دیدکلی

منشا انرژی تابشی خورشید و دیگر ستاره‌ها یک سری از واکنش‌های هسته‌ای انرژی‌زا است. اتمهایی که در‌ این واکنش‌ها در درون ستاره شرکت می‌‌کنند کاملا یونیده‌اند ، یعنی تمامی الکترونها از آنها کنده شده است. حیات بر روی زمین به واکنشهایی گرما هسته‌ای وابسته است که در مرکز خورشید روی می‌‌دهد و انرژی آزاد می‌‌کند که در نهایت به صورت گرما و نور از سطح خورشید خارج می‌‌شود. همجوشی خورشیدی نوعی واکنش گرما هسته‌ای است.

دید کلی

با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی می‌باشد، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولا اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن ، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.

تاریخچه:‏

اولین واکنش هسته‌ایمصنوعی توسط ذرات که به طور مصنوعی شتابدار شده‌ بود ‏در سال 1932 توسط کاک ، کرافت و والتن بدست آمد که در آن پروتونها در ‏یک مولد که به نام خود اینها معروف است «شتاب دهنده کاک کرافت ‏والتن) شتابدار شده و به لیتیوم کوبیده شدند که نتیجه آن دو هلیوم بود. که ‏به طور اختصار آن را به شکل زیر بیان می‌کنیم.

sup>73Li>+11P------>22 2He

نگاه اجمالی

موضوع تولید زباله‌های هسته‌ای از زمان کشف مواد رادیواکتیو مورد نظر بوده است. ولی توجه خاص به آن پس از کشف شکافت است چرا که کلیه راکتورهای شکافت هسته‌ای ایزوتوپهای رادیواکتیو تولید می‌کنند. میزان تابش بسیاری از ایزوتوپها برای حیات جانداران خطرناک است بنابراین ، مسئله جداسازی و انبار نمودن و دفن ایمن آنها با زیاد شدن تعداد راکتورها و سطح انرژی آنها سال به سال مباحث گسترده‌ای را دربر می‌گیرد.

دید کلی

خواص منحصر به فرد برهمکنش ذرات و تشعشات مختلف منجر به تخریب فیزیولوژیکی سیستم‌های حیاتی در هنگام پرتوگیری می‌شود. بسیاری از کاربردهای مواد رادیواکتیو در زمینه‌های داروسازی و پزشکی نیز نیاز به دانستن مکانیسم‌های برهمکنش نور با ماده را دارند.

طراحی یک رآکتور

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می‌شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می‌شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می‌شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می‌شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می‌کنند.

اثر بیولوژیکی نسبی :
مقدار یا کمیت تشعشع با اصطلاح « دوز جذبی » و واحدهای راد یا گری بیان می شود . دز مقیاسی از جذب انرژی در واحد جرم بافت است . به هر حال ،‌ دزهای یکسان انواع مختلف پرتوها ، اثر بیولوژیکی یکسان ایجاد نمی کنند . یک گری نوترون اثر بیولوژیکی بیشتری نسبت به یک گری اشعه ایکس ایجاد می کند . کلید تفاوت در الگوی واگذاری انرژی در سطح میکروسکوپی نهفته است .

اطلاعات اولیه
بدیهی است برای آن که اشعه بتواند روی مواد بیولوژیکی تاثیر بگذارد، بایستی انرژی اشعه بطور مستقیم یا غیر مستقیم به مواد بیولوژیکی و یا به موادی که در تبادل با آنها هستند، منتقل شود. تبادل می‌تواند اساسا فرایندهای فیزیکی مثل دیفوزیون یا انتشار یا تاثیرات الکتروستاتیکی ، یا فرایندهای شیمیایی مثل مهاجرت و فعالیت نمونه‌های تحریک شده به رادیکالها ، یونها و مولکولها و ... باشد.

بعضی از مواد گرچه بر حساسیت پرتوی سلولها تاثیر مستقیمی ندارند اما با ایجاد انقباض عروقی یا مداخله در فرایندهای طبیعی باعث کاهش غلظت اکسیژن در اندامهای بحرانی می شوند . بنابراین کل موجود زنده دربرابر تشعشع محافظت می شود . به دلیل آنکه سلولها در شرایط هیپوکسی به اشعه ایکس حساسیت کمتری نشان می دهند ، رخداد این فرایند را نیز می توان حفاظت تلقی کرد . مثالهایی از این مواد ، سیانید سدیم ، مونوکسید کربن ، اپی نفرین ، هیستامین و سروتونین می باشد.