Кіріспе
Физикада сәулелену – кеңістікте немесе материалдық ортада толқындар немесе бөлшектер түрінде энергияның таралуы немесе берілуі. Оған мыналар жатады: электромагниттік сәулелену фотондардан тұрады, мысалы, радио толқындар, микротолқындар, инфрақызыл, көрінетін жарық, ультракүлгін, рентген сәулелері және гамма сәулеленуі (γ); бөлшектік сәулелену – нөлдік емес тынығу энергиясы бар бөлшектерден тұрады, мысалы, альфа сәулеленуі (α), бета сәулеленуі (β), протон сәулеленуі және нейтрон сәулеленуі; акустикалық сәулелену, мысалы, ультрадыбыс, дыбыс және сейсмикалық толқындар, физикалық тарату ортасына байланысты; гравитациялық сәулелену – гравитациялық толқындар түрінде, кеңістіктегі толқындар. Сәулелену көбінесе сәулеленген бөлшектердің энергиясына қарай иондаушы немесе иондаушы емес болып жіктеледі. Иондаушы сәулелену 10 электрон вольттан (eV) артық энергия тасымалдайды, бұл атомдар мен молекулаларды иондауға және химиялық байланыстарды бұзуға жеткілікті. Бұл тірі организмдерге зиянды әсерінің айқын айырмашылығына байланысты маңызды ерекшелік. Иондаушы сәулеленудің кең таралған көзі – α, β немесе γ сәулелерін шығаратын радиоактивті материалдар, олар сәйкесінше гелий ядроларынан, электрондардан немесе позитрондардан және фотондардан тұрады. Басқа көздерге медициналық рентгенографиялық зерттеулердегі рентген сәулелері, сондай-ақ біріншілік ғарыш сәулелері Жер атмосферасымен әрекеттескеннен кейін пайда болатын екіншілік ғарыш сәулелерін құрайтын мюондар, мезондар, позитрондар, нейтрондар және басқа бөлшектер жатады. Гамма-сәулелері, рентген сәулелері және ультракүлгін сәулеленудің жоғары энергиялы диапазоны электромагниттік спектрдің иондаушы бөлігін құрайды. «Иондау» термині атомнан бір немесе бірнеше электрондардың бөлінуін білдіреді, бұл әрекетке осы электромагниттік толқындардың жеткілікті жоғары энергиясы қажет. Спектрдің төменгі жағындағы ультракүлгін сәулеленудің төменгі энергиясы атомдарды иондай алмайды, бірақ молекулаларды құрайтын атомдық байланыстарды бұза алады, осылайша атомдар емес, молекулаларды ыдыратады; мұның жақсы мысалы – ұзын толқынды күн сәулесінің ультракүлгін сәулесінен болатын күн күйігі. Көрінетін жарық, инфрақызыл және микротолқын жиіліктеріндегі ультракүлгіннен ұзын толқынды толқындар байланыстарды бұза алмайды, бірақ байланыстарда тербелістерді тудырады, олар жылу ретінде сезіледі. Радио толқындары және одан төменгі жиіліктер биологиялық жүйелерге зиянды деп есептелмейді. Бұл энергиялардың нақты шекарасы емес, белгілі бір жиіліктердің әсерінде кейбір үйлесімдер бар. «Сәулелену» термині бір көзден сәуле тарату құбылысынан (яғни барлық бағытта сыртқа қарай қозғалу) туындайды. Бұл аспект сәулеленудің барлық түрлеріне қолданылатын өлшемдер мен физикалық бірліктер жүйесіне әкеледі. Мұндай сәуле кеңістікте тарағанда кеңейеді және энергиясы сақталады (вакуумда), сондықтан нүктелік көзден шыққан сәулеленудің барлық түрлерінің қарқындылығы оның көзінен қашықтығына кері пропорционалды квадрат заңдылығын сақтайды. Кез келген идеалдық заң сияқты, кері квадрат заңы өлшенген сәулелену қарқындылығын көздің геометриялық нүктеге жақындығына қарай шамалайды.
