Skip to main content
Global

21.7: Athari za kibiolojia za mionzi

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    187962

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

    • Eleza athari za kibiolojia za mionzi ya ionizing
    • Eleza vitengo vya kupima mfiduo wa mionzi
    • Eleza uendeshaji wa zana za kawaida za kuchunguza radioactivity
    • Orodha vyanzo vya kawaida vya mfiduo wa mionzi nchini Marekani

    Kuongezeka kwa matumizi ya radioisotopu kumepelekea kuongezeka kwa wasiwasi juu ya madhara ya vifaa hivi kwenye mifumo ya kibiolojia (kama vile binadamu). Nuclides zote za mionzi hutoa chembe za juu-nishati au mawimbi ya Wakati mionzi hii inakabiliwa na seli hai, inaweza kusababisha inapokanzwa, kuvunja vifungo vya kemikali, au molekuli ionize. Uharibifu mkubwa zaidi wa kibiolojia husababisha wakati huu wa uzalishaji wa mionzi fragment au molekuli ionize. Kwa mfano, chembe za alpha na beta zilizotolewa kutoka athari za kuoza nyuklia zina nguvu nyingi zaidi kuliko nguvu za kawaida za dhamana za kemikali. Wakati chembe hizi hupiga na kupenya jambo, huzalisha ions na vipande vya Masi ambazo ni tendaji sana. Uharibifu huu unavyofanya kwa biomolecules katika viumbe hai unaweza kusababisha malfunctions kubwa katika michakato ya kawaida ya seli, Kuandikishwa utaratibu wa kutengeneza viumbe na uwezekano wa kusababisha ugonjwa au hata kifo (Kielelezo 21.30).

    Mchoro unaonyeshwa ambao una nyanja nyeupe ikifuatiwa na mshale unaoelekea kulia na nyanja kubwa inayojumuisha nyanja nyingi ndogo nyeupe na kijani. Tufe moja imeathiri nyanja kubwa. Mshale unaoelekea kulia unaongoza kutoka kwenye nyanja kubwa hadi kwenye jozi ya nyanja ndogo ambazo ni makusanyo ya nyanja nyeupe na za kijani sawa. Mfano wa nyota unao kati ya nyanja hizi mbili na ina mishale mitatu inayoelekea kulia inayoongoza kutoka kwenye nyanja mbili nyeupe na mduara kamili ya duru kumi ndogo, za rangi ya peach na dots za rangi ya zambarau katika vituo vyao. Mshale unaongoza kushuka kutoka mduara huu hadi kwenye sanduku ambalo lina umbo la helical lenye starburst karibu na upande wake wa juu wa kushoto na huitwa “D N A uharibifu.” Mshale unaoelekea kulia unaongoza kutoka kwenye mduara huu hadi kwenye mduara wa pili, na miduara tisa ndogo, yenye rangi ya peach yenye dots za rangi ya zambarau kwenye vituo vyao na mduara mdogo wa rangi ya zambarau iliyoitwa “Siri ya S Mshale unaoelekea kulia unasababisha mduara wa mwisho, wakati huu umejaa seli za rangi ya zambarau, ambazo zimeandikwa “Tumor.”
    Kielelezo 21.30 Mionzi inaweza kuharibu mifumo ya kibiolojia kwa kuharibu DNA ya seli. Ikiwa uharibifu huu haujatengenezwa vizuri, seli zinaweza kugawanyika kwa njia isiyo na udhibiti na kusababisha kansa.

    Mionzi ya ionizing na Nonionizing

    Kuna tofauti kubwa katika ukubwa wa madhara ya kibiolojia ya mionzi nonionizing (kwa mfano, mwanga na microwaves) na mionzi ionizing, uzalishaji nguvu ya kutosha kubisha elektroni nje ya molekuli (kwa mfano, α na β chembe, γ rays, X-rays, na high-nishati mionzi ya ultraviolet) (Mchoro 21.31).

