Радиоактивность

(как и где можно облучиться и что мне за это будет?)

Правда ли то, что при полетах на самолете можно получить дополнительную дозу излучения?
В общем случае да. Конкретные цифры зависят от высоты полета, типа самолета, погоды и маршрута, примерно можно оценить фон в салоне самолета как 200-400 мкР/Ч.

Опасно ли делать флюорографию или рентгенографию?
Хотя снимок и занимает всего доли секунды, мощность излучения весьма велика и человек получает достаточную дозу облучения. Не зря врач-рентгенолог при снимке прячется за стальную стенку.
Примерные эффективные дозы для облучаемых органов:
флюорография в одной проекции — 1.0 мЗв
ренген легких — 0.4 мЗ
снимок черепа в двух проекциях — 0.22 мЗв
снимок зуба — 0.02мЗв
снимок носа (гайморовы пазухи) — 0.02 мЗв
снимок голени (ног в связи с переломом) — 0.08мЗв
Указанные цифры верны для одного снимка (если особо не отмечено), при исправном рентгеновском аппарате и применении средств защиты. Скажем, при снимке легких вовсе не обязательно облучать голову и все, что ниже пояса . Требуйте просвинцованный фартук и воротник, их должны вам выдать. Полученная при обследовании доза обязательно записывается в личную карточку больного.
Ну и напоследок — любой врач, отправляющий вас на рентген, обязан оценивать риск избыточного облучения по сравнению с тем, насколько помогут ему ваши снимки для более эффективного лечения.

Радиация на промышленных объектах, свалках, заброшенных зданиях ?

Источники радиации можно встретить где угодно, даже в жилом здании, напр. когда-то использовались Радиоизотопные извещатели дыма (РИД) в которых использовались изотопы, излучающие  Альфа, Бета и Гамма радиацию, всевозможные шкалы приборов, выпущенных до 60-х годов, на которые наносилась краска в составе которой были соли Радия-226, на свалках находили гамма-дефектоскопы, проверочные источники для дозиметров и.т.д.

Нормы для человека

За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.

Физические величины в которых измеряется радиация

Радиационный фон

С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:

  • Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
  • Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
  • Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.

Доза радиации которую получает человек в течении года

Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.

Безопасная доза

Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).

Допустимая доза

Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.

Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.

Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.

При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.

Излучение которое можно полечить в полёте

Смертельный уровень облучения

Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.

Доза. Зиверт Воздействие на человека
1–2 Лёгкая форма лучевой болезни.
2–3 Лучевая болезнь. Смертность в течение первого месяца до 35%.
3–6 Смертность до 60%.
6–10 Летальный исход 100% в течение года.
10–80 Кома, смерть через полчаса
80 и более Мгновенная смерть

Явление — естественная радиоактивность

Явление естественной радиоактивности заключается в самопроизвольных превращениях одних атомных ядер в другие, сопровождаемых испусканием альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей.

Явление естественной радиоактивности, открытое в 1886 г. Анри Беккерелем, состоит в самопроизвольном превращении неустойчивых атомов ядер в ядра других элементов с испусканием ионизирующих излучений. Последние представляют собой потоки частиц и квантов электромагнитного излучения ( ЭМИ), которые, проходя через вещество, вызывают ионизацию и возбуждение атомов и молекул среды.

Явление естественной радиоактивности было открыто в конце-прошлого века, когда было установлено, что некоторые тяжелые элементы ( радий, уран, торий) распадаются и поэтому являются источником излучений, действующих на фотографическую пластинку. В 1934 г. французскими учеными супругами Жолио-Кюри было открыто явление искусственной радиоактивности. Подвергая некоторые вещества бомбардировке быстро летящими а-частицами ( ядрами гелия — гелионами), они обнаружили, что при этом образуются радиоактивные вещества, которые, распадаясь, испускают положительно заряженные частицы, имеющие массу электрона, — позитроны. В настоящее время известно более тысячи радиоактивных изотопов химических элементов. Радиоактивные изотопы в настоящее время, как правило, получают облучением стабильных изотопов в атомных реакторах.

Явление естественной радиоактивности было тщательно изучено еще в первом десятилетии XX в.

