Hotline: 096 302 9988

Hỗ trợ: 096 302 9988

sales@hoachat.com.vn

Phóng xạ là gì? Đặc điểm của các loại tia phóng xạ

14/12/2021

Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một số hạt nhân không bền vững kèm theo sự phát ra các bức xạ điện tử. Để có thể hiểu rõ hơn phóng xạ là gì và trả lời được câu hỏi phóng xạ nguy hiểm như thế nào, các bạn hãy cùng theo dõi nội dung bài viết dưới đây với chúng tôi nhé.

Phóng xạ là gì

Phóng xạ là gì

Phóng xạ là gì?

Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự phân rã, biến đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân, thường được gọi là các tia phóng xạ. Tia phóng xạ có thể là chùm các hạt mang điện dương như hạt proton, hạt anpha hoặc mang điện âm như chùm electron phóng xạ beta hoặc không mang điện như hạt neutron, tia gamma.

Các nguyên tử có tính phóng xạ được gọi là các đồng vị phóng xạ còn các nguyên tử không phóng xạ được gọi là các đồng vị bền. Các nguyên tố hóa học không có đồng vị bền mà chỉ có các đồng vị phóng xạ được gọi là nguyên tố phóng xạ. 

Các quá trình phân rã phóng xạ

Quá trình phân rã phóng xạ

Quá trình phân rã phóng xạ

Phân rã phóng xạ là quá trình phân rã ngẫu nhiên ở cấp độ các nguyên tử đơn lẻ. Theo lý thuyết lượng tử thì không thể dự đoán được khi nào một nguyên tử cụ thể sẽ phân rã dù nó có tồn tại bao lâu. Tuy nhiên, với một số lượng đáng kể các nguyên tử giống hệt nhau thì tốc độ phân rã tổng thể có thể được biểu thị bằng hằng số phân rã hoặc chu kỳ bán rã. Phạm vi chu kỳ bán rã của nguyên tử phóng xạ rất lớn, gần như tính từ thời điểm bắt đầu phân rã đến lâu hơn rất nhiều so với tuổi của vũ trụ.

Hạt nhân đang phân rã được gọi là hạt nhân phóng xạ mẹ hay đồng vị phóng xạ mẹ và quá trình này sẽ tạo ra tối thiểu một nuclide con. Trừ sự phân rã gamma hoặc sự chuyển đổi bên trong từ trạng thái kích thích hạt nhân thì sự phân rã là quá trình biến đổi hạt nhân khiến cho một nuclide con chứa một số proton và/hoặc neutron khác nhau. Khi số lượng proton thay đổi thì một nguyên tử của một nguyên tố hóa học khác sẽ được tạo ra.

- Phân rã anpha xảy ra khi hạt nhân phóng ra một hạt anpha (còn gọi là hạt nhân heli).

- Phân rã beta xảy ra theo 2 cách:

  • Phân rã beta trừ xảy ra khi hạt nhân phát ra 1 electron và 1 phản neutrino trong một quá trình biến đổi 1 neutron thành 1 proton
Phân rã beta trừ

Phân rã beta trừ

  • Phân rã beta cộng xảy ra khi khi hạt nhân phát ra 1 positron và 1 neutrino trong một quá trình biến đổi 1 proton thành 1 neutron. Quá trình này được gọi là phát xạ positron.
Phân rã beta cộng

Phân rã beta cộng

- Trong phân rã gamma, một hạt nhân phóng xạ đầu tiên sẽ bị phân rã bởi sự phát xạ của một hạt anpha hoặc hạt beta. Hạt nhân con thường ở trạng thái kích thích và bằng cách phát ra photon tia gamma, nó có thể phân rã xuống trạng thái năng lượng thấp hơn.

Các tia phóng xạ phổ biến  

1. Phóng xạ anpha

  • Hạt anpha
Hạt anpha là các hạt nhân nguyên tử heli

Hạt anpha là các hạt nhân nguyên tử heli

- Hạt anpha là các hạt nhân nguyên tử heli (tạo thành từ 2 proton và 2 neutron) được phát ra bởi một số hạt nhân phóng xạ có số nguyên tử cao như uranium, plutonium, radium. Vì được phát hiện đầu tiên nên chúng có tên gọi là hạt anpha.

