8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Радиоактивные излучения существуют на земле с момента


Радиоактивность и радиация

Радиоактивностью называется явление самопроизвольного превращения ядер одного химического элемента в ядра другого химического элемента (распад). Эти превращения являются следствием фундаментальных физических взаимодействий: сильного (испускание ядерных частиц: нейронов, протонов, альфа-частиц), слабого (бета-распад), электромагнитного (гамма-излучение).

Открытие в 1896 году Анри Беккерелем явления радиоактивности привело к установлению того факта, что атомы не только обладают сложной внутренней структурой, но и способны к самопроизвольным превращениям. 1 марта 1896 года Анри Беккерель обнаружил, что уран непрерывно испускает проникающее излучение неизвестной природы, которая оказалась совершенно отличной от природы рентгеновских лучей.

Радиоактивные превращения ядер обязательно сопровождаются испусканием радиоактивных излучений, или радиацией.

Радиация, или ионизирующее излучение – это частицы и гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.

Различают несколько видов радиации.

Альфа-излучение – поток двухзарядных ионов  атомов гелия.

Бета-излучение – поток электронов.

Гамма-излучение – электромагнитное излучение с большой проникающей способностью.

Нейтроны – электрически нейтральные частицы, которые возникают непосредственно вблизи работающего атомного реактора.

Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию.

Источниками радиации являются  радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.) – могут существовать значительное время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе.

Естественной радиоактивностью вещества называется самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе. Если самопроизвольный распад ядер элементов получают искусственным путем через соответствующие ядерные реакции, речь идёт об искусственной радиоактивности вещества.

Процесс радиоактивного распада также называют радиоактивностью.

Радиоактивный распад любого вида происходит по одному закону – закону радиоактивного распада. Этот закон имеет следующее математическое выражение

N = N02 – t/T,

где N0 – число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, N – число ядер в момент времени t, T – постоянная для данного изотопа величина, называемая периодом полураспада.

Период полураспада – это промежуток времени Т, в течение которого распадается половина первоначального количества ядер. Каждый радионуклид обладает своим постоянным и неизменным периодом полураспада: от доли секунды до миллиарда лет.

Как следует из данной выше формулы, за время t, равное периоду полураспада, количество радиоактивных ядер в результате распада убывает в два раза. Например, если период полураспада  вещества составляет 1 час, значит,  через 1 час количество радионуклида станет меньше первоначального в 2 раза, через 2 часа – в 4, через 3 часа – в 8 раз и т.д., но полностью не исчезнет никогда. Радиация, излучаемая данным веществом, будет уменьшаться в такой же пропорции.

Формула N = N02 – t/T  с высокой точностью описывает процесс распада в том случае, если N0 достаточно велико (N0 > 106) и время наблюдения соизмеримо со значением периода полураспада.

Мерой радиоактивности служит активность. В СИ единицей активности является беккерель. 1 Бк – это активность радиоактивного препарата, в котором происходит распад одного ядра за 1 с. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/м3).

Внесистемная единица активности – 1 Кюри (Ки) = 37000000000 Бк = 3,7 · 1010 Бк. Чем меньше период полураспада Т, тем быстрее происходит распад, тем активнее элемент.

Остались вопросы? Не знаете, что такое радиоактивность?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

наведенная радиоактивность, радиоактивное заражение, дезактивация… / Habr

Многими людьми радиация представляется, как нечто «заразное»: считается, что если что-то подверглось воздействию радиации, оно само становится ее источником. Данные представления имеют свое рациональное зерно, но способность радиации «переходить» на облучаемые вещи очень сильно преувеличена. Многие люди думают, например, что можно «схватить дозу» от деталей разобранного рентгеновского аппарата, от рентгеновских снимков и даже от врача-рентгенолога. А сколько шума поднимается, когда начинают говорить о гамма-облучении продуктов питания для их стерилизации! Мол, нам же придется есть облученную, а значит, радиоактивную пищу. Ходят и вовсе нелепые слухи о том, что в пище, разогретой в микроволновке, «остаются микроволны», о том, что под действием бактерицидных ламп становится радиоактивным воздух в комнате, где они горели.

В этой статье я расскажу, как все есть на самом деле.

Когда радиация порождает радиацию


В 1934 году Фредерик и Ирен Жолио-Кюри, изучая взаимодействие альфа-частиц с атомами разных элементов, обнаружили, что некоторые из них — алюминий, бор, магний — испускают при бомбардировке альфа-частицами некое излучение, регистрируемое счетчиком Гейгера, которое не прекращается сразу после того, как источник альфа-лучей убрали, а быстро спадает по экспоненциальной зависимости. Эксперимент в камере Вильсона показал, что это излучение представляет собой поток позитронов, немногим ранее открытых в космических лучах. Супруги Жолио-Кюри не были бы Кюри, если бы не догадались, что вновь столкнулись с явлением, которое веками пытались открыть алхимики, но так и не открыли. Альфа-частица, представляющая собой ядро гелия, сталкивалась с ядром алюминия, выбив из него нейтрон, и образовывалось ядро радиоактивного изотопа фосфора. И эту догадку удалось доказать чрезвычайно тонким и искусным химическим экспериментом, с помощью которого удалось выделить и обнаружить по радиоактивности ничтожное количество фосфора, которое невозможно было бы разглядеть ни в один микроскоп, если собрать все его атомы «в кучку». И этот фосфор еще и таял на глазах.

Последующие эксперименты открыли, что нейтроны, особенно замедленные прохождением через воду, парафин или графит, обладают еще большей способностью возбуждать ядерные реакции и активировать различные вещества. С открытием ядерных реакций деления, производящих огромное количество нейтронов, это стало с одной стороны большой проблемой — не только ядерное топливо, но и все элементы конструкции реакторов становились страшно радиоактивными. С другой же стороны таким способом стало возможно получать требуемые радионуклиды дешево и в большом количестве. Активированные нейтронным потоком термоядерного взрыва воздух и грунт являются дополнительным серьезным фактором поражения, так что «экологическая чистота» водородной бомбы — не более чем миф.

Так в каком же случае облучение вызывает ядерные реакции и приводит к появлению искусственной радиоактивности?

Как я уже сказал, особенной к этому способностью обладают нейтроны. Нетрудно догадаться, в чем причина: нейтрон легко проникает в ядро. Ему не требуется преодолевать электростатическое отталкивание, как протону или альфа-частице. Вместе с тем, нейтрон — это такой же строительный материал ядра, как и те протоны и нейтроны, точно так же способен вступать в сильное взаимодействие. Поэтому химический элемент с номером ноль и является тем самым «философским камнем» алхимиков. Вернее, их можно было бы назвать «алфизиками», если бы это слово не стало употребляться в отношении адептов эфира и торсионных полей.

Вызвать ядерное превращение может нейтрон любой энергии, вплоть до нуля. А вот другие частицы должны для этого иметь достаточно большую энергию. Про альфа-частицы (как и протоны) я уже говорил: им нужно преодолеть кулоновское отталкивание. Для легких элементов потребная энергия альфа-частицы составляет несколько мегаэлектронвольт — то есть такая, какой обладают альфа-частицы, испускаемые тяжелыми нестабильными ядрами. А более тяжелым нужны уже десятки МэВ — такую энергию можно получить только в ускорителе. К тому же с ростом массы ядра оно само все менее охотно вступает с альфа-частицей в реакцию: за железом добавление нуклонов в ядро идет с расходом, а не с выделением энергии. Если учесть еще и чрезвычайно низкую проникающую способность альфа-частиц в мишень, то становится ясно, что даже при очень мощном потоке альфа-частиц интенсивность искусственной радиоактивности получается невысокая.

А что же другие частицы? Электроны, фотоны? Им не нужно преодолевать отталкивание, но с ядром они взаимодействуют неохотно. Электрон может вступать лишь в электромагнитное и слабое взаимодействие и в большинстве случаев (за исключением ядер, нестабильных к электронному захвату) такая реакция возможна только если электрон передаст ядру значительную энергию, достаточную для отрыва нуклона от ядра. То же касается и фотона — фотоядерную реакцию может возбудить только фотон достаточно высокой энергии, но электрон гораздо быстрее, чем фотон, теряет энергию в веществе, из-за чего менее эффективен.

Спектр фотонов, излучаемых при радиоактивном распаде, заканчивается на 2,62 МэВ — это энергия квантов таллия-208, последнего члена радиоактивного ряда тория-232. И есть очень немного ядер, пороги фотоядерных реакций которых — ниже этой величины. Если точнее, то таких ядер два: дейтерий и бериллий-9


Первая реакция протекает под действием гамма-излучения свыше 2,23 МэВ, источником которого является таллий-208 (ряд тория), второй достаточно 1,76 МэВ — излучения висмута-214 (ряд урана-радия).

Данные реакции дают выход нейтронов, которые, в свою очередь, взаимодействуя с другими ядрами, рождают радиоактивные изотопы. Но сечения самих этих реакций невелики, в связи с чем заметная наведенная радиоактивность возможна только при очень большой интенсивности излучения. Для осуществления других фотоядерных реакций уже нужны гамма-кванты, энергия которых измеряется десятками и сотнями МэВ. При таких энергиях не только фотоны, но вообще все частицы — электроны и позитроны, мюоны, протоны и т.д., сталкиваясь с ядрами, вызывают ядерные реакции с достаточно большой эффективностью. Пучки таких частиц, получаемые на ускорителях, приводят к сильной активации практически любых исходно не радиоактивных мишеней.

Итак, действительно, в некоторых случаях при воздействии радиоактивных излучений на вещество образуются радиоактивные изотопы. Но обычно серьезную радиационную опасность представляет остаточная радиоактивность в двух случаях:

  • от мишеней, подвергшихся облучению нейтронами;
  • от мишеней, облученных в ускорителях.