Явлением естественной радиоактивности называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождающееся испусканием различных видов радиоактивных излучений ( а, р и у) и некоторых элементарных частиц. Явление это было открыто А. Он занимался изучением вопроса о том, не сопровождается ли флуоресценция любой природы испусканием рентгеновских лучей. Беккерель производил опыты с солями урана; некоторые из них обладают свойством флуоресцировать и действуют на фотопластинку.

К явлениям естественной радиоактивности в настоящее время принято относить также протонную и двухпротонную радиоактивность.

Честь открытия явления естественной радиоактивности принадлежит французским физикам А. К основным типам самопроизвольных ядерных процессов относятся а — и fl — распады и спонтанное деление. При а-распаде ядро испускает а-частицы ( ядра гелия) с массовым числом 4 и положительным зарядом 2, что приводит к образованию изотопа элемента с зарядом ядра на две единицы меньше исходного.

Беккерель открыл, а затем Пьер и Мария Кюри подробно исследовали явление естественной радиоактивности.

Следовательно, радиоактивными могут быть не только тяжелые ядра, для которых наблюдается явление естественной радиоактивности.

В данном разделе будут рассмотрены два основных вида ядерных превращений: самопроизвольный ( спонтанный) распад ядер и сопутствующее этому явление естественной радиоактивности, а также ядерные реакции, возникающие в результате взаимодей-ствия ядер между собой или с элементарными частицами.

Бек-керель открыл явление естественной радиоактивности, а Рентген открыл лучи, носящие его имя. К этим открытиям следует еще добавить смелую гипотезу, выдвинутую Планком, о том, что энергия излучения в своем взаимодействии с материей ведет себя так, как будто она состоит из частиц, или квантов энергии.

Поскольку радон и торон сс-активны, их положительный заряд трудно объясним. Кроме того, заряженные атомы должны нейтрализоваться и, возможно, перезаряжаться в результате рекомбинации с легкими ионами [ 37, стр. Похоже на то, что продукты распада ведут себя как легкие ионы и образуют молекулярные группы с водой, кислородом или какими-нибудь другими газами-трассерами по крайней мере до тех пор, пока они несут на себе электрический заряд. Эти, как мы будем их называть, первичные частицы обладают высокой подвижностью и, быстро соединяясь с частицами аэрозоля, образуют так называемые вторичные частицы. Такой процесс наиболее важен для явления естественной радиоактивности, и мы рассмотрим его более детально.

Поведение в ситуации потенциальной радиационной опасности.

Если мне сказали, что недалеко взорвалась АЭС, куда бежать?
Никуда не бежать. Во-первых, вас могли обмануть. Во-вторых, в случае действительной опасности лучше всего довериться действиям профессионалов. А для того, чтобы об этих самых действиях узнать, желательно находиться дома, включить радиоприемник или телевизор

В качестве меры предосторожности можно порекомендовать плотно закрыть окна и двери, не выпускать детей и домашних животных на улицу, провести влажную уборку квартиры

Какие лекарства нужно выпить, чтобы от радиации не было вреда?
При авариях на АЭС в атмосферу выбрасывается большое количество радиоактивного изотопа йода-131, который накапливается в щитовидной железе, что приводит к внутреннему облучению организма и может вызвать рак щитовидной железы. Поэтому в первые дни после загрязнения территории (а лучше до этого загрязнения) необходимо насытить щитовидную железу обычным йодом, тогда организм будет невосприимчив к радиоактивному его изотопу. Пить йод из пузырька исключительно вредно, существуют разнообразные таблетки — обычный йодид калия, йод-актив, йодомарин и т.п., все они представляют собой тот же калий-йод.
Если калий-йода поблизости нет, а территория загрязнена, то в крайнем случае можно капнуть пару капель обычного йода на стакан воды или киселя, и выпить.
Период полураспада йода-131 – чуть более 8 суток. Соответственно, через две недели можно в любом случае о принятии йода внутрь забыть.

