ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกัมมันตรังสีในการผลิตธาตุหายาก

- Mar 16, 2018-

แร่ธาตุที่หายากมักจะเกี่ยวข้องกับธาตุกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติเช่นยูเรเนียมทอเรียมและในกระบวนการผลิตการเสริมสมรรถนะของธาตุนิวเคลียร์มักเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางและของเสียกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ตลอดกระบวนการผลิต กระบวนการบำบัด) ในสถานที่ทำงานและสภาพแวดล้อมโดยรอบซึ่งเกิดจากมลภาวะ ดังนั้นความเข้าใจและเข้าใจถึงอันตรายของสารกัมมันตภาพรังสีและการป้องกันความรู้ความเข้าใจที่ถูกต้องของแผ่นดินที่หายากในการผลิตสารกัมมันตภาพรังสีไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากกัมมันตภาพรังสีและอิทธิพลของการผลิตของแผ่นดินที่หายากและให้ความสำคัญกับการป้องกันรังสีเป็นทัศนคติที่กำหนด ควรจะดำเนินการ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมากในการส่งเสริมการพัฒนาอย่างยั่งยืนและมั่นคงของอุตสาหกรรมอุตสากรรมที่หายากให้ความมั่นใจในความปลอดภัยและสุขภาพของพนักงานในโรงงานผลิตและเสริมสร้างความตระหนักในการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

ความรู้พื้นฐานเรื่องกัมมันตภาพรังสี

ธาตุกัมมันตรังสีและรังสีของพวกมัน

ไอโซโทปของอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่ไม่เท่ากันทำให้เกิดความแตกต่างในเสถียรภาพของนิวเคลียสเนื่องจากจำนวนนิวตรอนในองค์ประกอบเดียวกัน นิวเคลียสที่ไม่เสถียรปล่อยรังสีที่มองไม่เห็นไปยังรังสีที่เปลือยเปล่าและกลายเป็นไอโซโทปธาตุอื่นกระบวนการนี้เรียกว่าการสลายตัวของนิวเคลียส (หรือการเปลี่ยนแปลง) กล่าวว่าสิ่งนี้สามารถปล่อยสารกัมมันตรังสี (ไอโซโทป) ออกเป็นธาตุ (ไอโซโทป) ประกอบด้วยธาตุดังกล่าว ( ไอโซโทป) สารที่เรียกว่าสารกัมมันตภาพรังสี รังสีที่ปล่อยออกมาจากสารกัมมันตรังสีแบ่งออกเป็นรังสีอัลฟาเบต้าและรังสีแกมมา

อนุภาคแอลฟาเป็นฮีเลียมนิวเคลียสความเร็วสูงประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองอันมีมวล 4 หน่วยและมีประจุบวกสองหน่วย อนุภาคแอลฟาที่ปล่อยออกมาจากไอโซโทปรังสีไอโซโทปธรรมดามีค่าต่ำกว่า 7 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ช่วงสั้น (ประมาณ 2 ~ 12 ซม. ในอากาศ) การเจาะที่อ่อนแอด้วยวัสดุน้อยมากเช่นกระดาษแผ่นหนึ่งเพื่อป้องกันอนุภาคแอลฟา

รังสีเบต้าเป็นอิเล็กตรอนเชิงลบหรือโพซิตรอนที่เคลื่อนที่เร็วและมวลมีขนาดเล็ก ในการสลายกัมมันตภาพรังสีเกือบทั้งหมดรังสีเบต้าเกี่ยวข้องกับการสลายกัมมันตรังสีอื่น ๆ ถ้ามีนิวตรอนมากเกินไปในนิวเคลียสนิวตรอนจะสลายตัวเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนลบและรังสีเบต้าเป็นอิเล็กตรอนเชิงลบที่สลายตัวโดยนิวตรอน การปลดปล่อยโพซิตรอนที่ปล่อยออกมาเมื่อโปรตอนในนิวเคลียสมีจำนวนมากเกินไปที่จะสลายตัวเป็นนิวตรอนและโพซิตรอน โดยปกติไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจะปล่อยพลังงานออกมาได้น้อยกว่า 5 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ รังสีเบต้ามีระยะห่างมากกว่าอนุภาคแอลฟา (ตัวอย่างเช่นรังสีเบต้าที่ปล่อยออกมาจากฟอสฟอรัส 32 สามารถยิงได้ถึง 7 เมตรในอากาศ) แม้ว่าความสามารถในการเจาะจะสูงกว่าอนุภาคอัลฟ่า แต่ก็สามารถดูดซับรังสีเบต้าได้อย่างสมบูรณ์ด้วยแผ่นอลูมิเนียมหนา 5 มม.