- Các nguyên tử lớn thường phân rã bằng cách phát ra một hạt anpha năng lượng. Những hạt này tương đối lớn và mang điện tích dương nên nó chỉ có thể đâm xuyên vào da ở độ sâu dưới 0,1 mm. Một mảnh giấy mỏng cũng có thể ngăn chặn hầu hết mọi hạt anpha.

- Mặc dù không có khả năng đâm xuyên tốt nhưng chúng có khả năng gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho các vật liệu mà chúng dừng lại bằng cách dịch chuyển các nguyên tử khi chúng chậm lại. Nếu chiếu xạ anpha trong một thời gian dài, giấy sẽ bị phá hủy.

  • Tia anpha

- Tia anpha là dòng các hạt nhân He chuyển động với tốc độ khoảng 20000km/s. Chúng có thể đi được trong không khí một khoảng chừng vài cm đến vài µm trong vật rắn,

- Sau khi phóng xạ anpha thu được, hạt nhân con sẽ lùi 2 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn hóa học. Trong điện trường, chùm tia anpha bị lệch về phía bản âm một góc lệch nhỏ hơn góc lệch của tia beta cộng.

2. Phóng xạ beta

  • Hạt beta

- Hạt beta là các electron có năng lượng được phát ra từ hạt nhân của các nguyên tử không ổn định như iodine-131, cesium-137. Những hạt này có thể xâm nhập vào da sâu ở độ sâu từ 1 đến 2 cm, gây nên những tổn thương cho lớp biểu bì và lớp dưới biểu bì. Muốn ngăn chặn hạt này cần một tấm nhôm nhỏ.

- Hạt beta được sinh ra khi 1 neutron phân rã thành 1 proton. Vì neutron là hạt trung hòa và proton là hạt mang điện tích dương nên để đảm bảo sự bảo toàn điện tích thì cần có một electron mang điện tích âm được phát ra. Một số đồng vị phân rã bằng cách chuyển đổi 1 proton thành 1 neutron, đồng thời phát ra một phản điện tử - positron.

Hạt phóng xạ beta

Hạt phóng xạ beta

  • Tia beta

- Tia phóng xạ beta trừ là dòng các hạt electron và nó bị lệch về phía bản dương trong điện trường và từ trường. Sau khi phóng xạ thu được, hạt nhân con sẽ tiến 1 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn hóa học.

- Tia phóng xạ beta cộng là dòng các hạt positron có điện tích +e và có khối lượng bằng với khối lượng của electron. Sau khi phóng xạ thu được, hạt nhân con lùi 1 ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn hóa học.

3. Phóng xạ gamma

Tia gamma là các photon do hạt nhân phát ra. Thông thường thì một nguyên tử ở trạng thái kích thích sẽ khử kích thích bằng cách phát ra tia gamma. Tia này cũng giống như sóng ánh sáng và tia X nhưng chúng thường có tần số cao hơn nhiều nên có nhiều năng lượng hơn.

Vì không có điện tích nên tia gamma có thể đi xuyên qua hầu hết các vật chất một cách dễ dàng. Muốn ngăn chặn tia này cần sử dụng gạch chì.

Các loại phóng xạ điển hình

Các loại phóng xạ điển hình

Các nguồn phát sinh bức xạ

1. Bức xạ “nhân tạo”

  • Máy dò khói

Máy dò khói sử dụng đồng vị Americium-241 và đồng vị này phát ra các hạt anpha với năng lượng lên tới 5,4 MeV. Các hạt này được sử dụng để ion hóa không khí. Khi không khí bị ion hóa, một dòng điện nhỏ có thể chạy qua nó. Khi khói xâm nhập vào buồng, dòng điện sẽ tăng điện trở và âm thanh báo động được phát ra từ mạch.

Máy dò khói sử dụng đồng vị Americium-241

Máy dò khói sử dụng đồng vị Americium-241

  • Nhà máy điện đốt than

Than là loại nhiên liệu không tinh khiết, chứa asen, lưu huỳnh, thủy ngân, 1,3 ppm uranium, và 3,4 ppm thorium. Khi cháy, các đồng vị phóng xạ này được thải vào khí quyển và xâm nhập vào hệ sinh thái.