    Mchoro una sehemu mbili za wima. Sehemu ya juu ina mbili zinazoelekea kulia, mishale ya usawa iliyoandikwa “Kuongezeka kwa nishati, E” na “Kuongezeka kwa mzunguko, ishara ya rho,” kwa mtiririko huo. Mshale wa kushoto, usio na usawa unao chini ya mbili za kwanza na umeandikwa “Kuongezeka kwa wavelength, alama ya lambda.” Kuanzia upande wa kushoto wa mchoro, mstari wa usawa, sinusoidal huanza na huenda kwenye mchoro hadi upande wa kulia, unazidi kuwa mgumu zaidi. sehemu ya chini ya mchoro ina mara mbili kumalizika, usawa mshale pamoja juu yake, na mwisho wa kushoto inayotolewa katika nyekundu na kinachoitwa “Nonizing” na mwisho wa kulia inayotolewa katika kijani na kinachoitwa “Ionizing.” Chini hii ni seti ya maneno, soma kutoka kushoto kwenda kulia kama “Broadcast na redio isiyo na waya,” “Microwave,” “Terahertz,” “Infrared,” “Mwanga unaoonekana,” “Ultraviolet,” “X dash ray,” na “Gamma.” Nguzo nne ziko chini ya mstari huu wa maneno. Ya kwanza ina maneno “Non-Thermal” na “Inasababisha mikondo ya chini” wakati wa pili inasoma “Thermal” na “Inasababisha mikondo ya juu, Inapokanzwa.” Ya tatu ina maneno “Optical” na “Inasisimua elektroni, Picha, dash, athari za kemikali” wakati wa nne inasoma “vifungo vilivyovunjika” na “Damages D N A.” Mfululizo wa maneno yaliyo chini ya nguzo hizi husomwa, kutoka kushoto kwenda kulia, “uwanja wa tuli,” “Power line,” “Radio M,” “F M radio,” “tanuri ya microwave,” “Taa ya joto,” “kibanda cha tanning” na “Medical x, dash rays.”
    Kielelezo 21.31 Mzunguko wa chini, mionzi ya chini ya nishati ya umeme ni nonionizing, na mzunguko wa juu, mionzi ya juu-nishati ya umeme ni ionizing.

    Nishati kufyonzwa kutoka mionzi nonionizing kasi ya harakati ya atomi na molekuli, ambayo ni sawa na inapokanzwa sampuli. Ingawa mifumo ya kibiolojia ni nyeti kwa joto (kama tunavyoweza kujua kutokana na kugusa jiko la moto au kutumia siku pwani katika jua), kiasi kikubwa cha mionzi isiyo na nonionizing ni muhimu kabla ya kufikia viwango vya hatari. Mionzi ya ionizing, hata hivyo, inaweza kusababisha uharibifu mkubwa zaidi kwa kuvunja vifungo au kuondoa elektroni katika molekuli za kibiolojia, kuharibu muundo na kazi zao. Uharibifu pia unaweza kufanywa kwa njia moja kwa moja, kwa ionizing ya kwanza H 2 O (molekuli nyingi zaidi katika viumbe hai), ambayo huunda H 2 O + ion ambayo humenyuka na maji, na kutengeneza ioni ya hidroniamu na radical hidroxyl:

    Picha hii inaonyesha majibu. Inaanza na H subscript 2 O pamoja na mionzi. Kuna haki inakabiliwa mshale ambayo inaonyesha H subscript 2 O superscript chanya ishara pamoja H subscript 2 O. kutoka mshale, kuna mshale mwingine kwamba curves zaidi na pointi e superscript hasi ishara. Baada ya pili H subscript 2 O kuna mshale mwingine unaoelekea haki ambayo inaonyesha H subscript 3 O superscript ishara chanya pamoja O H superscript hasi ishara.

    Kwa sababu radical ya hidroxyl ina elektroni isiyo na uharibifu, ni yenye nguvu sana. (Hii ni kweli kwa dutu yoyote na elektroni zisizo na nguvu, inayojulikana kama radical bure.) Hii radical hidroxyl inaweza kuguswa na kila aina ya molekuli ya kibiolojia (DNA, protini, enzymes, na kadhalika), na kusababisha uharibifu wa molekuli na kuharibu michakato ya kisaikolojia. Mifano ya uharibifu wa moja kwa moja na wa moja kwa moja huonyeshwa kwenye Mchoro 21.32.

