Βόμβα Νετρονίων Βόμβα ΥδρογόνουΤα νετρόνια είναι τα «βλήματα» που εκπέμπονται (μεταξύ άλλων ακτινοβολιών) από τις βόμβες νετρονίων που ουσιαστικά είναι βόμβες υδρογόνου στις οποίες έχει αφαιρεθεί το κέλυφος ουρανίου. Οι βόμβες νετρονίων κατασκευάστηκαν την εποχή του ψυχρού πολέμου μεταξύ ΝΑΤΟ και Συμφώνου της Βαρσοβίας προκειμένου να χρησιμοποιηθούν κατά των χιλιάδων τεθωρακισμένων που είχαν τοποθετηθεί στην περιοχή της Γερμανίας. Σε ένα παγκόσμιο πόλεμο (πυρηνικό πόλεμο) της περιόδου εκείνης οι βόμβες νετρονίων θα έπαιζαν καθοριστικό ρόλο αφού τα αφόρτιστα σωματίδια (νετρόνια) θα διαπερνούσαν τα τεθωρακισμένα με άνεση και θα προσέβαλαν έτσι τα πληρώματα. Αξίζει λοιπόν να αναλύσουμε τις ιδιότητες και τις επιπτώσεις των νετρονίων:

Το δεύτερο συστατικό του πυρήνα μετά τα πρωτόνια είναι τα νετρόνια. Υπάρχουν ισότοπα πυρήνων τα οποία εκπέμπουν αυθόρμητα νετρόνια ενώ το γεγονός ότι είναι αφόρτιστο σωματίδιο του προσδίδει ιδιότητες πολύ διαφορετικές από τα άλλα σωματίδια (α, β) που εκπέμπει ο πυρήνας, αφού έχει μεγάλη εμβέλεια και μπορεί να εναποθέσει την ενέργειά του πολύ βαθιά στο μέσο στο οποίο κινείται.
Νετρόνια Βόμβα ΝετρονίωνΓενικά όσο περισσότερα νετρόνια έχουμε σε ένα πυρήνα τόσο πιο ασταθής είναι αυτός. Η εκπομπή των ακτίνων βήτα δεν θα μπορούσε να γίνει αν το νετρόνιο δεν είχε την ιδιότητα να μετατρέπεται αυθόρμητα σε πρωτόνιο μέσα στον πυρήνα προκαλώντας την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου. Ακόμη το νετρόνιο αποτελεί το κλειδί της έκλυσης ενέργειας μέσω της εξαναγκασμένης σχάσης που εφαρμόζεται τόσο στους πυρηνικούς αντιδραστήρες όσο και στα πυρηνικά όπλα και η οποία θα μελετηθεί στη συνέχεια.
Η έλλειψη φορτίου των νετρονίων είναι το κυριότερο χαρακτηριστικό τους που καθορίζει και τον τρόπο που αλληλεπιδρούν με τους ιστούς. Ως ουδέτερα σωμάτια αλληλεπιδρούν μόνο με τον ίδιο τον πυρήνα και όχι άμεσα με τα περιφερειακά ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα η μέση ελεύθερη διαδρομή τους να είναι πολύ μεγάλη μέσα στους ιστούς. Αν θυμηθούμε ότι μέσα στο ίδιο το μέταλλο του Ουρανιου-235 έχουν μια μέση ελεύθερη διαδρομή μερικά εκατοστά μπορούμε να φανταστούμε την εμβέλειά τους μέσα στους ιστούς των ανθρώπινων οργανισμών. Λόγω της μεγάλης τους αυτής εμβέλειας η ακτινοβόληση του οργανισμού από τα νετρόνια είναι κάπως ανάλογη με αυτή της γ-ακτινοβολίας δηλαδή οι επιπτώσεις της νετρονιακής ακτινοβολίας δεν εξαρτώνται σημαντικά από την θέση της πηγής σχετικά με τον οργανισμό. Για παράδειγμα αν ένας άνθρωπος εκτεθεί σε μια εκτεταμένη πηγή νετρονίων η ενέργεια που θα εναποτεθεί στην πλευρά εισόδου της ακτινοβολίας δεν θα είναι πολύ μεγαλύτερη από την ενέργεια που εναποτίθεται στην πλευρά εξόδου της αν και η διαφορά θα είναι αισθητή στην περίπτωση των θερμικών νετρονίων.
