Uszkodzenia radiacyjne w materii

Promieniowanie jonizujące w interakcji z materią powoduje różnorakie skutki, zarówno fizyczne, jak i chemiczne. Do tej pory na blogu przedstawiałem działanie promieniowania na organizmy żywe:

• choroba popromienna [LINK]
• mutacje [LINK]
• śmiertelna dawka promieniowania [LINK]
• incydent krytyczny w Tokaimura [LINK]
• napromieniowanie drwali w Gruzji [LINK]

Przyjrzyjmy się teraz działaniu promieniowania na materię nieożywioną. Promieniowanie jonizujące stanowi przekaz energii – jednostkę dawkipochłoniętej, greja (Gy) definiujemy jako dżul na kilogram (J/kg). Energia przekazywana przez promieniowanie może powodować m.in.:

• utratę struktury krystalicznej minerałów
• ciemnienie szkła
• kruszenie tworzyw sztucznych
• zmianę właściwości metali, głównie wzrost twardości

Skutki wywoływane w materii przez promieniowanie zależą od wielu czynników:

• rodzaju promieniowania (alfa, beta, gamma, neutrony, protony, jony)
• energii promieniowania
• mocy dawki
• czasu napromieniowania
• obecności innych czynników fizykochemicznych, mogących wzmacniać lub (rzadziej) osłabiać niszczący wpływ promieniowania (światło widzialne, ultrafiolet, podczerwień, tlen, woda, udary mechaniczne). 

Hipoteza LNT - model liniowy bezprogowy

Szkodliwe działanie promieniowania jonizującego zostało stwierdzone wkrótce po jego odkryciu. Najwcześniej dały znać o sobie tzw. skutki deterministyczne. czyli występujące zawsze po przyjęciu określonej dawki. Zaliczamy do nich rumień, martwicę skóry, utratę włosów, zaćmę, niepłodność czy też ostrą chorobę popromienną. Skutki deterministyczne mogą wystąpić po pewnym czasie od napromieniowania (np. zaćma), a próg dawki wywołującej dany objaw jest dość zmienny w obrębie populacji. 

https://docplayer.pl/23379011-Promieniowanie-jonizujace.html

Utylizacja promieniotwórczych zabytków - aspekt etyczny

Podczas dnia otwartego w Krajowym Składowisku Odpadów Promieniotwórczych w Różanie [LINK] zapytałem, czy do Składowiska trafiają przedmioty kolekcjonerskie, zawierające substancje radioaktywne. Uzyskałem odpowiedź twierdzącą. Przykładem był dzbanek do "napromieniowywania" wody z czasów radowego szaleństwa (najprawdopodobniej Radium Ore Revigator, który nasycał wodę radonem) - kolekcjoner, gdy dowiedział się, że obiekt zawiera źródło promieniowania, przyniósł je (do NCBJ?) z chęcią pozbycia się. 

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/radioactive-quack-cures/jars/index.html

Przypuszczam, że podobny los spotkał rozszczelnione kompasy Adrianowa, zegary lotnicze czy rentgenometry DP-63A, które rozsypują drobiny farby radowej, a także emitują spore ilości radonu. 

Pomiar promieniowania jodu-131 z tarczycy

Jod-131, omawiany przeze mnie kilka lat temu [LINK] jest szeroko stosowany w diagnostyce i leczeniu tarczycy. Najczęściej stosowanym badaniem jest scyntygrafia, czyli badanie wielkości, położenia, kształtu i jodochwytności tarczycy Przy leczeniu zaś jod stosuje się samodzielne lub jako uzupełnienie zabiegu operacyjnego usunięcia tarczycy. W tym drugim przypadku jod ma na celu zniszczenie resztkowego utkania tarczycy oraz mikro- i makroprzerzutów [LINK].

Bionerd, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

Promieniowanie jonizujące czy radioaktywne?

Promieniowanie jonizujące, któremu poświęcony jest mój blog, niekiedy bywa określane mianem „promieniowania radioaktywnego”, choć termin ten nie występuje ani w literaturze naukowej, ani w ustawodawstwie (por. prawo atomowe - LINK). Przyjrzyjmy się więc nazewnictwu od strony językowej.

Definicja przymiotnika „radioaktywny” w Słowniku Języka Polskiego odsyła nas do hasła „promieniotwórczy”, są to bowiem synonimy i mogą być używane wymiennie [LINK]. „Promieniotwórczy” zaś oznacza:

• „związany z promieniotwórczością” 
• „radioaktywny" . 

Promieniotwórczość z kolei to zdolność jąder atomowych do samorzutnego rozpadu, połączonego zwykle z emisją cząstek alfa, beta lub kwantów gamma. Zatem termin „promieniowanie radioaktywne” możemy zastąpić terminem „promieniowanie promieniotwórcze” i wychodzi nam pleonazm („masło maślane”), podobnie jak w przypadku terminu "demokracja ludowa" ("ludowe rządy ludu"). Określenie "promieniowanie radioaktywne (promieniotwórcze)" jest o tyle błędne, ponieważ promieniowanie samo w sobie nie jest „promieniotwórcze” („radioaktywne”), ono jest raczej skutkiem promieniotwórczości, czyli  zdolności do emitowania promieniowania przez niektóre pierwiastki. Warto też zwrócić uwagę na fakt, że promieniowanie jonizujące nie zawsze jest skutkiem zjawiska radioaktywności, które - z definicji - zachodzi na poziomie jądra atomowego. Przykładem może sytuacja, gdy elektron wybity na wyższą orbitę powraca na niższą, oddając nadmiar energii w postaci kwantu promieniowania rentgenowskiego - całe zjawisko zachodzi między powłokami elektronowymi (na rysunku  tor cząstki nr 1). Podobnie dzieje się w przypadku promieniowania hamowania (nr 2):

https://www.seceng.co.kr/eng/technology/xray_principle/?ckattempt=1

Targowe poszukiwania - pułapka 8 cps

Monitor skażeń RKP-1-2 jest świetnym przyrządem do poszukiwań "świecących" przedmiotów. Okienko pomiarowe, mieszczące 3 wysokoczułe liczniki STS-6 (lub odpowiedniki) ma dużą powierzchnię, co ułatwia poszukiwania na większym obszarze i z dalszej odległości, a analogowy mikroamperomierz ma mniejszą bezwładność niż wyświetlacz, co zapewnia błyskawiczną reakcję na wzrost i spadek mocy dawki. Spust w uchwycie umożliwia natychmiastowe włączenie i wyłączenie, pobór prądu jest mały, baterie starczają na rok cotygodniowego chodzenia na targi, zaś przyrząd jest wytrzymały na udary mechaniczne. We znaki daje się tylko znaczny ciężar (1,5 kg).

Detektory dla szkół cz. I - Edukacyjny Licznik Geigera

Dzięki uprzejmości Działu Edukacji i Szkoleń Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku (https://www.ncbj.gov.pl/deis) mam możliwość przedstawienia Edukacyjnego Licznika Geigera-Mullera. Jest on stosowany w projekcie „Edukacyjne Detektory Promieniowania”, dofinansowanym przez Ministerstwo Edukacji i Nauki (https://www.gov.pl/web/edukacja-i-nauka). Projekt ten stanowi kontynuację programu „Detektory dla szkół” i umożliwia bezpłatne wypożyczenie detektorów promieniowania dla celów szkolnych. Wystarczy wypełnić formularz zgłoszeniowy [LINK] i przedstawić własny projekt edukacyjny, zawierający opis planowanych pomiarów.

W ofercie projektu są dwa rodzaje przyrządów:

•      Edukacyjny Licznik Geigera-Mullera
•      CosmicWatch

Tutaj przedstawię Edukacyjny Licznik Geigera-Mullera (dalej: Licznik), a CosmicWatch omówię w osobnym wpisie.

Jednostki pomiaru promieniowania

Zostałem poproszony o przedstawienie zestawienia wszystkich jednostek stosowanych przy pomiarach promieniowania jonizującego wraz z przelicznikami. Zanim jednak zacznę, przypomnę podstawowe pojęcia w dozymetrii, jakimi są dawka i moc dawki.

Dawka oznacza sumę skutków wywołanych przez promieniowanie w danej objętości ośrodka. Z kolei moc dawki to prędkość, z jaką dawka jest przyjmowana. Najbardziej obrazowo można to porównać do objętości i prędkości przepływu. Kufel piwa (0,5 l) możemy wypić "na hejnał" albo sączyć przez godzinę. W obu wypadkach wypijemy tyle samo piwa, czyli przyjmiemy taką samą dawkę, jednak z różną prędkością (mocą dawki). Inny też będzie skutek, zarówno w przypadku piwa, jak i promieniowania, ale o tym za chwilę.

***

Warto zapamiętać, że gdy mówimy o dawce, zwykle odnosi się ona do jakiegoś czasu. Może to być rok, dzień, przelot samolotem, badanie diagnostyczne, czas trwania akcji ratowniczej, sesja radioterapii itp. Generalnie dawkę stosuje się do dłuższych odcinków czasu lub jeśli chcemy oszacować skutki napromieniowania na skutek przyjęcia określonej "porcji" promieniowania. W językach obcych określana jest jako ang. dose, niem. Dosis, ros. doza.

Z kolei moc dawki oznacza szybkość przyjmowania dawki promieniowania i wyrażana jest w jednostkach dawki (R, Sv) podzielonych na jednostkę czasu, zwykle godzinę, rzadziej sekundę. Obie wielkości są od siebie zależne - przy mocy dawki od tła naturalnego rzędu 0,3 µSv/h otrzymamy przez rok 2628 µSv (2,628 mSv), zaś otrzymawszy w czasie 5 godzin lotu dawkę 22,5 µSv możemy obliczyć moc dawki, jaka panowała na pokładzie samolotu - 4,5 µSv/h. Moc dawki wykazuje zawsze pewne wahania, wynikające ze statystycznego charakteru promieniowania - rozpady promieniotwórcze następują w sposób losowy, ze zmienną (nieznacznie) częstotliwością. Używając naszej piwnej analogii, każdy łyk piwa różni się objętością, czasem zdarzy się łyk podwójny, a czasem tylko symboliczny. Często więc łatwiej mierzyć łączną dawkę, niż śledzić ciągłe wahania mocy dawki. Inną analogią będzie deszcz padający ze zmienną intensywnością, ale dający w ciągu doby określony łączny opad w litrach na metr kwadratowy albo w ciągu roku, wyrażony w litrach. 

O atomie słów parę

Przekonanie, że świat składa się z atomów, sięga aż starożytności. Po raz pierwszy sformułował je Leucyp (Leukippos) z Miletu w V w. p.n.e., jednak przeważająca część pism tego filozofa zaginęła. Musimy więc posiłkować się pismami ucznia Leucypa, Demokryta z Abdery. Teoria atomistyczna następnie była rozwijana przez Epikura (341-271 p.n.e.). Atomy uważano wówczas za:

1. małe
2. niepodzielne
3. niezmienne
4. nieprzenikliwe
5. różnią się rozmiarami i kształtem
6. otoczone próżnią
7. znajdujące się w wiecznym ruchu
8. właściwości ciał zależą od rodzaju tworzących je atomów i ich rozmieszczenia:
1. substancje twarde - atomy ułożone gęsto, miękkie - luźno
2. słodki smak - gładkie atomy
3. pozostałe smaki - ostre, nierówne atomy
9. istnienie jest skupieniem atomów, a śmierć rozproszeniem.

Teoria ta nie miała ścisłych podstaw eksperymentalnych, a jedynie filozoficzne, poparte prostymi obserwacjami przyrody. Mimo to, z pewnymi zastrzeżeniami (pkt. 2 i 3), niektóre założenia są nadal aktualne (pkt. 1, 5, 7 i częściowo 8). Atomy początkowo uważano za niepodzielne, czyli niemożliwe do rozbicia na mniejsze całości. Stąd też  ich nazwa, wywodząca się od gr. atomos. Miała ona również odbicie w języku polskim - wybitny polski chemik Ursinus Leopolita ze Lwowa (XIV w.) nazwał je „niesiekomymi”, czyli niedającymi się dzielić ("siekać"). Jak się jednak miało okazać na przełomie XIX i XX w., atomy mogą zarówno mogą się zmieniać jeden w drugi, jak również i dzielić - ale nie wyprzedzajmy faktów. 

Zakup w sklepie RadiaScan - przydatne porady

Dziś na blogu mam przyjemność publikować tekst Krzyśka, który opisał swoją drogę do zakupu dozymetru RadiaCode 101 w sklepie firmy RadiaScan. Oddaję głos Autorowi:

Cześć; szalom; aloha!

Klasyka cytując "nadejszła wiekopomna chwila" i zdecydowałem się na zakup dozymetru scyntylacyjnego Radiascan101 szeroko opisanego i testowanego tutaj: https://promieniowanie.blogspot.com/2021/06/dozymetr-radiacode-101.html

Jako, że dozymetrią zajmuje się hobbystycznie bardzo spodobała mi się współpraca z mapami Google w apce i to przesądziło o jego zakupie. Zdecydowałem się na zakup bezpośrednio od producenta czyli w https://radiascan.com/ .

Można oczywiście kupować na ebay.com lub śledzić rodzime portale aukcyjne ale pojawia się on rzadko. Na ebay dochodzą jeszcze prowizję dla portalu.

Zastanawiałem się nad bezpieczeństwem transakcji i płatnością zwłaszcza poza obszar UE, ale nie było tak źle. W moim przypadku pomogło konto na paypal.com. Konto założyłem lata temu, a ich mechanizm weryfikacji i bezpieczeństwa jest bardzo dobry. Nie oznacza, to że nie można zostać tam oszukanym ale nie posądzam o to tak poważnego sprzedawce, jak Radiascan który korzysta z usług tej platformy by coś kombinowała. Dodatkowo jest tam w opcjach jakaś gwarancja pozytywnej transakcji i PayPal będzie pomagał w ewentualnym sporze. Nie mam żadnych profitów z reklamy tego portalu, ale polecam założenie konta. Pomogło mi dokonywać zakupów kolekcjonerskich praktycznie na całym świecie za pomocą różnych portali aukcyjnych. Raz dokonywałem płatności na ebay.com przez paypal i nie otrzymałem przesyłki. Bez żadnego problemu miałem zwrot środków.

Z ważniejszych opcji to przekazywanie pieniędzy na całym świecie. Do przekazywanie wystarczy e-mail. Można zażądać płatności; można powiązać kartę; można przelać środki na konto paypal i z niego płacić, kto co woli i preferuje. Mechanizm weryfikacji i bezpieczeństwa jest znacznie lepszy od rodzimego PayU.

Wróćmy do rzeczy.

Na stronie producenta znalazłem kontakt: sergey@radiascan.com wysłałem maila z zapytaniem i czekałem. Korespondencja odbywa się po angielsku. ale bez obaw. Mój angielski praktycznie nie istnieje i posiłkowałem się translatorami. Ważne by pisać prostymi zdaniami. Czekałem; czekałem i się  nie doczekałem na odpowiedź. Dlatego zaczepiłem Alexa na chacie na stronie. Bardzo komunikatywny i sympatyczny człowiek. Odpisuje sprawnie i wyjaśniło się dlaczego na maila nie otrzymałem odpowiedzi. Odpowiedź została wysłana z adresu sergey@mydozimetr.ru którego nie wiedzieć dlaczego w grupie wp.pl przyjąć nie chcieli. Serwer odrzucał maile przychodzące.

Trzeba było działać, by chęć zakupu nie opadła

Dalsza korespondencję prowadziłem z Alexem na chacie. Nie posiadam innych komunikatorów ani kont na portalach społecznościowych. Historia chatu nie znika i jest dostępna cała korespondencja jaką prowadziłem. Nie czyściłem ciasteczek w przeglądarce, resztę tak i nie znikła.

Rozpoczęły się rozmowy. Pomny innych zakupów i wielkiego zdziwienia, kiedy to paczka została zatrzymana na cle i doliczone koszty dostawy przekraczające wartość przesyłki poprosiłem o rozbicie kwoty na deklaracji celnej na dwa składniki: dozymetr oraz koszty dostawy.

Dlaczego tak? A no dlatego, że polskie służby celne nie przyjmują do wiadomości, że jest coś takiego jak darmowa dostawa. Można tupać, można krzyczeć, można kwity pokazywać i tak nie zmieni to ich decyzji. Po prostu biorą wagę przesyłki cennik kurierskiej dostawy (zazwyczaj DHL lub UPS) i doliczają do wartości zadeklarowanej (około 80 euro). Od tego naliczany jest VAT oraz w zależności od przedmiotu cło. Elektronika zwolniona jest z opłat celnych - czy każda, nie wiem. Dlatego ważne jest, by kwota deklaracji składanej przez Radiascan była rozbita na dwie. Na dzień pisania tego artykułu cena za Radiascan101 wynosi $229 więc prosiłbym o rozbicie na $200 za dozymetr i $29 za wysyłkę. Uczynili to bez problemu.

Czy zawsze na cle wychwycą i dolicza przesyłkę jeśli nie jest zadeklarowana? Z informacji jakie znalazłem - tak, ale ponoć zdarza się, że nie. Warto się zabezpieczyć.

Rys. 1 - żądanie płatności

Dalej, znając mojego maila, Radiascan zażądał płatności (rys.1) w systemie PayPal wystawiając Fakturę (rys.2). 

Rys. 2 - faktura.

Otrzymuje się maila z informacją jak na rys.1. Następnie należy zalogować się na konto PayPal i dokonać płatności zgodnie z preferencjami jakie wybraliśmy. Jeśli powiązaliśmy kartę, będzie to natychmiastowe. Jeśli chcemy zasilić portfel na Paypal, musimy dokonać przelewu na wskazany rachunek (oczywiście w PLN) i poczekać z 2-3 dni na księgowanie. PayPal nie pobiera dodatkowych opłat za płatności. Prawdopodobnie zarabia na kursach przeliczenia.

Po opłaceniu wysłałem mailem namiary na przesyłkę. Tak mailem. Dziwne, ale maile wychodzące do Radiascana dochodzą. Dla potwierdzenia podałem, że to te same dane, co otrzymali z konta PayPal. Dostałem potwierdzenie, że płatność dotarła. Parę dni na pakowanie i obsługę, po czym otrzymałem numer przesyłki i paczka ruszyła w drogę.

Od momentu wydrukowania w rosyjskiej poczcie etykiety nadawczej do momentu dotarcia przesyłki do WER Warszawa minęło 5 dni. Super, zaraz będzie u mnie, pomyślałem.

Minął tydzień; minął drugi oraz trzeci a przesyłki nie ma. Status bez zmian „Nadejście do sortowni w kraju przeznaczenia” oraz „Przekazane służbom celnym”. No to do roboty, szukamy przesyłki.

Faza pierwsza dzwonimy na infolinię Poczty Polskiej. Bez problemy się połączyłem z miłymi paniami, ale tu się skończyło. Przesyłka w sortowni i nic nie mogą. Tłumaczę, ze przesyłka priorytetowa, a 3 tygodnie mijają. Otrzymałem informację, że mogę złożyć reklamację na opóźnienie – termin rozpatrzenia 30 dni. ??? No nic, składamy. Może jak będą widzieć, że w sprawie konkretnej przesyłki jest złożona reklamacja, to coś to przyśpieszy.

Na infolinii poczty otrzymałem jeszcze ważna informację. Zmieniły się w lipcu 2021 r. przepisy dotyczące opłat celnych i importowych. Teraz od każdej przesyłki musi być zapłacony VAT i CŁO. By skrócić ścieżkę związaną z uregulowaniem tych należności, należy upoważnić pocztę do składania w imieniu odbiorcy dokumentów do urzędu celnego. Te skrócenie formalności i upoważnienie poczty do załatwienia formalności celnych to „Pełnomocnictwo do działania w charakterze przedstawiciela pośredniego" (rys.3). Bierzemy dowód osobisty i udajemy się do placówki Poczty Polskiej. Niestety nie może to być agencja tylko placówka pocztowa [niestety - przyp. red.]. Załatwienie formalności to 10-15 minut po odstaniu swego w kolejce do okienka.

Rys. 3 - upoważnienie dla poczty do występowania w naszym imieniu

W przeciwnym razie przesyłka zostanie zatrzymana na cle.

Kiedyś było tak, ze dostawaliśmy powiadomienie, że musimy dosłać dokumenty potwierdzające, że kwota deklaracji zgadza się z kwotą płatności i inne okoliczności związane z importem które zażądają. Po dostarczeniu zostanie naliczone cło, a przesyłka zwolniona. Oczywiście to trwało. Czy to dalej funkcjonuje, pewnie tak, ale w zmienionej i uproszczonej formie. Można przeczytać o tym tutaj: https://emonitoring.poczta-polska.pl/instrukcja_pobrania_poswiadczonego_zgloszenia_celnego.pdf

Jak to czytałem to od razu wio na pocztę podpisywać upoważnienie. 

 

I tym sposobem minął czwarty tydzień oczekiwania przesyłki jak nie było tak nie ma. Poszukiwania trwają. Skoro w systemie jest, że przesyłka znajduje się w WER Warszawa, to szukam informacji o tym punkcie. Natrafiłem na stronę https://porady.org/wer-warszawa-czyli-co-zrobic-gdy-trafi-tam-twoja-przesylka/ . Podane są numery kontaktowe i maile, więc do dzieła. Po sto którejś próbie dodzwonienia się w końcu się udało. I nie było zdziwienia. Panie miłe i sympatyczne, ale odpowiedzi znane. To nie w tym dziale; to nie na tej sortowni; proszę czekać; zanotuje numer i poproszę itp. itd. Dowiedziałem się, że pisanie maili nie ma sensu, bo dostają ich tysiące wiec albo paczki albo maile. Na podanej stronie o WER Warszawa można poczytać o czasach oczekiwania. Tak sobie wydzwaniałem co parę dni po kilkadziesiąt prób połączeń, aż odpuściłem. Cóż trzeba czekać. Na innych WERach pewnie jest tak samo.

Aż tu po sześciu i pół tygodniach znienacka przesyłka zmieniła status na „zarejestrowana”.

Później przez pięć dni wędrowała pomiędzy terminalami przeładunkowymi; odprawą celną; urzędami pocztowymi, aż w końcu pojawił się upragniony status ‘wydana do doręczenia”

Po ponad siedmiu tygodniach będzie w końcu upragniona przesyłka. I to w piątek, czyli weekend z zabawką. Jednak to przecież Poczta Polska. Calutki dzień siedziałem w domku w trybie pracy zdalnej (uroki pandemii) i nigdzie nie wychodziłem. Nawet do sklepu. Czekan na upragniony dzwonek i na listonosza z paczuszką. Godziny mijają, a listonosza jak nie było, tak nie ma. Wchodzę na tracking przesyłki na stronach poczty i….. cyk „Awizo - przesyłka do odbioru w placówce”. Nawet nie miałem siły się zdenerwować.

Nowy tydzień więc po odbiór trzeba ruszyć. Do agencji pocztowej; odstać swoje.

Ze zmiętym awizem w strugach grudniowego deszczu oczekuje pod agencją pocztową w mojej zacnej wsi. Wejść do środka nie można bo tylko 2 osób może przebywać, a miejscowy listonosz to kwintesencja sloganu ”cyk i awizo”, więc takich jak ja jak jest sporo. Odstawszy swoje do pani w okienku się uśmiecham i daję awizo. Pani nurkuje w stercie przesyłek po parunastu sekundach się wyłania z paczuszką w ręce. „Podpisać na tablecie” słyszę i paczka moja. Nareszcie MOJA. Do widzenia mówię i już za klamkę łapie aż tu pani komunikuje „ale do zapłaty cło jeszcze jest”. Nosz….. już myślałem, ze na dziadka mroza prezent mi zrobili. Ale nie. Wyskakuje z ponad 260zł i już mogę iść. Oczywiście poczta oprócz cła doliczyła sobie za obsługę jeszcze za coś – pewnie za doręczenie. Nie mam sił już walczyć a szczęśliwy jestem, ze przesyłka już jest moja.

Pod domem sprawdzam zwyczajowo skrzynkę pocztową i widzę, ze list z Poczty Polskiej. Myślę sobie reklamację rozpatrzyli. Do domku; rączki umyć i otwieram pismo. A jakże. Reklamacja. Wiele sloganów o tym jak terminowość jest priorytetem dla poczty; że analizują każdy przypadek opóźnienia inne eufemizmy pospolitego określenia na oddalenie się w kierunku nieustalonym byle dalej a zaczynającym się na s… Dodatkowo wzmianka o tym, że od 2 lipca wydanie jest możliwe po dopuszczeniu paczki przez Krajową Administracje Skarbową. Kończąc reklamację pięknym sformułowaniem że w dniu 24 listopada packę wydano do doręczenia ani słowa dlaczego to trwało 7 tygodni. Oczywiście pismo zakończone jakże wzniosłym że dalsze korzystanie z usług będzie na poziomie oczekiwanym przeze mnie; małe szybkie przepraszamy za sytuację podpis pieczęć i koniec. Tak profesjonalizm bije niczym latarnia w ciemności.

Na kanapkę wypakować radiometr ściągnąć apkę i zabawa do padnięcia baterii.

Cały czas byłem w kontakcie z Alexem z Radiacode. Przepraszał mnie, ale przecież to nie jego wina, ze nasza poczta tak działa. Wiedzą, ze w Polsce są wielkie opóźnienia. Na pocieszenie powiedział, ze w Hiszpanii opóźnienia dochodzą do 3 miesięcy. Pytałem dlaczego nie wysyłają kurierem np. DHL; FedEx; GLS. Związane jest to z certyfikatami każdej przesyłki która nie jest przeznaczona do celów wojskowych który kosztuje 150 Euro oraz dodatkowo 75 Euro za przesyłkę. Widać więc, ze jest to nieopłacalne. Należy wziąć coś na uspokojenie i czekać. Po prostu czekać.

Podsumowując:

Polecam sklep Radiacode. Zarówno kontakt jak i obsługa na rewelacyjnym poziomie. Nie obawiać się o bezpieczeństwo zakupów. Zakup jak i płatności usprawnia znacznie konto PayPal. Należy przed zakupem bezwzględnie zaopatrzyć się z zapas cierpliwości i zakładać, że przesyłka będzie za 2 miesiące. Jak będzie szybciej to przynajmniej będzie pozytywne zaskoczenie.

***

Krzyśkowi dziękuję za szczegółowy, rozbudowany i napisany z humorem tekst. Od siebie dodam, że równolegle z jego bataliami oczekiwałem na mój RadiaScan 701A kupiony w tej samej firmie, wiedziałem zatem, czego się spodziewać. Niestety zaniedbałem złożenie pełnomocnictwa dla poczty, zatem od 29 listopada, gdy w śledzeniu pojawiło się "sent with customs notification" (wysłano zgłoszenie celne) do faktycznego otrzymania tego zgłoszenia (27 grudnia) minął prawie miesiąc.

Odpady radioaktywne

Temat odpadów radioaktywnych nieodłącznie związany jest z energetyką jądrową i stanowi jeden z dwóch kluczowych argumentów przeciwko jej rozwojowi (drugi to ryzyko awarii o dalekosiężnych i długotrwałych skutkach). Dyskusja jest często bardzo emocjonalna, bez liczenia się z faktami, szczególnie ze strony przeciwników energetyki jądrowej, zaś masowe skażenie Ziemi odpadami nuklearnymi jest często wykorzystywane w popkulturze. Każdy pewnie widział w filmach lub grach żółte, pordzewiałe beczki, z których wycieka świecąca ciecz, zmieniająca wszystkich w mutanty. 

https://fallout.fandom.com/wiki/Abandoned_waste_dump?file=FO76_Abandoned_waste_dump.png

Samo zagadnienie jest jednak bardziej złożone, niż by się mogło wydawać, szczególnie że odpady radioaktywne nie są wyłącznie domeną energetyki jądrowej, zaś metody ich przetwarzania i składowania są bardzo zróżnicowane. Zerknijmy zatem na fakty.

Czym są izotopy?

W ramach przedstawiania podstawowych zagadnień chciałbym przybliżyć pojęcie izotopu, stanowiącego jedno z najważniejszych zjawisk w fizyce jądrowej.

Izotopy są odmiennymi postaciami danego pierwiastka, różniącymi się liczbą neutronów w jądrze. Liczba protonów, czyli tzw. liczba atomowa, która świadczy o przynależności do danego pierwiastka, pozostaje taka sama, różna jest jednak liczba masowa, czyli suma liczby protonów i neutronów. Najłatwiej prześledzić to na przykładzie najlżejszego pierwiastka - wodoru. Ma on trzy izotopy:

• wodór lekki (¹H) - 1 proton = liczba atomowa 1 = liczba masowa 1
• wodór ciężki (²H, deuter, D) - 1 proton i 1 neutron = liczba atomowa 1 = liczba masowa 2
• wodór superciężki (³H, tryt, T) - 1 proton i 2 neutrony  = liczba atomowa 1 = liczba masowa 3

Wszystkie z nich mają podobne właściwości fizyczne i chemiczne, m.in. reagują z tlenem, tworząc wodę. Jednak ta woda będzie miała pewne różnice w gęstości, temperaturach przemian fazowych  (wrzenia, krzepnięcia) oraz przenikalności elektrycznej, w zależności od izotopu wodoru, z którego powstała. Przykładowo, woda ciężka (D₂O) będzie mieć wyższą temperaturę krzepnięcia i wrzenia w stosunku do wody lekkiej. Z kolei woda superciężka, znana też jako woda trytowa (T₂O), będzie radioaktywna, gdyż tryt jako jedyny z naturalnych izotopów wodoru emituje promieniowanie.

Tło promieniowania

Termin "tło promieniowania" lub "promieniowanie tła" (background radiation) pojawiał się już wielokrotnie na łamach bloga, jednak jeszcze nie został zdefiniowany per se.

Czym jest więc owo "tło promieniowania"?  Najkrócej rzecz ujmując, jest to całość promieniowania jonizującego, obecnego na stałe w przyrodzie [LINK]. Składa się ono z kilku źródeł, których udział jest zmienny w zależności od warunków geofizycznych w danym miejscu na kuli ziemskiej:

• promieniowanie kosmiczne, głównie wtórne, powstałe w wyniku reakcji promieniowania pierwotnego, bombardującego atmosferę z kosmosu, z atomami tlenu i azotu zawartych w powietrzu - jego udział rośnie wraz z ze wzrostem wysokości nad poziomem morza, o czym można przekonać się w wysokich górach czy, jeszcze dobitniej, podczas lotu samolotem
  

• naturalne pierwiastki radioaktywne zawarte w skorupie ziemskiej - jest to głównie uran i tor wraz ze swoimi produktami rozpadu, występujące zarówno jako główny składnik niektórych minerałów (uraninit, autunit, toryt, monacyt), jak również w śladowych ilościach w granicie i węglu. Innym naturalnym pierwiastkiem radioaktywnym jest potas-40, występujący w śladowych ilościach w potasie naturalnym. Warto tu jeszcze wspomnieć o radonie, radioaktywnym gazie powstałym w wyniku rozpadu radu, stale wydzielającym się z podłoża skalnego i niekiedy osiągającym wysokie stężenia we wnętrzach budynków.

  

  Zawartość aktynu-228, naturalnego pierwiastka z szeregu torowego, na terenie Polski, cyt. za:
   Atlas Radiologiczny Polski 2011.

  
  
  
  

Pomiar promieniowania beta

Promieniowanie beta stanowi strumień elektronów, czyli cząstek elementarnych o ujemnym ładunku elektrycznym. Jego przenikliwość jest znacznie większa niż cząstek alfa - w powietrzu mogą pokonać nawet kilka metrów, w ciele człowieka zaś kilka centymetrów, zatrzyma je dopiero blacha aluminiowa lub szkło, są jednak mniej przenikliwe niż kwanty promieniowania gamma [LINK].

Źródło - LINK

Do pomiaru promieniowania beta stosuje się głównie liczniki Geigera-Mullera, które z zasady mają bardzo wysoką wydajność pomiaru tej emisji, rzędu 99%, w odróżnieniu od 1% dla promieniowania gamma [LINK]. Mogą to być:

Promieniowanie neutronowe

Promieniowanie neutronowe to ostatni z najważniejszych rodzajów promieniowania jonizującego, choć zwykle rozpatrywany osobno, poza "typową" triadą emisji, czyli alfa, beta i gamma. Neutrony to cząstki elementarne pozbawione ładunku elektrycznego, co powoduje, że słabo oddziałują z materią i mają w niej duży zasięg. 

http://www.imp.lodz.pl/upload/edukacja/2014/Olszewski.pdf

Jako cząstki elementarne odpowiadają za istnienie izotopów, czyli pierwiastków o tej samej liczbie atomowej (liczbie protonów w jądrze), ale różnej liczbie masowej (sumie protonów i neutronów). Przykładowo uran ma 92 protony w jądrze, ale neutronów może być 143 (U-235), 146 (U-238) czy 141 (U-233). Z kolei izotony to izotopy mające tą samą liczbę neutronów w jądrze, ale różniące się liczbą protonów, zatem zawsze będą to izotopy innych pierwiastków. Przykładem może być azot-14 i węgiel-13. Istnieją jeszcze izobary, czyli pierwiastki o tej samej masie atomowej, która może być efektem różnych kombinacji liczby neutronów i protonów.

Podczas rozpadu beta minus neutron zamienia się w proton, emitując elektron i antyneutrino, zaś podczas rozpadu beta plus proton zamienia się w neutron z emisją pozytonu (elektron o dodatnim ładunku) i neutrina. 

https://express-news.me/?p=muytgnbsga5gi3bpgi2dema&sub1=split2606

Dodatkowo mają zdolność aktywacji niektórych pierwiastków, czyli tworzenia z nich izotopów promieniotwórczych. W ten sposób np. z nieradioaktywnego naturalnego kobaltu Co-59 powstaje radioaktywny izotop Co-60, a z azotu atmosferycznego węgiel C-14.

https://acg.missouri.edu/NAA.html

Przenikliwość oraz właściwości neutronów zależą w dużym stopniu od energii, stąd umowny podział na poszczególne grupy:

• powolne
• ultrazimne (10^-7 eV)
• zimne
• termiczne (1-100 meV)
• szybkie:
• gorące (0,1-10 eV)
• epitermiczne (0,025-10 keV)
• rezonansowe (1-100 eV)
• prędkie (0,5-15 MeV)
• superszybkie (>15 MeV)

Energia neutronów ma decydujący wpływ na ich interakcje z materią, szczególnie z jądrami pierwiastków ciężkich, np. uranu. Uran-238, stanowiący 99,3 % uranu naturalnego, ulega rozczepieniu jedynie od neutronów prędkich, powyżej 1,1 MeV. Neutrony termiczne są pochłaniane, powodując powstanie uranu-239, który następnie ulega przemianie w pluton-239, będący również materiałem rozszczepialnym. Z kolei neutrony termiczne mogą rozszczepiać uran-235, którego w uranie naturalnym jest zaledwie 0,7%, a który stanowi główne paliwo jądrowe w typowych reaktorach. Zastosowanie uranu-235 w reaktorach powoduje konieczność wzbogacania paliwa jądrowego w ten izotop oraz stosowania tzw. moderatora, czyli substancji spowalniającej neutrony (dawniej grafit, obecnie głównie woda). Poszczególne typy reaktorów jądrowych omówię w osobnej notce.

Od energii neutronów zależy też ich współczynnik wagowy promieniowania (WR), oznaczający biologiczną szkodliwość danego rodzaju promieniowania - jak widać, najbardziej niebezpieczne dla tkanek są neutrony o średnich energiach:

Źródło - LINK

Neutrony powstają na skutek reakcji cząstek naładowanych lub wysokoenergetycznych kwantów gamma z jądrami pierwiastków lekkich lub podczas reakcji rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich. Pierwsza metoda stosowana jest w źródłach laboratoryjnych, druga w reaktorach jądrowych.

• Źródła laboratoryjne wykorzystują zwykle emiter cząstek alfa (polon, ameryk, pluton, dawniej też rad) oraz pierwiastek lekki, najczęściej beryl lub lit. Ich wydajność wynosi od 10^6 do 10^8 neutronów na sekundę, a w typowym źródle stosującym beryl do powstania 30 neutronów potrzeba miliona cząstek alfa. 
• Neutrony można też otrzymać przy użyciu bombardowania kwantami gamma o energii wyższej niż energia wiązania neutronu w danym jądrze. W przypadku berylu-9 będzie to > 1,7 MeV, a dla deuteru > 2,26 MeV, w obu reakcjach powstanie jeden neutron.
• Przy rozszczepieniu jądra uranu powstają 2-3 neutrony, które mogą inicjować kolejne rozszczepienia, a także dwa tzw. fragmenty rozszczepienia, czyli izotopy zawierające zwykle 1/3 i 2/3 masy pierwotnego jądra:

W reakcji rozszczepienia uranu większość neutronów powstaje momentalnie, jako tzw. neutrony natychmiastowe. Przy rozszczepieniu U-235 zaledwie 0,65-0,75% neutronów powstaje z opóźnieniem 0,05 s lub większym, nieraz rzędu kilku minut. Neutrony opóźnione stanowią główny czynnik umożliwiający sterowanie reaktorem jądrowym. W tym celu do rdzenia reaktora wprowadza się pręty z materiałów silnie pochłaniających neutrony, np. kadmu lub boru - od stopnia ich wsunięcia do rdzenia zależy intensywność reakcji rozszczepienia. 

W niektórych pierwiastkach (głównie uran i pluton, ale też kaliforn) może dochodzić do spontanicznych rozszczepień i emisji neutronów, które w sprzyjających warunkach mogą wywołać samopodtrzymującą się reakcję, jak w przypadku naturalnego reaktora w Gabonie [LINK]. Neutrony powstające w efekcie spontanicznego rozszczepienia ułatwiają wykrywanie przemytu materiałów rozszczepialnych, gdyż trudniej jest je wyekranować niż promieniowanie gamma. 

Neutrony powstają też w atmosferze, na skutek zderzeń protonów, stanowiących 90% pierwotnego promieniowania kosmicznego, z jądrami atomów gazów zawartych w atmosferze. Następnie reagują z azotem atmosferycznym, tworząc węgiel C-14, zatem praktycznie nie docierają do powierzchni ziemi [LINK].

Moc dawki od promieniowania neutronowego stanowi jeden z głównych składników łącznej dawki przyjmowanej podczas lotów samolotami pasażerskimi, kursującymi zwykle na wysokości 10 tys. m:

https://www.researchgate.net/figure/Effective-dose-rate-depending-on-the-altitude_fig1_253302207

Osłony przed neutronami wykonywane są z substancji zawierających duże ilości jąder lekkich, czyli głównie wodoru - zwykle jest to woda, parafina lub polistyren. Powoduje to spowolnienie neutronów prędkich, które można następnie pochłaniać za pomocą osłon z kadmu lub boru. Na tej samej zasadzie działają detektory promieniowania neutronowego - neutrony po spowolnieniu są pochłaniane przez kadm, a powstałe przy pochłanianiu kwanty gamma zlicza detektor scyntylacyjny lub licznik G-M. Przykładowy dozymetr neutronowy omawiałem kilka lat temu  - kula z plastiku stanowi moderator neutronów, detektor helowy znajduje się w jej wnętrzu:

Na tej samej zasadzie działa sonda neutronowa SSNT-2 produkcji zakładów "Polon" - scyntylatorem jest jodek litu aktywowany europem, zaś za moderator służy kula z polietylenu. Sonda współpracuje z radiometrami uniwersalnymi serii RUST, URL i URS:

Spośród dozymetrów kieszonkowych jedynie radziecki DKS-04 miał możliwość pomiaru promieniowania neutronowego, ponieważ miniaturowy licznik G-M typu SBM-21 otoczono rurką kadmową o grubości 1,5 mm. W ten sposób licznik mógł wykrywać kwanty gamma będące efektem pochłaniania neutronów przez kadm:

Był to jednak wyjątek wśród mierników kieszonkowych, zresztą przyrząd miał zastosowanie profesjonalne, o czym świadczy bardzo szeroki zakres pomiarowy i opcja zliczania łącznej dawki. Inne dozymetry kieszonkowe, tak cywilne, jak i laboratoryjne mierzyły zwykle tylko emisję gamma i beta. 

***

 

Oprócz zastosowania w technice reaktorowej promieniowanie neutronowe jest wykorzystywane w różnych dziedzinach nauki i przemysłu.

Zdolność do aktywacji wykorzystano w analizie aktywacyjnej - badana próbka jest napromieniana neutronami, a następnie spektrometr analizuje widmo promieniowania powstałych izotopów, z których każdy ma swoją charakterystyczną energię. Technika ta używana jest m.in. w odwiertach geologicznych, jak również do badań dzieł sztuki czy w medycynie sądowej. Pozwala np. na odkrycie obrazów poprzednio namalowanych na danym płótnie czy też poprawek nanoszonych przez malarza, podczas gdy tradycyjne zdjęcie RTG ukaże jedynie barwniki składające się z pierwiastków ciężkich (ołów, rtęć).

https://colourlex.com/project/neutron-activation-autoradiography/

Innym zastosowaniem aktywacji neutronowej jest dozymetria indywidualna. W organizmie człowieka znajduje się naturalny sód, który pod wpływem neutronów zamienia się w radioaktywny sód-24. Mierząc zawartość tego izotopu w organizmie można oszacować przyjętą dawkę promieniowania neutronowego o energii niezbędnej dla aktywacji. Metodę tą stosowano podczas misji księżycowych programu Apollo, jednak otrzymane dawki były poniżej progu detekcji aparatury [LINK].

Neutronami można też wykonywać prześwietlenia, wykorzystując ich znaczną przenikliwość oraz specyficzne oddziaływanie z wodorem, a więc wszystkimi substancjami zawierającymi wodę lub węglowodory (ropa, plastik). Poniżej lustrzanka w tradycyjnym prześwietleniu rentgenowskim (z prawej) i neutronowym:

Źródło 

Spowalnianie neutronów znalazło zastosowanie w wilgotnościomierzach neutronowych. Działają one na zasadzie spowalniania neutronów prędkich przez jądra wodoru, stanowiącego jeden z głównych składników wody, a następnie pomiaru neutronów powolnych. Ogranicza to zastosowanie tej metody do substancji niezawierających wodoru, czyli głównie koksu, rudy żelaza czy piasku. Ropa naftowa, będąca mieszaniną węglowodorów, sama w sobie spowalniałaby tyle neutronów, że niemożliwe byłoby wykrycie neutronów spowolnionych przez niewielkie ilości zawartej w niej wody. 

Źródło - Akademia Automatyki 

Promieniowanie neutronowe jest jednym z czynników rażenia bomb jądrowych, zarówno rozszczepieniowych, jak i termojądrowych (wodorowych). Istnieje też pewien specyficznych rodzaj bomby, znanej jako "salted bomb", czyli bomba atomowa z płaszczem kobaltowym. Podczas wybuchu kobalt ulega aktywacji do radioaktywnego kobaltu-60, który powoduje silne skażenie radioaktywne atakowanego terenu. Niekiedy nazywana jest "bombą kobaltową", choć takie określenie prowadzi do pomyłek z urządzeniem do naświetlań terapeutycznych, zwłaszcza że aktywowanym izotopem może być nie tylko kobalt, ale też cynk i tantal [LINK]. 

Produkowano również tzw. bomby neutronowe, czyli specjalny typ bomby jądrowej, której konstrukcja obliczona jest na emisję neutronów na zewnątrz, zamiast zatrzymania ich w obrębie eksplozji. Umożliwia to eliminowanie siły żywej przy stosunkowo niewielkich zniszczeniach infrastruktury i sprzętu bojowego:

https://juicyecumenism.com/2018/12/17/methodisms-neutron-bomb/

Bomby te były początkowo przewidziane do powstrzymania masowych natarć czołgów podczas spodziewanego ataku państw bloku wschodniego na państwa NATO. Innym zastosowaniem miało być uszkadzanie głowic pocisków balistycznych podczas lotu - strumień neutronów powodowałby pewną liczbę rozszczepień w materiale rozszczepialnym, uniemożliwiając późniejszą właściwą eksplozję. Program budowy bomb neutronowych wywołał masowe protesty społeczne pod koniec lat 70 XX w., ale ostatecznie został zakończony dopiero wraz z końcem zimnej wojny [LINK].

***

W codziennym życiu raczej nie będziemy mieć do czynienia z neutronami, chyba że będziemy lecieć samolotem na dużej wysokości, wybierzemy się na wycieczkę do czynnego reaktora jądrowego, np. w Świerku lub też nastąpi atak nuklearny. Warto jednak znać ich naturę i pamiętać, że neutrony również nalezą do promieniowania jonizującego, choć działającego pośrednio. 

Promieniowanie gamma

Trzeci z podstawowych rodzajów promieniowania najbliższy jest potocznemu wyobrażeniu o promieniowaniu jako o energii. W odróżnieniu od promieniowania alfa i beta, które mają strukturę korpuskularną (są strumieniami cząstek) promieniowanie gamma jest falą elektromagnetyczną, tak jak fale radiowe, podczerwień czy ultrafiolet, tylko o znacznie wyższej częstotliwości. Sprzyja to oczywiście błędnemu stawianiu znaku równości między promieniowaniem gamma a mikrofalami, o czym już kilkukrotnie wspominałem [LINK]. Powtórzę raz jeszcze, że mikrofale znajdują się zupełnie przeciwnym końcu widma promieniowania elektromagnetycznego niż promieniowanie gamma, mają też znacznie większą długość fali:

https://www.prorankingi.pl/blog/czy-mikrofalowka-jest-szkodliwa-dla-zdrowia/

W przeciwieństwie do cząstek alfa i beta, mających ładunek elektryczny (odpowiednio: dodatni i ujemny), promieniowanie gamma, jako pozbawione ładunku nie ulega odchyleniu w polu magnetycznym i elektrycznym. 

https://vivadifferences.com/alpha-rays-vs-beta-rays-vs-gamma-rays/

Cechą charakterystyczną promieniowania gamma jest fakt, że nie występuje ono samoistnie. Zwykle towarzyszy emisji alfa albo beta, bądź też jest efektem innych przemian jądrowych. Przykładem może być rozpad alfa ameryku-241, stosowanego w izotopowych czujkach dymu. Oprócz emisji cząstek alfa o energii 5,4 MeV występują też niskoenergetyczne kwanty gamma, głównie 59 keV:

Z kolei kobalt-60, przechodząc rozpad beta-minus do niklu-60, emituje dwa kwanty promieniowania gamma (1,17 i 1,33 MeV), dlatego przyjmuje się średnią energię 1,25 MeV:

Dwa kwanty gamma powstają też przy anihilacji pary pozyton-elektron. Kwanty te rozchodzą się pod kątem 180 stopni od siebie, co jest wykorzystywane w pozytonowej tomografii emisyjnej (PET):

Powrót atomu ze stanu wzbudzonego do podstawowego ma również miejsce w reakcjach rozszczepienia jąder ciężkich (np. uranu lub plutonu) bądź też syntezy jąder lekkich (np. deuteru i trytu w hel). W przypadku rozszczepienia uranu następuje to po pochłonięciu neutronu przez jądro uranu-235. Powstaje wtedy wzbudzone jądro uranu-236 (oznaczone gwiazdką), które rozpada się na tzw. fragmenty rozszczepienia, wypromieniowując nadmiarową energię jako promieniowanie gamma. Poniżej dwie przykładowe reakcje, temat rozszczepienia szerzej omówię w osobnej notce.

http://ilf.fizyka.pw.edu.pl/podrecznik/1/3/7

Promieniowanie gamma jest praktycznie tożsame z promieniowaniem rentgenowskim, od którego różni się jedynie miejscem powstania, powstaje bowiem w jądrze atomu, a nie w wyniku interakcji cząstek naładowanych z powłokami elektronowymi bądź jądrami atomowymi. W lampie rentgenowskiej promieniowanie powstaje na skutek hamowania elektronów, wysyłanych z katody, na anodzie, czyli tarczy z wolframu lub innego ciężkiego pierwiastka:

https://www.4wsk.pl/pl/radiologia/radiologia.html

Rozpędzone elektrony zderzając się z elektronami na wewnętrznych powłokach atomu powodują ich wybicie poza atom. Na opróżnioną w ten sposób powłokę przechodzi elektron z powłoki wyższej. Ponieważ energia elektronów na niższych powłokach jest mniejsza niż na wyższych, nadmiar energii jest wypromieniowywany w postaci kwantów promieniowania rentgenowskiego.

Kiedyś odróżniano te promieniowanie gamma i rentgenowskie na podstawie energii, jednak ich zakresy pokrywają się w pewnym stopniu, jak widać na poniższym diagramie:

https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray#/media/File:X-ray_applications.svg

W praktyce mamy do czynienia z zakresem energii promieniowania gamma 30 keV - 3 MeV i na takie energie reaguje większość typowych liczników Geigera. Widmo energii promieniowania gamma jest monoenergetyczne i powiązane ściśle z danym izotopem, co umożliwia identyfikację za pomocą spektrometrów. Na temat samej spektrometrii pisałem nieco przy okazji recenzji spektrometru µSpect [LINK].

Najbardziej znane emitery promieniowania gamma to kobalt-60, iryd-192 i cez-137. Emisja gamma występuje również w przypadku radu-226 (188 keV), choć w widmie tego izotopu dominują głównie kwanty od jego produktów rozpadu (ołów-214, bizmut-214). 

Interakcja promieniowania gamma z materią zależy od energii promieniowania i liczby atomowej materiału, przez który przechodzą kwanty. Rozpraszanie odbywa się na zasadzie efektu fotoelektrycznego, zjawiska Comptona albo zjawiska tworzenia par:

https://promieniowanie.blogspot.com/2020/05/energia-promieniowania.html

Przenikliwość promieniowania gamma jest nieporównanie większa w stosunku do cząstek alfa i beta, gdyż kwanty gamma słabo oddziałują z materią, a ich działanie jonizujące ma charakter pośredni. 

Cyt. za: Podstawowe wiadomości z zakresu przysposobienia wojskowego (praca zbiorowa), wyd. II popr. i uzup., Wydawnictwo MON, Warszawa 1960

Jako materiały na osłony przed promieniowaniem gamma stosuje się pierwiastki ciężkie, głównie ołów, żelazo i rtęć. Osłony ołowiane mają większą skuteczność osłabiania niż stalowe, są jednak znacznie cięższe i mogą się odkształcać pod własnym ciężarem przy grubszych warstwach. Zwykle wykonuje się je w postaci cegieł łączonych ze sobą na pióro i wpust - poniżej ołowiana kształtka dwudaszkowa o grubości 10 cm i wadze 10 kg:

Z kolei osłony stalowe są samonośne z uwagi na większą twardość stali niż ołowiu, która zapewnia sztywność konstrukcji. 

Jeśli osłony muszą być przezroczyste, np. w wizjerach "komór gorących", wówczas stosuje się szkło ołowiowe, czyli domieszkowane tlenkami ołowiu:

Bardzo skutecznym materiałem osłonnym jest zubożony uran, którego aktywność właściwa jest niewielka, zaś ciężar atomowy znacznie większy niż ołowiu, co przekłada się na wydajność osłabiania. Poniżej porównanie grubości i masy warstwy półchłonnej, czyli osłabiającej promieniowanie o połowę - jak widać, zubożony uran jest bezkonkurencyjny:

https://www.nuclead.com/radiationshielding/

Do pomiaru promieniowania gamma stosujemy wszystkie rodzaje detektorów, przy czym wydajność liczników scyntylacyjnych (głównie jodek sodu i jodek cezu) jest znacznie większa niż liczników Geigera-Mullera. Liczniki G-M, pomimo niskiej wydajności dla promieniowania gamma (zaledwie 1%) są mimo to powszechnie stosowane z racji niskiej ceny i prostoty układu konstrukcyjnego. Ostatnio jednak zyskały konkurencję w postaci detektorów półprzewodnikowych, mających znacznie mniejsze wymiary przy lepszej wydajności.

W dozymetrii promieniowania gamma i rentgenowskiego do niedawna główną rolę odgrywała dawka ekspozycyjna, czyli zdolność promieniowania do jonizowania powietrza. Wyrażano ją w pozaukładowej jednostce, zwanej rentgenem (R), lub rzadziej w układowych - kulombach na kilogram (C/kg). Dawka ekspozycyjna dotyczyła tylko promieniowania gamma lub rentgenowskiego. Obecnie dawka ekspozycyjna straciła znaczenie na rzecz dawki pochłoniętej i równoważnika dawki. Dawka pochłonięta oznacza ilość energii przekazanej określonej masie materii i wyraża się ją w grejach (1 Gy =  1 J/lg). Z kolei równoważnik dawki, mierzony w siwertach (Sv) uwzględnia biologiczne działanie promieniowania w efekcie pomnożenia dawki pochłoniętej przez współczynnik jakości (QF) danego rodzaju promieniowania. Promieniowanie gamma ma ten współczynnik równy 1, zatem można przyjąć, że 1 Gy promieniowania gamma odpowiada 1 Sv.

  

***

Zastosowanie promieniowania gamma i rentgenowskiego opiera się przede wszystkim na zastosowaniu jego wysokiej przenikliwości oraz działania biobójczego.  Będą to:

• prześwietlenia w diagnostyce medycznej (zdjęcia rentgenowskie, fluoroskopia) i technicznej (defektoskopia)
• sterylizacja żywności i wyrobów medycznych
• radioterapia (brachyterapia, teleradioterapia, nóż gamma)
• diagnostyka radioizotopowa (scyntygrafia, PET)
• izotopowa aparatura pomiarowo-kontrolna (wskaźniki poziomu, przekaźniki, wagi izotopowe, grubościomierze)

Źródła izotopowe promieniowania gamma ma tą przewagę nad lampami rentgenowskimi, że nie wymagają zewnętrznego źródło energii, a moc dawki można zwiększać do bardzo wysokich poziomów, instalując po prostu silniejsze źródło. Jedynym ograniczeniem jest grubość osłony, niezbędna do zapewnienia bezpieczeństwa podczas transportu. Z kolei lampa rentgenowska wymaga prądu zarówno do działania, jak i do chłodzenia, zaś pobór energii rośnie znacznie wraz z mocą. Źródło izotopowe może być zupełnie pozbawione zasilania niezależnie od aktywności, wystarczy mechaniczny lub pneumatyczny układ otwierający osłonę z odległości bezpiecznej dla osób obsługujących. Jedyny problem, jaki może tu powstać, to zablokowanie się źródła przy otwartej osłonie. Z drugiej strony brak możliwości przerwania emisji promieniowania ogranicza nieco zastosowanie źródeł izotopowych ze względów bezpieczeństwa. Lampa rentgenowska umożliwia też w pewnym zakresie regulację energii generowanego promieniowania przez zwiększanie napięcia na lampie, źródła izotopowe zaś emitują promieniowanie o stałej energii, charakterystycznej dla danego izotopu, zwykle cezu-137, irydu-192 lub kobaltu-60.

Dla odróżnienia, czy źródło promieniowania można wyłączyć, czy też nie, zastosowano odmienne kolory symbolu "koniczynki" - czerwony dla źródeł izotopowych, czarny dla źródeł niebędących izotopami (lampy rentgenowskie, cyklotrony itp).

W "codziennej dozymetrii" praktycznie nie będziemy mieli do czynienia z czystym promieniowaniem gamma, chyba że natkniemy się na skradzione źródło izotopowe. Pierwiastki promieniotwórcze występujące w wyrobach codziennego użytku czy w minerałach (uran, rad, tor) emitują mieszaninę promieniowania alfa, beta oraz gamma o różnych energiach, pochodzącego zarówno od macierzystego izotopu, jak i od jego produktów rozpadu. Promieniowanie gamma stanowi zaledwie niewielki fragment łącznej emisji, ale dość wyraźny. Z kolei ze stosunku łącznej emisji do samej emisji gamma niekiedy możemy ustalić, z jakim izotopem mamy do czynienia - w przypadku toru-232 stosunek ten będzie wynosił 1:10.