. Atom yadrosi nuklonlar deb atalmish (nukleus — yadro) zarrachalardan tarkib topgan. Nuklonlar ikki xil, musbat zaryadli zarachalar — protonlar va zaryadsiz zarrachalar –neytronlardan iborat. Proton va neytronlar massasi atom massa birligiga, yani 1ga teng. Protonlar zaryadi +1ga teng. Elektronlar zaryadi –1, massasi uta kichik, 1/1837 atom massa birligiga teng zarrachalardir. Atom massasini belgilashda elektron massasi eʼtiborga olinmaydi. Elektronlar, protonlar, neytronlar elementlar zarrachalar hisoblanadi, ulardan atomlar tarkib topadi. Bu zarrachalar, alohida yoki turli nisbatda bogʻlangan xolatda, nur sifatida namoyon bulishi mumkin. Proton va neytronlar tugal zarrachalar bulmay, yanada kichik zarrachalardan tarkib topgan, xozirgi paytda 40 ga yakin zarrachalar tafovutlanadi.

Alfa (α) nurlar — tarkibi geliy atomi yadrosiga uxshash, 2 proton va 2 neytrondan iborat zarrachalar okimi (42Ne). Alfa zarrachaning massasi 4 atom massa birligiga teng, zaryadi +2. Bu nur asosan tabiiy radioaktiv moddalar (uran, radiy, toriy, poloniy, rodon va boshkalar) dan tarqaladi. Alfa zarrachalarning muhitdan oʻtuvchanligi kichik boʻlib, energiyasiga bogʻlik xolda havoda 1-16 sm (oʻrta hisobda 10 sm), yumshok tukimalarda bir necha un mikronni tashkil qiladi (0,1 mm-dan oshmaydi) alfa nurlar odam terisining shox qatlamida deyarli toʻliq tutilib qoladi.

Alfa zarrachalar muhitdan utayotib atom elektronlariga tuknashib, ularni orbitadan urib chikaradi va buning uchun oʻrta hisobda 35 EV energiya sarf qiladi. Radioaktiv atomlardan uchib chikuvchi alfa-zarrachalar energiyasi 2-11 MEV (milion EV) ni tashkil qiladi. Zarrachalar muhitdan toʻgʻri yoʻnalish bilan oʻtadi, oʻz yoʻlida dastlab nisbatan siyrak, uning nixoyasida uta zich ionlar — ionizatsiya ustuni hosil qiladi. Alfa nurlari vositasida tashkaridan nurlash biologik uzgarishlar chaqirmaydi, chunki bu nurlar yutilgan terining shox qatlami oʻlik hujayralaridir. Aksincha, alfa nuri manbasining organizmga kirishi (ichki nurlash) chuqur oʻzgarishlar keltirib chiqaradi. Bu sharoitda, nur tirik hujayralar orqali oʻtadi, unda kuchli ionizatsiya va biologik oʻzgarishlar chakiradi.

Beta nurlar (β) asosan manfiy zaryadli zarrachalar — elektronlar (e-) yoki ularning aks zarrachasi pozitronlar (e+) okimidir. Bu nurlar engil zarrachalarga kiradi. Aksariyat beta nurlar suniy radiaktiv moddalardan tarkaladi. Utuvchanligi xavoda 10 metr, yumshok tukimalarda 1 smgacha, kurgoshinda 0,3 mm. Beta zarracha manfiy zaryadli bulgani uchun muhit atomlari elektronlarining elektr maydonida itariladi, massasi kichik bulgani tufayli osonlik bilan uz yunalishini uzgartiradi va egri chizikli yoʻl (trek) hosil qiladi. Nur dastasi anik cheklanmaydi. Ionlashtirish qobiliyati kuchsiz — xavoda 1 sm masofada 50-100 juft ion hosil qiladi. Alfa nurlari esa shu masofada bir necha oʻn ming juft ion hosil qiladi.

Beta nurlari tashki nurlashda teri va uning osti qatlamlarida biologik oʻzgarishlar chaqiradi. Ichki nurlashda alohida beta zarracha chakirgan uzgarishlar, ionlar zichligiga boglik xolda, alfa-zarraga nisbatan deyarli 10 barobar kuchsiz. Radioaktiv moddalardan tarqalgan β nurlar vositasida tashki nurlash tibbiyotda asosan teri kasalliklarini davolashda ishlatiladi.

Tibbiyot amaliyotida maxsus tezlatgichlarda (betatronlar va tsiklotronlarda hosil qilingan) yuqori energiyali (megavoltli) elektronlar oqimi ham qoʻllaniladi.

Bu nurlar tukimalarda ancha chuqurlikka kirishi mumkin.

Pozitronlar — elektronlarning aks zarrachasi boʻlib, ularning zaryadi va massasining kattaligi bir xil, ammo zaryadning harakteri teskari- musbat. Pozitronlar oʻz aks zarrachalari elektronlar bilan toʻnash kelgancha yashaydi. Toʻqnashish ularning annigilyatsiyasi, bir-birini yuk qilishga olib keladi. Ular urnida ikkita kvant hosil boʻladi. Bu kvantlar, atom elektronlariga toʻqnash kelib yutiladi.