Κατά την πορεία του μέσα στους ιστούς (και γενικά στην ύλη) ένα νετρόνιο μπορεί είτε να διαφύγει χωρίς αλληλεπίδραση, ή να συλληφθεί από έναν πυρήνα χωρίς να προκαλέσει σχάση ή να σκεδαστεί ελαστικά ή ανελαστικά ή τέλος να σχάσει ένα πυρήνα δημιουργώντας δύο η περισσότερα νέα νετρόνια εκλύοντας παράλληλα ενέργεια. Στην περίπτωση της ανελαστικής σκέδασης μέρος της κινητικής ενέργειας του νετρονίου εναποτίθεται στον πυρήνα ο οποίος ανακρούεται με αποτέλεσμα να διαταράσσεται η ισορροπία του με τα περιφερειακά του ηλεκτρόνια. Όπως αντιλαμβανόμαστε όσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια των νετρονίων και όσο μικρότερος ο ανακρουόμενος πυρήνας τόσο μεγαλύτερη η διαταραχή. Η διαταραχή μπορεί να είναι τόσο μεγάλη ώστε να προκληθούν ιονισμοί με τις επιπτώσεις που αναλύσαμε στην αναφορά στα άλφα και βήτα σωμάτια.
Είναι τέτοια η φύση των ζωντανών οργανισμών ώστε αποτελούνται από μεγάλες ποσότητες νερού που περιέχει ένα άτομο Οξυγόνου και δύο ελαφρά άτομα Υδρογόνου. Σημειώνουμε ότι το κυτταρόπλασμα ενός φυτικού η ζωικού κυττάρου περιέχει 75%-85% νερό H2O, 10%-20% πρωτεΐνες, 2%-3% λιπίδια, 1% υδατάνθρακες, 0,5%-1% νουκλεικά οξέα και 1% άλλα συστατικά.
Το Υδρογόνο, του οποίου ο πυρήνας είναι απλώς ένα πρωτόνιο, έχει μάζα ίση με τη μάζα του νετρονίου και άρα γίνεται εύκολα αντιληπτή η ισχύς της ανάκρουσής του και ο επακόλουθος ιονισμός του. Προσεγγιστικά μπορούμε να πούμε ότι το 70%-85% της ενέργειας των ταχέων νετρονίων εναποτίθεται στους ιστούς μέσω τέτοιων ανελαστικών σκεδάσων με ελαφρούς πυρήνες ενώ το υπόλοιπο θα επιμεριστεί σε βαρύτερους πυρήνες.
Μετά την απώλεια του μεγαλύτερου μέρους της ενέργειας των νετρονίων αυτά καθίστανται θερμικά και αυξάνει πολύ η πιθανότητα να αρπαχθούν από ένα πυρήνα προκαλώντας την εξαναγκασμένη σχάση του. Η σχάση όμως αυτή θα δημιουργήσει θυγατρικούς πυρήνες στους ιστούς οι οποίοι θα αποδιεγερθούν εκπέμποντας επιπλέον νετρόνια, ακτίνες βήτα και γάμμα. Ακόμη η θυγατρικοί πυρήνες θα σκεδασθούν (ανεξαρτήτως ενεργειακής κατάστασης) από άλλους πυρήνες μεταφέροντας τους κινητική ενέργεια και προκαλώντας νέους έμμεσους ιονισμούς.
Διαβάστε περισσότερα

Κάντε ένα σχόλιο