¿Por qué la ropa con plomo puede bloquear la radiación nuclear?

Muchas cosas pueden bloquear la radiación nuclear, incluso un trozo de papel. No toda la radiación nuclear necesita ser bloqueada por plomo.

El plomo se utiliza principalmente para bloquear los rayos gamma (rayos γ), que son rayos de alta energía que pertenecen a la categoría de ondas electromagnéticas. Cuando entra en contacto con los átomos, puede provocar fácilmente la formación de electrones. los átomos ganan energía y se escapan, este proceso se llama ionización. El plomo tiene una alta densidad atómica y un número atómico alto (lo que significa que tiene muchos electrones), por lo que el plomo se convierte en una buena barrera contra los rayos gamma y es muy adecuado para dispersar los rayos gamma o los rayos X, para evitar que dañen. el cuerpo humano.

Sin embargo, los rayos gamma no son el único tipo de radiación nuclear. Existen otros tipos de radiación nuclear. Algunas de estas radiaciones nucleares se pueden bloquear con un trozo de papel, pero otras necesitan ser muy gruesas. de cemento en lugar de plomo. Porque el plomo no funciona bien en este momento.

Para entender por qué es así, necesitamos saber más o menos qué es la radiación nuclear. Entonces necesitas un poco más de paciencia para leer las siguientes palabras.

¿Qué es exactamente la radiación nuclear?

Ilustración: La radiación nuclear se produce durante la desintegración atómica, cuando los elementos pesados ​​se transforman espontáneamente en elementos relativamente más ligeros.

Hasta hace unos 100 años, los físicos descubrieron accidentalmente que ciertos elementos eran inestables y cambiaban mágicamente de un elemento a otro, lo que era como una versión científica de la "alquimia". al contrario, ¡del "oro" al "latón"! ¡El patrón de este cambio es siempre de átomos de elementos más pesados ​​a átomos de elementos más ligeros! Por eso dije que este cambio es de oro a latón, porque los átomos de oro son más pesados ​​que los átomos de cobre. Por supuesto, no te preocupes por las barras de oro, los ladrillos de oro, los anillos y los aretes de oro que hay en casa. No sufrirá este cambio elemental. Por supuesto, no se liberará ninguna radiación nuclear nociva para los humanos.

La radiación nuclear es el proceso de transformación de elementos pesados ​​en elementos más ligeros, liberando energía y partículas. Estas energías y partículas constituyen la radiación nuclear.

Los elementos con esta propiedad también se denominan elementos radiactivos. Los cambios que se producen en los elementos radiactivos se denominan desintegración radiactiva. El mejor ejemplo de este elemento es el uranio, que es el elemento radiactivo natural más pesado. Todos los elementos más pesados ​​que el uranio son inestables y radiactivos.

La desintegración radiactiva es un proceso natural. Los átomos de un isótopo radiactivo se desintegrarán espontáneamente en otro elemento mediante uno de tres procesos comunes:

Durante este proceso, se producen cuatro tipos diferentes de radiación:

Primero, la desintegración natural de Los átomos radiactivos son parte de la naturaleza, por lo que son "naturales", pero todos los elementos radiactivos son potencialmente peligrosos para los seres vivos. Las partículas alfa, las partículas beta, los neutrones y los rayos gamma se denominan radiación ionizante. Esto se debe a que cuando chocan con los átomos, pueden derribar los electrones que rodean el núcleo y los electrones se escapan. Que tu esposa se escape. Esto arruinará nuestras células, provocando mutaciones genéticas o la muerte directa.

Cómo bloquear la radiación nuclear

Las partículas alfa son muy grandes y su esencia son núcleos de helio que se mueven a gran velocidad, lo que las hace fáciles de bloquear. De hecho, solo una pieza de ellas. Se necesita papel. Bastan unos pocos centímetros de aire para bloquearlo. Si pierde su energía cinética, pierde su capacidad de dañar el cuerpo humano. Por lo tanto, la radiación nuclear que sólo produce partículas alfa casi no tiene ningún efecto en el cuerpo humano mientras se mantenga un poco alejado de ella.