    Jozi mbili za picha zinaonyeshwa na zimeandikwa “a” na “b.” Katika jozi ya kwanza, muundo wa helical upande wa kushoto na starburst juu yake upande wa kati wa kulia unaunganishwa na mshale unaoelekea kulia kwenye nyanja inayojumuisha nyanja ndogo za kijani na nyeupe. Mshale unaozunguka unaelekea kwenye nyanja kutoka upande wa kushoto wa juu na mshale unaoelekea chini unaongoza mbali na nyanja hadi kwenye mduara mdogo na ishara hasi. Katika jozi la pili la picha, mshale wa squiggly unasababisha molekuli ya maji ilhali mshale unaoelekea chini unaongoza mbali nayo hadi kwenye mduara mdogo na chaji hasi iliyoandikwa juu yake. Helical sura na starburst juu yake katikati upande wa kulia ni inayotolewa kwa upande wa kulia mbali na juu inakabiliwa mshale inaongoza yake kutoka equation zifuatazo “H, Subscript 2, O, pamoja ishara, mionzi, mavuno mshale, H, Subscript 2, O, superscript pamoja ishara, pamoja na ishara, e, superscript ishara hasi, chini ya uso mshale, H, Subscript 2, O, superscript pamoja na ishara, pamoja na ishara, H, subscript 2, O, kulia inakabiliwa mshale, H, subscript 3, O, superscript pamoja ishara, pamoja ishara, O H, superscript hasi ishara. Chini ya usawa huu ni maneno “Athari isiyo ya moja kwa moja.”
    Kielelezo 21.32 Mionzi ya ionizing inaweza (a) kuharibu moja kwa moja biomolecule kwa ionizing au kuvunja vifungo vyake, au (b) kuunda H 2 O + ion, ambayo humenyuka na H 2 O kuunda hidroxyl radical, ambayo kwa upande humenyuka na biomolecule, na kusababisha uharibifu moja kwa moja.

    Athari za kibaiolojia za Mfiduo wa

    Mionzi inaweza kuharibu mwili wote (uharibifu wa somatic) au mayai na mbegu (uharibifu wa maumbile). Madhara yake yanajulikana zaidi katika seli zinazozalisha haraka, kama vile kitambaa cha tumbo, follicles ya nywele, uboho wa mfupa, na majani. Hii ndiyo sababu wagonjwa wanaopata tiba ya mionzi mara nyingi huhisi kichefuchefu au wagonjwa kwa tumbo, kupoteza nywele, kuwa na maumivu ya mfupa, na kadhalika, na kwa nini huduma maalum inapaswa kuchukuliwa wakati wa tiba ya mionzi wakati wa ujauzito.

    Aina tofauti za mionzi zina uwezo tofauti wa kupitisha nyenzo (Kielelezo 21.33). Kizuizi nyembamba sana, kama karatasi au karatasi mbili, au safu ya juu ya seli za ngozi, kwa kawaida huacha chembe za alpha. Kwa sababu hii, vyanzo vya chembe za alpha huwa si hatari ikiwa nje ya mwili, lakini ni hatari kabisa ikiwa imeingizwa au kuvuta pumzi (tazama kipengele cha Kemia katika Maisha ya Kila siku kwenye Mfiduo wa Radon). Chembe za beta zitapita kwa mkono, au safu nyembamba ya nyenzo kama karatasi au kuni, lakini zinasimamishwa na safu nyembamba ya chuma. Mionzi ya Gamma inapenya sana na inaweza kupita kwenye safu nyembamba ya vifaa vingi. Baadhi ya mionzi ya juu ya nishati ya gamma inaweza kupita kwa miguu michache ya saruji. Vipengele vingine vyenye nene, vya juu vya atomiki (kama vile risasi) vinaweza kuzuia mionzi ya gamma kwa ufanisi na nyenzo nyembamba na hutumiwa kwa kuzuia. Uwezo wa aina mbalimbali za uzalishaji wa kusababisha ionization hutofautiana sana, na baadhi ya chembe zina karibu hakuna tabia ya kuzalisha ionization. Chembe za alpha zina takriban mara mbili ya nguvu ya ionizing ya neutroni zinazohamia haraka, takriban mara 10 ile ya chembe β, na takriban mara 20 ile ya mionzi γ na eksirei.

