Joniga radiado

Sub la nomo joniganta radiado oni aludas aron da fenomenoj tre gravaj el fizika sed ankaŭ el teknologia, biologia kaj medicina vidpunktoj.

La ikso- kaj gama-radiadoj estas fenomenoj tute similaj en sia naturo al la videbla lumo, parto de la t.n. elektromagneta spektro, kiu ankaŭ inkludas aliajn fenomenojn kiel la radio-ondojn aŭ la ultraviolan kaj infraruĝan lumojn. Ĉiuj havas la saman rapidon en la vakuo, sed diferenciĝas en la ondaj proprecoj, t.e. la frekvenco kaj la ondolongo, kaj la individua energio de la senmasaj je kiuj ili kunmetiĝas, la fotonoj.

Se la energio de la fotonoj estas sufiĉe granda, povas okazi ke kiam la radiado alvenas al materia medio kaj interagas kun tiu ĉi, ĝi kapablas disigi ties elektronojn disde la nukleo, kaj krei ene de la materio elektrajn ŝarĝojn, liberajn elektronojn kaj pozitivajn jonojn, tio estas, ĝi povas jonigi la materion.

Tial, la ikso- kaj gama-radiadoj estas nomataj jonigaj elektromagnetaj radiadoj. Notu ke la ebleco estigi jonojn dependas kaj de la energio de la radiado kaj de la materio. Fakte, ne eblas difini simplan kaj ununuran valuon de la energio kiu valorus kiel sojlo, t.e. super kiu la radiado estu joniga kaj sub kiu ĝi estu ne-joniga. Ne ekzistas absoluta fizika limo inter la iksa kaj ultraviola radiadoj. Tiu limo estas ĉefe teknologia, laŭ la ilo uzata por generi tiajn radiadojn, kvankam oni povas fiksi praktikajn limojn depende de la naturo de la materio konsiderata (aero, akvo, mezvaloro de la homa histo).

Tiun ĉi efekton, la jonigado de la materio, oni povas kaŭzi per la bombado de la medio per materiaj partikloj tre rapide vojaĝantaj. Kiam ĉi ties energio estas sufiĉe granda, la efektoj sur la materion trairatan (aero, vivantaĵo, ktp) kompareblas kun la kaŭzitaj de la ĵus priskribitaj elektromagnetaj radiadoj. Tial ĉi, la tre rapide vojaĝantajn partiklojn oni ankaŭ konsideras joniganta radiado, kvankam la vorto radiado ne estu tute taŭga ĉi-kaze.

Ekzemploj de tiuj ĉi partiklaj radiadoj estas:

• alfa kaj beta partikloj elsenditaj de radioaktivaj nukleoj
• pozitrona (aŭ pozitiva beta) radiado, t.e. elsendo de pozitivŝarĝaj elektronoj fare de kelkaj nuklidoj
• neŭtrona radiado, elsendo de neŭtronoj ĉefe dum nuklea fisio
• generado kaj akcelado de partikloj (ekz. protonoj) per teknikaj rimedoj, kiel akceliloj

Kial oni konsideru kune ĉi tiujn aparte malsamnaturajn fenomenojn? Ĝuste ĉar samas ilia efekto sur la materion, la jonigado. Kaj ĉi tio estas siavice grava pro du kialoj:

El vidpunkto praktika, oni povas profiti la jonigadon por utilaj celoj. Ekzemple, oni povas ŝanĝi la ĥemiajn proprecojn de iu materio, ĝin submetante al surradiado. Ekzemploj de tia aplikado estas la radiaktivaj fulmoŝirmiloj (kiuj uzas la jonigadon de la ĉirkaŭa aero por, teorie, pli allogi la fulmojn), la incendidetektiloj, la polimerado de plastaj materioj, ktp. En tiuj kazoj oni povas uzi kaj partiklajn kaj elektromagnetajn radiadojn, kaj la elekto nur dependas de la specifaj detaloj dezirataj.

La dua grava aspekto okazas kiam la trairata materio estas la homa korpo. En tiu kazo la jonigado kaŭzas damaĝojn sur la vivajn ĉelojn. Tio ĉi havas konsekvencojn sur la sanon, ĉar ĝi pliigas la probablecon de estigo de kancero aŭ heredaj malsanoj kaj, se sufiĉe granda, ĝi povas kaŭzi aliajn malsanojn, kiel kataraktojn, bruligojn kaj eĉ la morton. Denove ekzistas malsimiloj inter ĉiuj tipoj de radiado, ĉar la menciitaj efikoj dependas interalie de la kapablo de la radiadoj eniri en la korpon, sed la fina damaĝo estas esence la sama. Samaj estas ankaŭ la teĥnikoj uzataj por protekti kontraŭ tiu damaĝo, tiel nomata radiprotektado.

Ambaŭ tipojn de efekto oni povas kune bildigi per konata apliko de la radiadoj: la radioterapio. En tiu ĉi apliko, oni submetas la kancerajn ĉelojn al surradiado, t.e. al bombado per joniga radiado, por ilin mortigi. Tion oni povas fari pere de gama-radiado produktita de radiaktiva fonto, formata per izotopo kiel kobalto-60 aŭ cezio-137, aŭ pere de elektronoj akcelitaj per maŝino nomata partikla akcelilo. Ambaŭkaze la efektoj estas la samaj, kvankam denove la detaloj povas tre malsimili.