Во всех остальных случаях, в том числе под действием рентгеновского излучения, бета- и гамма-излучения (за исключением вышеупомянутых бериллия и дейтерия) радиоактивных изотопов наведенной радиоактивности не возникает. Альфа-излучение дает слабую и обычно короткоживущую наведенную радиоактивность при облучении легких элементов.
Не вызывает появления искусственной радиоактивности ни облучение рентгеновским излучением, ни воздействие других излучений — ультрафиолетового, СВЧ и т.п. Не становятся радиоактивными продукты питания и лекарства, стерилизуемые радиоактивным излучением, семена, облучаемые для повышения всхожести и получения новых сортов, камни, облучаемые для придания им окраски (если это не облучение в нейтронных каналах ядерного реактора). Не являются радиоактивными детали рентгеновских установок, защитная одежда врача-рентгенолога и сам он!
Чтобы проиллюстрировать это, я провел небольшой опыт. Взяв напрокат в соседней лаборатории альфа-источник америций-241 активностью 1 МБк (это примерно в 100 раз больше активности источника, содержащегося в детекторе дыма HIS-07, который не составляет труда купить даже на Алиэкспрессе — ВНИМАНИЕ! Незаконный оборот радиоактивных веществ — статья 220 УК РФ!), я положил под него пластинку из алюминия. В результате, как и в опыте Жолио-Кюри (в котором использовался источник гораздо более мощный), я должен был получить фосфор-30, распадающийся на кремний-30 и позитрон с периодом полураспада 2,5 минут (и еще нейтрон, который тоже что-нибудь может активировать). Однако после получаса выдержки (для установления равновесия между рождением и распадом фосфора-30) я не смог задетектировать никакой заметной радиоактивности от пластинки алюминия. Я пытался для этого использовать счетчик Гейгера со слюдяным окном (позитроны детектируются им так же, как и электроны), а также сцинтилляционный детектор (который эффективно регистрирует их в линии 511 кэВ, соответствующей процессу аннигиляции). Причиной неуспеха опыта было то, что ядерные реакции под действием альфа-частиц случаются редко и даже несмотря на то, что в моем опыте алюминий подвергся воздействию как минимум полумиллиарда альфа-частиц, за это время образовалось всего несколько тысяч радиоактивных атомов, большая часть из которых за время облучения просто распалась. Возможно, мне удалось бы обнаружить позитроны в камере Вильсона благодаря практически нулевому природному фону позитронов, но ее я еще не доделал (когда сделаю — это будет хорошей темой для статьи).

Невидимая радиоактивная грязь


В большинстве случаев, за исключением вышеописанных, за наведенную радиоактивность принимают загрязнение радиоактивными изотопами на поверхности вещей и предметов. Дело в том, что при периоде полураспада в месяцы, годы и десятки лет количество вещества, испускающего пугающие уровни радиации — поистине ничтожно. Помните миллиграмм радия, который дает 8,4 Р/ч на расстояниии в сантиметр? У него период полураспада 1600 лет. А если период полураспада будет 1,6 года, а энергия гамма-квантов та же самая, что у радия? Тогда этот миллиграмм будет «светить» на том же расстоянии уже 8400 Р/ч.

Когда имеют дело с радиоактивными изотопами, в большинстве практических случаев их количество ничтожно. Это так называемые индикаторные количества, о которых судят по их радиоактивности. И в таких случаях во весь рост встает явление адсорбции — осаждения и «прилипания» вещества на поверхность раздела фаз.

Радиохимикам все время приходится воевать с адсорбцией. Из-за нее можно полностью потерять радиоактивный изотоп во время операций с ним просто из-за того, что весь он осел на стенках пробирки или стаканчика. Приходится подбирать состав «фонового» раствора, но часть изотопа все равно теряется, и увы, зачастую неизвестная. Приходится делать параллельный опыт в абсолютно тех же условиях (вплоть до пробирок из одной коробки) либо добавлять в раствор метку выхода — другой радиоактивный изотоп того же химического элемента. А можно сесть в калошу и другим способом: изотоп, раствор которого ранее содержался в стакане, осел на стенку и, несмотря на последующее мытье и ополаскивание сначала кислотой, потом дистиллированной водой, попал в следующую пробу. Стакан же при этом казался абсолютно, безукоризненно чистым.

Такой же безукоризненно чистой может казаться любая вещь, но тем не менее, имеющееся на ее поверхности (а также внутри сообщающихся с ней пор, щелей и т.п.) излучающую грязь. И не только вещь: в зоне радиационного поражения радиоактивными могут стать кожа и волосы пострадавших людей, шерсть животных. И далеко не во всех случаях эта активность легко удаляется. В большинстве случаев дезактивация сильно загрязненных радионуклидами объектов сложна, а во многих случаях она становится безуспешной.

В отличие от наведенной радиоактивности, которая обычно прочно закреплена на своем носителе, загрязнение радионуклидами находится на его поверхности и поэтому легко переходит на другие объекты, на руки людей и затем попадает в их организм, подвергая его внутреннему облучению.

Дезактивация — методы и средства


Простейшим способом дезактивации является обычное мытье с мылом или другими поверхностно-активными веществами. Это метод, который подходит почти для всего — с мылом помыть можно и асфальт, и стены дома, и живого человека, и редкую картину или скрипку. В последнем случае это делается осторожно, протирая поверхность смоченным в мыльном растворе отжатым тканевым тампоном и немедленно протирая таким же тампоном с чистой водой, а затем удаляя остатки воды фильтровальной бумагой. Таким образом излучение скрипки, лежавшей в самые горячие дни Чернобыльской катастрофы рядом с открытым окном киевского дома и «светившей» около 1 мР/ч «условно» вплотную, удалось снизить до вполне приемлемого, и спасти тем самым инструмент. Существуют специализированные средства для дезактивации, содержащие помимо ПАВ также комплексообразователи (такие, как ЭДТА), ионообменные смолы, цеолиты и другие сорбенты. Комплексообразователи способствуют переводу радионуклидов, образующих катионы, в раствор, а ионообменные компоненты и сорбенты наоборот, удаляют их из раствора, переводя в связанную форму, но уже не на дезактивированной поверхности. Так, хорошо известно (и активно применяется у нас в лаборатории) новосибирское средство для дезактивации «Защита», работающее по такому принципу.

Но такого средства нередко недостаточно: радионуклиды оказываются прочно связаны с поверхностью, находятся глубоко в порах и микротрещинах. В таких случаях приходится использовать гораздо более жесткие способы — обрабатывать поверхности кислотами, растворяющими поверхностный слой металла и корку ржавчины на нем, и способствующих десорбции радиоактивных загрязнений. Применяют также сильные окислители, разрушающие органические загрязнения на поверхности, на которые также налипает радиоактивная пыль. На АЭС для дезактивации оборудования часто используют двухванный способ дезактивации, когда сначала обрабатывают детали щелочным раствором перманганата калия, а затем кислотой.
Для металлических поверхностей эффективным способом дезактивации является электрохимический метод. Цель примерно та же — удалить поверхностный слой металла, слои коррозии, пропитанные радионуклидами. Но резко снижается количество жидких радиоактивных отходов, так как можно пользоваться минимальным количеством электролита. Это так на называемая полусухая электролитическая ванна — на дезактивируемую поверхность накладывается ткань или войлок, пропитанные электролитом и сверху на нее кладется второй электрод). Дезактивируемая деталь или поверхность является анодом, а в качестве катода используют обычно свинцовый лист, легко деформируемый для плотного облегания дезактивируемой поверхности.

Для дезактивации трудноудаляемых радиоактивных загрязнений, как, например, с вертолетов, летавших над аварийным чернобыльским реактором, использовали и пескоструйную обработку. Впрочем, она порождает огромное количество радиоактивной пыли, сильно повреждает дезактивируемую поверхность и в целом имеет невысокую эффективность.

Если вдруг, не дай бог, вы попадете в зону радиоактивного заражения и вам потребуется что-либо срочно дезактивировать, то рекомендую средство для мытья посуды («Фейри» и т.п.) или любой стиральный порошок с добавлением щавелевой кислоты. Также можно использовать такие бытовые чистящие средства для сантехники, как Cif, в них уже есть кислота.
От наведенной радиации дезактивация обычно не помогает. Ведь ее источник находится в глубине излучающего объекта — нейтроны обладают очень высокой проникающей способностью. Но далеко не всегда невозможность дезактивации означает, что источник излучения с ней связан.

* * *


Наведенная радиация — реальное явление, но оно так обросло мифами, что само стало своего рода мифом. В реальности образование наведенной радиоактивности нужно учитывать в ряде случаев, но при обычном обращении с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующего излучения бояться наведенной радиации не нужно. А вот загрязнение радионуклидами — штука не только более реальная, но и более опасная.

На КДПВ — ЗГРЛС «Дуга». Автор фотографии — Mike Deere.

8 ответов на вопросы о радиации, возникшие после просмотра сериала «Чернобыль»

Ребята, мы вкладываем душу в AdMe.ru. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Сериал «Чернобыль» вызвал оживленную дискуссию и противоречивые отзывы. Однако это не помешало ему стать лучшим в мире по версии IMDb на данный момент.

Редакция AdMe.ru тоже посмотрела сериал, и у нас остались вопросы по поводу одной из его «главных героинь» — радиации. Мы постарались разобраться в этом сложном явлении и простым языком рассказать, как радиация действует на нас в повседневной жизни.

1. Чем опасна радиация?

Естественный радиационный фон постоянно присутствует на Земле. Некоторые нестабильные частицы зародились еще в горниле Большого взрыва, а период их полураспада сопоставим с возрастом Вселенной. К этому добавляется ионизирующее излучение из космоса. Но в обычных масштабах оно не опасно для человека.

Совсем другая картина складывается при атомных бомбардировках или техногенных катастрофах с мощнейшими выбросами ионизирующих частиц. Энергия, образующаяся при делении радиоактивных ядер, «выбивает» электроны из атомов клеток, что приводит к нарушению их функций. Так возникает лучевая болезнь.

2. Как проявляется лучевая болезнь? Как ее лечить?

Первые признаки болезни — тошнота, рвота, дезориентация — возникают при проникновении радиоактивных частиц в организм через кожу, с вдыхаемым воздухом или вместе с пищей. Поэтому главной задачей медиков на первом этапе лечения является выведение активных частиц с помощью капельниц и промывания. При облучении высокими дозами развивается острая форма заболевания, главным образом страдает кроветворная система. В этом случае применяют переливание крови и пересадку костного мозга.