    Mchoro unaonyesha chembe nne katika safu ya wima upande wa kushoto, ikifuatiwa na karatasi ya wima, mkono wa mtu, karatasi ya chuma, kioo cha maji, kizuizi kikubwa cha saruji na kipande kikubwa cha risasi. Chembe ya juu iliyoorodheshwa imeundwa na nyanja mbili nyeupe na nyanja mbili za kijani ambazo zimeandikwa na ishara nzuri na zimeandikwa “Alpha.” Mshale unaoelekea kulia unaongoza kutoka kwa hili hadi kwenye karatasi. Chembe ya pili ni tufe nyekundu inayoitwa “Beta” na inafuatwa na mshale unaoelekea kulia unaopitia karatasi na ataacha mkononi. Chembe ya tatu ni tufe nyeupe inayoitwa “Neutron” na inafuatwa na mshale unaoelekea kulia unaopitia karatasi, mkono na chuma lakini umesimamishwa kwenye glasi ya maji. Chembe ya nne inaonyeshwa kwa mshale wa squiggly na inapita katika vitu vyote lakini huacha kuongoza. Masharti chini kusoma, kutoka kushoto kwenda kulia, “Karatasi,” “Metal,” “Maji,” “Zege” na “Kiongozi.”
    Kielelezo 21.33 Uwezo wa aina tofauti za mionzi kupitisha nyenzo zinaonyeshwa. Kutoka angalau hadi wengi wanaopenya, ni alpha <beta </neutroni <gamma.

    Kemia katika Maisha ya Kila siku

    Radon Mfiduo

    Kwa watu wengi, moja ya vyanzo vikubwa vya kutosha kwa mionzi ni kutoka gesi ya radon (Rn-222). Radon-222 ni emitter α yenye nusu—maisha ya siku 3.82. Ni moja ya bidhaa za mfululizo wa kuoza kwa mionzi ya U-238 (Mchoro 21.9), ambayo hupatikana kwa kiasi kidogo katika udongo na miamba. Gesi ya radoni inayozalishwa polepole inatoroka kutoka ardhini na polepole huingia ndani ya nyumba na miundo mingine hapo juu. Kwa kuwa ni karibu mara nane zaidi kuliko hewa, gesi ya radon hujilimbikiza kwenye sakafu na sakafu ya chini, na hupungua polepole katika majengo (Mchoro 21.34).

    Picha iliyokatwa ya upande wa nyumba na tabaka nne za ardhi ambayo hutegemea inavyoonyeshwa, pamoja na picha ya pili ya kukata kichwa cha mtu na kifua cha kifua. Nyumba inaonyeshwa kwa chumba cha kulala kwenye ghorofa ya pili na ghorofa yenye joto la maji kama ghorofa ya kwanza. Mishale ya kijani inaongoza kutoka safu ya chini ya ardhi, iliyoitwa “radon katika maji ya chini,” kutoka safu ya tatu ya ardhi, iliyoitwa “Bedrock” na “Bedrock iliyovunjika,” kutoka safu ya pili, iliyoitwa “radon katika maji vizuri,” na kutoka safu ya juu, iliyoandikwa “radon katika udongo hadi ndani ya eneo la chini. Katika picha ndogo ya torso, mshale wa kijani unaonyeshwa kuingia kifungu cha pua cha mtu na kusafiri kwenye mapafu. Hii inaitwa “Kuvuta pumzi ya bidhaa za kuoza radon.” Muundo mdogo wa coiled, helical karibu na kiwiliwili huitwa “alpha chembe” kwenye sehemu moja ambapo ina muundo wa starburst na “Uharibifu wa mionzi kwa D N A” kwenye sehemu nyingine.
    Kielelezo 21.34 Radon-222 huingia ndani ya nyumba na majengo mengine kutoka kwa miamba ambayo yana uranium-238, emitter ya radon. Radon huingia kupitia nyufa katika misingi halisi na sakafu ya chini, jiwe au misingi ya cinderblock ya porous, na fursa za mabomba ya maji na gesi.