รังสีแกมมาเป็นชนิดที่เป็นกลางทางไฟฟ้าโดยไม่มีมวลส่วนที่เหลือคลื่นความยาวคลื่นสั้น (ต่ำกว่า 10-8 ซม.) เป็นนิวเคลียสจากพลังงานของสถานะความตื่นเต้นสูงไปสู่สถานะพื้นดินที่มีเสถียรภาพมากขึ้นการปล่อยพลังงานส่วนเกิน จำนวนอะตอมและน้ำหนักอะตอมของธาตุมีค่าคงที่หลังจากปล่อยรังสีแกมมา แต่ครึ่งชีวิตและคุณสมบัติอื่น ๆ ของนิวเคลียร์มีการเปลี่ยนแปลง รังสีแกมมาจะถูกปล่อยออกมาในเวลาเดียวกับรังสีอัลตราไวโอเลตหรือเบต้า รังสีแกมมามีพลังในการเจาะทะลุทะลึ่งมากไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะถูกกั้นโดยสสารเป็นรังสีอัลฟาและเบต้าและมีขนาดค่อนข้างใหญ่ โดยทั่วไปความหนาแน่นของสสารมีมากขึ้นเท่าใดผลการปิดกั้นก็ยิ่งดีเท่านั้น โดยทั่วไปห้องปฏิกิริยานิวเคลียร์และเครื่องเร่งอนุภาคจะสร้างด้วยผนังคอนกรีตเสริมหนาประมาณ 250 ซม. เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของพนักงานกลางแจ้ง รังสีที่เกิดจากไอโซโทปกัมมันตรังสีมีพลังงานน้อยกว่า 3 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์และแผ่นตะกั่วหนา 1.27 ซม. สามารถลดลงได้ครึ่งหนึ่ง

ความเข้มข้นของกัมมันตภาพรังสีและความเข้มข้นของกัมมันตภาพรังสีของหน่วย (หรือที่เรียกว่ากัมมันตภาพรังสี) จะแสดงเป็นจำนวนนิวเคลียสอะตอมที่เกิดขึ้นในแต่ละวินาที นั่นคือ:

I = - dN = lambda N

dt

I - ความเข้มของการสลายกัมมันตภาพรังสี, Bq; แลมบ์ดา - สลายคงที่; N - จำนวนสลายตัวครั้ง; T - เวลา, s

ดังนั้นหน่วยความเข้มข้นของกัมมันตภาพรังสีระหว่างประเทศจะลดลง / วินาทีเรียกว่า Bq เรียกว่า becquerel หรือ becquerel หน่วยพิเศษที่ใช้ในอดีตคือ Curie ซึ่งแสดงว่า Ci, lCi = 3.7 * 1010Bq ความหนาแน่นของกัมมันตภาพรังสีในมวลของหน่วยวัสดุเรียกว่าความเข้มข้นของกัมมันตภาพรังสีและหน่วยเป็น Bq / kg หน่วยกัมมันตภาพรังสีในของเหลวหรือก๊าซจะแสดงเป็น Bq / L ปริมาณคือการวัดปริมาณพลังงานที่ถูกดูดกลืนโดยมวล (หรือปริมาตร) ของสสารหรือสิ่งมีชีวิตที่ถูกดูดกลืนโดยรังสีหรือที่เรียกว่าปริมาณที่ดูดซึม หน่วยของปริมาณคือ J / kg ซึ่งเรียกว่า Gy หรือสีเทาหรือ GE ความสัมพันธ์กับหน่วยเฉพาะ (rad) ที่ใช้ในอดีตคือ lGy = 100rad ปริมาณรังสีต่อหน่วยเวลาเรียกว่าอัตราปริมาณรังสี หน่วยเป็น Gy / s, rad / s ฯลฯ ปริมาณที่สะสมคือปริมาณรังสีทั้งหมดที่ร่างกายหรือร่างกายมนุษย์ได้รับภายใต้การฉายรังสีอย่างต่อเนื่องของรังสีต่างๆหรือซ้ำ ๆ ปริมาณที่สะสมควรเป็นวันที่ ถ้าพนักงานสะสมปริมาณในหนึ่งปีปริมาณที่สะสมไว้ในช่วงชีวิต การตอบสนองทางชีวภาพต่อปริมาณรังสีที่ถูกดูดซึมนั้นเกี่ยวข้องกับชนิดของรังสีและสภาวะการสัมผัส ตัวอย่างเช่นในปริมาณรังสีเดียวกันความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตนั้นสูงกว่ารังสีเอกซ์ถึง 10 เท่าซึ่งเรียกว่าสัมประสิทธิ์เส้นตรง Q. ปริมาณรังสีที่เทียบเท่า (H) เพื่อแสดงถึงอันตรายของรังสีชนิดต่างๆที่กำหนดไว้ เป็น: น้อยในการศึกษาของเนื้อเยื่อทางชีวภาพจะเปิดปริมาณการดูดซึมของ D, ปัจจัยคุณภาพ Q และค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขอื่น ๆ N ผลิตภัณฑ์ของ (แหล่งรังสีภายนอก N = 1) ในคำอื่น ๆ H = DQN เมื่อหน่วยที่ดูดซึมปริมาณ D คือ Gy หน่วยของ H คือ Sv (xi, hewert, sievet) เมื่อหน่วยของ D คือ rad หน่วยของ H USES rem (rem) Q = 1 เมื่อรังสีเอกซ์รังสีแกมมาและรังสีเอกซ์รังสีแกมมาและรังสีเบต้าถูกฉายรังสี เมื่อรังสีอัลฟาถูกฉายรังสี Q = 10