Особый урон организму наносится в случае повреждения обеих спиралей ДНК. Она уже не может правильно восстановиться, заполняя свободное пространство случайными нуклеотидами. Это приводит к перерождению тканей и образованию опухолей. Последствия могут проявляться в течение длительного времени. Поломки в хромосомах половых клеток передаются по наследству и приводят к мутациям в следующих поколениях.

3. Как защититься от радиации?

Это зависит от того, какой вид излучения мы рассматриваем. Радиация, или ионизирующее излучение, при взаимодействии с веществом вызывает превращение ядер в его атомах в ядра других элементов. При этом образуются частицы разного типа:

  • В ходе альфа-распада испускается альфа-частица. Защититься от нее поможет простая одежда.
  • Бета-частица намного меньше альфа-частицы, поэтому способна проникать вглубь неплотных материалов. Стекло или алюминиевый лист способны задержать этот тип излучения.
  • Гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью. От него не защитят ни спецкостюмы, ни противогазы. В этом случае поможет очень плотный материал: не только свинец, накладки из которого исп

Всё о радиации: радиация и экологические исследования


Радиация и ионизирующие излучения

Слово «радиация» произошло от латинского слова «radiatio», что в переводе означает «сияние», «излучение».

Основное значение слова «радиация» (в соответствии со словарём Ожегова изд. 1953 года): излучение, идущее от какого-нибудь тела. Однако со временем оно было заменено на одно из его более узких значений - радиоактивное или ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество.

Не у всех химических элементов ядра такие стабильные, как у углерода. Многие ядра могут неожиданно распадаться, выбрасывая с огромной энергией свои части и претерпевая значительные превращения. Это явление называют радиоактивностью. Радиоактивность делят на естественную и искусственную. Существует пять видов ионизирующего излучения (радиации):

1. Альфа излучение — представляют собой поток ядер атомов гелия, излучение обладает низкой проникающей способностью (при внешнем облучении не способно проникнуть через роговой слой кожи). Пробег в воздухе - 2 см. Таким образом, альфа излучение абсолютно безопасно при внешнем облучении и крайне опасно при внутреннем облучении. Наиболее эффективная защита - расстоянием (более 2-3 см от источника), защититься от альфа излучения можно листом бумаги.


Источник: chemlight.ucoz.ru
Гамма излучение имеет
корпускулярную природу

2. Бета излучение — представляет собой поток электронов, обладает относительно низкой проникающей способностью (2-3 см. при внешнем облучении). Пробег в воздухе - порядка 15 см. Таким образом, бета излучение может быть опасным при внешнем облучении (при условии контакта с кожей), но более опасно при внутреннем облучении, хотя менее опасно, чем альфа излучение. Защита - временем и расстоянием, а также экраном (достаточно плотной одежды).

3. Гамма излучение и рентгеновское излучение — это электромагнитные излучения. Оба вида обладают высокой проникающей способностью (порядка метра, т.е. при внешнем облучении пронизывает тело человека насквозь). Таким образом, это излучение наиболее опасно при внешнем облучении, от него можно защититься расстоянием, временем и экраном (используют продукты переработки нефти).

4. Нейтронное излучение — представляет собой поток нейтронов. Характерна высокая проникающая способность (еще большая, чем у гамма излучения), т.е. также пронизывает тело человека при внешнем облучении. Ионизирующая способность относительно низкая, но несмотря на это нейтронное излучение является очень опасным при внешнем облучении. Защита от него временем, расстоянием, экраном (используют свинцовые пластины).


Источники попадания радиации в организм человека

Радиация встречается повсюду. Вопрос только в каких количествах? В целом, все источники радиации на планете можно разделить на естественные (космическое излучение, газы, радиоизотопы) и искусственные (причиной появления которых стал человек). Способов попадания радиации, как искусственной, так и естественной в человеческий организм очень много. Поэтому очень важно знать в насколько радиационно безопасной среде Вы живёте.

Есть множество подходов к расчёту доз облучения в зависимости от источника излучения и объекта облучения. Нас с Вами интересует излучение, воздействующее на человека: непосредственно (внешнее облучение) и опосредованно (через пищу, воздух, воду - внутреннее облучение).

Поглощенная доза — это энергия ионизирующего излучения, переданная единице массы вещества. При привязке к человеческому организму - это энергия ионизирующего излучения, переданная единице массы человеческого тела. С учетом пересчета всех видов излучений на гамма-излучение и на различное восприятие различных органов человека для поглощённой дозы (эффективная экивалентная доза) вводится единица измерения, называемая Зиверт.

1 Зиверт (Зв) = 100 Рентген (Р).

Мощность дозы - это доза облучения, воспринимаемая в единицу времени, например, Р/час (рентген в час).


Естественная радиоактивность

Естественная радиация была всегда: до появления человека, и даже нашей планеты. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и животные. В зависимости от региона планеты уровень естественной радиоактивности может колебаться от 5 до 20 микрорентген в час (20 мкР/ч = 0.20 мкЗв/ч). По сложившемуся мнению, такой уровень радиации не опасен для человека и животных, хотя эта точка зрения неоднозначна, так как многие ученые утверждают, что радиация даже в малых дозах приводит к раку и мутациям. Правда, в связи с тем, что повлиять на естественный уровень радиации мы практически не можем, нужно стараться максимально оградить себя от факторов, приводящих к значительному превышению допустимых значений.

Вспышки на солнце — один из источников
«естественного» радиационного фона
Уровень радиации в салоне самолетана высоте 10 000 м
превышает естественный в 10 раз

Откуда же берется естественная радиоактивность? Существует три основных источника:

1. Космическое излучение и солнечная радиация — это источники колоссальной мощности, которые в мгновение ока могут уничтожить и Землю, и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный защитник — атмосфера. Впрочем, интенсивная человеческая деятельность приводит к появлению озоновых дыр и истончению естественной оболочки, поэтому не следует слишком долго находиться под воздействием прямых солнечных лучей. Интенсивность влияния космического излучения зависит от высоты над уровнем моря и широты. Чем выше Вы над Землей, тем интенсивнее космическое излучение, с каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.

Ученые отмечают, что именно с проявлением космической радиации связаны частые случаи бесплодия у стюардесс, которые основное рабочее время проводят на высоте более десяти тысяч метров. Впрочем, обычным гражданам, не увлекающимся частыми перелетами, волноваться о космическом излучении не стоит.

Источники попадания радона в дома и квартиры Соотношение естественных источников радиации

2. Излучение земной коры. Помимо космического излучения радиоактивна и сама наша планета. В её поверхности содержится много минералов, хранящих следы радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т.п. Сами по себе они представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания. Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности. Таким образом, хотя здание и может в значительной мере уберечь нас от космического излучения, но естественный фон легко превышается при использовании опасных материалов.

Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.


Накопление радона в разных комнатах

3. Радон — это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха (альфа-излучение). Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче полезных ископаемых или через трещины в земной коре. Более подробную информацию о радоне и его воздействии на человека можно прочитать в курсе лекций профессора И.Н. Бекмана «Радон - враг, врач и помощник».

Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин), или же просто просачивается через микротрещины почвы, накапливаясь в подвалах и на нижних этажах. Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз.

Искусственная радиоактивность

В отличие от естественных источников радиации, искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят ядерное оружие, промышленные отходы, атомные электростанции - АЭС,  медицинское оборудование, предметы старины, вывезенные из «запретных» зон после аварии Чернобыльской АЭС, некоторые драгоценные камни.

Радиация может попадать в наш организм как угодно, часто виной этому становятся предметы, не вызывающие у нас никаких подозрений. Лучший способ обезопасить себя — проверить своё жилище и находящиеся в нём предметы на уровень радиоактивности либо купить дозиметр радиации. Мы сами ответственны за свою жизнь и здоровье. Защитите себя от радиации!


Источники радиоактивного облучения среднестатистического россиянина за год

В Российской Федерации существуют нормативы, регламентирующие допустимые уровни ионизирующего излучения. С 15 августа 2010 года и по настоящее время действуют санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Последние изменения были внесены 15 декабря 2010 года — СанПиН 2.1.2.2801-10 «Изменения и дополнения N 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Также действуют следующие нормативные документы, касающиеся ионизирующего излучения:

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 7 июля 2009 г. N 47 "Об утверждении СанПиН 2.6.1.2523-09";

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 26 апреля 2010 г. N 40 "Об утверждении СП 2.6.1.2612-10 "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)".

В соответствии с действующим СанПиН «мощность эффективной дозы гамма-излучения внутри зданий не должна превышать мощности дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/час». При этом не сказано, какова же допустимая мощность дозы на открытой местности! В СанПиН 2.6.1.2523-09 написано, что «допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников излучения», но при этом при проектировании новых зданий жилищного и общественного назначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность дочерних изотопов радона и торона в воздухе помещений не превышала 100 Бк/м3, а в эксплуатируемых зданиях среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность дочерних продуктов радона и торона в воздухе жилых помещений не должна превышать 200 Бк/м3.

Однако в СанПиН 2.6.1.2523-09 в таблице 3.1 указано, что пределом эффективной дозы облучения для населения является 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год. Таким образом, можно рассчитать, что предельная мощность эффективной дозы равна 5мЗв разделить на 8760 часов (количество часов в году), что равно 0,57мкЗв/час.

(В статье использованы материалы сайта www.dozimetr.biz.)

Виды радиоактивных излучений

Навигация по статье:

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.


Что такое радиация


Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Виды радиации

Альфа, бета и нейтронное излучение - это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение - это излучение энергии.




Альфа излучение

  • излучаются: два протона и два нейтрона
  • проникающая способность: низкая
  • облучение от источника: до 10 см
  • скорость излучения: 20 000 км/с
  • ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: высокое


Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение - это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.



Нейтронное излучение

  • излучаются: нейтроны
  • проникающая способность: высокая
  • облучение от источника: километры
  • скорость излучения: 40 000 км/с
  • ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение - это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.