    Radon hupatikana katika majengo nchini kote, kwa kiasi kulingana na mahali unapoishi. Mkusanyiko wa wastani wa radoni ndani ya nyumba nchini Marekani (1.25 PCI/L) ni takriban mara tatu viwango vinavyopatikana katika hewa ya nje, na takriban moja kati ya nyumba sita huwa na viwango vya radoni vya juu vya kutosha kwamba jitihada za kurekebisha za kupunguza mkusanyiko wa radoni zinapendekezwa. Mfiduo wa radoni huongeza hatari ya mtu kupata saratani (hasa kansa ya mapafu), na viwango vya juu vya radoni vinaweza kuwa mbaya kwa afya kama kuvuta sigara ya sigara kwa siku. Radon ni sababu namba moja ya saratani ya mapafu kwa wasiovuta sigara na sababu ya pili inayoongoza ya saratani ya mapafu kwa ujumla. Mfiduo wa Radon unaaminika kusababisha vifo zaidi ya 20,000 nchini Marekani kwa mwaka.

    Upimaji wa mionzi

    Vifaa kadhaa tofauti hutumiwa kuchunguza na kupima mionzi, ikiwa ni pamoja na counters Geiger, counters scintillation (scintillators), na dosimeters ya mionzi (Kielelezo 21.35). Pengine chombo cha mionzi kinachojulikana zaidi, counter Geiger (pia huitwa counter Geiger-Müller) hutambua na kupima mionzi. Mionzi husababisha ionization ya gesi katika tube ya Geiger-Müller. Kiwango cha ionization ni sawa na kiasi cha mionzi. Kukabiliana na mwangaza una skintillator-nyenzo ambazo hutoa mwanga (luminesces) wakati wa msisimko na mionzi ionizing - na sensor ambayo inabadilisha mwanga kuwa ishara ya umeme. Dosimeters za mionzi pia hupima mionzi ya ionizing na mara nyingi hutumiwa kuamua mfiduo wa mionzi binafsi. Aina za kawaida hutumiwa ni umeme, beji ya filamu, thermoluminescent, na dosimeters za nyuzi za quartz.

    Picha tatu zinaonyeshwa na kinachoitwa “a,” “b” na “c.” Picha a inaonyesha Geiger counter ameketi juu ya meza. Inajumuisha sanduku la chuma na skrini ya kusoma na waya inayoongoza mbali na sanduku lililounganishwa na wand ya sensor. Picha b inaonyesha mkusanyiko wa mirija mirefu na fupi ya wima iliyopangwa katika kikundi wakati picha c inaonyesha mkono wa mtu akiwa ameshikilia mashine ndogo yenye usomaji wa kidijitali huku akisimama kando ya barabara.
    Kielelezo 21.35 Vifaa kama vile (a) Geiger counters, (b) scintillators, na (c) dosimeters inaweza kutumika kupima mionzi. (mikopo c: mabadiliko ya kazi na “Osamu” /Wikimedia commons)