In physics, radiation is the emission or transmission of energy in the form of waves or particles through space or a material medium. This includes:
electromagnetic radiation consists of photons, such as radio waves, microwaves, infrared, visible light, ultraviolet, x rays, and gamma radiation (γ)
particle radiation consists of particles of non zero rest energy, such as alpha radiation (α), beta radiation (β), proton radiation and neutron radiation
acoustic radiation, such as ultrasound, sound, and seismic waves, dependent on a physical transmission medium
gravitational radiation, in the form of gravitational waves, ripples in spacetime
Radiation is often categorized as either ionizing or non ionizing depending on the energy of the radiated particles. Ionizing radiation carries more than 10 electron volts (eV), which is enough to ionize atoms and molecules and break chemical bonds. This is an important distinction due to the large difference in harmfulness to living organisms. A common source of ionizing radiation is radioactive materials that emit α, β, or γ radiation, consisting of helium nuclei, electrons or positrons, and photons, respectively. Other sources include X rays from medical radiography examinations and muons, mesons, positrons, neutrons and other particles that constitute the secondary cosmic rays that are produced after primary cosmic rays interact with Earth's atmosphere. Gamma rays, X rays, and the higher energy range of ultraviolet light constitute the ionizing part of the electromagnetic spectrum. The word "ionize" refers to the breaking of one or more electrons away from an atom, an action that requires the relatively high energies that these electromagnetic waves supply. Further down the spectrum, the non ionizing lower energies of the lower ultraviolet spectrum cannot ionize atoms, but can disrupt the inter atomic bonds that form molecules, thereby breaking down molecules rather than atoms; a good example of this is sunburn caused by long wavelength solar ultraviolet. The waves of longer wavelength than UV in visible light, infrared, and microwave frequencies cannot break bonds but can cause vibrations in the bonds which are sensed as heat. Radio wavelengths and below generally are not regarded as harmful to biological systems. These are not sharp delineations of the energies; there is some overlap in the effects of specific frequencies. The word "radiation" arises from the phenomenon of waves radiating (i. e., traveling outward in all directions) from a source. This aspect leads to a system of measurements and physical units that apply to all types of radiation. Because such radiation expands as it passes through space, and as its energy is conserved (in vacuum), the intensity of all types of radiation from a point source follows an inverse square law in relation to the distance from its source. Like any ideal law, the inverse square law approximates a measured radiation intensity to the extent that the source approximates a geometric point.
Иондаушы сәулелену
Жетілдіргіш энергиясы бар сәулелену атомдарды иондауға қабілетті, яғни атомдардан электрондарды алып тастап, иондар құрайды. Иондану атомның электрон қабығынан электронның бөлінуімен (немесе "қырып шығарылуымен") жүзеге асады, нәтижесінде атом оң зарядталған күйде қалады. Тірі жасушалардың, әсіресе олардың ДНК-сының ионданудан зақымдануы мүмкін болғандықтан, иондаушы сәулеленуге ұшырау қатерлі ісік ауруының қаупін арттырады. Сондықтан "иондаушы сәулелену" термині бөлшектік сәулелену мен электромагниттік сәулеленуден, негізінен оның биологиялық зақымдануға жоғары потенциалына байланысты, шартты түрде бөлінеді. Бір жасуша триллиондаған атомнан тұрса да, олардың тек шағын бөлігі ғана төмен немесе орташа қуатты сәулеленуде иондалады. Иондаушы