Ilustración: Las partículas no pueden penetrar ni siquiera un trozo de papel, ni tampoco varios centímetros de aire.

Imagen: Es porque esto es muy seguro. Por lo tanto, la alarma de humo más utilizada utiliza un isótopo radiactivo americio 241 que solo puede liberar partículas alfa. Las partículas alfa que produce pueden ionizar el aire. Estos aire ionizado son atraídos por los electrodos positivos y negativos y golpean los electrodos positivos y negativos. Se genera una corriente débil. Si el humo ingresa a la cámara de ionización, neutralizará el aire ionizado. Si la corriente cae, la alarma de humo comenzará a sonar.

Pero si inhalas o comes dichos elementos radiactivos, estás buscando la muerte. En este momento, las partículas alfa de alta velocidad te atacarán directamente desde el cuerpo y, como resultado, puedes sufrir cáncer. El elemento más notorio es el radón radiactivo, que es un gas. Después de inhalarlo, las partículas alfa que libera bombardean directamente las células pulmonares, lo que puede causar cáncer de pulmón. Para los no fumadores que desarrollan cáncer de pulmón, el radón puede ser una causa potencial. El cáncer de pulmón. Pero algunos lugares todavía utilizan manantiales de radón radiactivo como punto de venta para atraer turistas e invitar a todos a darse un baño. En mi opinión, esto es un suicidio.

La esencia de las partículas beta son los electrones de alta energía. Son mucho más pequeños que las partículas, por lo que son más penetrantes. Sin embargo, después de todo, los electrones siguen siendo partículas físicas subatómicas, así que use un trozo de papel de aluminio o. La resina al vidrio es suficiente para bloquearlos. De hecho, las antiguas y tradicionales pantallas de televisión del pasado se desarrollaron bombardeando fósforos con electrones de alta velocidad, lo que se considera radiación nuclear artificial. Sin embargo, aparte de dañar la vista, los televisores tradicionales no tienen un impacto directo en la salud humana. En cuanto a volverse idiota con los anuncios de televisión, ver televisión además de pollo frito y cerveza y convertirse en un paciente de disacáridos, no tiene ninguna relación directa con la alta velocidad. electrónica misma.

Pero de manera similar, si comes o inhalas isótopos radiactivos que liberan partículas beta, en realidad estás buscando la muerte.

Los rangos de los rayos gamma y los rayos X se superponen, pero, en pocas palabras, son rayos X de alta energía, que son mucho más penetrantes que las partículas alfa y las partículas beta. En este caso, el plomo necesita. que se utilizará para bloquearlos.

Ilustración: La fisión nuclear provocada por neutrones es el principio detrás del funcionamiento de las bombas atómicas y de las actuales centrales nucleares. Durante este proceso, los átomos en fisión liberarán más neutrones. Si las condiciones son las adecuadas, la fisión continuará de forma continua.

Dado que los neutrones carecen de carga, los neutrones de alta velocidad son muy penetrantes. La mejor manera de bloquear los neutrones de alta velocidad es bloquearlos con capas extremadamente gruesas de hormigón o líquidos como agua o fueloil. Las centrales nucleares actuales utilizan neutrones para golpear los núcleos de elementos pesados ​​para lograr la fisión nuclear y liberar energía. La única forma de evitar que estos neutrones de alta energía causen peligros biológicos es construir capas de agua, petróleo y hormigón espeso.

Ilustración: Tres opciones para bloquear neutrones rápidos de alta energía.

1. Primero bloquee con tablero de cadmio, luego proteja con plomo y finalmente use una solución acuosa que contenga ácido bórico.

2. Primero bloquee con tablero de cadmio, luego proteja con plomo y finalmente bloquear con concreto

3. Primero bloquear con agua y luego bloquear con tablero de cadmio para resolver el problema. Esta es la solución más simple y económica.

Ilustración: Central nuclear comercial a gran escala de tercera generación de China con reactor de agua a presión, un reactor nuclear sumergido en agua a alta presión.

Durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética alguna vez pensaron en desarrollar bombas de neutrones (una pequeña bomba de hidrógeno de bajo rendimiento. Esta bomba nuclear dependía de una gran cantidad de neutrones y de alta velocidad). Los rayos gamma pueden matar a personal armado con armadura. Es la mejor opción para la destrucción a gran escala de tanques y grupos de vehículos blindados de combate.

