Sugárzások környezetünkben

Az előadások a következő témára: "Sugárzások környezetünkben"— Előadás másolata:

1 Sugárzások környezetünkben
Kiss Ádám Atomfizikai Tanszék 2006. december 4.

2 A természet jelenségei és az em-. beri tevékenység következtében
A természet jelenségei és az em- beri tevékenység következtében környezetünkből sugárzások érnek Osztályozásuk: Elektromágneses sugárzások Radioaktív sugárzások (Hangsugárzások)

3 Jellemzőik: Távoli forrásból hullámok vagy részecskék formájában energiát juttatnak el a megfigyelőhöz Érzékszerveink többségükre teljesen érzéketlen → érzékelők Egészségügyi hatással járhatnak Indokolt és indokolatlan félelmek

4 Az előadás célja: A témakörnek a környezet értékelése szempontjából való fontosságának bemutatása A sugárzások alapvető fizikai tulajdonságainak áttekintése Környezetünk állapotára vonatkozó kérdések felvetése

5 1. Az elektromágneses sugárzások
A biológiai lét alapja Kiterjedt jelenségkör → a sugár- zások és a biológiai rendszerek kölcsönhatásának összetettsége Forrása lehet természetes és mesterséges Hat a biológiai rendszerekre

6 Hullám: haladó zavar – nincs anyagmozgás, – hullám energiát közvetít. Pl.: motorcsónak – horgászcsónak Hullám lehet: Transzverzális: részecske kitérése merőleges a haladási irányra Longitudinális: kitérés║terjedéssel

7 hullámhossz, periódusidő, sebesség
Hullámok jellemzői: hullámhossz, periódusidő, sebesség A hullám (fázis)sebessége: c=λ/T

8 Elektromágneses (EM) sugárzások
Az elektromos és a mágneses tér hely és idő szerint periodikus

9 Hullám frekvenciája: ν=1/(periódusidő)=1/T Egység: 1/s (Hz) A hullám sebessége: c=λ/T= λ. ν Az EM hullám sebessége: c=3.108m/s (fényseb. vákuumban) λ=1 km → ν=300 kHz λ=1.10-9m = 1 nm → ν= Hz

10 Lényeges változás ionizál: > 3PHz, <100 nm Foton energiája: E=h.ν → Planck-á. h= J.s 1 eV = J

11

12 Fő EM sugárzó: Nap (178 PW) A földi élet alapja

13 A Föld geotermikus sugárzása: ~0.063W/m2 → ~0.5 PW

14 Általában: sugár-egészségügyileg eltérő tulajdonságú tartományok:
Melyek a káros jelenségek? Mi a káros jelenségek kialakulásának feltétele? Milyen mennyiségekkel jellemezzük a besugárzásokat? Dozimetriájuk, védekezés

15 Külön tárgyalandók: Alacsony frekvenciák (<3kHz) Nagyfrekvenciás terek (10 kHz- 300 GHz; E ~ neV – meV ) Optikai tartomány (IR-látható-UV → 1 mm < λ < 100 nm; 300 GHz–3PHz) Ionizáló sugárzások (Rtg, gamma)

16 Példa: mobilok → 0.9, 1.8, 2.1GHz A sugárzó készülék: problematikus

17 Rengeteg nyitott kérdés!
Milyen egészségügyi hatásai vannak a nem-ionizálóknak? Melyek a hatásmechanizmusok sejtszinten? Hogyan kell dózisokat a legjobb módszerrel megállapítani és mekkorák engedhetők meg? Közérdeklődés, nehéz kutatások

18 2. Term. radioaktív sugárzások
Részecske és EM sugárzások: ionizáló sugárzások Célunk: a természetes okú ionizáló sugárzások áttekintése Ionizálás: > 10eV; a részecskék energiája általában ennél nagyságrendekkel nagyobb

19 Radioaktivitás a természetben:
Az aktív magok bomlásai α → 4He (2p+2n) mag, A 4-el Z 2-vel csökken β- → el. és antineutrinó, A marad, Z eggyel nő γ → ugyanaz a mag marad Minden esetben ionizáló sugárzás!

20 Hosszú felezési idejű izotópok:. túlélték a Föld kialakulása. (~4
Hosszú felezési idejű izotópok: túlélték a Föld kialakulása (~4.6 mrd év) óta eltelt időt Nehézeknél: radioaktív családok 4n → tóriumsor 23290Th, 14mrd év 4n+1 → nincs, 23793Np 2.2 mill. év 4n+2 → uránsor 23892U, 4.5mrd.év 4n+3 → aktiniums. 235U, 0.7mrd.

21 U és Th sok van a Földön U ppm mennyiségben mindenütt → főleg 238U (99.3%) → leányele-me a 22286Rn (3.8 nap) → probléma Más hosszú felezési idejű izotópok: Példa: 4019K (1.28 mrd.év, 0.012%) A K ~ mindenütt jelen van!

22 Kozmikus sugárzás: világűrből érkezik
Ok: asztrofizikai folyamatokban nagy energiájú részecskék és gamma fotonok keletkeznek Összetétele: folyamatos vizsgálat Föld felszínére a légkörön át érkezik

23 Kozmikus sugárzás: főleg proton
kozmikus záporok

24 Kozm.: 8%-ban okozza a terhelést

25 Folyamatosan keletkező izotópok:
3H, 14C; ok: kozmikus sugárzás 146C (5730 év), reakció: 14N(n,p)14C Évente 7kg keletkezik, ~56t CO2-n keresztül gyors keveredés Élő szervezetekben mindenütt van: egyensúlyban g-ként 13.5 bomlás/s Radiocarbon kormeghatározás!

26 M.o.-on 3mSv/év; ettől ~1.5.10-4 rák

27 Összefoglalás: az EM és a radioaktív sugárzások mindenütt jelen vannak az EM sugárzások forrása természetes és mesterséges A radioaktivitás a természet része: a környezet sugármente-sítése lehetetlen illúzió Számos nyitott kérdés!

28 Sok megállapítás nyilvánvaló:
Jól ismerjük az ionizáló sugárzá- sok hatásait A hatások mindenütt vannak és küszöbhöz kötődnek Megengedett dozimetriai értékek Nem csak természettudományos szempontok, de társadalmiak is