Бета излучение

  • излучаются: электроны или позитроны
  • проникающая способность: средняя
  • облучение от источника: до 20 м
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: среднее


Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.



Гамма излучение

  • излучаются: энергия в виде фотонов
  • проникающая способность: высокая
  • облучение от источника: до сотен метров
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: низкое

Гамма (γ) излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения - это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.



Рентгеновское излучение

  • излучаются: энергия в виде фотонов
  • проникающая способность:высокая
  • облучение от источника: до сотен метров
  • скорость излучения: 300 000 км/с
  • ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
  • биологическое действие радиации: низкое

Рентгеновское излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!




Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации


характеристика Вид радиации
Альфа излучение Нейтронное излучение Бета излучение Гамма излучение Рентгеновское излучение
излучаются два протона и два нейтрона нейтроны электроны или позитроны энергия в виде фотонов энергия в виде фотонов
проникающая способность низкая высокая средняя высокая высокая
облучение от источника до 10 см километры до 20 м сотни метров сотни метров
скорость излучения 20 000 км/с 40 000 км/с 300 000 км/с 300 000 км/с 300 000 км/с
ионизация, пар на 1 см пробега 30 000 от 3000 до 5000 от 40 до 150 от 3 до 5 от 3 до 5
биологическое действие радиации высокое высокое среднее низкое низкое

Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.


Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение) 1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) 1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ (нейтронное излучение) 5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ (нейтронное излучение) 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны > 20 МэВ (нейтронное излучение) 5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) 5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) 20

Чем выше "коэффициент k" тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.


Видео: Виды радиации


Радиация и ее влияние на человеческий организм

Увидев знак, предупреждающий о повышенной радиоактивности, человек старается поскорее покинуть опасное место. Случившееся в Чернобыле, Хиросиме и Нагасаки, научило людей остерегаться радиации. И не зря. После произошедших трагедий человечество столкнулось с серьезными проблемами в состоянии здоровья, которые до сих пор дают о себе знать. Радиация губительно влияет на организм, иногда приводя к смерти. Поэтому важно знать о ее действии, свойствах и допустимых дозах.

Что такое радиация?

Человек сталкивается с радиацией на протяжении всей жизни. Его организм, в первую очередь, подвержен естественной радиоактивности, которая наблюдается в природных процессах. Радиоактивностью называют такие явления в природе, при которых ядра атомов распадаются произвольно, что становится причиной возникновения излучений. Обладая выраженной энергией, эти излучения характеризуются тем, что способны ионизировать среду, в которой распространяются. Ионизация приводит к изменениям физических и химических свойств вещества. Такая способность несет поражающее влияние на живой организм, так как в биологических тканях нарушается жизнедеятельность.

Если ионизирующая способность в излучении высока, то она проникает в организм меньше. Если же ионизация обладает низким уровнем, она способна проникать более глубоко. Это становится важным, когда речь заходит о радиации, и ее влиянии на человека.

Радиоактивное действие на человека проводится внешним и внутренним способами. Вещества, которые находятся вне границ организма, создают внешнее облучение. Если же организм получает радиоактивные элементы, которые проникли внутрь вместе с воздухом, пищей, водой, так возникает облучение внутреннее. Высокое проникающее свойство излучения влияет более мощно при внешнем воздействии. Внутреннее влияние усугубляется, если излучению характерна высокая ионизация.

Облучение, которое изнутри получает организм, считается более опасным, так как радиация влияет на ткани и органы, которые ничем не защищены. Этот процесс происходит на молекулярном, клеточном уровне.  Защитным барьером при внешнем облучении служит кожа, одежда, защитные средства, стены помещений.

Радиоактивные излучения разделяются на несколько видов, которые отличаются свойствами и влиянием на человека.

Подробнее о видах радиации и их влиянии

Дозы и источники радиоактивного излучения

Излучение постоянно исходит от естественных источников. Такими источниками внешнего облучения являются:

  • космические излучения,
  • солнечная радиация,
  • излучения горных пород,
  • излучения воздуха.

Небольшой дозой радиации обладают даже стройматериалы, которые используются в постройке зданий.

Внутреннее влияние радиации несут газы, поступающие из недр земли, радиоактивный калий, торий, уран, радий рубидий, являющиеся составляющими воды, растений и пищи. Любые эти виды радиоактивного воздействия не приносят вреда, когда излучение идет в малых количествах.

Существует допустимая норма радиации для человеческого организма. Безопасной считается доза до 0,3-0,5 мкЗв в час. Предельно допустимым является излучение в 10 мкЗв в час, если оно воздействует на организм не долго.  Уже при мощности в 50 мЗв в год облучение приводит к онкологиям. Смертельная доза для человека – 10 Зв в год. Летальный исход случается через несколько недель.

Человеческая деятельность приводит к тому, что радиационное воздействие увеличивается, выражаясь в загрязнениях окружающей среды. В основном это происходит из таких источников:

  • радиоактивные реакторы,
  • урановая индустрия,
  • радиохимическое производство,
  • переработка и захоронение отходов с радиоактивной способностью,
  • радионуклиды в области народного хозяйства.

Радиация и ее влияние на человека может иметь и положительный опыт. Например, радиационное воздействие используется в медицине, к тому же, достаточно широко. Среди такого применения известны следующие способы проведения диагностики:

  • рентгенография,
  • флюорография,
  • компьютерная томография.

Облучение при томографии интенсивнее. Но и результат диагностирования в данном случае выше.

Кроме того, радиация в медицине применяется в таких сферах:

  • Радиотерапия. С ее помощью проводится лечение онкологических заболеваний. Правильное облучение способно убивать опухолевые образования.
  • Радиохирургия. Здесь используется гамма-нож, который не приводит к разрезам на коже. Особенно интенсивно его употребляют в развитых странах.

Грамотный подход к использованию радиоактивности служит на благо человечеству. Тогда, как чрезмерная промышленная деятельность загрязняет природу, что приводит к различным проблемам со здоровьем.

Влияние радиации на человека

Радиация и ее влияние на человека может вызывать серьезные нарушения в здоровье. Поражение касается не только организма того, кто подвергся облучению, но и следующих поколений, так как радиация влияет на генетический аппарат. Поэтому радиоактивное влияние имеет два эффекта:

  • Соматический – возникают такие заболевания, как лейкозы, онкологические образования органов, локальные лучевые поражения и лучевая болезнь.
  • Генетический – приводит к генным мутациям и изменениям структуры хромосом.

Облучение хронического характера несет меньшую нагрузку на организм, чем разовое в той же дозе, ведь успевают происходить восстановительные процессы. Скапливание радионуклидов в организме происходит неравномерно. Более всего страдают дыхательные и пищеварительные органы, через которые в организм проникают радионуклиды, печень и щитовидная железа. Среди онкологий, вызванных радиацией, наиболее распространены рак щитовидки и молочной железы.

Лучевой лейкоз, то есть рак крови, может обнаружиться по прошествии четырех-десяти лет после облучения. Он особо опасен для тех, кто еще не достиг пятнадцатилетнего возраста. То, что радиация может приводить к этой болезни, свидетельствует ее рост у жителей Хиросимы и Нагасаки. Кроме того, было подмечено, что смертность среди рентгенологов увеличена именно по причине лейкоза.

Облучение радиацией также чревато онкологией легких. В частности, диагноз распространен среди шахтеров, работающих на урановых рудниках.

Самым известным последствием радиационного действия является лучевая болезнь. Ее провоцируют как разовые облучения, так и хронические. Большие дозы могут привести к летальному исходу.

Мутации, которые проходят в генетическом аппарате в следствие облучения, на данный момент изучены не достаточно. Это обусловлено тем, что они способны проявляться через многие годы в разных поколениях. Тогда становится трудно доказать, по какой именно причине произошла та или иная мутация.

Иногда они проявляются сразу. Такие мутации называют доминантными. Существуют рецессивные мутации, дающие знать о себе через поколения. Хотя они могут не выявиться в новых поколениях вообще. Мутации выявляются физическими или психическими нарушениями в здоровье потомков. Для этого поврежденному гену нужно соединиться с геном, обладающим одинаковым с ним повреждением.

При внешних облучениях появляются ожоги кожных и слизистых покровов, разные по степеням тяжести.

Свободные радикалы и последствия их действия

Когда ионизирующая способность радиоактивного излучения интенсивна, это приводит к образованию активных молекул в живых клетках. Такие молекулы и есть свободными радикалами. Они повреждают и приводят к гибели живые клетки.

Их агрессивное воздействие направлено на жизненно важные функции организма. В первую очередь страдают клетки желудочно-кишечной и кроветворной систем и половые клетки. В данном случае возникают определенные симптомы: тошнота, рвота, повышенная температура, диарея, уменьшение клеток крови.

Клетки, которые делятся не так быстро, как вышеперечисленные, переживают изменения в сторону дистрофии. Если при облучении пострадали глаза, это может вызвать лучевую катаракту. Склероз сосудов и плохой иммунитет – также последствия работы свободных радикалов.

В борьбе со свободными радикалами организм сам запускает регенерацию поврежденных клеток. Но когда облучение сильное, он становится не способным побороть вредоносное действие. Вид радиации, ее интенсивность и индивидуальная восприимчивость человека играют в этом главную роль.

Заключение

Радиоактивное излучение в природе является нормальным явлением. Естественное облучение проходит в минимальных дозах, и человек переживает его на протяжении всей жизни. Ведь оно исходит от таких природных носителей, как солнце и воздух. Но там, где человек переходит предельную черту, загрязняя окружающую среду разными видами производства, радиация становится очень опасной для здоровья и жизни. Ее влияние при превышении допустимых доз способно наносить вред не только организму того, кто оказался под ее воздействием, но и потомкам такого человека. Влияя на генетику, радиация способна повреждать психические и физические способности новых поколений.

Кроме негативного радиационного воздействия, человек сталкивается с его положительной стороной, когда речь заходит о медицинских обследованиях и процедурах. Обернуть радиацию на благо смогли ученые, употребив ее в медицине.

что это, его виды, признаки, последствия

Опасность радиации

Радиоактивное излучение является мощным воздействием на человеческий организм, способным вызвать необратимые процессы, ведущие к трагическим последствиям. В зависимости от мощности различные виды радиоактивных излучений могут вызвать тяжелые заболевания, а могут, наоборот, лечить человека. Некоторые из них используются в диагностических целях. Другими словами, все зависит от контролируемости процесса, т.е. его интенсивности и продолжительности воздействия на биологические ткани.

Сущность явления

В общем случае под понятием радиация подразумевается высвобождение частиц и их распространение в виде волн. Радиоактивность подразумевает самопроизвольный распад ядер атомов некоторых веществ с появлением потока заряженных частиц большой мощности. Вещества, способные на такое явление, получили название радионуклидов.

Так что такое радиоактивное излучение? Обычно под этим термином отмечаются как радиоактивные, так и радиационные излучения. По своей сути, это направленный поток элементарных частиц значительной мощности, вызывающих ионизацию любой среды, попадающей на их пути: воздух, жидкости, металлы, минералы и другие вещества, а также биологические ткани. Ионизация любого материала ведет к изменению его структуры и основных свойств. Биологические ткани, в т.ч. человеческого организма, подвергаются изменениям, которые не совместимы с их жизнедеятельностью.

Различные типы радиоактивного излучения имеют разную проникающую и ионизирующую способность. Поражающие свойства зависят от следующих основных характеристик радионуклеидов: вид радиации, мощность потока, период полураспада. Ионизирующая способность оценивается по удельному показателю: количеству ионов ионизируемого вещества, формируемых на расстоянии в 10 мм по пути проникновения излучения.

Негативное воздействие на человека

Радиационное облучение человека приводит к структурным изменениям в тканях организма. В результате ионизации в них появляются свободные радикалы, которые представляют собой активные в химическом плане молекулы, поражающие и убивающие клетки. Первыми и наиболее сильно страдают желудочно-кишечная, мочеполовая и кроветворная системы. Появляются выраженные симптомы их дисфункции: тошнота и рвота, повышенная температура, нарушение стула.

Достаточно типичной является лучевая катаракта, вызванная воздействием излучения на глазные ткани. Наблюдаются и другие серьезные последствия радиационного облучения: сосудистый склероз, резкое снижение иммунитета, гематогенные проблемы. Особую опасность представляет повреждение генетического механизма. Возникающие активные радикалы способны изменить структуру главного носителя генетической информации — ДНК. Такие нарушения могут приводить к непрогнозируемым мутациям, отражающимся на следующих поколениях.

Степень поражения человеческого организма зависит от того, какие виды радиоактивного излучения имели место, какова интенсивность и индивидуальная восприимчивость организма. Главный показатель — доза облучения, показывающая, какое количество радиации проникло в организм. Установлено, что разовая большая доза значительно опаснее, чем накопление такой дозы при длительном облучении маломощным излучением. Поглощенное организмом количество радиации измеряется в эйвертах (Эв).

Любая жизненная среда имеет определенный уровень радиации. Нормальным считается радиационный фон не выше 0,18-0,2 мЭв/ч или 20 микрорентгенов. Критический уровень, ведущий к летальному исходу, оценивается в 5,5-6,5 Эв.

Разновидности излучения

Как отмечалось, радиоактивное излучение и его виды могут по-разному воздействовать на человеческий организм. Можно выделить следующие основные разновидности радиации.

Альфа-излучение

Излучения корпускулярного типа, представляющие собой потоки частиц:

  1. Альфа-излучение. Это поток, составленный из альфа-частиц, имеющих огромную ионизирующую способность, но глубина проникновения небольшая. Даже листок плотной бумаги способен остановить такие частицы. Одежда человека достаточно эффективно исполняет роль защиты.
  2. Бета-излучение обусловлено потоком бета-частиц, летящих со скоростью, близкой к скорости света. Из-за огромной скорости эти частицы имеют повышенную проникающую способность, но ионизирующие возможности у них ниже, чем в предыдущем варианте. В качестве экрана от данного излучения могут служить оконные окна или металлический лист толщиной 8-10 мм. Для человека оно очень опасно при прямом попадании на кожу.
  3. Нейтронное излучение состоит из нейтронов и обладает наибольшим поражающим воздействием. Достаточная защита от них обеспечивается материалами, в структуре которых есть водород: вода, парафин, полиэтилен и т.п.

Волновое излучение, представляющее собой лучевое распространение энергии:

  1. Гамма-излучение является, по своей сути, электромагнитным полем, создающимся при радиоактивных превращениях в атомах. Волны испускаются в виде квантов, импульсами. Излучение имеет очень высокую проницаемость, но низкую ионизирующую способность. Для защиты от таких лучей нужны экраны из тяжелых металлов.
  2. Рентгеновское излучение, или Х-лучи. Эти квантовые лучи во многом аналогичны гамма-излучению, но проникающие возможности несколько занижены. Такой тип волны вырабатывается в вакуумных рентгеновских установках за счет удара электронами о специальную мишень. Общеизвестно диагностическое назначение данного излучения. Однако следует помнить, что продолжительное действие его способно нанести человеческому организму серьезный вред.

Как может облучиться человек

Человек получает радиоактивное облучение при условии проникновения радиации в его организм. Оно может происходить 2 способами: внешнее и внутреннее воздействие. В первом случае источник радиоактивного излучения находится снаружи, а человек по разным причинам попадает в поле его деятельности без надлежащей защиты. Внутреннее воздействие осуществляется при проникновении радионуклида внутрь организма. Это может произойти при употреблении облученных продуктов или жидкостей, с пылью и газами, при дыхании зараженным воздухом и т.д.

Радиоактивные изотопы

Внешние источники радиации можно подразделить на 3 категории:

  1. Естественные источники: тяжелые химические элементы и радиоактивные изотопы.
  2. Искусственные источники: технические устройства, обеспечивающие излучение при соответствующих ядерных реакциях.
  3. Наведенная радиация: различные среды после воздействия на них интенсивного ионизирующего излучения сами становятся источником радиации.

К наиболее опасным объектам в части возможного радиационного облучения можно отнести следующие источники радиации:

  1. Производства, связанные с добычей, переработкой, обогащением радионуклидов, изготовлением ядерного топлива для реакторов, в частности урановая промышленность.
  2. Ядерные реакторы любого типа, в т.ч. на электростанциях и кораблях.
  3. Радиохимические предприятия, занимающиеся регенерацией ядерного топлива.
  4. Места хранения (захоронения) отходов радиоактивных веществ, а также предприятия по их переработке.
  5. При использовании радиационных излучений в разных отраслях: медицина, геология, сельское хозяйство, промышленность и т.п.
  6. Испытание ядерного оружия, ядерные взрывы в мирных целях.

Проявление поражения организма

Лучевая болезнь

Характеристика радиоактивных излучений играет решающую роль в степени поражения человеческого организма. В результате воздействия развивается лучевая болезнь, которая может иметь 2 направления: соматическое и генетическое поражение. По времени проявления выделяется ранний и отдаленный эффект.

Ранний эффект выявляет характерные симптомы в период от 1 часа до 2 месяцев. Типичными считаются такие признаки: кожная краснота и шелушение, мутность глазного хрусталика, нарушение кроветворного процесса. Крайний вариант при большой дозе облучения — летальный исход. Локальное поражение характеризуются такими признаками, как лучевой ожог кожного покрова и слизистой оболочки.

Отдаленные проявления выявляются через 3-5 месяцев, а то и через несколько лет. В этом случае отмечаются устойчивые кожные поражения, злокачественные опухоли различной локализации, резкое ухудшение иммунитета, изменение состава крови (значительное снижение уровня эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов). В результате этого часто развиваются различные инфекционные болезни, существенно снижается продолжительность жизни.

Для предотвращения облучения человека ионизирующим излучением применяются различные виды защиты, которые зависят от типа радиации. Кроме того, регламентируются жесткие нормы по максимальной продолжительности пребывания человека в зоне облучения, минимальному расстоянию до источника радиации, использованию индивидуальных средств защиты и установке защитных экранов.

Радиоактивное излучение способно оказывать сильное разрушительное воздействие на все ткани человеческого организма. В то же время оно используется и при лечении различных болезней. Все зависит от дозы облучения, получаемой человеком в разовом или длительном режиме. Только неукоснительное соблюдение норм радиационной защиты поможет сохранить здоровье, даже если находиться в пределах действия радиационного источника.

Автор статьи: Беспалова Ирина Леонидовна

Врач-пульмонолог, Терапевт, Кардиолог, Врач функциональной диагностики. Врач высшей категории. Опыт работы: 9 лет. Закончила Хабаровский государственный мединститут, клиническая ординатура по специальности «терапия». Занимаюсь диагностикой, лечением и профилактикой заболеваний внутренних органов, также провожу профосмотры. Лечу заболевания органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.

Беспалова Ирина Леонидовна опубликовала статей: 499

виды, опасность, последствия, единицы измерения, приборы

Радиация – это способность отдельных частиц к излучению или распространению энергии в пространство. Сила такой энергии является очень мощной и оказывает воздействие на вещества, в результате чего появляются новые ионы с разными зарядами.

Радиоактивность – это свойство веществ и предметов выделять ионизирующее излучение, т.е. они становятся источниками радиации. Почему так происходит?

Что такое изотопы и период полураспада?

Практически всегда частицы с ионизирующим излучением выпадают из атомного ядра различных химических элементов. При этом ядро находится в стадии радиоактивного распада. Только радиоактивные элементы могут выпускать ионизирующие частицы. Часто один и тот же элемент может иметь разные варианты существования – изотопы, которые подразделяются на стабильные и радиоактивные.

Каждому радиоактивному изотопу отведено определенное время для жизни. Когда ядро распадается, оно испускает частицу, и дальше процесс не идет. Периодом полураспада называют время жизни радиоактивных изотопов, за которое распадается половина их ядер. Если допустить, что все радиоактивные элементы полностью распадутся, то радиоактивность исчезнет. Однако периоды полураспада бывают самыми разными – от нескольких долей секунд до продолжительных миллионов лет.

Радиоактивные изотопы в природе образуются естественным путем (уран, калий, радий) или могут появляться искусственно – в результате деятельности человека при строительстве АЭС, проведении ядерных испытаний.

