- عنوان کتاب: Introduction to Nuclear Science
- نویسنده: Jeff C. Bryan
- حوزه: علوم هسته‌ای
- سال انتشار: 2023
- تعداد صفحه: 407
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 8.95 مگابایت
تشعشعات ترسناک هستند. ما نمی‌توانیم آن را ببینیم، بشنویم، بو کنیم یا لمس کنیم، و می‌دانیم که می‌تواند کارهای وحشتناکی با ما انجام دهد. در دوزهای به اندازه کافی زیاد، می‌تواند ما را بکشد. دوزهای قابل توجهی که در مدت زمان طولانی دریافت می‌شوند، می‌توانند احتمال ابتلا به سرطان را در ما افزایش دهند. ترس از آن آسان است. تشعشعات نیز به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و این دانش می‌تواند برای از بین بردن برخی از ترس‌هایی که به راحتی ایجاد می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرد. این فصل بر اصول فیزیک تمرکز خواهد کرد که می‌تواند به ما در پاسخ به سؤالاتی مانند “تابش چیست”، “از کجا می‌آید” و “با ما چه می‌کند؟” کمک کند. بخش زیادی از این فصل به تعاریف اختصاص داده خواهد شد. به یک معنا، این فصل یک آموزش زبان خارجی است که در آن یاد خواهیم گرفت که در مورد علوم هسته‌ای صحبت کنیم. بیایید با تشعشعات شروع کنیم. تشعشعات انرژی‌ای است که حرکت می‌کند. به طور علمی‌تر، انرژی‌ای است که از طریق یک رسانه منتشر می‌شود. انواع تشعشعات در اطراف ما، همیشه وجود دارد، مانند امواج رادیویی، مایکروویوها و نور مادون قرمز و مرئی. ایستگاه‌های رادیویی از امواج رادیویی برای انتقال سیگنال‌های صوتی به خانه‌ها و ماشین‌های ما استفاده می‌کنند. ما همچنین از امواج رادیویی برای انتقال سیگنال‌ها به و از تعداد رو به رشد دستگاه‌های بی‌سیم خود، مانند تلفن‌های همراه، رایانه‌های شبکه‌ای و کنترل‌های از راه دور، استفاده می‌کنیم. کنترل‌های از راه دور همچنین می‌توانند از نور مادون قرمز برای انتقال سیگنال‌ها به تلویزیون‌ها، کنسول‌های بازی و سایر تجهیزات ویدیویی یا صوتی استفاده کنند. ما از مایکروویوها برای انتقال انرژی به مولکول‌های آب در غذای خود استفاده می‌کنیم. نور مرئی نیز نوعی تابش است. نور سبز تولید شده توسط خورشید از طریق فضا و جو ما حرکت می‌کند، از یک گیاه بازتاب می‌شود، از طریق مقداری هوای بیشتر به چشمان ما می‌رسد، که به ما می‌گوید گیاه سبز است. همه مثال‌های تابش در پاراگراف قبلی از فوتون‌ها برای انتقال انرژی خود استفاده می‌کنند. فوتون‌ها معمولاً به عنوان بسته‌های جداگانه نور مرئی در نظر گرفته می‌شوند، اما همانطور که در شکل 1.1 نشان داده شده است، در انتقال انواع انرژی نیز مفید هستند. در مجموع، این نوع تابش به عنوان تابش الکترومغناطیسی (EM) شناخته می‌شود. اشکال مختلف تابش EM به روش‌های مختلف با ماده تعامل دارند. امواج رادیویی با اکثر مواد تعامل زیادی ندارند، اما جریان‌های الکتریکی را در سیم‌ها و مدارها تولید می‌کنند. با تغییر جنبه‌های امواج، سیگنال‌های پیچیده‌ای مانند سیگنال‌های حاوی صدا و تصویر می‌توانند از یک دستگاه الکترونیکی به دستگاه دیگر منتقل شوند. تابش مایکروویو باعث تحریک مولکولی می‌شود. به طور خاص، اجاق مایکروویو باعث چرخش سریع‌تر مولکول‌های آب می‌شود و در نتیجه دمای آنها را افزایش می‌دهد. این امر به طور هوشمندانه‌ای به غذا اجازه می‌دهد بدون گرم کردن مستقیم سایر اجزای فر، گرم شود (زیرا مایکروویوها با پلاستیک، شیشه یا بیشتر ظروف غذاخوری تعامل ندارند). تابش مادون قرمز باعث لرزش و خم شدن مولکولی می‌شود و دوباره دمای ماده‌ای را که به آن برخورد می‌کند، افزایش می‌دهد. لامپ‌های گرم‌کننده در رستوران‌ها معمولاً از لامپ‌های مادون قرمز برای گرم نگه داشتن غذاهای آماده در حالی که منتظر توزیع بین مشتریان هستند، استفاده می‌کنند. نور مرئی باعث تحریک برخی الکترون‌ها در اتم‌ها و مولکول‌ها می‌شود. این بدان معناست که یک الکترون به طور موقت به سطح انرژی بالاتری ارتقا می‌یابد. گیرنده‌های شیمیایی در چشم ما از این تغییرات موقت برای ارسال سیگنال‌های الکتریکی به مغز ما استفاده می‌کنند و به ما امکان دیدن می‌دهند. تابش فرابنفش نیز باعث تحریک الکترون‌ها می‌شود، اما این کار را برای تعداد بیشتری از ترکیبات شیمیایی انجام می‌دهد و احتمال بیشتری دارد که منجر به تغییر شیمیایی پایدار شود. قرار گرفتن کافی در معرض پوست ما می‌تواند باعث ایجاد تغییر شیمیایی کافی برای ایجاد سوختگی شود. پرتوهای گاما و ایکس به اندازه کافی قدرتمند هستند که باعث یونیزاسیون در هر اتم یا مولکولی شوند و بنابراین در نحوه تعامل با ماده نسبتاً مخرب هستند. یونیزاسیون زمانی رخ می‌دهد که یک الکترون کاملاً از اتم یا مولکول خود جدا شود.