ДОЗИМЕТР RADEX RD1503+

RADEX RD1503+ − это недорогой дозиметр радиации начального уровня, который с легкостью может использоваться в быту, самая популярная и востребованная модель. Прибор для измерения радиации работает за счет установленного датчика радиоактивности СБМ-20-1. Регистрация гамма- и бета- излучения сопровождается звуковым сигналом, что позволяет быстро найти источник излучения. Чем дольше вы будете проводить замер, тем точнее будут показатели. Также для удобства измерения в дозиметре предусмотрена подсветка дисплея.

ДОЗИМЕТР RADEX ONE

RADEX ONE – это современный индивидуальный дозиметр радиации с компактным корпусом, который максимально удобно держать в руке. Наверное, это самый маленький из всех представленных на рынке дозиметр. Время замера составляет всего 10 секунд. Измерение уровня радиации происходит за счет использования датчика радиации СБМ-20-1. Еще одним преимуществом этого портативного дозиметра является новый режим поиска «CPM» (количество импульсов в минуту), с помощью которого можно быстро находить предметы, которые являются источниками радиоактивного излучения. Благодаря маленькому весу и размеру, этот дозиметр можно носить с собой весь день. Для удобства предусмотрена клипса, что позволяет крепить его на поясе.

ДОЗИМЕТР RADEX RD1212

В бытовом дозиметре радиации RADEX RD1212 помимо всех основных функций, есть еще и возможность передачи данных на персональный компьютер с помощью USB кабеля. Все результаты измерений можно хранить в памяти прибора. Помимо звукового, имеется и вибросигнал. Также предусмотрен фонарик, часы, прибор с плавной установкой уровня порога. Работа дозиметра осуществляется за счет установленного счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20-1. Время измерения составляет 10 секунд. Используя бесплатное приложение RadexWeb, появится возможность делиться своими результатами с другими пользователями, переносить их на интерактивную карту, проводить сверку и анализ измерений. Основное назначение данного дозиметра – оперативное определение уровня радиации разных предметов, продуктов и окружающей среды.

ДОЗИМЕТР RADEX RD1212-BT

Современный бытовой дозиметр радиации RADEX RD1212 BT поможет быстро обнаружить и зафиксировать радиоактивное излучение. Характеризуется прибор компактными размерами, удобной формой, привлекательным дизайном, его легко можно использовать в повседневной жизни и в походах. Помимо подключения к персональному компьютеру посредством USB кабеля, возможно беспроводное Bluetooth подключение к мобильным девайсам (устройствам) (Android). Имеется доступ к онлайн карте с данными о замерах сделанных пользователями дозиметра в разных точках мира. В основе дозиметра также используется датчик радиации СБМ-20-1.

ДОЗИМЕТР RADEX RD1706

В этом дозиметре радиации применяется два датчика радиации СБМ-20-1. Прибор для измерения радиции характеризуется более точными результатами за более короткое время. Для обследования помещений в приборе реализован режим измерения «ФОН». После подсчета показателей гамма- и бета-излучений, все данные выводятся на большой легко читаемый жидкокристаллический дисплей. Еще одно преимущество заключается в том, что диапазон показаний расширен в сто раз и в два раза улучшена производительность. 

ДОЗИМЕТР RADEX RD1008

Бытовой дозиметр радиации RADEX RD1008 оснащен большим многофункциональным графическим дисплеем и простым меню. Дозиметр необычайно удобен в использовании, особенно для измерения уровня радиоактивности в продуктах питания. В дозиметре установлено два датчика радиации БЕТА-2 и БЕТА-2М, они лучше, чем БЕТА-1, т.к. их активная площадь в 2 раза больше. Это позволяет проводить одновременно измерение бета- и гамма-излучений, также дозиметр чувствует альфа-излучение. 

Бета-излучение

Оно возникает в момент превращения одного элемента в другой. Процессы при этом идут в самом ядре атома, что приводит к изменениям в свойствах нейтронов и протонов. При данном виде излучения нейтрон превращается в протон или же протон в нейтрон. Процесс сопровождается излучением позитрона или электрона. Скорость бета-излучения близка к скорости света. Элементы, которые излучаются веществом, носят название бета-частиц.