Виды радиации (излучения)

По сочетанию таких свойств, как состав, энергия и проникающая способность, выделяют следующие виды ионизирующего излучения:

  • излучение альфа-частиц – обладает сильной ионизацией – это достаточно тяжелые ядра гелия с положительным зарядом,
  • излучение бета-частиц – это поток заряженных электронов, по проникающей способности значительно превосходит альфа-частицы,
  • гамма-излучение – похоже на видимый световой поток, а по своей природе – это короткие волны электромагнитного излучения, способные проникать в окружающие предметы,
  • рентгеновское излучение – электромагнитные волны с меньшей энергией, чем гамма-излучение. Солнце – естественный и не менее мощный источник рентгеновских лучей, но слои атмосферы обеспечивают защиту от солнечного излучения,
  • нейтроны – электрически нейтральные частицы, которые возникают около работающих атомных реакторов. Доступ на такую территорию всегда ограничен.

Опасность разных видов радиационного излучения для человека

В качестве мощного источника излучения, опасного для здоровья и жизни человека, может выступать совершенно любой радиоактивный предмет или вещество. И в сравнении со многими другими возможными опасностями радиацию невозможно почувствовать, увидеть. Определить ее уровень можно только специальными приборами. Влияние радиационного излучения на здоровье человека зависит от его конкретного вида, периода времени и частоты воздействия.

Гамма-излучение для человека считается самым опасным. Альфа-излучение, хотя и обладает малой проникающей способностью, опасно в случае попадания альфа-частиц непосредственно в организм человека (в легкие или пищеварительную систему). При излучении бета-частиц необходимо защитить кожные покровы человека и не допустить их попадания внутрь.

При работе с рентгеновским оборудованием необходимо соблюдать меры защиты, поскольку излучение от него является мутагенным фактором, что приводит к мутации генов – изменению генетического материала клетки.

Все перечисленные виды радиационного излучения могут вызывать у человека:

  • серьезные заболевания – лейкоз, рак (легких, щитовидной железы),
  • инфекционные осложнения, нарушение обмена веществ, катаракту,
  • генетические нарушения (мутации), врожденные пороки,
  • выкидыши и бесплодие.

Последствия воздействия радиации на организм человека

Помимо появления различных заболеваний последствия радиационного излучения могут быть с летальным исходом:

  • при единственном посещение территории вблизи мощного естественного или искусственного источника радиации,
  • при постоянном получении доз облучения от радиоактивных предметов – при хранении дома антикварных вещей или драгоценных камней, получивших дозу радиации.

Заряженные частицы отличаются активным взаимодействием с разными веществами. В некоторых случаях от радиации защитит обычная плотная одежда. К примеру, альфа-частицы самостоятельно не проникают через кожу, но они опасны, если попадают вовнутрь – тогда на ткани концентрируется облучение изнутри.

Радиация наибольшее влияние оказывает на детей, что вполне объяснимо с научной точки зрения. С клетками, находящимися в стадии роста и деления, ионизирующее излучение вступает в реакцию быстрее. Тогда как у взрослых – деление клеток замедляется или даже приостанавливается, и воздействие излучения ощущается значительно меньше. Для беременных женщин крайне нежелательно и недопустимо получить ионизирующее излучение. В этот период внутриутробного формирования клетки растущего организма маленького человечка особенно восприимчивы к проникающей радиации, поэтому даже слабое или кратковременное ее воздействие негативно отразится на развитии плода. Для всех живых организмов радиация вредна. Она разрушает и повреждает структуру молекул ДНК.

Может ли радиация передаваться как болезнь – от человека к другим людям?

Многие люди уверены, что контактировать с облученными лицами опасно, поскольку есть вероятность заразиться. Такое мнение ошибочно – радиация оказывает воздействие на человеческий организм, но радиоактивных веществ в нем не образуется. Человек не становится источником излучения. Общаться с больными, страдающими от лучевой болезни или других заболеваний, появившихся в результате облучения, можно напрямую, без средств индивидуальной защиты. Лучевая болезнь от человека к другим людям не передается.

Опасными являются радиоактивные предметы с определенным зарядом и энергией – они становятся источниками излучения при непосредственном контакте.

Единицы измерения радиации и ее предельные нормы

Для получения результатов измерений важно учесть интенсивность радиации, определяя опасность самого ее источника и оценивая период времени, который можно провести около него без негативных последствий. Исследованиями и реакциями радиационного излучения на живые организмы занимался в Швеции ученый Рольф Зиверт. Именно в его честь названа единица измерения доз ионизирующего излучения – зиверт (Зв/час) – это величина энергии, которую поглощает один килограмм биологической ткани за один час, равная по воздействию полученной дозе гамма-излучения в 1 Гр (грэй). К примеру, облучение в 5 – 6 зивертов для человека смертельно.

Кроме определения единицы измерения Зиверт установил, что радиационное излучение не имеет конкретного нормативного уровня безопасности. Даже получив минимальную дозу радиации, у человека возникают генетические изменения и заболевания. Они могут не сразу проявиться, а лишь спустя определенный (длительный) промежуток времени. В такой ситуации, когда не существует абсолютных безопасных показателей ионизирующего излучения, устанавливаются его предельно допустимые нормы.

На территории России функции нормирования и контроля над радиационным облучением населения возложены на Госкомсанэпиднадзор. В соответствии с действующим законодательством и нормативной документацией он устанавливает пределы допустимых значений радиации, а также иные требования для ее ограничения.

Безопасным принят уровень радиации, не превышающий 0,5 микрозиверт в час – это максимально допустимый предел дозу облучения. Если его значение составляет 0,2 микрозиверта в час, то для человека это благоприятные условия – радиационный фон находится в пределах нормы. Поглощенная доза облучения имеет свойство накапливаться в человеческом организме. Однако для основной массы обычного населения в течение года значение не должно превышать 1 миллизиверта, за всю жизнь в среднем – не более 70 миллизивертов (из расчета на 70 лет).

Как измерить уровень радиации?

В обычной повседневной жизни предусмотрен только единственный способ определить уровень радиации – измерить ее специальным прибором – дозиметром. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться услугами специалистов. Дозиметры фиксируют ионизирующее излучение за определенный промежуток времени в дольных единицах – микро - или милизивертах в час.

Бытовые модификации приборов незаменимы для тех, кто стремится защитить себя от негативного влияния радиации. Дозиметром измеряют мощность дозы радиации в конкретном месте, где он находится или обследуют им определенные предметы – продукты питания, детские игрушки, строительные материалы и т.д. Полезно применять дозиметр:

  • для проверки радиационного фона в своем доме или квартире, особенно при покупке нового жилья,
  • для проверки территорий в походах, путешествиях по незнакомым удаленным местам,
  • для проверки земельного участка, предполагаемого для дачи, огорода,
  • для проверки грибов и ягод в лесу.

Очистить территорию или предметы от радиации без специальных средств невозможно, поэтому, когда дозиметром выявлены потенциально опасные источники излучения, их нужно избегать.

Оптимальный выбор дозиметра

Все приборы подразделяются на 2 группы:

  • для профессионального использования,
  • индивидуальные (бытовые).

Между собой они отличаются по 2 параметрам:

  • величине погрешности измерения,

Для профессиональных приборов она не должна превышать 7%, а для бытовых может составлять и 30%.

  • максимальному значению измерений.

Профессиональные дозиметры работают в диапазоне измерений от 0,05 до 999 мкЗв в час, тогда как индивидуальные в основном определяют дозы облучения не более 100 мкЗв в час.

Дополнительной функцией дозиметров каждого типа является режим поиска и звуковой сигнализации. На панели прибора задается определенное значение уровня радиации и при его обнаружении он издает звуковой сигнал, что очень удобно для большинства ситуаций, в том числе и для поиска опасных радиоактивных предметов.

В каких местах обязательно проводятся замеры радиации?

В некоторых местах общий фон радиации всегда превышает средние значения:

  • в горных районах,
  • в салонах и кабинах самолетов, космической техники.

Природным источником излучения является газ радон. Он находится в почве, не имеет запаха и цвета. Может проникать в помещения и даже в легкие человека. По этой причине важно отслеживать радиационный фон постоянно.

В целях контроля обязательно проводятся замеры уровня радиации:

  • на территориях, предусмотренных под строительство,
  • на объектах завершенного строительства при их сдаче в эксплуатацию,
  • в зданиях и помещениях при их реконструкции или капитальном ремонте.

Что такое радиационное заражение и когда оно происходит?

Радиационное заражение территории выявляется в тех случаях, когда на местности обнаружены опасные источники ионизирующего излучения. Реально это возможно в двух вариантах:

  • в результате концентрации радиоактивных веществ при ядерном взрыве. В окружающую среду попадают радиоактивные изотопы под воздействием мгновенного гамма-излучения.
  • в результате рассеивания радиоактивных частиц при техногенных авариях – утечках из ядерных реакторов, при повреждениях транспортировки или хранения радиоактивных отходов, при случайных потерях из промышленных и медицинских хранилищ.

В век развития информационных технологий и обилия компьютерной техники многих людей волнует вопрос о том, что компьютер является источником радиации. На самом деле это совсем не так. Небольшими дозами излучения по рентгеновскому типу отличались старые электролучевые мониторы (как и телевизоры старого поколения). Современные жидкокристаллические и плазменные дисплеи не обладают радиоактивными свойствами.


Поделиться:

Поражающие факторы ядерного взрыва — Википедия

При наземном ядерном взрыве около 50 % энергии идёт на образование ударной волны и воронки в земле, 30— 50 % в световое излучение, до 5 % на проникающую радиацию и электромагнитное излучение и до 15 % в радиоактивное заражение местности.

При воздушном взрыве нейтронного боеприпаса доли энергии распределяются своеобразно: ударная волна до 10 %, световое излучение 5 — 8 % и примерно 85 % энергии уходит в проникающую радиацию (нейтронное и гамма-излучения)[1]

Ударная волна и световое излучение аналогичны поражающим факторам традиционных взрывчатых веществ, но световое излучение в случае ядерного взрыва значительно мощнее.

