방사성 물질은 양면성을 가지고 있습니다. 지구에 활력을 주기도 하지만 생물을 말살 할 수도 있으며 자연 환경에서 태어난 자연 법칙으로서 조심히 사용하여야 합니다.
1) 방사능 발견
1896년 앙투안 앙리 베크렐(Antoine-Henri Becquerel)은 우라늄 광석에서 방사능을 처음으로 발견했습니다. 그 후 과학자들은 방사능을 많이 연구하기 시작했고 오늘날 우리가 알고 있는 방사선, β 방사선, γ 방사선α 세 가지 유형의 방사선을 발견했습니다.
그러나 당시에는 미스터리로 여겨졌던 불활성 돌에서 에너지가 방출된 이유는 명확하지 않았습니다. 1915년이 되어서야 아인슈타인의 질량-에너지 방정식 E=MC^2를 통해 사람들은 방사성 에너지의 근원을 이해하게 되었고, 작은 질량 손실만으로도 충분히 강력한 에너지를 생산할 수 있다는 것을 알게 되었습니다.
이제 우리는 핵이 양성자와 중성자로 구성되어 있고 전자가 그 주위를 돌고 원자가 화학 반응에서 전자를 분리하거나 교환할 수 있지만 핵 자체는 변하지 않는다는 것을 알고 있습니다.
그래서 보통 우리는 핵이 안정적이라고 생각하지만 그렇지 않습니다.
방사능은 원자핵이라 할지라도 갑자기 변하여 다른 원소로서 작은 입자를 저절로 내뿜을 수 있음을 밝혀 줍니다.
원소가 한 원소에서 다른 원소로 자연적으로 변하는 과정을 방사성 붕괴라고 합니다.
2) α 광선, β 광선 및 γ 광선
방사성 핵에서 분출되는 입자에는 두 가지 유형이 있습니다.
예를 들어, 탄소 원자핵은 빠르게 움직이는 전자를 방출하여 질소 원자핵으로 변할 수 있습니다. 그리고 이 매우 빠른 전자빔을 우리는 β 광선이라고 부르며, 이 과정을 β 붕괴라고 부릅니다.
이렇게 방출된 전자는 핵 내 중성자의 붕괴에 의해 형성되며, 동시에 중성자는 양성자가 되어 핵에 남게 되고, 중성미자가 방출됩니다.
그리고 α 붕괴는 물론 α 입자 빔, 즉 α 광선의 방출입니다. α 입자는 핵에 두 개의 양성자와 두 개의 중성자로 구성되어 있으며, α 입자는 전자보다 8,000배 크기 때문에 α 광선은 훨씬 느립니다.
α 입자를 모두 포집할 수 있다면 헬륨을 얻을 수 있습니다. α 입자는 실제로 헬륨 원자핵이기 때문입니다.
방사성 핵의 α 붕괴 및 β 붕괴 후 새로 생성된 핵은 종종 높은 에너지 준위에 있으며 더 낮은 에너지 준위로 전환하기 위해 γ 광선이 방출됩니다.
γ선은 사실 광자이므로 파장이 0.01옹스트롬보다 짧은 전자기파임을 알 수 있습니다. 그 에너지는 가시광선의 1,000배입니다.
3) 방사능의 요점
우선, 원소 방사능이 없다면 지구는 죽은 별이 될 것입니다.
방사성 원소에 의해 발생하는 열은 지열 에너지의 주요 원천입니다.
지열원의 약 80%는 방사성 원소의 붕괴에 의해 생성된 에너지에서 나오며 열을 발생시키는 주요 동위원소는 K40, U238, U235 및 Th232입니다. 그들이 방출하는 열은 지구에 흐르는 용암을 허용하고 흐르는 철과 니켈은 지구의 자기장을 만듭니다.
둘째, 일상 생활에서 방사능에 대한 노출이 적지 않습니다.
일반 화재 경보기의 복사 아메리슘과 마찬가지로 α 광선을 방출합니다.
α 입자는 공중에서 몇 센티미터만 날 수 있기 때문에 너무 조심해서는 안 됩니다. 일상 생활 응용 분야에서 α 광선은 완전히 안전합니다.
β 광선은 α 광선보다 더 멀리 이동하고 더 투과합니다. 따라서 방사성 원자는 환자의 몸에서 화학 물질의 움직임을 보여주는 형광 투시 도구로 치료에 사용될 수 있습니다.
γ 광선은 가장 높은 에너지이며 신체를 관통할 수 있습니다. 과일의 유통 기한을 연장하기 위해 박테리아를 죽일 수 있습니다. 암세포는 방사선 요법으로 죽일 수 있습니다. 예를 들어 우주 탐사 임무와 과거의 심장 박동기에서 전기를 생성하기 위해 열을 방출할 수도 있습니다.
물론 방사능도 해롭습니다
핵 방사선이라고도 하는 방사능은 원자에 더 많은 손상을 입힐수록 더 갑자기 느려지는데, 이를 이온화라고 합니다.
따라서 α 입자가 다른 원자에 부딪히면 이온화가 가장 커지고 γ 입자가 이온화를 가장 적게 일으킵니다.
방사선이 인간에게 끼치는 가장 심각한 피해는 DNA에 손상을 입힌다는 것입니다.
α 입자는 피부를 뚫고 들어갈 수 없지만 체내의 방사성 물질을 흡입하거나 섭취하면 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
구체적으로, 이온화 방사선은 고에너지의 빠르게 움직이는 입자를 운반하는 전하 또는 전하를 띤 입자가 인체에 침투하여 유기체의 구조와 기능에 변화를 일으킬 때 체내 원자의 이온화입니다.
직접 작용: DNA, RNA 등과 같은 인체의 거대분자를 사용한 이온화는 거대분자를 직접 이온화하고 여기시켜 분자 구조의 변화(예: 직접 분해)와 생물학적 활성의 손실을 초래합니다.
간접 작용: 인체의 대부분의 세포는 물이므로 이온화 방사선은 인체의 물 분자를 이온화하거나 여기시키고 화학 반응이 일어나 고활성 자유 라디칼과 과산화물을 생성합니다. 이러한 활성 물질은 인체의 분자와 쉽게 반응하여 분자 구조를 파괴하여 기능 장애 및 전신 병리를 유발합니다.
그래서 결국에는 세포를 직접 죽이고 생명을 끝내거나 둘 중 하나입니다. 돌연변이 유발 세포, 일반적으로 암은 만성 사망과 같습니다. 더욱이 현재 방사선 질환에 대한 치료법은 없습니다. 물론 당황할 필요는 없으며 이 지점에 도달하려면 상당한 양의 방사선이 필요합니다.