За счет высокой скорости и малых размеров излучаемых частиц бета-излучение имеет высокую проникающую способность. Однако его способность ионизировать вещество в несколько раз меньше, чем у альфа-излучения.

Бета-излучение без всякого труда проникает сквозь одежду и в некоторой степени – через живые ткани. Но если частицы встречают на своем пути плотные структуры вещества (к примеру, металл), они начинают с ним взаимодействовать. При этом бета-частицы теряют часть своей энергии. Полностью остановить такое излучение способен металлический лист толщиной в несколько миллиметров.

Альфа-излучение опасно лишь при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом. А вот бета-излучение может нанести вред организму на расстоянии в несколько десятков метров от источника излучения. Когда радиоактивный изотоп оказывается внутри организма, он имеет тенденцию к накоплению в органах и тканях, повреждая их и вызывая существенные изменения.

Отдельные радиоактивные изотопы бета-излучения имеют продолжительный период распада: попав в организм, они вполне могут облучать его на протяжении ряда лет. Следствием этого может быть рак.

В чем измеряется радиация

Ионизация органических тканей приводит к нарушению механизмов регенерации клеточных структур и возникновению раковых опухолей.

Рисунок 4. Влияние превышения допустимых доз радиации на организм человека

Поэтому очень важно проводить измерение уровня радиации окружающей среды при подозрении на повышенный уровень загрязнения. Для удобства измерения была придумана единица измерения радиации, выражающая количество поглощенной биологическими тканями энергии – Зиверт

Количество накопительного облучения, которое будет безопасным для человека – это 3.5-4 мЗв в течение одного года (Рисунок 4). Помимо Зиверта, существуют и другие единицы измерения.

Каждая из них обладает своими особенностями, необходимыми для как можно более точного установления дозы облучения:

  1. Экспозиционная доза. Используется для измерения концентрации в объемах воздуха позитивных ионов, гамма-лучей и потока рентгеновского излучения. Единица измерения радиации, применяемая для такого типа дозы – это 1 Кулон на 1000 грамм массы. Для сравнения с другой единицей измерения 1 Кл/Г равноценен 3876 Рентгенам.
  2. Поглощенная доза. Этим термином обозначают количество радиационного облучения, поглощенного определенным типом вещества. Бетон, сталь, человеческая плоть – для каждого из этих видов материи применятся свой алгоритм подсчета поглощенной дозы. Применяемой для измерения системной единицей является Грей, не системной – Рад. 1Гр = 100 Рад.
  3. Эквивалентная доза. Данный термин выступает показателем уровня деградации органики под воздействием различных видов энергии радиоактивного воздействия, которая была поглощена. Измерение дозы радиации такого типа в системе СИ осуществляется с помощью Зиверта (Зв). Внесистемным значением выступает Бэр (бэр), и его соотношение к Зиверту = 1:100.
  4. Эффективная доза. По причине различия клеточного состава человеческие органы обладают индивидуальным уровнем чувствительности к радиации. Для удобства определения дозы, способной вывести тот или иной орган из строя добавили этот определитель. Роль единицы измерения вновь играет Зиверт (Зв).
  5. Мощность эквивалентной дозы. Поскольку распределение лучей во времени неравномерно, а сам источник не излучает волны со стабильным промежутком, был введен показатель поглощенной дозы за единицу времени. Он называется мощностью дозы и выражается в любой удобной единице измерения радиоактивного воздействия на один час времени. Мера измерения радиации – Рентген (Р), Зиверт (Зв) или же Грей (Г).

Что такое радиоактивность

По радиоактивностью в физике понимают неустойчивость ядер ряда атомов, которая проявляется в их природной способности самопроизвольно распадаться. Этот процесс сопровождается испусканием ионизирующего излучения, которое называют радиацией. Энергия частиц ионизирующего излучения может быть очень велика. Посредством химических реакций радиацию вызвать нельзя.

Радиоактивные вещества и технические установки (ускорители, реакторы, оборудование для рентгеновских манипуляций) являются источниками радиации. Сама радиация существует только до момента поглощения в веществе.

