Phóng xạ là gì? Các tia phóng xạ? Nêu định luật phóng xạ?

1. Phóng xạ là gì?

– Khái niệm: Là hiện tượng một hạt nhân không bền vững, tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác.

     A → B + C

Trong đó hạt nhân phóng xạ (A) được gọi là hạt nhân mẹ. Các hạt nhân sản phẩm (B, C) được gọi là hạt nhân con.

2. Các tia phóng xạ:

  – Các loại tia phóng xạ : có 3 loại tia phóng xạ đó là tia α, tia β, tia γ.

3. Nêu định luật phóng xạ?

Trong quá trình phân rã, số lượng hạt nhân phóng xạ giảm dần theo thời gian theo định luật hàm mũ.

Ban đầu có N hạt nhân. Sau khoảng thời gian khổng lồ, số nhân còn lại 

trong đó: T là chu kỳ bán rã. Mỗi lần T, một nửa số hạt nhân hiện có sẽ phân rã.

– Khi đó số hạt nhân đã phóng xạ là: N0 – N(t)

– Vì khối lượng tỉ lệ thuận với số hạt nhân

4. Nhiễm phóng xạ nguy hiểm như thế nào?

Tùy theo mức độ, liều lượng tiếp xúc mà phóng xạ có thể gây tử vong ngay lập tức hoặc dẫn đến các bệnh lí như ung thư da, phổi, máu, tuyến giáp, suy thoái tiền liệt tuyến…

Chúng ta vẫn được tiếp xúc trong giới hạn an toàn với cả nguồn bức xạ tự nhiên (mặt đất, không gian…) và nhân tạo. Trong đó, nguồn bức xạ nhân tạo sử dụng khoảng 15%, nhưng phần lớn bức xạ nhân tạo mà con người tiếp xúc là trong y học như chụp X-quang, CT…, một phần nhỏ từ hạt nhân, thử nghiệm vũ khí.

Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không tự biến đổi ổn định, giải phóng năng lượng dư thừa của chúng và phát ra các bức xạ hạt nhân, thường được gọi là tia phóng xạ. Tia phóng xạ có thể là các cụm hạt tích điện dương như hạt alpha, proton; tích điện âm như chùm tia bức xạ beta; không tích điện như neutron, tia gamma.

Phóng xạ có khả năng phá hủy cơ thể ở cấp độ tế bào. Phóng xạ sẽ làm hỏng các phân tử DNA. Các tế bào có DNA bị hỏng sẽ chết hoặc diễn ra quá trình sửa chữa. Khi những lỗi đó xảy ra trong quá trình sửa chữa tự nhiên, dẫn đến hình thành các tế bào ung thư. Ở các mức độ khác nhau, cơ thể chúng ta sẽ bị ảnh hưởng khác nhau. Mức độ tổn thương phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc và cường độ của phóng xạ.

Khi con người bị ảnh hưởng bởi các bức xạ ion ở mức thấp thì việc gây tác hại không thể nhận ra ngay lập tức, do đó, phải mất một thời gian để bệnh biểu hiện. Tuy nhiên nếu chiếu lên cơ thể một liều lượng quá lớn so với giới hạn tối đa được phép, chỉ sau 7 đến 10 ngày, tình trạng bệnh sẽ được xác định. Nguy hiểm nhất đối với những người thường xuyên tiếp xúc với bức xạ ion hóa là ung thư.

• Da, tóc: Rụng tóc, gây ung thư da.
• Mắt: xuất hiện tình trạng đục thủy tinh thể.
• Tuyến giáp: các bệnh lí cường giáp, ung thư tuyến giáp.
• Phổi: Ung thư phổi.
• Huyết học và miễn dịch: Số lượng tế bào lympho trong máu sẽ giảm, khiến dễ bị nhiễm trùng hơn.
• Tiêu hóa: Buồn nôn, nôn nhẹ, tiêu chảy.
• Hệ thần kinh: Bức xạ giết chết các tế bào thần kinh và các mạch máu nhỏ, có thể gây co giật và tử vong ngay lập tức.
• Hệ tim mạch: Làm hủy hoại trực tiếp đến các mạch máu nhỏ, có thể gây suy tim và tử vong.
• Sinh dục: các bệnh lí suy thoái tiền liệt tuyến, tinh hoàn, buồng trứng, ung thư vú.
• Tủy xương: Ảnh hưởng trực tiếp đến tủy xương nơi sản xuất tế bào máu, dẫn đến nguy cơ mắc các bệnh như máu trắng, ung thư máu.