    Vitengo mbalimbali hutumiwa kupima mambo mbalimbali ya mionzi (Kielelezo 21.36). Kitengo cha SI kwa kiwango cha kuoza kwa mionzi ni becquerel (Bq), na 1 Bq = 1 kugawanyika kwa pili. Curie (Ci) na millicurie (MCI) ni vitengo vikubwa sana na hutumiwa mara nyingi katika dawa (1 curie = 1 Ci = 3.7××10 10 disintegrations kwa pili). Kitengo cha SI cha kupima kipimo cha mionzi ni kijivu (Gy), na 1 Gy = 1 J ya nishati kufyonzwa kwa kilo ya tishu. Katika maombi ya matibabu, kipimo cha mionzi kinachotumiwa (rad) hutumiwa mara nyingi (1 rad = 0.01 Gy; Matokeo ya rad 1 katika ngozi ya 0.01 J/kg ya tishu). Kitengo cha SI kupima uharibifu wa tishu unaosababishwa na mionzi ni sievert (Sv). Hii inachukua kuzingatia nishati na madhara ya kibiolojia ya aina ya mionzi inayohusika katika kipimo cha mionzi. Roentgen sawa kwa mtu (rem) ni kitengo cha uharibifu wa mionzi ambayo hutumiwa mara nyingi katika dawa (100 rem = 1 Sv). Kumbuka kuwa vitengo vya uharibifu wa tishu (rem au Sv) vinajumuisha nishati ya kipimo cha mionzi (rad au Gy) pamoja na sababu ya kibiolojia inayojulikana kama RBE (kwa ufanisi wa kibiolojia jamaa) yaani kipimo cha takriban cha uharibifu wa jamaa uliofanywa na mionzi. Hizi zinahusiana na:

    idadi ya rems=RBE×idadi ya radsidadi ya rems=RBE×idadi ya rads

    na RBE takriban 10 kwa mionzi α, 2 (+) kwa protoni na nyutroni, na 1 kwa β na γ mionzi.

    Picha mbili zinaonyeshwa. Ya kwanza, iliyoitwa “Kiwango cha kuoza kwa mionzi kipimo katika becquerels au curies,” inaonyesha nyanja nyekundu yenye mishale kumi nyekundu iliyopigwa mbali na hiyo katika mduara wa digrii 360. Picha ya pili inaonyesha kichwa na torso ya mwanamke amevaa vichaka vya matibabu na beji kwenye kifua chake. Maelezo kwenye beji yanasoma “Beji ya filamu au dosimeter inachukua uharibifu wa tishu yatokanayo katika rems au sieverts” huku maneno yaliyo chini ya picha hii inasema “Kipimo cha kufyonzwa kinachopimwa kwa kijivu au vijiti.”
    Kielelezo 21.36 Vitengo tofauti hutumiwa kupima kiwango cha chafu kutoka chanzo cha mionzi, nishati inayoingizwa kutoka chanzo, na kiasi cha uharibifu wa mionzi ya kufyonzwa inafanya.

    Units ya Upimaji wa mi

    Jedwali 21.4 linafupisha vitengo vinavyotumiwa kupima mionzi.

    Units Kutumika kwa Kupima mionzi
    Kusudi la Upimaji Kitengo Kiasi Kipimo Maelezo
    shughuli ya chanzo becquerel (Bq) kuoza mionzi au uzalishaji kiasi cha sampuli kwamba inakabiliwa 1 kuoza/pili
    Curie (Ci) kiasi cha sampuli ambayo inakabiliwa na 3.7××10 10 kuoza /pili
    dozi ya kufyonzwa kijivu (Gy) nishati kufyonzwa kwa kilo ya tishu 1 Gy = 1 J/kg tishu
    mionzi kufyonzwa dozi (rad) 1 rad = 0.01 J/kg tishu
    dozi ya biologically ufanisi sievert (Sv) uharibifu wa tishu Sv = RBE××Gy
    roentgen sawa kwa mtu (rem) Rem = RBE××rad
    Jedwali 21.4

    Mfano 21.8

    Kiasi cha Mionzi

    Kobalt-60 (t 1/2 = 5.26 y) hutumika katika tiba ya saratani kwani mionzi γ inayotoa inaweza kulenga katika maeneo madogo ambako kansa iko. Sampuli ya 5.00-g ya Co-60 inapatikana kwa matibabu ya kansa.

    (a) Shughuli yake katika Bq ni nini?

    (b) Shughuli yake katika Ci ni nini?