Radiation is scary. We can’t see, hear, smell, or touch it, and we know that it can do terrible things to us. In large enough doses, it can kill us. Significant doses received over a long period of time can increase our odds of getting cancer. It is easy to fear. Radiation is also well studied, and this knowledge can be used to dispel some of the fear it so easily engenders. This chapter will focus on the fundamentals of physics that can help us answer questions like “what is radiation,” “where does it come from,” and “what does it want with us?” Much of this chapter will be devoted to definitions. In a sense this chapter is a foreign language tutorial where we’ll learn to speak some nuclear science. Let’s start with radiation. Radiation is energy that moves. More scientifically, it is energy propagated through a medium. There are all kinds of radiation all around us, all of the time, such as radio waves, microwaves, and infrared and visible light. Radio stations use radio waves to transmit audio signals to our homes and cars. We also use radio waves to transmit signals to and from our growing number of wireless devices, such as cell phones, networked computers, and remote controls. Remote controls can also use infrared light to transmit signals to televisions, game consoles, and other video or audio equipment. We use microwaves to transmit energy to water molecules in our food. Visible light is also a form of radiation. Green light generated by the sun travels through space and our atmosphere, bounces off a plant, travels through some more air to our eyes, which tells us the plant is green. All of the examples of radiation in the preceding paragraph use photons to transmit their energy. Photons are commonly thought of as the individual packets of visible light, but are also handy at transmitting all kinds of energy as shown in Figure 1.1. Collectively, these types of radiation are known as electromagnetic (EM) radiation. The various forms of EM radiation interact with matter in different ways. Radio waves don’t interact much with most matter but produce electrical currents in wires and circuits. By varying aspects of the waves, complex signals such as those containing audio and video can be transmitted from one electronic device to another. Microwave radiation causes molecular agitation. Specifically, a microwave oven causes water molecules to rotate faster, thereby increasing their temperature. This cleverly allows the food to be warmed without directly heating up everything else in the oven (because the microwaves do not interact with plastic, glass, or most dishware). Infrared radiation causes molecular vibration and bending, again increasing the temperature of the matter it hits. Warming lamps in restaurants typically use infrared lamps to keep prepared meals warm while they are waiting to be distributed to customers. Visible light causes some electron excitations within atoms and molecules. This means an electron is temporarily promoted to a higher energy level. Chemical receptors in our eyes use these temporary changes to send electrical signals to our brain, allowing us to see. Ultraviolet radiation also causes electron excitations but does so to a broader number of chemical compounds and is more likely to result in a lasting chemical change. Sufficient exposure to our skin can cause enough chemical change to take place to cause a burn. Gamma and X- rays are powerful enough to cause ionizations in any atom or molecule and are therefore rather destructive in how they interact with matter. An ionization occurs when an electron is completely separated from its atom or molecule.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Introduction to Nuclear Science
نظرات کاربران