Mis on kiirgus?

Kiirgus on energia levimine kiirte, lainete või osakeste voona - tegemist on väga laia mõistega. Me räägime sageli erinevatest kiirguse liikidest - päikesekiirgusest, ultraviolettkiirgusest, soojuskiirgusest jne. Eri lainepikkusega elektromagnetkiirgustel on palju erinevusi, kuid kõik nad on ühesuguse olemusega ning neil on on ühine tekkemehhanism: kõik elektromagnetlained tekivad laetud osakeste kiirendusega liikumise tulemusena. Elektromagnetlainetel on olemas lainetele omased omadused ja samas ka kvantomadused.

Elektromagnetilise kiirguse spektri puhul on lainepikkused pöördvõrdelised sagedustega. Ehk mida suurem on kiirguse sagedus, seda väiksem lainepikkus ja vastupidi – mida suurem lainepikkus, seda väiksem sagedus. Madala sagedusega kiirgus on hästi tuntud raadiolained, sellele järgnevad mikrolained, infrapunakiirgus ja nähtav valgus. Elektromagnetlained kuni ultraviolettkiirguseni (kaasa arvatud) ei ole võimalised tekitama keemilisi muutusi, kuid nii mõnedki nendest on võimelised kehi soojendama. Skaala paremapoolses osas olevad kiirgused on aga võimelised tekitama muutusi aine ehituses – näiteks on võimelised aatomitest elektrone välja lööma. Selle minikursuse raames käsitleme elektromagnetlainetest ainult ioniseerivaid kiirgusi: röntgen- ja gammakiirgust.

Kiirguste liigitamisel kasutatakse erinevaid jaotuseid võttes aluseks nende sagedusi või energiaid. Samuti saab kiirguseid liigitada vastavalt nende võimele põhjustada ionisatsiooni:

  • mitte-ioniseeriv kiirgus ei ole võimeline tekitama ionisatsiooniprotsessi, sest tal pole piisavalt energiat, et vabastada näiteks elektron aatomist.
  • ioniseeriv kiirgus on võimeline kas siis otseselt või kaudselt tekitama ioone keskkonnas, mida ta läbib.

Tavatingimustes on aatom ning tema tuum stabiilsed. Samas esinevad ka aatomid, mis ei ole stabiilsed ning milledel on kalduvus laguneda ning selle käigus eraldub suure energiaga kiirgust ning lagunemise tulemusena tekivad uued aatomituumad. Osasid aatomeid on võimalik muuta ebastabiilseks kui neile energiat juurde anda. Selle tulemusena võib aatomist vabaneda mõni elektron või isegi mõni tuuma osake (positron või neutron). Kui elektron vabaneb, ei ole aatom enam elektriliselt neutraalne – tekib positiivne ioon, milleks on siis aatom ühe puuduva elektroniga ning vabanenud elektron moodustab negatiivse iooni. Kiirgus tavaliselt moodustub kas footonitest või aineosakestest.

Kokkupuude ioniseeriva kiirgusega võib toimuda järgmistel viisidel:

  • Sissehingamine või sissesöömine (sisekiiritus);
  • Meid ümbritsevas keskkonnas leiduvate radionukliidide või kosmilise kiirguse poolt tekitatud kiiritus (väliskiiritus).

Sõltuvalt päritolust võib jagada ioniseeriva kiirguse allikaid kaheks: looduslik või tehislik. Üle 80% aastasest elanikkonna efektiivdoosist põhjustab ioniseeriv kiirgus, mis pärineb looduslikest kiirgusallikatest. Looduslikest kiirgusallikate poolt põhjustatav doos sõltub suuresti geograafilisest asukohast ning doosi suurused varieeruvad suures ulatuses.