5. Giải pháp phòng ngừa nhiễm phóng xạ:

– Giảm thiểu phơi nhiễm

• Giảm thiểu phơi nhiễm bức xạ là bước đầu tiên và cũng là bước quan trọng nhất trong việc bảo vệ sức khỏe:
• Tránh phơi nhiễm không cần thiết với các nguồn phóng xạ. Quy định các khu vực có khả năng nhiễm phóng xạ cao.
• Tuân thủ các quy định về an toàn lao động tại nơi làm việc có phóng xạ.
• Sử dụng các thiết bị đo phóng xạ (dosimeter) để theo dõi mức độ phơi nhiễm và có các giải pháp xử lý phù hợp.

– Sử dụng thiết bị bảo vệ

• Thiết bị bảo vệ cá nhân đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm bức xạ:
• Nên sử dụng áo chì, kính chì và găng tay chì khi làm việc trong môi trường có mức phóng xạ cao.
• Các thiết bị bảo vệ khác như mặt nạ phòng độc và quần áo an toàn cũng nên được sử dụng ở nơi có mức độ phơi nhiễm.

– Các biện pháp cá nhân

• Các biện pháp cá nhân để giảm nguy cơ nhiễm xạ do nuốt phải và tiếp xúc trực tiếp:
• Rửa tay và mặt sạch sẽ sau khi làm việc trong môi trường phóng xạ.
• Không ăn, uống hoặc hút thuốc ở những khu vực có nguy cơ bức xạ cao.
• Sử dụng thực phẩm và nước đã được kiểm tra về phóng xạ.

– Khử nhiễm

• Khử nhiễm là biện pháp quan trọng để loại bỏ các hạt phóng xạ khỏi cơ thể và quần áo:
• Cởi bỏ quần áo và giày dép có thể giảm tới 90% mức độ tiếp xúc với phóng xạ trên cơ thể.
• Tắm bằng xà phòng và nước để loại bỏ các hạt phóng xạ còn sót lại trên da.

6. Bài tập vận dụng:

Câu 1: Khi nói về hiện tượng phóng xạ, hãy cho biết, ý nào dưới đây là sai?

A. Trong phóng xạ a, hạt nhân con sẽ có số nơtron < số nơtron trong hạt nhân mẹ.

B. Trong phóng xạ B-, hạt nhân con có số khối bằng hạt nhân mẹ nhưng có số proton khác nhau.

C. Trong phóng xạ B có sự bảo toàn điện tích bởi vậy số proton cũng được bảo toàn.

D. Trong phóng xạ B+, hạt nhân mẹ và con có số khối bằng nhau tuy nhiên số nơtron khác nhau.

Đáp án đúng: đáp án C

Câu 2: Khi nói đến hiện tượng phóng xạ, hãy cho biết, phát biểu đúng là phát biểu nào dưới đây?

A. Phóng xạ là phản ứng hạt nhân tỏa ra năng lượng.

B. Sự phóng xạ sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ trong chất phóng xạ.

C. Chu kỳ phóng xạ sẽ phụ thuộc vào khối lượng chất phóng xạ đó.

D. Sự phóng xạ sẽ phụ thuộc vào áp suất tác động lên bề mặt của khối chất phóng xạ đó.

Đáp án đúng: đáp án A

Phóng xạ, nhiệt hạch, phân hạch là các phản ứng có trong hạt nhân tỏa năng lượng.

Câu 3: Hãy chọn ý sai khi nói về tia gamma?

A. Là sóng điện từ mà có bước sóng cực kỳ ngắn.

B. Là chùm hạt phôtôn mang năng lượng cao.

C. Không bị lệch khi ở trong điện trường.

D. Chỉ được phát ra từ nguồn gốc là phóng xạ a.

Đáp án đúng: đáp án D

Giải thích: Tia gamma là sóng điện từ mang bước sóng cực kỳ ngắn (là chùm hạt phôtôn không mang điện và có năng lượng cực kỳ lớn) và thường được phát ra từ các quá trình của phản ứng hạt nhân (phóng xạ a là một phần).

Câu 4: Tia 3- là dòng các hạt:

A. Notron

B. Pozitron

C. Proton

D. Electron

Đáp án đúng: Đáp án D

Tia 3- là dòng các hạt Electron