Ударная волна разрушает строения и технику, травмирует людей и оказывает отбрасывающее действие быстрым перепадом давления и скоростным напором воздуха. Последующие за волной разрежение (падение давления воздуха) и обратный ход воздушных масс в сторону развивающегося ядерного гриба также могут нанести некоторые повреждения.

Световое излучение действует только на неэкранированные, то есть ничем не прикрытые от взрыва объекты, может вызвать воспламенение горючих материалов и пожары, а также ожоги и поражение зрения человека и животных.

Проникающая радиация оказывает ионизирующее и разрушающее воздействие на молекулы тканей человека, вызывает лучевую болезнь. Особенно большое значение имеет при взрыве нейтронного боеприпаса. От проникающей радиации могут защитить подвалы многоэтажных каменных и железобетонных зданий, подземные убежища с заглублением от 2-х метров (погреб, например или любое укрытие 3-4 класса и выше), некоторой защитой обладает бронированная техника.

Радиоактивное заражение — при воздушном взрыве относительно «чистых» термоядерных зарядов (деление-синтез) этот поражающий фактор сведён к минимуму. И наоборот, в случае взрыва «грязных» вариантов термоядерных зарядов, устроенных по принципу деление-синтез-деление, наземного, заглублённого взрыва, при которых происходит нейтронная активация содержащихся в грунте веществ, а тем более взрыва так называемой «грязной бомбы» может иметь решающее значение.

Электромагнитный импульс выводит из строя электрическую и электронную аппаратуру, нарушает радиосвязь.

В зависимости от типа заряда и условий взрыва энергия взрыва распределяется по-разному. Например, при взрыве обычного ядерного заряда средней мощности (10 — 100 кт) без повышенного выхода нейтронного излучения или радиоактивного загрязнения может быть следующее соотношение долей энергетического выхода на различных высотах[2]:

Доли энергии воздействующих факторов ядерного взрыва
Высота / Глубина Рентгеновское излучение Световое излучение Теплота огненного шара и облака Ударная волна в воздухе Деформация и выброс грунта Волна сжатия в грунте Теплота полости в земле Проникающая радиация Радиоактивные вещества
100 км 64 % 24 % 6 % 6 %
70 км 49 % 38 % 1 % 6 % 6 %
45 км 1 % 73 % 13 % 1 % 6 % 6 %
20 км 40 % 17 % 31 % 6 % 6 %
5 км 38 % 16 % 34 % 6 % 6 %
0 м 34 % 19 % 34 % 1 % менее 1 % ? 5 % 6 %
Глубина камуфлетного взрыва 30 % 30 % 34 % 6 %
Самое страшное проявление взрыва — не гриб, а быстротечная вспышка и образованная ею ударная волна Образование головной ударной волны (эффект Маха) при взрыве 20 кт Разрушения в Хиросиме в результате атомной бомбардировки Жертва ядерной бомбардировки Хиросимы

Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва — нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар, при наземном — полусферу.

Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения — максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).

Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.

При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.

Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.

В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.

Большая часть разрушений, причиняемых ядерным взрывом, вызывается действием ударной волны. Ударная волна представляет собой скачок уплотнения в среде, который движется со сверхзвуковой скоростью (более 350 м/с для атмосферы). При атмосферном взрыве скачок уплотнения — это небольшая зона, в которой происходит почти мгновенное увеличение температуры, давления и плотности воздуха. Непосредственно за фронтом ударной волны происходит снижение давления и плотности воздуха, от небольшого понижения далеко от центра взрыва и почти до вакуума внутри огненной сферы. Следствием этого снижения является обратный ход воздуха и сильный ветер вдоль поверхности со скоростями до 100 км/час и более к эпицентру.[3] Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей, а близко к эпицентру наземного или очень низкого воздушного взрыва порождает мощные сейсмические колебания, способные разрушить или повредить подземные сооружения и коммуникации, травмировать находящихся в них людей.

Большинство зданий, кроме специально укрепленных, серьёзно повреждаются или разрушаются под воздействием избыточного давления 2160—3600 кг/м² (0,22—0,36 атм/0.02-0.035 МПа).

Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, из-за этого сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от эпицентра.

Защитой от ударной волны для человека являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.

На Западе, в качестве отдельного фактора, относящегося к ударной волне, выделяют осколки стекла: выбитые ударной волной стекла разлетаются на осколки, летящие в сторону от взрыва, и способные серьезно травмировать и даже убить находящихся за стеклом.

Проникающая радиация (ионизирующее излучение) представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва в течение единиц или десятков секунд.

Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов, однако ядерный заряд может быть специально сконструирован таким образом, чтобы увеличить долю проникающей радиации для нанесения максимального ущерба живой силе (так называемое нейтронное оружие). На больших высотах, в стратосфере и космосе проникающая радиация и электромагнитный импульс — основные поражающие факторы.

Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучение и поток нейтронов. Разные материалы по-разному реагируют на эти излучения и по-разному защищают.

От гамма-излучения хорошо защищают материалы, имеющие элементы с высокой атомной массой (железо, свинец, низкообогащённый уран), но эти элементы очень плохо ведут себя под нейтронным излучением: нейтроны относительно хорошо их проходят и при этом генерируют вторичные захватные гамма-лучи, а также активируют радиоизотопы, надолго делая саму защиту радиоактивной (например, железную броню танка; свинец же не проявляет вторичной радиоактивности). Пример слоёв половинного ослабления проникающего гамма-излучения[4]: свинец 2 см, сталь 3 см, бетон 10 см, каменная кладка 12 см, грунт 14 см, вода 22 см, древесина 31 см.

Нейтронное излучение в свою очередь хорошо поглощается материалами, содержащими лёгкие элементы (водород, литий, бор), которые эффективно и с малым пробегом рассеивают и поглощают нейтроны, при этом не активируются и гораздо меньше выдают вторичное излучение. Слои половинного ослабления нейтронного потока: вода, пластмасса 3 — 6 см, бетон 9 — 12 см, грунт 14 см, сталь 5 — 12 см, свинец 9 — 20 см, дерево 10 — 15 см. Лучше всех материалов поглощают нейтроны водород (но в газообразном состоянии он имеет малую плотность), гидрид лития и карбид бора.

Идеального однородного защитного материала от всех видов проникающей радиации нет, для создания максимально лёгкой и тонкой защиты приходится совмещать слои различных материалов для последовательного поглощения нейтронов, а затем первичного и захватного гамма-излучения (например, многослойная броня танков, в которой учтена и радиационная защита; защита оголовков шахтных пусковых установок из ёмкостей с гидратами лития и железа с бетоном), а также применять материалы с добавками. Универсальны широко применяемые в строительстве защитных сооружений бетон и увлажнённая грунтовая засыпка, содержащие и водород и относительно тяжёлые элементы. Очень хорош для строительства бетон с добавкой бора (20 кг B4C на 1 м³ бетона), при одинаковой толщине с обычным бетоном (0,5 — 1 м) он обеспечивает в 2 — 3 раза лучшую защиту от нейтронной радиации и подходит для защиты от нейтронного оружия[5].

Зарево, возникшее в результате высотного ядерного взрыва Starfish Prime

При ядерном взрыве в результате сильных токов в ионизированном радиацией и световым излучением в воздухе возникает сильнейшее переменное электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). Хотя оно и не оказывает никакого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру, электроприборы и линии электропередач. Помимо этого, большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций. Этот эффект может быть использован для ослепления системы предупреждения о ракетном нападении.

Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне ниже 4 км он относительно слаб, сильнее при взрыве 4-30 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км (см., например, эксперимент по высотному подрыву ядерного заряда Starfish Prime).

Возникновение ЭМИ происходит следующим образом:

  1. Проникающая радиация, исходящая из центра взрыва, проходит через протяженные проводящие предметы.
  2. Гамма-кванты рассеиваются на свободных электронах, что приводит к появлению быстро изменяющегося токового импульса в проводниках.
  3. Вызванное токовым импульсом поле излучается в окружающее пространство и распространяется со скоростью света, со временем искажаясь и затухая.

Под воздействием ЭМИ во всех не экранированных протяжённых проводниках индуцируется напряжение, и чем длиннее проводник, тем выше напряжение. Это приводит к пробою изоляции и выходу из строя электроприборов, связанных с кабельными сетями, например, трансформаторные подстанции и т. д.

Большое значение ЭМИ имеет при высотном взрыве от 100 км и более. При взрыве в приземном слое атмосферы не оказывает решающего поражения малочувствительной электротехники, его радиус действия перекрывается другими поражающими факторами. Но зато оно может нарушить работу и вывести из строя чувствительную электроаппаратуру и радиотехнику на значительных расстояниях — вплоть до нескольких десятков километров от эпицентра мощного взрыва, где прочие факторы уже не приносят разрушающий эффект. Может вывести из строя незащищённую аппаратуру в прочных сооружениях, рассчитанных на большие нагрузки от ядерного взрыва (например ШПУ). На людей поражающего действия не оказывает[6].

Кратер от взрыва 104-килотонного заряда. Выбросы грунта также служат источником заражения

Радиоактивное заражение — это результат выпадения из поднятого в воздух облака значительного количества радиоактивных веществ. Три основных источника радиоактивных веществ в зоне взрыва — продукты деления ядерного горючего, не вступившая в реакцию часть ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образовавшиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов (наведенная радиоактивность).

Оседая на поверхность земли по направлению движения облака, продукты взрыва создают радиоактивный участок, называемый радиоактивным следом. Плотность заражения в районе взрыва и по следу движения радиоактивного облака убывает по мере удаления от центра взрыва. Форма следа может быть самой разнообразной в зависимости от окружающих условий, например, скорости и направления ветра.

Радиоактивные продукты взрыва испускают три вида излучения: альфа, бета и гамма. Время их воздействия на окружающую среду весьма продолжительно. В связи с естественным процессом радиоактивного распада интенсивность излучения уменьшается, особенно резко это происходит в первые часы после взрыва.

Поражение людей и животных воздействием радиационного заражения может вызываться внешним и внутренним облучением. Тяжелые случаи могут сопровождаться лучевой болезнью и летальным исходом.