  • Vụ nổ vũ khí hạt nhân

Trước khi bị cấm bởi Hiệp ước Cấm Thử nghiệm năm 1963, hàng trăm vụ thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển đã xảy ra. Các vụ thử nghiệm này đã để lại các đồng vị phóng xạ tồn tại lâu dài trong bầu khí quyển.

Vụ nổ vũ khí hạt nhân

Vụ nổ vũ khí hạt nhân

2. Bức xạ tự nhiên

  • Khí radon

Khí radon loại khí tự nhiên có nguồn gốc từ đất và có ở khắp mọi nơi trên Trái Đất. Nó phát ra các hạt alpha có thể làm hỏng ADN và là nguyên nhân dẫn đến ung thư nếu hít phải.

  • Các tia vũ trụ

Tia vũ trụ là các hạt năng lượng có nguồn gốc từ bên ngoài Trái Đất, có trong Mặt Trời, các ngôi sao, thiên hà và siêu tân tinh. Hầu hết trong số này là proton. Bầu khí quyển đã cản lại hầu hết các tia vũ trụ đi đến Trái Đất nhưng trong quá trình di chuyển bằng đường hàng không, một tia sẽ tích lũy với liều lượng cao hơn nhiều.

Phóng xạ nguy hiểm như thế nào?

Phóng xạ nguy hiểm như thế nào? 

Phóng xạ nguy hiểm như thế nào? 

Tại sao bức xạ có hại cho sức khỏe con người

Phóng xạ có khả năng phá hủy cơ thể ở cấp độ tế bào vì nó làm hỏng phân tử AND, khiến các tế bào có AND chế đi hoặc diễn ra quá trình sửa chữa. Lúc này, những sai lầm trong quá trình sửa chữa tự nhiên cũng có thể xảy ra, kéo theo sự hình thành của các tế bào ung thư. Tùy vào mức độ và liều lượng tiếp xúc mà phóng xạ có thể gây tử vong ngay lập tức hoặc nhẹ hơn là ung thư phổi, máu, da, tuyến giáp, suy thoái tiền liệt tuyến...

Tất cả chúng ta đều tiếp xúc với cả hai nguồn bức xạ là tự nhiên và nhân tạo nhưng trong giới hạn an toàn. Trong đó nguồn bức xạ nhân tạo chiếm khoảng 15% và đa phần chúng đến từ quá trình chụp phim X-quang, chụp CT... và một phần nhỏ từ điện hạt nhân, các thử nghiệm vũ khí.

Chụp phim X-quang, chụp CT là nguồn phát sinh bức xạ nhân tạo

Chụp phim X-quang, chụp CT là nguồn phát sinh bức xạ nhân tạo

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tác động của phóng xạ với sức khỏe con người

  • Tính nhạy cảm với phóng xạ của các mô

Các tế bào và các mô khác nhau sẽ có sự nhạy cảm với tia phóng xạ khác nhau. Những tế bào chưa biệt hóa và những tế bào có khả năng phân bào cao như tế bào gốc, tế bào ung thư sẽ dễ bị các tia phóng xạ làm tổn thương hơn.

Tia phóng xạ làm giảm nhanh sự phân chia tế bào gốc hơn tế bào trưởng thành, thường có khoảng thời gian tiềm ẩn giữa sự phơi nhiễm phóng xạ với tổn thương quá mức do phóng xạ. Những tổn thương sẽ không biểu hiện ra ngoài cho đến khi có một lượng đáng kể các tế bào trưởng thành chết do quá trình lão hoá tự nhiên và do mất tế bào gốc mà không được thay thế.

Mức độ nhạy cảm của tế bào với phóng xạ giảm dần theo thứ tự: Tế bào bạch huyết → Tế bào gốc → Tế bào tăng sinh tủy xương → Tế bào biểu mô ruột → Tế bào gốc biểu bì → Tế bào gan → Tế bào biểu mô phế nang và biểu mô đường mật → Tế bào biểu mô thận → Các tế bào nội mô (màng phổi và phúc mạc) → Tế bào mô liên kết → Tế bào xương → Tế bào cơ, não và tủy sống

  • Cường độ phóng xạ và thời gian phơi nhiễm

Liều cao, đơn và nhanh sẽ gây hại nhiều hơn so với liều tương tự nhưng phơi nhiễm trong vài tuần hoặc vài tháng.