Радиоактивность измеряется в беккерелях (Бк). Нередко используют другую единицу – кюри (Ки). Активность источника радиации характеризуется числом распадов в секунду.

Мерой ионизирующего воздействия излучения на вещество является экспозиционная доза, чаще всего она измеряется в рентгенах (Р). Один рентген – очень большая величина. Поэтому на практике чаще всего используют миллионные или тысячные доли рентгена. Излучение в критических дозах вполне может стать причиной лучевой болезни.

С понятием радиоактивности тесно связано понятие периода полураспада. Так называют время, за которое число радиоактивных ядер уменьшается вдвое. Каждый радионуклид (вид радиоактивного атома) имеет свой период полураспада. Он может быть равен секундам или миллиардам лет. Для целей научных исследований важен тот принцип, что период полураспада одного и того же радиоактивного вещества постоянен. Изменить его не получится.

Нейтронное излучение

Так называется техногенное излучение, которое возникает при атомных взрывах или в ядерных реакторах. Нейтронное излучение не обладает зарядом: Сталкиваясь с веществом, оно очень слабо взаимодействует с частями атома. Проникающая способность этого вида радиации высока. Остановить его могут материалы, в которых много водорода. Это может быть, в частности, емкость с водой. Нейтронное излучение также с трудом проникает через полиэтилен.

При прохождении сквозь биологические ткани нейтронное излучение способно причинить клеточным структурам очень серьезный ущерб. Оно обладает существенной массой, скорость его гораздо выше, чем у альфа-излучения.

В каких единицах измеряется радиоактивность?

Мерой радиоактивности радионуклида в соответствии с системой измерений СИ, является его активность, которая измеряется в Беккерелях (Бк). Один Бк равен 1 ядерному превращению в секунду. Кроме того, в качестве меры радиоактивности широко используется не системная величина Кюри (Ки) и ее производные (милликюри, микрокюри и т.д.). Численно 1 Кюри = 3.7*1010 Бк, а 1 Бк = 0.027нКи (наноКюри). Содержание активности в единице массы вещества характеризуется удельной активностью, которая измеряется в Бк/кг (л).

В каких единицах измеряется ионизирующее излучение (рентгеновское и гамма)?

Мерой воздействия ионизирующего излучения является экспозиционная доза и измеряется она в Рентгенах (Р) и его производных (млР, мкР), а количественную сторону его характеризует мощность экспозиционной дозы,, которая измеряется в Рентгенах/сек (Р/сек.) и его производных (млР/час, мкР/час, мкР/сек).

Рентген – это доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой на 0.001293 г воздуха образуются ионы с суммарным зарядом в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

Эквивалентная доза – она равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества ионизирующего излучения (Например: коэффициент качества гамма-излучения составляет 1, а альфа-излучения – 20).

Единица измерения эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рентгена) и его дольные единицы: миллибэр (мбэр) микробэр ( мкбэр) и т.д., 1 бэр = 0,01 Дж/кг-1. Единица измерения эквивалентной дозы в системе СИ – зиверт, Зв,

1Зв=1Дж/кг-1= 100 бэр.

1 мбэр = 1*10-3 бэр; 1 мкбэр = 1*10-6 бэр;

Поглощенная доза — количество энергии ионизирующего излучения которое поглощено в элементарном объеме, отнесенной к массе вещества в этом объеме.

Единица поглощенной дозы – рад и его дольные значения, 1 рад = 0,01 Дж/кг.

Единица поглощенной дозы в системе СИ – грей, Гр, 1Гр=100рад=1Дж/кг-1

Доза – это сокращенное название эквивалентной дозы — мощности экспозиционной дозы умноженной на время экспозиции, единица измерения бэр.

Мощность дозы – сокращенное название мощности эквивалентной дозы.

Мощность эквивалентной дозы – это отношение приращения эквивалентной дозы за интервал времени к этому интервалу времени, единица измерения бэр/час, Зв/час.

В каких единицах измеряется альфа- и бета-излучение?

Количество альфа- и бета-излучения определяется как величина плотности потока частиц с единицы площади, в единицу времени a-частиц*мин/см2, b-частиц*мин/см2.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий