Erradiazio

Fisikan, erradiazioa hutsean edo ingurune material batean uhin edo partikula moduan hedatzen den energia da. Erradiazio mota ugari daude, baina normalean sailkapen orokor bat egiten da erradiazioak duen ionizatzeko gaitasunaren arabera. Horien artean daude:

• Erradiazio elektromagnetikoa, hala nola irrati-uhinak, mikrouhinak, infragorriak, argi ikusgaia, ultramorea, X izpiak eta (y) gamma erradiazioa.
• Partikulen erradiazioa, hala nola alfa erradiazioa (α), beta erradiazioa (β), protoi-erradiazioa eta neutroi-erradiazioa (zero ez diren atseden-energiaren partikulak).
• Erradiazio akustikoa, hala nola ultrasoinuak, soinuak eta uhin sismikoak (transmisio-ingurune fisiko baten mendekoak).
• Grabitazio-erradiazioa, grabitazio-uhinen forma hartzen duena, edo uhinak espazio-denboraren kurbaduran.

Erradiazioa ionizatzaile edo ez-ionizatzaile gisa kategorizatu ohi da, erradiatutako partikulen energiaren arabera. Erradiazio ionizatzaileak 10 eV baino gehiago daramatza, atomoak eta molekulak ionizatzeko eta lotura kimikoak hausteko nahikoa dena. Hori bereizketa garrantzitsua da organismo bizidunentzako kaltegarritasun-ezberdintasun handiaren ondorioz. Erradiazio ionizatzaileen iturri komun bat dira α, β, edo γ erradiazio igortzen duten material erradioaktiboak, hots, helio-nukleoek, elektroiek edo positroiek eta fotoiek, hurrenez hurren. Beste iturri batzuen artean daude: X izpien erradiografia medikoak eta muoi, mesoi, positroi, neutroi eta beste partikula batzuen azterketetako erradiografiak, zeinak Lurraren atmosferarekin elkar eragiten duten lehen mailako izpi kosmikoen ondoren sortzen diren bigarren mailako izpi kosmikoak osatzen dituzten.

Gamma izpiek, X izpiek eta argi ultramorearen maila energetiko altuenak espektro elektromagnetikoaren zati ionizatzailea osatzen dute. Ionizatu hitzak atomo batetik urrun dagoen elektroi bat edo gehiago hausteari egiten dio erreferentzia, uhin elektromagnetiko horiek ematen dituzten energia nahiko altuak eskatzen dituen ekintza. Espektroan beherago, beheko espektro ultramorearen beheko energia ez-ionizatzaileek ezin dituzte atomoak ionizatu, baina molekulak osatzen dituzten atomo arteko loturak eten ditzakete, horrela, atomoak baino gehiago, molekulak zatituz; horren adibide ona da uhin luzeko eguzki-ultramoreak eragindako eguzki-erredura. UV baino uhin luzeagoko uhinek ezin dituzte loturak hautsi argi ikusgarrian eta infragorri eta mikrouhin frekuentzietan, baina, loturetan, bibrazioak eragin ditzakete, beroa bezala nabaritzen direnak. Irrati-uhinak eta beheragokoak, oro har, ez dira kaltegarritzat hartzen sistema biologikoentzat. Ez dira energien delineazio zorrotzak; nolabaiteko gainjartze dago maiztasun espezifikoen efektuetan.

Erradiazio hitza iturri batetik irradiatzen diren uhinen agerpenetik sortzen da (hau da, kanporantz, norabide guztietan bidaiatzen dute). Alderdi horrek erradiazio mota guztiei aplika dakizkiekeen neurketa-sistema eta unitate fisiko batera garamatza. Erradiazio hori espaziotik igarotzean hedatzen eta bere energia kontserbatzen denez (hutsean), iturri batetik datorren erradiazio mota ororen intentsitateak alderantzizko karratu baten legeari jarraitzen dio bere iturriarekiko distantziari dagokionez. Lege ideal orok bezala, alderantzizko legea erradiazioaren intentsitate neurtura hurbiltzen da iturria puntu geometriko batera hurbiltzen den neurrian.

Erradiazio ionizatzailea

Erradiazio ionizatzaileak materia ionizatzeko adina energia duten erradiazioak dira, hots, atomoari lotutako elektroiak erauzteko gaitasuna dutenak eta beraz lotura kimikoak desegin ditzaketenak. 10 eV baino energia gehiago duten erradiazioak ionizatzailetzat hartzen dira, eta organismo bizidunengan eragin kaltegarriak izan ditzakete.

Erradiazio ionizatzailearen iturrria materia erradiaktiboak, prozesu nuklearrak (fisioa eta fusioa, besteak beste) eta izpi kosmikoak dira. Material erradiaktiboak eta izpi kosmikoak dira iturri nagusiak, naturalki gertatzen direnak, bestalde. Gizakiak berez hautemateko gaitasunik ez duenez, Geiger kontagailuak erabiltzen dira erradiazioa detektatu eta neurtzeko.

Material erradiaktiboak edo prozesu nuklearrak tarteko direnean, abiadura handiko partikula azpiatomikoak sortzen dira, energia zinetikoagatik elektroiak nukleotik erauz ditzaketenak baina kargarik ez dutenez barneratze apala dutenak. Erradiaktibo partikulek partikula subatomikoen abiadura handitzen dute nukleoaren erreakzioen bidez. Mota askotako erradiazio ionizatzaileak daude, baina nabarmendu behar dira, besteak beste, Gamma partikula, Alfa partikula, neutroiak eta protoiak.

Erradiazio ultramorea

Erradiazio ultramorea 1 eta 400 nm arteko uhin luzeradun uhin elektromagnetikoa da, baina 125 nm-tik beherakoa da ionizatzailea. Lurrera heltzen den erradiazio ultramorea eguzkitik dator, nahiz eta gehiena ez den lurrazalera heltzen. Izan ere, ultramoreak airea ionizatzeko gaitasuna du eta bereziki ozonoarekin (O₃) egiten du elkarreragina. Elkarreragin horren ondorioz ultramorearen zati handi bat atmosferak xurgatzen du, eta bereziki ultramorearen uhin luzera ionizatzaileak. Erradiazio ultramorearen zati bat ionizatzailea ez den arren, eragin kaltegarriak izan ditzake bizidunengan (UV-C eta UV-B, esaterako), baina horren % 98 Ozono geruzak xurgatzen du.

X-izpiak

X-izpiak uhin elektromagnetikoak dira, uhin luzera nanometro bat (10^-9 m) baino txikiagoa dutenak. X izpiko fotoi batek atomo batekin talka egitean gerta daiteke atomoak energia xurgatzea. Kasu horretan, atomoaren elektroiak orbital altuago batera eginen du jauzi, besterik gabe. Aldiz, fotoiak aski energia baldin badarama elektroiak atomoa bera utzi eta ionizazioa gerta daiteke.

Orokorrean, atomo handiagoek X izpiko fotoiak xurgatzeko gaitasun handiagoa dute, orbitalen arteko energia aldeak handiagoak baitira. Gizakiaren ehun bigunak atomo txiki xamarrez osatuak daude, aldiz hezurretako atomoak handiagoak izan ohi dira, eta xurgatze gaitasun ezberdintasun horrek baimentzen du X-izpiak erabiliz hezurrak ikustea, adibidez.

Eguzkiak X-izpiak igortzen ditu, eta ultramoreak baino gutxiago igortzen dituen arren, energia gehiago dutenez arriskutsuagoak ere badira. Hala ere, ultramoreekin gertatzen den bezala, X-izpiak lurraren atmosferak blokatzen ditu.

Alfa, Beta, Gamma eta Neutroi erradiazioak

Alfa, beta eta gamma erreakzioen barneratze gaitasunak. Alfa erradiazioa paperezko orri batek geldiaraz dezake, beta erradiazioa aluminiozko xafla batek mozten du eta gamma erradiazioa geldiarazteko berunezko horma lodiak behar dira.

Hainbat substantziatan, bertako elementu batzuen nukleoak ezengokorrak dira. Horren ondorioz desintegrazioa gertatzen denean, atomoek ematen duten partikula azpiatomikoak ausazkoa dira. Normalean, elementu erradiaktiboak protoi edo neutroi kopuru handiko substantziak dira. Neutroi kopurua handitugabe, protoi kopurua handitzen bada oso zaila egiten zaio energia nuklearrari nukleoa elkarturik mantentzeko indarra egitea. Horregatik, desoreka horrek desintegrazioa eragin dezake.

eta protoiak eta neutroiak askatzen ditu alfa partikulak bezala, hauek Helio nukleoaz osatuta daude eta baita askatzen dituen beta partikulak izan daitezke elektroiak eta posintroiak.Bi motatako erradiazioa aurki ditzakegu.

• Alfa erradiazioa: bi protoi eta bi neutroi dituen nukleo batean datza (⁴He nukleo bat, futsean), eta alfa desintegrazioaren ondorio da. Materian bortizki eragiten du erradiazioaren karga eta masa handia direla eta, baina erradiazioak ez du barneratze gaitasun handirik. Energia handiko kasuetan soilik izan daitezke arriskutsuak, baina horrelakoak espazioan soilik topa daitezke, lurraren eremu magnetiko ezin baitute zeharkatu. Ohiko kasuetan erradiazioak ez du gorputzen barnera sartzeko gaitasunik, baina arriskutsua da material erradiaktiboa azalarekin kontaktu zuzenean ezarriz gero, edota arnasten edo irensten bada.
• Beta erradiazioa: beta minus erradiazioa (β⁻) energia altuko elektroi batean datza eta beta desintegrazioaren ondorio da. Alfa erradiazioak baino barneratze gaitasun handiagoa du, baina ez da zenbait milimetrotako metalezko xafla bat edo zentimetro batzuko plastikozko xafla bat zeharkatzeko gai.
• Gamma erradiazioa: Erradiazio elektromagnetikoak dira, 3x10⁻¹¹ metro baino gutxiagoko uhin luzera duten fotoiak. Alfa edo beta desintegrazioa jasan duten nukleoek igortze dute, gehiegizko energia askatzeko. Fotoiek kargarik edo masarik ez dutenez, erradiazio honek barneratze gaitasun handiagoa du. Hauek geldiarazteko material trinko eta dentsoak erabiltzen dira, X-izpien kasuan bezala.
• Neutroi erradiazioa: neutroi askeek osatzen dute eta aski ezohikoak dira, fisio edo fusio erreakzio kateetan soilik ager baitaitezke kopuru handietan. Erradiazio ionizatzailetzat hartzen da, nahiz eta besteek ez bezala ez dituen atomoetako elektroiak erauzten, zeharkako eragina du. Izan ere, neutroiek beste atomoekin elkarreragitean atomo horiek erradiaktibo bihurtzeko gaitasuna dute, horrela ezegonkor bihurtuz eta "zeharkako ionizazioa" eraginez. Hala ere, substantzia guztiei ez die berdin eragiten, atomo batzuk egonkorragoak baitira, eta horiek erabiltzen dira, hain zuzen, neutroi erradiazioaren kontrako babes gisa. Bestalde, esan beharra dago energia handiko neutroiek zuzeneko ionizazio eragin dezaketela. Neutroiek barneratze gaitasun handia dute, eta askotan material egonkorreko pareta sendoak behar dira babesteko.

Erradiazio ez-ionizatzailea

Erradiazio ez ionizatzaileak energia maila apala dutenak dira, materiarekin elkarreraginean ez dira gai atomoak ionizatzeko. Erradiazio mota honetako fotoiek elektroien errotazioa, bibrazioa edo balentzia konfigurazioa baizik ezin dute aldatu. Dena dela, erradiazio ez ionizatzaileak ere ioniza dezake materia, "ionizazio termikoa" deritzon prozesu baten bidez, atomoa berotu eta tenperatura altuetara igoarazten badu.

Neutroien emisioa termikoa izaki bizidunei kalte egitearekin lotura handia du. Hortik babesteko hainbat iturri eduki behar dute besteak beste, hidrogeno, ura edo plastikoa, baina babesgune hoberena da neutroien mota guztiak. Gainera emisio gutxiko neutroietan ere besteak beste, Kadmioa eta Boroa.

Ultramorea

Espektro elektromagnetikoa

Ultramorea erradiazio elektromagnetikoa da, bere uhina 400nm luzerakoa da, eta morearen muga 15nm,non X izpiak hasten dira. UV izpi kantitate handiak, ondorioak ekar dezake osasunerako,batik bat minbizia edota azaleko arazoak.Gainera begi bista kaltetzen du. Bere ultramore uhin luzera gero eta txikiagoa bada, orduan min gehiago eragin dezake baina baita errazagoa ere ozono geruza xurgatzea.

Infragorria

Infragorria erradiazio elektromagnetikoa da,uhinaren luzera handiagoa bada ikusgai dago. Infragorriak lotuta daude berotasunarekin, tenperatura normalarekin ematen duten erradiazioa dira, kolore gorriaren tartea erabiliz.Edozein gorputz 0 gradu baino gehiago ematen badu erradiazio infragorria agertuko da.

Lehenengo infragorri makinak bolometroak izan ziren,instrumentu hauek erradiazioaren maila handitzen edo txikitzen baden tenperaturarekin begiratuz. Infragorriak ere gauean erabiltzen dira, ikusmen gutxi dagoenean,erradiazioa iristen da eta gero pantailan agertzen da.

Mikrouhina

Mikrouhina, irratiko uhin handiko frekuentziak dira, luzera txikiko uhin bat. Espektro elektromagnetikoan infragorrien barruan aurkitzen da. Mikrouhinak erradiazio txikiko tenperatura gutxiko makinak dira. Mikrouhinak artifizialki sor daitezke gailu elektrikoekin.

Irrati uhinak

Irrati uhinak erradiazio maila txikiko frekuentziak dira. Uhin elektromagnetikoa bide zuzenean zabaltzen dira. Hau da, seinale bat bidali nahi badugu distantzia handi batera, seinalea Lurretik joango zen eta espaziotik galduko zen. Ordea, irrati uhinak atmosferako geruzetan islatzeko gelditu daitezke zehazki Ionosferan.

Aurkikuntza

Erradiazio elektromagnetikoa XIX mendean aurkitu zen. Erradiazioa aurkitu zuena William Herschel, astronomoa. Herschel bere emaitzak aurkeztu zituen 1800 urtean The Royal Society of London.Herschel,Ritter bezala, prisma bat erabili zuen Eguzkiko argia islatzeko.

1801an Johan Wilhelm Ritter fisikari alemaniarra, izpi ultamoreak aurkitu zituen.Ritter-en esperimentuak geroago argazkiak bihurtu ziren. Ritter-ek ohartu zuen izpi ultramoreak erreakzio kimikoa sortzen zituela.

Lehenengo irrati uhinak naturak sortzen zituen soinuak izan ziren baina Heinrich Hertz artifizialki sortu zuen irrati uhina 1887an.Zirkuitu elektrikoak erabiliz, oszilazioa sor zezakeen irrati uhin frekuentzia egiteko, formula hori James Clerk Maxwell-ek aholkatu zizkion.

Wilhelm Röntgen X izpiak aurkitu zituen.1895an azaroaren 8an, tentsio altuko ebakuatutako hodi bat egin zuen. Röntgen beiraz estalitako plaka bat fluoreszentzia nabaritu zuen. Hurrengo hilabetean aurkitu zituen X izpiaren ezaugarriak, gaur egun arte ezagutzen direnak.

1896an, Henri Becquerel aurkitu zuen zenbait mineral papel beltz batean sartzean, ustekabean sortzen zen laino beltz bat eragin zuela. Marie Curie aurkitu zuen zenbait elementu kimikoak energia izpiak ematen zituela. Horreri deitu zion erradiazioa.

Izpi Alfa eta Beta izpiak desberdindu zituen Ernest Rutherford 1899an egindako esperimentuarekin.

Erabilerak

Medikuntzan

Erradiazioa medikuntzan, diagnostikoak,tratamenduak,ikerketetan, X izpietan erabiltzen da.X izpien ezaugarriak medikuei mesede egiten die, hanka bat apurtuta badagoen edota minbizi bat aurkitzeko.Medikuek ere aurkitu dute zenbait substantzia erradiaktiboak gure gorputza mugitzeko laguntzen digula.Minbizirako erabiltzen den erradiazioa ionizatzailea da, ioiak igarotzen dituen zeluletan elektroiak atomoetatik askatzen dituelako.

Komunikazioan

Gaur egungo komunikazio sistemak erradiazio elektromagnetikoa erabiltzen dute. Erradiazio intentsitatea gehienetan agertzen da soinuan,argazkietan edo partekatutako informazioan.Gizakiaren soinua irratiko uhin batekin lor daiteke. Musikalariek Gamma izpiekin esperimentuak egin dute baita nukleoen erradiazioarekin.

Zientzian

Ikertzaileek erradiazioa atomoak erabiltzen dute zenbat urte dituzten mineralak, gure organismoan.Zehaztu daiteke beraien urtea erradiazioa begiratzen. Baita beste erradiazio elementuak erabiliz,harrien urteak eta beste geologiako ezaugarriak urteak jakin daiteke.Erradiazioa ere balio du jakiteko materialen konposizioaz eta prozesu hori deitzen zaio Neutroien aktibazioaren analisia.

Erradiazio ionizatzailearen ondorioak izaki bizidunetan

Dosiak	Efektua
0-0,25 Sv	Ondorio aipagarririk ez
0,25-1 Sv	Pertsonak batzuek goragalea sentitzen dute, jateko gogoa kentzea, kalteak hezur-muinean
1-3 Sv	Goragalea, jateko gogoa kentzea, infekzioa, hezur muina galtzearen arriskua
3-6 Sv	Goragale gogorra, odoljarioa, sabelekoa, antzutasuna, eta heriotza garaiz tratatzen ez bada
6-10 Sv	Sintoma berdinak baina askoz larriagoak, nerbioi sistema zentralaren narridura.
>10 Sv	Paralisia eta heriotza

Erradiazio-motak

• Erradiazio elektromagnetikoa
• Erradiazio kosmikoa
• Erradiazio termikoa
• Erradiazio ultramorea
• Erradiazio infragorria
• Beta erradiazio

Kanpo estekak

• Datuak: Q18335
• Multimedia: Radiation / Q18335