    Suluhisho

    Shughuli hutolewa na:
    Shughuli=λN=(juu ya 2t1/2)N=(juu ya 25.26 y)×5.00 g=0.659gyya Co-60 kwamba kuozaShughuli=λN=(juu ya 2t1/2)N=(juu ya 25.26 y)×5.00 g=0.659gyya Co-60 kwamba kuoza

    Na kubadili hii kwa kuoza kwa pili:

    0.659gy×1 y365 d×1 d24 h×1 h3600 s×1 mol59.9 g×6.02×1023atomi1 mol×1 kuoza1 atomi =2.10×1014kuozas0.659gy×1 y365 d×1 d24 h×1 h3600 s×1 mol59.9 g×6.02×1023atomi1 mol×1 kuoza1 atomi =2.10×1014kuozas

    (a) tangu 1 Bq =1 kuozas,1 kuozas,shughuli katika Becquerel (Bq) ni:

    2.10×1014kuozas×(1 Bq1kuozas)=2.10×1014Bq2.10×1014kuozas×(1 Bq1kuozas)=2.10×1014Bq

    (b) Tangu 1 Ci =3.7×1011kuozas,3.7×1011kuozas,shughuli katika curie (Ci) ni:

    2.10×1014kuozas×(1 Ci3.7×1011kuozas)=5.7×102Ci2.10×1014kuozas×(1 Ci3.7×1011kuozas)=5.7×102Ci

    Angalia Kujifunza Yako

    Tritium ni isotope ya mionzi ya hidrojeni (t 1/2 = 12.32 y) ambayo ina matumizi kadhaa, ikiwa ni pamoja na taa za kujitegemea, ambazo elektroni zinazotolewa katika uharibifu wa mionzi ya tritium husababisha fosforasi kuangaza. Kiini chake kina protoni moja na nyutroni mbili, na masi atomia ya tritiamu ni 3.016 amu. Ni shughuli gani ya sampuli iliyo na 1.00mg ya tritium (a) katika Bq na (b) katika Ci?

    Jibu:

    (a) 3.56××10 - 11 Bq; (b) 0.962 Ci

    Madhara ya Mfiduo wa Mionzi ya Muda mrefu juu ya Mwili

    Madhara ya mionzi hutegemea aina, nishati, na eneo la chanzo cha mionzi, na urefu wa mfiduo. Kama inavyoonekana katika Kielelezo 21.37, mtu wa kawaida ni wazi kwa mionzi background, ikiwa ni pamoja na rays cosmic kutoka jua na radon kutoka uranium katika ardhi (tazama Kemia katika Everyday Life kipengele juu ya Radon Mfiduo); mionzi kutoka yatokanayo matibabu, ikiwa ni pamoja na scans CAT, vipimo radioisotope, X-rays na kadhalika; na kiasi kidogo cha mionzi kutoka kwa shughuli nyingine za binadamu, kama vile ndege za ndege (ambazo zimepigwa na idadi kubwa ya mionzi ya cosmic katika anga ya juu), radioactivity kutoka kwa bidhaa za walaji, na radionuclides mbalimbali zinazoingia miili yetu tunapumua (kwa mfano, kaboni-14) au kupitia mlolongo wa chakula (kwa mfano, potasium-40, strontium-90, na iodini-131).