сәулеленудің қатерлі ісік тудыру ықтималдығы сәулеленудің сіңірілген дозасына, сәулелену түрінің зияндылық деңгейіне (эквивалентті доза) және сәулеленген организмнің немесе тінінің сезімталдығына (тиімді доза) байланысты. Егер иондаушы сәулеленудің көзі радиоактивті материал немесе ядролық процестер, мысалы, бөліну немесе қосылу болса, бөлшектік сәулеленуді де ескеру қажет. Бөлшектік сәулелену – ядролық реакциялар нәтижесінде релятивистік жылдамдыққа дейін үдетілген субатомдық бөлшектер. Олардың импульстары электрондарды қырып шығарып, материалдарды иондауға мүмкіндік береді, бірақ көпшілігі электр зарядына ие болғандықтан, иондаушы сәулелену сияқты терең ену қабілетіне ие емес. Нейтрон бөлшектері бұл ереженің ерекше жағдайы болып табылады (төменде қараңыз). Мұндай бөлшектердің бірнеше түрі бар, бірақ олардың көп бөлігі альфа-бөлшектер, бета-бөлшектер, нейтрондар және протондар құрайды. Шамамен айтқанда, 10 электрон вольттан (эВ) жоғары энергиясы бар фотондар мен бөлшектер иондаушы болып саналады (кейбір мамандар 33 эВ, судың иондану энергиясын пайдаланады). Радиоактивті материалдардан немесе ғарыштық сәулелерден шығатын бөлшектік сәулелену иондану үшін жеткілікті энергияға ие болады. Иондаушы сәулеленудің көп бөлігі радиоактивті материалдар мен ғарыштан (ғарыштық сәулелер) шығады және осылайша қоршаған ортада табиғи түрде кездеседі, өйткені көптеген тау жыныстары мен топырақтарда радиоактивті материалдардың шағын концентрациясы бар. Бұл сәулелену көрінбейтіндіктен және адам сезімдерімен тікелей анықталмайтындықтан, оның бар-жоғын анықтау үшін әдетте Гайгер санағышы сияқты құралдар қажет. Кейбір жағдайларда, материямен өзара әрекеттескенде, Черенков сәулеленуі мен радиолюминесценция сияқты көрінетін жарықтың екінші реттік шығарылуына әкелуі мүмкін. Иондаушы сәулелену медицинада, зерттеулерде және құрылыста көптеген практикалық қолданыстарға ие, бірақ дұрыс пайдаланбаса денсаулыққа қауіп төндіреді. Сәулеленуге ұшырау тірі тіндерге зақым келтіреді; жоғары дозада сәулелік синдром (ARS) пайда болады, оның салдарынан тері күйеді, шашы түседі, ішкі органдардың жұмысы бұзылады және өлімге әкеледі, ал кез келген дозада қатерлі ісік пен генетикалық зақымдану қаупі артады. Ядролық қарулар мен реакторлар сәулеленудің көзі болған кезде, радиоактивті йодтың бөліну өнімінің биологиялық бейімділігіне байланысты, қалқанша безінің қатерлі ісігі сияқты қатерлі ісік түрі жиі кездеседі, яғни йод-131.
Ультрафиолет сәулелері
Ультракүлгін сәуле, толқын ұзындығы 10 нм-ден 125 нм-ге дейін, ауа молекулаларын иондайды, нәтижесінде ауа және әсіресе озон (O3) оны күшті сіңіреді. Сондықтан иондаушы ультракүлгін сәуле Жер атмосферасына айтарлықтай мөлшерде енбейді, сондықтан оны кейде вакуумдық ультракүлгін деп атайды. Ғарышта болғанымен, UVA спектрінің бұл бөлігі биологиялық тұрғыдан маңызды емес, себебі ол Жердегі тірі организмдерге жетпейді. Атмосферада озон 98% иондаушы емес, бірақ қауіпті UV-C және UV-B сәулелерін сіңіретін аймақ бар. Бұл озон қабаты шамамен басталып, жоғары қарай созылады. Жерге жететін ультракүлгін сәуле спектрінің кейбіреулері иондаушы емес, бірақ бұл энергияның жеке фотондары биологиялық молекулаларда электрондық қозу тудыра алады, осылайша оларды қажетсіз реакциялар арқылы зақымдайды. Мысалы, ДНК-да пиримидин димерлерінің пайда болуы 365 нм (3,4 ЭВ) төмен толқын ұзындығында басталады, бұл иондану энергиясынан төмен. Бұл қасиет ультракүлгін сәуле спектріне нақты иондану болмаса да, биологиялық жүйелерде иондаушы сәулеленудің кейбір қауіптерін береді. Керісінше, көзге көрінетін жарық және инфрақызыл, микротолқын және радио толқындар сияқты ұзын толқынды электромагниттік сәулелену, зиянды молекулалық қозу тудыратын жеткіліксіз энергияға ие фотондардан тұрады, сондықтан бұл сәулелену энергия бірлігіне қатысты әлдеқайда аз қауіпті.
