Poluarea Radioactivă

Radioactivitatea poate fi definită ca proprietatea unor elemente de a se transforma, prin dezintegrare, în alte elemente, după emiterea unor radiaţii. Există o radioactivitate naturală, de origine cosmică (emisă de diverse corpuri cereşti, mai ales de Soare) şi terestră, emisă de rocile terestre, precum şi o radioactivitate artificială, provocată de activitatea umană.

Poluarea radioactivă poate fi definită ca o creştere a radiaţiilor, ca urmare a utilizării de către om a substanţelor radioactive. Radiaţiile emise de substanţele radioactive sunt de trei tipuri:

– radiaţii gamma – mai mult de jumătate dintre nuclizii radioactivi naturali posedă activitate beta. Radiaţia beta este formată din electroni sau pozitroni care se deplasează cu viteze foarte mari fiind numită şi radiaţii respectiv .

Radiaţia Beta

– radiaţii beta – aceste radiaţii nu sunt influenţate de câmpul electric sau magnetic. Ele sunt de natură electromagnetică şi pot suferi fenomene de reflexie refracţie, difracţie şi interferenţă.

Radiaţia Gamma

– radiaţii alfa – cercetările experimentale au arătat că radiaţiile alfa sunt constituite din particule încărcate pozitiv care s-au dovedit a fi nuclee de He în mişcare rapidă, având o viteză enorma,de aproximativ 20 .

Radiaţia Alfa

La trecerea prin substanţă, suferă 3 tipuri de interacţiuni : ciocnire, frânare în câmp electric şi captura de către nucleu. Probabilitatea cea mai mare o are ciocnirea. În urma ciocnirii unei particule alfa cu un atom se poate produce o excitare a acestuia, urmare a ridicării unui electron pe un nivel superior de energie. Câmpul electric al particulei alfa în mişcare acţionează asupra electronilor orbitali; la revenirea electronilor pe nivelele fundamentale atomii vor emite radiaţii Röentgen electromagnetice (caracteristica, x). Tot prin interacţiunea cu păturile electronice ale atomului, radiaţiile α pot produce smulgerea unor e- din atomii respectivi. În acest fel, atomul rămâne încărcat pozitiv; fenomenul poartă numele de ionizare. De multe ori, electronii smulşi se pot ataşa unor atomi neutri, care devin ioni negativi (în ansamblu, la un act de ionizare se produc o pereche de ioni). Dacă e- smulşi pot genera la rândul lor ionizări, ei constituie radiaţie delta. Frânarea în câmp electric a radiaţiei α înseamnă interacţii succesive, în urma cărora particulele pierd energie până când, sub o anumita limită, nu mai pot produce ionizări. În acest stadiu, particulele α captează 2 electroni din mediu şi se transformă în atomi de He (Heliu).

Dezintegrarea alfa este un tip de dezintegrare radioactivă în care un nucleu atomic emite o particulă alfa (doi protoni şi doi neutroni legaţi între ei într-o particulă identică cu un nucleu de heliu) şi se transformă (se dezintegrează) într-un atom cu un număr de masă cu 4 mai mic şi cu un număr atomic cu 2 mai mic. De exemplu:

deşi aceasta este scrisă de regulă ca:

(Este preferată a doua formă deoarece prima pare dezechilibrată din punct de vedere electric. În esenţă, nucleul rezultat cedează foarte repede doi electroni pentru a neutraliza cationul ionizat de heliu.)

Din punct de vedere ecologic, sunt toxici în special derivaţii radioactivi ai elementelor simple ce intră în constituenţii fundamentali ai materiei vii: C14, P32, Ca45, S35, I131. Aceştia pot fi încorporaţi în organism şi reprezintă sursa de iradiere internă periculoasă, datorită proprietăţilor lor chimice analoge cu acelea ale compuşilor naturali din organismele vii. Aşa se prezintă Sr30 analog cu Ca şi Ce137 analog cu K, care sunt cei mai periculoşi radioizotopi eliberaţi în mediu ca urmare a îndepărtării deşeurilor radioactive şi a recăderilor datorate exploziilor nucleare.

Auto-absorbţia radiaţiilor α. Urmărind variaţia curentului de ionizare (I) produs de radiaţiile α în funcţie de grosimea stratului de substanţa radioactivă (Fig. 1), se observă că numai în cazul straturilor foarte subţiri se înregistrează o creştere proporţională a curentului de ionizare cu grosimea stratului activ. Pentru o anumită grosime a stratului de substanţă, ionizarea devine constantă deoarece particulele α emise de straturile inferioare se absorb total în cele superioare. Straturile ale căror grosime este egală sau mai mare decât parcursul se numesc straturi “gros infinite”.

Fig. 1. Variaţia curentului de ionizare produs de radiaţiile α în funcţie de grosimea stratului de substanţă radioactivă

Ecranarea particulelor grele încărcate. Particulele grele încărcate, în primul rând radiaţiile α, au parcursuri foarte mici, de ordinul micronilor, în corpuri solide, fapt pentru care nu ridică probleme speciale de ecranare, fiind absorbite total şi cu uşurinţă de toate substanţele, chiar şi de o foaie de hârtie. De aceea, simpla utilizare a mănuşilor de cauciuc ori a hârtiei de filtru în lucrări de laborator, cu astfel de substanţe radioactive, sunt măsuri suficiente care să asigure o bună protecţie împotriva iradierii externe.