    Grafu ya bar iliyoitwa “Vipimo vya mionzi na Mipaka ya Udhibiti, mabano ya wazi, katika Millirems, mabano ya karibu” yanaonyeshwa. Mhimili wa y unaitwa “Doses katika Millirems” na ina maadili kutoka 0 hadi 5000 na kuvunja kati ya 1000 na 5000 ili kuonyesha kiwango tofauti hadi juu ya grafu. Mhimili wa y umeandikwa sambamba na kila bar. Bar ya kwanza, kipimo cha 5000 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa nyekundu na inaitwa “Limit ya Mfanyakazi wa Nyuklia ya Mwaka, mabano ya wazi, N R C, mabano ya karibu.” Bar ya pili, kipimo kwa 1000 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa bluu na inaitwa “Mwili mzima C T” wakati bar ya tatu, kipimo hadi 620 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa bluu na inaitwa “Wastani U kipindi S Kipindi cha Mwaka.” Bar ya nne, kipimo cha 310 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa bluu na inaitwa “U kipindi S kipindi cha Asili Background Dose” wakati bar ya tano, kipimo cha 100 kwenye mhimili wa y na inayotolewa katika nyekundu inasoma “Umma wa Kipimo cha Mwaka wa Umma, mabano ya wazi, N R C, karibu na mabano.” Bar ya sita, kipimo hadi 40 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa bluu na inaitwa “Kutoka Mwili wako” wakati bar ya saba, kipimo hadi 30 kwenye mhimili wa y na inayotolewa kwa bluu inasoma “mionzi ya cosmic.” Bar ya nane, iliyopimwa hadi 4 kwenye mhimili wa y, hutolewa kwa rangi ya bluu na inaitwa “Limit ya maji ya kunywa salama, mabano ya wazi, E P A, karibu mabano” wakati bar ya tisa, kipimo hadi 2.5 kwenye mhimili wa y na inayotolewa katika nyekundu inasoma “Trans Atlantic Flight.” legend juu ya graph inaonyesha kuwa nyekundu ina maana “Dose Limit Kutoka N R C dash leseni shughuli” wakati bluu ina maana “Mionzi dozi.”
    Kielelezo 21.37 Jumla ya mionzi ya kila mwaka yatokanayo na mtu nchini Marekani ni kuhusu 620 mrem. Vyanzo mbalimbali na kiasi chao cha jamaa huonyeshwa kwenye grafu hii ya bar. (chanzo: Tume ya Udhibiti wa nyuklia ya Marekani)

    Kipimo cha muda mfupi, ghafla cha kiasi kikubwa cha mionzi kinaweza kusababisha madhara mbalimbali ya afya, kutokana na mabadiliko katika kemia ya damu hadi kifo. Mfiduo wa muda mfupi kwa makumi ya rems ya mionzi huenda kusababisha dalili au ugonjwa unaoonekana sana; kipimo cha karibu rems 500 inakadiriwa kuwa na uwezekano wa 50% wa kusababisha kifo cha mwathirika ndani ya siku 30 za kufidhiwa. Mfiduo wa uzalishaji wa mionzi una athari za ziada kwenye mwili wakati wa maisha ya mtu, ambayo ni sababu nyingine kwa nini ni muhimu kuepuka athari yoyote isiyohitajika kwa mionzi. Madhara ya afya ya muda mfupi yatokanayo na mionzi yanaonyeshwa katika Jedwali 21.5.

    Athari za afya za mionzi 2
    Mfiduo (rem) Afya Athari Muda wa Kuanza (bila matibabu)
    5—10 mabadiliko katika kemia ya damu —
    50 kichefuchefu saa
    55 uchovu —
    70 kutapika —
    75 kupoteza nywele Wiki 2—3
    90 kuhara —
    100 kuvuja damu —
    400 kifo kinachowezekana ndani ya miezi 2
    1000 uharibifu wa kitambaa cha tumbo —
    kutokwa damu ndani —
    kifo Wiki 1—2
    2000 uharibifu wa mfumo mkuu wa neva —
    kupoteza fahamu; dakika
    kifo masaa kwa siku
    Jedwali 21.5

    Haiwezekani kuepuka baadhi ya yatokanayo na mionzi ya ionizing. Sisi ni daima wazi kwa mionzi background kutoka vyanzo mbalimbali vya asili, ikiwa ni pamoja na mionzi cosmic, miamba, taratibu za matibabu, bidhaa za walaji, na hata atomi zetu wenyewe. Tunaweza kupunguza mfiduo wetu kwa kuzuia au kuzuia mionzi, kuhamia mbali zaidi kutoka chanzo, na kupunguza muda wa kufidhiliwa.

    maelezo ya chini

    • Chanzo cha 2: Shirika la Ulinzi wa Ma