Рентген сәулелері
Рентген сәулелері – бұл 10−9 м-ден кем толқын ұзындығы бар электромагниттік толқындар (3x1017 Гц-тен жоғары және 1240 ЭВ-тан үлкен). Теңдеу E=h c/λ бойынша толқын ұзындығы қысқарған сайын энергия артады. ("E" – энергия; "h" – Планк тұрақтысы; "c" – жарық жылдамдығы; "λ" – толқын ұзындығы.) Рентген сәулесінің фотоны атоммен соқтығысқанда, атом фотонның энергиясын сіңіріп, электронын жоғары орбиталық деңгейге көтеруі мүмкін, ал фотонның энергиясы өте жоғары болса, электронды атомнан толығымен шығарып, атомды иондауға себеп болуы мүмкін. Әдетте, үлкен атомдар рентген сәулесінің фотонын сіңіруге бейім, себебі олардың орбиталық электрондары арасындағы энергия айырмашылығы зор. Адам ағзасындағы жұмсақ тіндер сүйекті құрайтын кальций атомдарынан кішірек болғандықтан, рентген сәулелерін сіңіруде айырмашылық байқалады. Рентген аппараттары сүйек пен жұмсақ тіндердің сіңіру арасындағы айырмашылықты пайдаланып, дәрігерлерге адам ағзасының құрылымын зерттеуге мүмкіндік береді. Рентген сәулелері жер атмосферасының қалыңдығымен толығымен сіңіріледі, нәтижесінде Күннің рентген сәуле шығарылымы, ультракөк сәуледен аз болғанымен, әсерлі күшіне қарамастан, Жер бетіне жетпейді.
Гамма сәулелері
Гамма (γ) сәулеленуі 3x10−11 метрден (1019 Гц-тен жоғары жиілік және 41,4 кэВ-тан жоғары энергия) кем толқын ұзындығы бар фотондардан тұрады. Гамма сәуле шығару – ядролық реакциялардың көпшілігінен кейін тұрақсыз ядро артық энергиядан құтылуы үшін болатын ядролық процесс. Альфа және бета бөлшектерінің электр заряды мен массасы бар, сондықтан олар өз жолында басқа атомдармен белсенді әрекеттеседі. Бірақ гамма сәулелері массасы да, электр заряды да жоқ фотондардан құралған, сондықтан олар альфа немесе бета сәулелеріне қарағанда материяға әлдеқайда терең сіңеді. Гамма сәулелерін жеткілікті қалың немесе тығыз материал тоқтата алады, онда материалдың тоқтату қабілеті берілген аумақтағы сәулелену жолындағы жалпы массаға байланысты, материалдың тығыздығына қарамастан. Дегенмен, рентген сәулелері сияқты, қорғасын немесе таусылған уран сияқты жоғары атомдық нөмірі бар материалдар, су немесе бетон сияқты аз тығыз және төмен атомдық салмақты материалдардың тең массасына қарағанда шамалы (әдетте 20-дан 30% дейін) тоқтату қабілетін қосады. Атмосфера ғарыштан Жерге келетін барлық гамма сәулелерін сіңіреді. Тіпті ауа да гамма сәулелерін сіңіре алады, осы толқындардың энергиясын шамамен 152 метрден өте отырып, екі есеге азайтады.
Альфа сәулеленуі
Альфа бөлшектері – гелийдің 4 ядросы (екі протон және екі нейтрон). Олар зарядтары мен біріктірілген массасының арқасында затпен күшті өзара әрекеттеседі және әдеттегі жылдамдықтарында тек бірнеше сантиметр ауаға немесе төмен тығыздықтағы бірнеше миллиметр материалға (мысалы, кейбір Гейгер есептегіштерінің құбырларына арнайы орналастырылған жұқа мика материалы) ғана еніп өтеді. Бұл альфа бөлшектерінің қалыпты альфа ыдырауынан шыққанда, өлі тері жасушаларының сыртқы қабаттарына енбейтіні және төмендегі тірі тіндерге зақым келтірмейтінін білдіреді. Кейбір өте жоғары энергиялы альфа бөлшектері ғарыштық сәулелердің шамамен 10% құрайды және олар денеге, тіпті жұқа металл пластиналарға енуге қабілетті. Дегенмен, олар тек ғарышкерлерге ғана қауіпті, себебі Жердің магнит өрісі оларды бұрып, содан кейін атмосфера тоқтатады. Альфа сәулеленуі альфа-эмиттерлі радиоизотоптарды жұтқанда немесе тыныс алғанда (дем алғанда немесе жұтқанда) қауіпті болады. Бұл радиоизотопты альфа сәулеленуі жасушаларды зақымдауы үшін сезімтал тірі тіндерге жеткілікті жақынға жеткізеді. Бірлік энергияға шаққанда, альфа бөлшектері гамма- және рентген сәулелеріне қарағанда кемінде 20 есе көп жасуша зақымдайды. Бұл туралы толық ақпарат алу үшін салыстырмалы биологиялық тиімділік туралы қараңыз. Радий, радон және полонийдің барлық изотоптары жоғары улы альфа-эмиттерлердің мысалдары болып табылады, себебі олардағы ыдырау мөлшері осы қысқа жартылай ыдырау периодында болады.
Бета сәулелену
Бета-минус (β−) сәулеленуі энергетикалық электроннан тұрады. Ол альфа сәулеленуінен өткір, бірақ гамма сәулеленуінен кем. Радиоактивті ыдыраудан шыққан бета сәулесін бірнеше сантиметрлік пластик немесе бірнеше миллиметрлік металл тоқтатуға болады. Бұл нейтрон ядрода протонға ыдырағанда, бета бөлшегі мен антинейтриноны босату арқылы жүзеге асады. Линактық үдеткіштерден шыққан бета сәулеленуі табиғи бета сәулеленуінен әлдеқайда күшті және тереңдете түседі. Ол кейде радиациялық терапияда беткі ісіктерді емдеу үшін қолданылады. Бета плюс (β+) сәулеленуі – позитрондардың шығарылуы, олар электрондардың антиматериялық түрі. Позитрон материалдағы электрон сияқты жылдамдыққа дейін баяулағанда, электронды жояды, нәтижесінде 511 кэВ энергиясы бар екі гамма-фотон шығарылады. Бұл екі гамма-фотон (шамамен) қарама-қарсы бағытта қозғалады. Позитрондардың жойылуынан пайда болған гамма сәулесі жоғары энергиялы фотондардан тұрады және иондаушы болып табылады.
Нейтрондық сәулелену
Нейтрондар жылдамдығы және энергиясына қарай жіктеледі. Нейтрондық сәулелену еркін нейтрондардан тұрады. Бұл нейтрондар спонтанды немесе шақырылған ядролық бөліну кезінде шығарылуы мүмкін. Нейтрондар – сирек кездесетін сәулелену бөлшектері; олар тек тізбекті реакциядағы бөліну немесе синтез реакциялары белсенді болған жерде ғана көп мөлшерде пайда болады; бұл термоядролық жарылыста шамамен 10 микросекундқа немесе жұмыс істеп тұрған ядролық реактордың ішінде үздіксіз жүреді; реакторда нейтрондардың өндірісі сындырмас бұрыштан шыққанда дереу тоқтатылады. Нейтрондар басқа заттарды немесе материалдарды радиоактивті ете алады. Бұл процесс, нейтрондық активтеу деп аталады, медициналық, академиялық және өнеркәсіптік қолданулар үшін радиоактивті көздерді өндірудің негізгі әдісі болып табылады. Тіпті салыстырмалы түрде төмен жылдамдықтағы термиялық нейтрондар да нейтрондық активтеуді тудырады (іс жүзінде, олар оны тиімдірек тудырады). Нейтрондар протондар мен электрондар сияқты зарядталған бөлшектердің (электронды қоздыру арқылы) иондағаннан өзгеше, атомдарды иондамайды, себебі нейтрондардың заряды жоқ. Олар ядроларға сіңіріліп, содан кейін тұрақсыз болатындықтан иондануға себеп болады. Сондықтан нейтрондар "жайындап иондаушылар" деп аталады. Тіпті маңызды кинетикалық энергиясы жоқ нейтрондар да жайлы иондаушы болып табылады және осылайша маңызды сәулелену қаупін құрайды. Барлық материалдар нейтрондық активтеуге қабілетті емес; мысалы, суда екі типтегі атомдардың (сутек пен оттегі) ең көп таралған изотоптары нейтрондарды сіңіріп алып, ауырлайды, бірақ сол атомдардың тұрақты түрлерін сақтайды. Сутек атомын белсендіру үшін тек бір нейтронды сіңіру жеткілікті, ал оттегіге екі қосымша сіңіру қажет. Осылайша, су өте нашар активтендіріледі. Ал тұздағы натрий (мысалы, теңіз суында) бір ғана нейтронды сіңіріп алып, 15 сағат жартылай өмірге ие Na24-ке айналады, бұл бета-ыдыраудың өте күшті көзі. Сонымен қатар, жоғары энергиялы (жоғары жылдамдықты) нейтрондар атомдарды тікелей иондауға қабілетті. Жоғары энергиялы нейтрондардың атомдарды иондау механизмінің бірі – атом ядросына соққы беру және атомды молекуладан шығарып, химиялық байланыс бұзылғанда бір немесе бірнеше электрондарды қалдыру. Бұл химиялық еркін радикалдардың пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар, өте жоғары энергиялы нейтрондар "нейтронды шашырату" немесе нокаут арқылы иондаушы сәулеленуді тудырады, онда нейтрондар соқтығысқанда атом ядроларынан (әсіресе сутегі ядроларынан) жоғары энергиялы протондардың шығарылуына себеп болады. Соңғы процесс нейтронның энергиясының көп бөлігін протонға береді, бұл бильярд шарларының бір-біріне соққы беруіне ұқсас. Мұндай реакциялардың зарядталған протондары мен басқа да өнімдері тікелей иондалады. Жоғары энергиялы нейтрондар өте терең өтеді және ауада үлкен қашықтыққа (жүздеген немесе тіпті мыңдаған метр) және қарапайым қатты денелерде орташа қашықтыққа (бірнеше метр) жете алады. Оларды бір метрден аз қашықтықта тоқтату үшін әдетте сутегіге бай қорғаныш, мысалы, бетон немесе су қажет. Нейтрондық сәулеленудің кең таралған көзі – ядролық реактордың ішінде, онда бір метрден астам қалыңдықтағы су қабаты тиімді қалқан ретінде қолданылады.
Космикалық сәулелену
Жер атмосферасына ғарыштан енетін жоғары энергиялы бөлшектердің екі көзі бар: Күн және терең ғарыш. Күн үнемі күн желінде бөлшектерді, негізінен бос протондарды шығарады, ал кейде короналық массалық шығарылымдар (КМШ) арқылы осы ағынды күрт арттырады. Терең ғарыштан (галактикааралық және галактикадан тыс) келетін бөлшектердің саны аз, бірақ энергиясы жоғары. Бұл бөлшектердің көп бөлігі де протондардан тұрады, ал қалғаны гелиондардан (альфа бөлшектері). Ауыр элементтердің толық иондалған бірнеше ядролары да бар. Бұл галактикалық ғарыштық сәулелердің пайда болуы әлі толыққанды түсініксіз, бірақ олар суперновалардың қалдықтары және әсіресе гамма-сәулелік жарылыстардың (ГСЖ) нәтижесі болуы мүмкін, олар осы бөлшектерден өлшенген үлкен үдеулерге қабілетті магниттік өрістерге ие. Олар квазарлар арқылы да пайда болуы мүмкін, олар GRB-ге ұқсас, бірақ одан әлдеқайда үлкен және ғаламның ерте тарихының күшті бөлігі болып көрінеді.
Иондаушы емес сәулелену
Иондаушы емес сәулелену бөлшектерінің кинетикалық энергиясы заттан өткен кезде зарядталған иондарды жасау үшін жеткіліксіз. Иондаушы емес электромагниттік сәулелену үшін (төмендегі түрлерін қараңыз), байланысты бөлшектер (фотондар) молекулалар мен атомдардың айналу, дірілдеу немесе электрондық валенттік конфигурацияларын өзгерту үшін ғана жеткілікті энергияға ие. Иондаушы емес сәулелену түрлерінің тірі тіндерге әсері соңғы кезде ғана зерттелді. Дегенмен, иондаушы емес сәулеленудің әртүрлі түрлері әртүрлі биологиялық әсерлерді көрсетеді. Тіпті "иондаушы емес" сәулелену де, егер ол температураны иондану энергиясына дейін көтеруге жеткілікті жылу жинаса, термиялық иондануды тудыруға қабілетті. Бұл реакциялар иондаушы сәулеленуге қарағанда әлдеқайда жоғары энергияда жүреді, себебі иондану үшін тек бір бөлшек қана жеткілікті. Термиялық ионданудың белгілі бір мысалы – қарапайым оттың жалындағы иондану және инфрақызыл сәулеленудің әсерінен тағам өнімдеріндегі қоңырлану реакциялары. Электромагниттік спектр – электромагниттік сәулеленудің барлық мүмкін жиіліктерінің диапазоны. Дәрігерлер кейбір ауруларды радиоактивті затты енгізу арқылы және заттың денеде қозғалу кезінде бөлінетін сәулеленуді бақылап анықтайды. Қатерлі ісіктерді емдеу үшін қолданылатын сәулелену иондаушы сәулелену деп аталады, өйткені ол тіндердегі жасушаларда атомдардан электрондарды жұлып алып иондарды құрайды. Бұл жасушаларды өлтіруге немесе гендерді өзгертіп, жасушалардың өсуін тоқтатуға әкелуі мүмкін. Радиотолқындар, микротолқындар және жарық толқындары сияқты сәулеленудің басқа түрлері иондаушы емес деп аталады. Олардың энергиясы жеткіліксіз болғандықтан жасушаларды иондауға қабілетті емес.