Ilustración: Prueba de bomba de neutrones

El alcance letal de las bombas de neutrones supera con creces el de otras armas. Además, los neutrones interactúan con la armadura y pueden volverla tan radiactiva que quede temporalmente inutilizable (normalmente entre 24 y 48 horas). Por ejemplo, el blindaje del tanque M-1 incluye uranio empobrecido, que puede sufrir una fisión rápida y volverse altamente radiactivo después de ser bombardeado con neutrones.

Ilustración: Eslogan del movimiento antiguerra nuclear, oponiéndose al desarrollo de una nueva arma nuclear, la bomba de neutrones. La primera bomba de neutrones se añadió al arsenal estadounidense en 1974.

Respuesta: El plomo es el elemento no radiactivo con mayor número atómico en la tabla periódica de elementos. También tiene una densidad muy alta (11,33 g/centímetro cúbico), por lo que puede proteger bien la radiación nuclear. .

La ropa con plomo es un tipo de ropa que puede proteger eficazmente la radiación. Al realizar ciertos exámenes radiactivos, los médicos pueden usar ropa con plomo para proteger las partes que no se examinan y evitar daños a órganos importantes.

Existen tres tipos de radiación nuclear: rayos alfa, rayos beta y rayos gamma.

(1) La esencia de los rayos alfa es el núcleo de los átomos de helio, que lleva dos unidades de carga positiva y tiene una gran masa, por lo que es fácil de proteger por completo con un trozo de papel blanco. bloquearlo.

(2) La esencia de los rayos beta es el flujo de electrones, con una carga negativa unitaria y una masa muy pequeña. Dado que las sustancias convencionales están compuestas de núcleos atómicos y electrones extranucleares, los rayos beta también se protegen fácilmente. Unos pocos centímetros de aire o metal común pueden bloquearlo por completo.

(3) La esencia de los rayos γ son fotones de alta energía, que no están cargados, tienen una masa dinámica muy pequeña y un poder de penetración extremadamente fuerte.

Por tanto, entre estos tres tipos de radiación nuclear, los rayos gamma son los más peligrosos y pueden causar daños graves e irreversibles a las células humanas. Además, la radiación de neutrones también es mortal.

Para proteger los rayos gamma y la radiación de neutrones, es necesario utilizar materiales que puedan absorber los rayos. En esencia, cualquier material tiene la probabilidad de absorber rayos, pero la capacidad de absorber rayos es muy diferente.

Para un átomo, cuanto más grande es el núcleo del átomo y más electrones hay fuera del núcleo, más fácil es bloquear la propagación de los rayos gamma y la radiación de neutrones con el mismo espesor. Átomo radiactivo con el mayor número atómico. El elemento tiene una densidad de hasta 11,33 g/cm3, por lo que puede absorber eficazmente los rayos gamma y la radiación de neutrones.

El uranio tiene un mayor número atómico y mayor densidad, y puede absorber mejor los rayos gamma y la radiación de neutrones. Sin embargo, el propio elemento uranio se desintegra, por lo que no es adecuado para proteger contra la radiación nuclear; como el oro, el platino, etc., también son más densos que el plomo, pero sus precios son demasiado elevados y no son adecuados para la protección radiológica de grandes superficies.

El hormigón también es un material eficaz para proteger los rayos gamma y la radiación de neutrones. Por ello, en importantes emplazamientos militares, los edificios se envuelven con hormigón grueso y las importantes salas subterráneas se cubren con decenas de metros de hormigón.

Toda la energía del mundo se expresa a través de ondas electromagnéticas. La radiación nuclear también es un tipo de onda electromagnética que se produce por el cambio nuclear de los átomos e incluye principalmente tres tipos de rayos: α, β y. γ.

¿Cómo podemos bloquear estos rayos?

De hecho, se puede utilizar cualquier objeto, pero la capacidad de bloqueo es diferente. Por ejemplo, el efecto de blindaje de una placa de plomo de 1 mm es igual al de una placa de hierro de 6 mm, que también es igual al de un ladrillo macizo de 12 cm de espesor.

