Bức xạ là năng lượng di chuyển dưới dạng sóng hoặc hạt và là một phần của môi trường hàng ngày của chúng ta. Con người tiếp xúc với bức xạ từ các tia vũ trụ, cũng như các chất phóng xạ có trong đất, nước, thực phẩm, không khí và cả bên trong cơ thể. Các nguồn bức xạ nhân tạo được sử dụng rộng rãi trong y học, công nghiệp và nghiên cứu.
Mục tiêu học tập:
Bức xạ là năng lượng phát ra từ một nguồn và truyền trong không gian dưới dạng sóng, tia hoặc hạt. Năng lượng này có điện trường và từ trường liên kết với nó và có các đặc tính giống như sóng. Bạn cũng có thể gọi bức xạ là “sóng điện từ”.
Phương pháp truyền năng lượng này không dựa vào bất kỳ sự tiếp xúc nào giữa nguồn năng lượng và vật thể như trường hợp dẫn truyền và đối lưu. Ngoài ra, khi sự truyền năng lượng xảy ra bằng bức xạ, không có môi trường dẫn điện (chẳng hạn như trong không gian). Việc thiếu phương tiện đó có nghĩa là không có vật chất nào ở đó để nhiệt đi qua. Không trao đổi khối lượng và không cần môi trường trong quá trình bức xạ.
Bức xạ là năng lượng trong chuyển động.
Có hai loại bức xạ chính: bức xạ không ion hóa và bức xạ ion hóa
Bức xạ không ion hóa là bức xạ trong một phần của phổ điện từ nơi không có đủ năng lượng để gây ra sự ion hóa. Nó bao gồm điện trường và từ trường, sóng vô tuyến, vi sóng và bức xạ quang học, bao gồm bức xạ hồng ngoại, khả kiến và cực tím.
Bức xạ không ion hóa có bước sóng dài hơn/tần số thấp hơn, năng lượng thấp hơn.
Bức xạ ion hóa là một loại năng lượng được giải phóng bởi các nguyên tử di chuyển dưới dạng sóng điện từ (gamma hoặc tia X) hoặc hạt (neutron, beta hoặc alpha). Bức xạ ion hóa có thể loại bỏ các electron khỏi nguyên tử, tức là chúng có thể làm ion hóa các nguyên tử.
Bức xạ ion hóa là năng lượng cao hơn có bước sóng ngắn/tần số cao.
Về các nguồn bức xạ tự nhiên, có hơn 60 chất phóng xạ tự nhiên khác nhau có trong môi trường, trong đó khí radon là nguyên nhân gây phơi nhiễm cao nhất cho con người.
Có ba loại bức xạ ion hóa:
| Bức xạ anpha (α) | Chúng được tích điện dương và được tạo thành từ hai proton và hai neutron từ hạt nhân nguyên tử. Mặc dù các hạt alpha rất giàu năng lượng, nhưng chúng nặng đến mức sử dụng hết năng lượng trong khoảng cách ngắn và không thể di chuyển xa khỏi nguyên tử. Chúng có thể bị chặn lại bởi da. Các hạt đi vào cơ thể qua thức ăn hoặc phổi có thể gây nguy hiểm. |
| bức xạ beta (β) | là những hạt nhỏ, chuyển động nhanh mang điện tích âm được phát ra từ hạt nhân nguyên tử trong quá trình phân rã phóng xạ. Các hạt beta thâm nhập nhiều hơn các hạt alpha, nhưng ít gây hại cho mô sống và DNA hơn vì quá trình ion hóa mà chúng tạo ra có khoảng cách rộng hơn. Chúng di chuyển xa hơn trong không khí so với các hạt alpha, nhưng có thể bị chặn lại bởi một lớp quần áo hoặc bởi một lớp chất mỏng chẳng hạn như nhôm. |
| bức xạ gama (γ) | Đây là những gói năng lượng không trọng lượng được gọi là photon. Không giống như các hạt alpha và beta, có cả năng lượng và khối lượng, tia gamma là năng lượng thuần túy. Tia gamma tương tự như ánh sáng khả kiến, nhưng có năng lượng cao hơn nhiều. Chúng là một mối nguy hiểm bức xạ cho cơ thể con người. Tia gamma hoàn toàn có thể xuyên qua cơ thể con người; khi chúng đi qua, chúng có thể gây ra hiện tượng ion hóa làm hỏng mô và DNA. |
Bức xạ ion hóa có đủ năng lượng để tạo ra các ion trong vật chất ở cấp độ phân tử. Nếu vấn đề đó là một thiệt hại đáng kể của con người có thể dẫn đến bao gồm thiệt hại cho DNA và sự biến tính của protein. Điều này không có nghĩa là bức xạ không ion hóa không thể gây thương tích cho con người nhưng thương tích thường chỉ giới hạn ở tổn thương nhiệt, tức là bỏng.
Hình minh họa sau đây cho thấy bức xạ điện từ tương tác với cơ thể như thế nào:
Bạn có biết chúng ta thường xuyên tiếp xúc với bức xạ thông qua nhiều nguồn khác nhau trong cuộc sống hàng ngày không?
Vật đen được định nghĩa là vật phát và hấp thụ bức xạ hoàn hảo. Ở một nhiệt độ và bước sóng xác định, không có bề mặt nào có thể phát ra nhiều năng lượng hơn vật đen. Vật đen là vật phát xạ khuếch tán có nghĩa là nó phát ra bức xạ đồng đều theo mọi hướng. Ngoài ra, vật đen hấp thụ tất cả các bức xạ tới bất kể bước sóng và hướng.
Bức xạ là sự giải phóng năng lượng, cho dù nó ở dạng sóng hay hạt. Phóng xạ đề cập đến sự phân rã hoặc tách hạt nhân nguyên tử. Một chất phóng xạ giải phóng bức xạ khi nó phân rã. Ví dụ về phân rã bao gồm phân rã alpha, phân rã beta, phân rã gamma, giải phóng neutron và phân hạch tự phát. Tất cả các đồng vị phóng xạ đều giải phóng bức xạ, nhưng không phải tất cả các bức xạ đều bắt nguồn từ hiện tượng phóng xạ.