Байланыс
Қазіргі заманғы барлық байланыс жүйелері электромагниттік сәулеленудің түрлерін қолданады. Сәулелену интенсивтілігінің өзгеруі – беріліп жатқан дыбыс, сурет немесе басқа да ақпараттағы өзгерістерді көрсетеді. Мысалы, адам дауысы радио толқыны немесе микротолқын ретінде, толқынның дауыс өзгеруіне сәйкес өзгеруі арқылы жіберілуі мүмкін. Музыканттар гамма сәулелерін дыбыстау немесе ядролық сәулеленуді қолданып, дыбыс пен музыка шығару тәжірибелерін жасады.
Ғылым
Зерттеушілер радиоактивті атомдарды қолданып, бір кезде тірі организмнің құрамына кірген материалдардың жасын анықтайды. Мұндай материалдардың жасын радиоактивті көміртек мөлшерін өлшеу арқылы, радиокөміртектік талдау деп аталатын әдіс арқылы бағалауға болады. Сол сияқты, басқа радиоактивті элементтерді пайдалану арқылы тау жыныстарының және басқа геологиялық нысандардың (тіпті кейбір қолдан жасалған заттардың) жасын анықтауға болады; бұл радиометриялық талдау деп аталады. Экологтар ластағыштардың қоршаған ортадағы қозғалысын анықтау үшін радиоактивті атомдарды, яғни іздеуші атомдарды қолданады. Радиация материалдардың құрамын анықтау үшін нейтрондық белсендіру талдауы деп аталатын әдісте қолданылады. Бұл әдісте ғалымдар заттың үлгісін нейтрондар деп аталатын бөлшектермен бомбалайды. Үлгідегі кейбір атомдар нейтрондарды сіңіріп, радиоактивті болады. Ғалымдар шығарылатын сәулеленуді зерттеп, үлгідегі элементтерді анықтай алады.
Радиацияның кейбір түрлерінің денсаулыққа және қоршаған ортаға келтіретін ықтимал зардабы
Радиация әрқашан қауіпті емес, және радиацияның барлық түрлері бірдей қауіпті емес, бұл бірнеше кең таралған медициналық мифтерге қайшы келеді. Мысалы, банандарда табиғи радиоактивті изотоптар, әсіресе калий-40 (40K) болады, олар радиоактивті ыдыраған кезде иондаушы сәуле шығарады. Бірақ мұндай сәулеленудің деңгейі радиациялық улануға жеткіліксіз төмен, сондықтан банандар радиациялық қауіп төндірмейді. Банандардан радиациялық доза жинақталмайтындықтан, радиациялық улануға себеп болатынша толып жеу физикалық тұрғыдан мүмкін емес. Радиация Жерде кең таралған, ал адамдар Жер бетіндегі қалыпты төмен және орташа деңгейдегі радиацияға бейімделген. Доза мен залалдық арасындағы байланыс көбінесе сызықтық емес, ал өте жоғары дозада зиянды болатын көптеген заттар орташа немесе төмен дозада денсаулыққа бейтарап немесе пайдалы әсер етеді, тіпті биологиялық тұрғыдан қажет болуы мүмкін. Иондаушы сәулеленуге де осы қағида қолданылатынын көрсететін деректер бар: иондаушы сәулеленудің қалыпты деңгейі ДНК жөндеу механизмдерін ынталандырып, реттеуге көмектеседі. Дегенмен, кез келген радиацияның жеткілікті жоғары деңгейі әртүрлі жағдайларда өлімге әкелуі мүмкін. Иондаушы сәулелер кейбір жағдайларда тірі организмдерге зиян келтіріп, қатерлі ісікке немесе генетикалық зақымдануға себеп болуы мүмкін. RWTH Aachen университетінің ЭМҚ порталы веб-сайты электромагниттік сәулеленудің әсері туралы ең ірі деректер базасының бірін ұсынады. 2019 жылдың 12 шілдесіне дейін ол электромагниттік өрістердің әсеріне қатысты 28 547 жарияланым мен 6 369 ғылыми зерттеулердің тұжырымдамасын қамтиды.