El escudo radiológico exterior de la central nuclear no está hecho de plomo, sino sólo de hormigón. Siempre que sea lo suficientemente grueso, cualquier rayo quedará bloqueado por muy fuerte que sea su capacidad de penetración.

¿Por qué se bloquean los rayos?

Toda la materia está compuesta de átomos. Cuando los fotones que representan la energía de la radiación pasan a través del "conjunto atómico" de la materia, serán absorbidos por estos átomos. Este proceso tiene tres efectos: efecto fotoeléctrico, efecto CommScope Dayton. efecto del par de electrones.

Explica brevemente estos tres efectos:

Efecto fotoeléctrico: Los fotones transfieren energía a los electrones fuera del núcleo y desaparecen por sí solos.

Efecto Compton: Cuando un fotón choca con; un electrón, parte de la energía se transfiere al electrón, lo que hace que se convierta en un electrón en retroceso, y la energía y la dirección de propagación del fotón mismo cambiarán;

Efecto del par de electrones: cuando el fotón pasa a través Como átomo, es absorbido por el núcleo. Atraído por la fuerza de Coulomb, se convirtió en un positrón y un electrón negativo, y fueron rápidamente aniquilados.

Entonces, ¿por qué liderar?

Porque la densidad del plomo es alta, es decir, el número de protones y electrones de los átomos del interior del plomo es suficientemente denso, lo que dificulta su paso.

Entonces ¿por qué no otras sustancias más densas?

Otras sustancias de alta densidad son muy difíciles de obtener o muy preciosas (como el oro, en comparación, el plomo ya es la opción más ideal).

Divertido e interesante conocimiento científico popular, ¡bienvenido a seguir a esta chica!

El blindaje contra plomo se refiere al uso de plomo como forma de protección radiológica para reducir la dosis efectiva a una persona u objeto. Debido a su alta densidad y número atómico, el plomo puede atenuar eficazmente ciertos tipos de radiación. En principio, es eficaz para proteger los rayos gamma y los rayos X.

La alta densidad del plomo resulta de su alta masa atómica combinada con el tamaño relativamente pequeño de las longitudes de sus enlaces y radios atómicos. Una masa atómica alta significa que se necesitan más electrones para mantener una carga neutra y un radio atómico pequeño combinado con una longitud pequeña significa que muchos átomos pueden ensamblarse en una estructura principal específica. Debido a la densidad del plomo y su gran cantidad de electrones, es ideal para dispersar rayos X y rayos gamma. Estos rayos forman fotones, un tipo de bosón al que se le otorgan fuertes propiedades de penetración cuando entran en contacto con los electrones. Sin protección de plomo, los electrones del cuerpo se ven afectados, lo que puede dañar el ADN del cuerpo y provocar cáncer. Cuando la radiación intenta atravesar el plomo, los electrones del plomo absorben y dispersan la energía. Sin embargo, con el tiempo el plomo se degrada debido a la energía a la que está expuesto. Sin embargo, el plomo no es eficaz contra todos los tipos de radiación. Los electrones de alta energía (incluida la radiación de neutrones) pueden causar radiación Bremsstrahlung, que es potencialmente más peligrosa para los tejidos que la radiación pura. Además, el plomo no es un absorbente especialmente eficaz de la radiación de neutrones.

El plomo se utiliza para proteger máquinas de rayos X, plantas de energía nuclear, laboratorios nucleares, equipos militares y otros lugares donde se puede encontrar radiación. Hay muchos tipos de blindaje que se utilizan tanto para proteger a las personas como para proteger equipos y experimentos. La protección personal incluye ropa con plomo (como ropa protectora contra rayos X utilizada durante procedimientos dentales), escudos protectores y guantes con plomo. El equipo de laboratorio también cuenta con diversos dispositivos de blindaje, incluidas estructuras compuestas por bloques de plomo y contenedores gruesos utilizados para almacenar y transportar muestras radiactivas.

¡Se sospecha que será bloqueado! ¿Es porque fue detenido? Esta ciencia es lo suficientemente rigurosa