Mức độ ảnh hưởng của phóng xạ cũng phụ thuộc vào phần cơ thể bị phơi nhiễm. Khả năng gây bệnh chắc chắn sẽ xảy ra, thậm chí là tử vong nếu chiếu xạ toàn thân một liều > 4,5 Gy trong thời gian từ vài phút đến vài giờ. Tuy nhiên, liều 10 Gy có thể được dung nạp tốt nếu chiếu vào một vùng nhỏ của mô trong một thời gian dài (dùng trong điều trị ung thư).

  • Tuổi của bệnh nhân

Trẻ em là đối tượng dễ bị tổn thương do phóng xạ hơn vì chúng có khả năng phân chia tế bào cao hơn.

  • Bệnh nền
  • Sự có mặt của các rối loạn thiếu hụt sửa chữa ADN di truyền

Các bệnh có thể kể đến là thiếu máu Fancon, thất điều giãn mạch "ataxia-telangiectasia”, hội chứng Bloom, bệnh mô liên kết, đái tháo đường,…

Tác hại của phóng xạ đến sức khỏe con người

Khi bức xạ ion ở mức thấp tác động đến con người thì việc gây hại không thể nhận biết ngay được mà phải sau một thời gian mới có biểu hiện bệnh. Tuy nhiên nếu chiếu lên cơ thể một liều lượng phóng xạ quá lớn so với giới hạn cho phép tối đa thì chỉ sau 7 đến 10 ngày, bệnh đã được biểu hiện rõ ràng.

Tác động của phóng xạ gây ra các vấn đề như sau:

- Gây rụng tóc, ung thư da, đục thủy tinh thể.

- Cường giáp, ung thư tuyến giáp, ung thư phổi

- Làm giảm số lượng tế bào lympho trong máu khiến máu dễ bị nhiễm trùng hơn.

- Gây nôn ói, tiêu chảy.

- Bức xạ giết chết các tế bào thần kinh và các mạch máu nhỏ, gây nên những cơn co giật, suy tim và nạn nhân có thể chết ngay lập tức.

- Phóng xạ gây suy thoái tiền liệt tuyến, buồng trứng, tinh hoàn, ung thư vú.

- Tác động trực tiếp tới tủy xương - nơi sản sinh ra các tế bào máu. Đây là nguyên nhân dẫn đến các bệnh như ung thư máu, máu trắng

Các mức độ nguy cơ khi tiếp xúc với phóng xạ (đơn vị Sv):

Mức độ bình thường: Không có triệu chứng và không có nguy cơ bị ung thư

0,00001-0,0004

Chụp X-quang y khoa

0,0024

Bức xạ tự nhiên mà một người có thể chịu được trong một năm

0,01

Chụp CT toàn cơ thể

Không có triệu chứng ngay lập tức nhưng có làm tăng nguy cơ bệnh tật nghiêm trọng sau này

0,1

Giới hạn cho những người làm việc trong môi trường có phóng xạ trong vòng 5 năm

0,35

Độ phóng xạ phát hiện được trong thảm hoạ nguyên tử Chernobyl xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986 ở Pripyat, Ukraina khi nhà máy điện nguyên tử Chernobyl  bị nổ.

0,4

Độ phóng xạ phát hiện trong sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima năm 2011.

1

Có thể gây bệnh và nôn ói

Có khả năng gây tử vong do bệnh bức xạ và mắc bệnh ung thư sau này

2

Bệnh bức xạ cấp tính

5

Một liều duy nhất cũng có khả năng giết chết một nửa số người tiếp xúc với nó trong vòng một tháng

6

Mức độ phóng xạ điển hình của công nhân đã chết trong thảm họa Chernobyl trong vòng một tháng

10

Gây tử vong trong vòng vài tuần tiếp xúc

Mối liên quan giữa mức độ tiếp xúc, thời gian tiếp xúc để khởi phát triệu chứng: 

Tiếp xúc với một liều lượng lớn phóng xạ trong một thời gian ngắn sẽ xuất hiện các biểu hiện của bệnh bức xạ cấp tính. Tình trạng cũng có thể xảy ra nếu tiếp xúc lâu dài.

Liều phóng xạ

1-2 Sv

2-6 Sv

6-8 Sv

8-10 Sv

Triệu chứng sớm 

Buồn nôn

6 giờ

2 giờ

1 giờ

10 phút

Tiêu chảy

 

8 giờ

3 giờ

1 giờ

Đau đầu

 

24 giờ

4 giờ

2 giờ

Sốt

 

3 giờ

1 giờ

1 giờ

Triệu chứng muộn

Chóng mặt và mất phương hướng

 

 

1 tuần

Ngay lập tức

Mệt mỏi

4 tuần

1-4 tuần

1 tuần

Ngay lập tức

Rụng tóc

Nôn ra máu và tiểu ra máu

Nhiễm trùng

Vết thương lâu lành

Tụt huyết áp

 

1-4 tuần

1 tuần

Ngay lập tức

Giải pháp phòng ngừa nhiễm phóng xạ

Giải pháp phòng ngừa phóng xạ

Giải pháp phòng ngừa phóng xạ

- Tránh nhiễm các chất phóng xạ và giảm thiểu tối đa thời gian phơi nhiễm cũng như tối đa hóa khoảng cách với nguồn phóng xạ, đồng thời che chắn nguồn cẩn thận.

- Trong quá trình chụp phim liên quan đến các bức xạ ion hoá, nhất là trong quá trình xạ trị ung thư, cần sử dụng các khối bảo vệ bằng chì hoặc tạp dề để che chắn những bộ phận không được điều trị hoặc không cần chụp mà dễ bị tổn thương nhất như tuyến sinh dục, tuyến giáp, vú. Tuy nhiên, nếu kéo dài thời gian phơi nhiễm thì những biện pháp che chắn này hầu như không có ích với các tia gamma năng lượng cao.

- Trong trường hợp hạt nhân phóng xạ sinh ra trong một vụ khủng bố hoặc được giải phóng trong một tai nạn nhà máy điện hạt nhân thì cần sử dụng các biện pháp đề phòng tiêu chuẩn, các biện pháp khử nhiễm xạ và duy trì khoảng cách an toàn từ các bệnh nhân bị nhiễm xạ khi không trực tiếp chăm sóc.

- Các nhân viên làm việc xung quanh nguồn bức xạ phải mang thẻ liều kế nếu có nguy cơ phơi nhiễm trên 10% liều lượng cho phép tối đa của nghề nghiệp (0.05 Sv).

- Khi có sự cố phóng xạ do tai nạn nhà máy điện hạt nhân hoặc chất phóng xạ bị giải phóng một cách cố ý, cần tìm nơi ẩn nấp tại chỗ hoặc di chuyển khỏi khu vực bị nhiễm xạ. Mọi người nên làm theo hướng dẫn của các nhân viên y tế cũng như phát sóng trên đài truyền hình, đài phát thanh để lựa chọn ra phương án tốt nhất. Nơi trú ẩn nên chọn chỗ trung tâm của các kết cấu bê tông hoặc kim loại ở tầng trên hoặc dưới, ví dụ như tầng hầm để đảm bảo độ an toàn nhất có thể.

Trên đây là các thông tin về phóng xạ là gì mà VIETCHEM muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng rằng, bài viết này sẽ phần nào giúp bạn phòng ngừa được nguy cơ lây nhiễm phóng xạ và bảo vệ được sức khỏe của bản thân, gia đình. Hãy theo dõi https://ammonia-vietchem.vn/ để xem những bài viết mới nhất nhé!

Xem thêm:

Đánh giá - Bình luận
Nhận xét đánh giá

Không được bỏ trống

Không được bỏ trống

Không được bỏ trống

Vui lòng đợi

Chúng tôi sẽ liên hệ tới bạn sớm nhất có thể

Có lỗi hệ thống, vui lòng thử lại sau, xin cảm ơn!.

096 302 9988