แม้ว่ากลไกที่ละเอียดของความเสียหายทางชีวภาพที่เกิดจากรังสีจะไม่ชัดเจนนักคนทั่วไปได้ตระหนักถึงผลกระทบจากมนุษย์ที่เกิดจากการกัมมันตภาพรังสี เนื่องจากรังสีก่อให้เกิดไอออนไนซ์ของอะตอมหรือโมเลกุลเมื่อสิ่งมีชีวิตได้รับรังสีการมีโครงสร้างโมเลกุลของโครงสร้างบางอย่างแม้แต่เซลล์ในโครงสร้างร่างกายและโครงสร้างองค์กรจะถูกทำลายโดยตรงทำให้เกิดโมเลกุลของโปรตีนอาร์เอ็นเอหรือการแตกหักของกรดอะมิโน รังสีสามารถทำลายบางส่วนมีความสำคัญอย่างมีนัยสำคัญในเอนไซม์การเผาผลาญสามารถทำให้โมเลกุลของน้ำภายในไอออนไนซ์ชีววิทยาและสร้างอนุมูลอิสระบางอย่างและผ่านทางอนุมูลอิสระส่งผลกระทบต่อบางส่วนของส่วนประกอบของร่างกาย การหยุดชะงักเหล่านี้อาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของเซลล์เช่นมะเร็งและก่อให้เกิดความหลากหลายของโรคกัมมันตรังสี รังสีที่ไวต่อรังสีมากที่สุดคือการงอกของเซลล์และเนื้อเยื่อระบบเลือดระบบสืบพันธุ์ระบบทางเดินอาหารเลนส์ตาและเซลล์ผิวและเนื้อเยื่อ ร่างกายมนุษย์แบ่งออกเป็นรังสีแกมมาและการฉายรังสีภายใน การฉายรังสีภายนอกคือรังสีภายนอกของร่างกายกับร่างกายและการฉายรังสีภายในคือการสูดดมการให้อาหารการแทรกซึมและช่องทางอื่น ๆ และไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่ร่างกาย

ร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากรังสีควรรวมถึงผลกระทบของร่างกาย (ความเสียหายต่อเซลล์ร่างกาย) และผลกระทบทางพันธุกรรม (ความเสียหายต่อเซลล์สืบพันธุ์และสะท้อนอยู่ในลูกหลาน) ผลของร่างกายและสามารถแบ่งออกเป็นอาการบาดเจ็บเฉียบพลัน (เกิดจากการได้รับรังสีสูงในระยะเวลาสั้น ๆ ) อาการบาดเจ็บเรื้อรัง (ยาว) ที่เกิดจากการได้รับแสงและส่งผลต่อ (ในระยะเวลานานจะเกิดขึ้นหลังการฉายรังสี) ความเสียหายที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับจำนวนแสงทั้งหมดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอัตราการฉายรังสีพื้นที่และบริเวณที่สัมผัสแสงและสภาวะของร่างกาย (อายุสุขภาพสถานะ ฯลฯ ) ในการผลิตธาตุดินเป็นส่วนใหญ่เพื่อป้องกันการบาดเจ็บเรื้อรังและผลกระทบระยะยาวที่เกิดจากการใช้ยาในขนาดต่ำเป็นเวลานานและการบาดเจ็บจากการฉายรังสีภายในที่เกิดจากสารกัมมันตภาพรังสีที่มากเกินไปเข้าสู่ร่างกาย