Установка на боевую часть ядерного заряда оболочки из кобальта вызывает заражение территории опасным изотопом 60Co (гипотетическая грязная бомба).

Эпидемиологическая и экологическая обстановка[править | править код]

Ядерный взрыв в населённом пункте, как и другие катастрофы, связанные с большим количеством жертв, разрушением вредных производств и пожарами, приведёт к тяжёлым условиям в районе его действия, что будет вторичным поражающим фактором. Люди, даже не получившие значительных поражений непосредственно от взрыва, с большой вероятностью могут погибнуть от инфекционных заболеваний[7] и химических отравлений. Велика вероятность сгореть в пожарах или просто расшибиться при попытке выйти из завалов.

Ядерная атака атомной электростанции может поднять в воздух значительно больше радиоактивных веществ, чем может дать сама бомба. При прямом попадании заряда и испарении реактора или хранилища радиоактивных материалов площадь земель, в течение многих десятков лет непригодных для жизни, будет в сотни и тысячи раз больше площади заражения от наземного ядерного взрыва. Например, при испарении реактора мощностью 100 МВт ядерным взрывом в 1 мегатонну, и просто при наземном ядерном взрыве 1 Мт, соотношение площадей территории со средней дозой 2 рад (0,02 Грей) в год будет следующим: через 1 год после атаки — 130 000 км² и 15 000 км²; через 5 лет — 60 000 км² и 90 км²; через 10 лет — 50 000 км² и 15 км²; через 100 лет — 700 км² и 2 км²[8].

Люди, оказавшиеся в районе действия взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое угнетающее воздействие от устрашающего вида разворачивающейся картины ядерного взрыва, катастрофичности разрушений и пожаров, исчезновения привычного ландшафта, множества погибших, изувеченных, умирающих людей, разлагающихся трупов из-за невозможности их захоронения, гибели родных и близких, осознания причинённого вреда своему организму и ужаса наступающей смерти от развивающейся лучевой болезни. Результатом такого воздействия среди выживших после катастрофы является развитие острых психозов, а также клаустрофобных синдромов из-за осознания невозможности выйти на поверхность земли, устойчивых кошмарных воспоминаний, влияющие на все последующее существование. В Японии есть отдельное слово, обозначающее людей, ставших жертвами ядерных бомбардировок — «Хибакуся».

  1. ↑ Убежища гражданской обороны: Конструкция и расчёт/ В. А. Котляревский, В. И. Ганушкин, А. А. Костин и др.; Под ред. В. А. Котляревского. — М.: Стройиздат, 1989. — С. 4—5. ISBN 5-274-00515-2
  2. ↑ Защита от оружия массового поражения. — М.: Воениздат, 1989. — С. 23.
  3. ↑ Действие ядерного взрыва. Сборник переводов. М., «Мир», 1971. — С. 85
  4. ↑ Морозов, В. И. и др. Приспособление подвалов существующих зданий под убежища, М., 1966. С. 72
  5. ↑ Иванов, Г. Нейтронное оружие. // Зарубежное военное обозрение, 1982, № 12. — С. 53
  6. Атаманюк В.Г., Ширшев Л.Г. Акимов Н.И. Гражданская оборона: Учебник для втузов / Под ред. Д.И.Михайдова. — М.: Высш. шк., 1986. — С. 39. — 207 с.
  7. ↑ Иванов, Г. Нейтронное оружие. // Зарубежное военное обозрение, 1982, № 12. — С. 52
  8. ↑ Защита от оружия массового поражения. — М.: Воениздат, 1989. — С. 79, 81.

9. Гуревич В. И. Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва и защита электрооборудования от него. — М.: Инфра-Инженерия, 2018—508 с.: ил.

2. Радиация и жизнь

Радиоактивность – отнюдь не новое явление; новизна состоит лишь в том, как люди пытались ее использовать. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли.

Ионизирующее излучение сопровождало и Большой взрыв, с которого, как мы сейчас полагаем, началось существование нашей Вселенной около 20 миллиардов лет назад. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Даже человек слегка радиоактивен, так как во всякой живой ткани присутствуют в следовых количествах радиоактивные вещества. Но с момента открытия этого универсального фундаментального явления не прошло еще и ста лет.

В 1896 году французский ученый Анри Беккерель положил несколько фотографических пластинок в ящик стола, придавив их кусками какого-то минерала, содержащего уран. Когда он проявил пластинки, то, к своему удивлению, обнаружил на них следы каких-то излучений, которые он приписал урану. Вскоре этим явлением заинтересовалась Мария Кюри, молодой химик, полька по происхождению, которая и ввела в обиход слово «радиоактивность». В 1898 году она и ее муж Пьер Кюри обнаружили, что уран после излучения таинственным образом превращается в другие химические элементы. Один из этих элементов супруги назвали полонием в память о родине Марии Кюри, а еще один - радием, поскольку по-латыни это слово означает «испускающий лучи». И открытие Беккереля, и исследования супругов Кюри были подготовлены более ранним, очень важным событием в научном мире - открытием в 1895 году рентгеновских лучей; эти лучи были названы так по имени открывшего их (тоже, в общем, случайно) немецкого физика Вильгельма Рентгена.

Беккерель один из первых столкнулся с самым неприятным свойством радиоактивного излучения: речь идет о его воздействии на ткани живого организма. Беккерель положил пробирку с радием в карман и получил в результате ожог кожи. Мария Кюри умерла, по всей видимости, от одного из злокачественных заболеваний крови, поскольку слишком часто подвергалась воздействию радиоактивного излучения. По крайней мере 336 человек, работавших с радиоактивными материалами в то время, умерли в результате облучения.

Несмотря на это, небольшая группа талантливых и большей частью молодых ученых направила свои усилия на разгадку одной из самых волнующих загадок всех времен, стремясь проникнуть в самые сокровенные тайны материи. К сожалению, результатам их поисков суждено было, воплотиться в атомную бомбу в 1945 году.

Взрывы этих бомб в конце второй мировой войны привели к колоссальным человеческим жертвам. Но практическим воплощением их поисков явилось также создание в 1956 году первой промышленной атомной электростанции в Колдер Холле (Великобритания) [Первая в мире атомная электростанция была пущена в Советском Союзе в июне 1954 года. - Прим. ред.]. Следует добавить, что буквально с момента открытия рентгеновских лучей они стали применяться в медицине, и сфера их использования все расширяется.

Главным объектом исследования ученых был сам атом, вернее - его строение. Мы знаем теперь, что атом похож на Солнечную систему в миниатюре: вокруг крошечного ядра движутся по орбитам «планеты»-электроны. Размеры ядра в сто тысяч раз меньше размеров самого атома, но плотность его очень велика, поскольку масса ядра почти равна массе всего атома. Ядро, как правило, состоит из нескольких более мелких частиц, которые плотно сцеплены друг с другом (рис. 2.1).

Некоторые из этих частиц имеют положительный заряд и называются протонами. Число протонов в ядре и определяет, к какому химическому элементу относится данный атом: ядро атома водорода содержит всего один протон, атома кислорода-8, урана-92. В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в ядре; каждый электрон несет отрицательный заряд, равный по абсолютной величине заряду протона, так что в целом атом нейтрален.

В ядре, как правило, присутствуют и частицы другого типа, называемые нейтронами, поскольку они электрически нейтральны. Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, но число нейтронов в них может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разным разновидностям одного и того же химического элемента, называемым изотопами данного элемента. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона и 146 нейтронов; в уране-235 тоже 92 протона, но 143 нейтрона. Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу «нуклидов».

Н

Распад урана-238.

екоторые нуклиды стабильны, т. е. в отсутствие внешнего воздействия никогда не претерпевают никаких превращений.

Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды. В качестве примера возьмем хотя бы атом урана-238, в ядре которого протоны и нейтроны едва удерживаются вместе силами сцепления. Время от времени из него вырывается компактная группа из четырех частиц: двух протонов и двух нейтронов (α‑частица). Уран-238 превращается, таким образом, в торий-234, в ядре которого содержатся 90 протонов и 144 нейтрона. Но торий-234 также нестабилен. Его превращение происходит, однако, не так, как в предыдущем случае: один из его нейтронов превращается в протон, и торий-234 превращается в протактиний-234, в ядре которого содержатся 91 протон и 143 нейтрона. Эта метаморфоза, произошедшая в ядре, сказывается и на движущихся по своим орбитам электронах: один из них становится неспаренным и вылетает из атома. Протактиний очень нестабилен, и ему требуется совсем немного времени на превращение... Далее следуют иные превращения, сопровождаемые излучениями, и вся эта цепочка в конце концов оканчивается стабильным нуклидом свинца (см. рис. 2.3). Разумеется, существует много таких цепочек самопроизвольных превращений (распадов) разных нуклидов по разным схемам превращений и их комбинациям.

При каждом таком акте распада высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения. Можно сказать (хотя это и не совсем строго), что испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов, - это альфа-излучение; испускание электрона, как в случае распада тория-234,-это бета-излучение. Часто нестабильный нуклид оказывается настолько возбужденным, что испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения; тогда он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую гамма-излучением (гамма-квантом). Как и в случае рентгеновских лучей (во многом подобных гамма-излучению), при этом не происходит испускания каких-либо частиц.

Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом. Но хотя все радионуклиды нестабильны, одни из них более нестабильны, чем другие. Например, протактиний-234 распадается почти моментально, а уран-238 - очень медленно. Половина всех атомов протактиния в каком-либо радиоактивном источнике распадается за время, чуть большее минуты, в то же время половина всех атомов урана-238 превратится в торий-234 за четыре с половиной миллиарда лет. Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада соответствующего изотопа. Этот процесс продолжается непрерывно За время, равное одному периоду полураспада, останутся неизменными каждые 50 атомов из 100, за следующий аналогичный промежуток времени 25 из них распадутся, и так далее по экспоненциальному закону. Число распадов в секунду в радиоактивном образце называется его активностью. Единицу измерения активности (в системе СИ) назвали беккерелем (Бк) в честь ученого, открывшего явление радиоактивности; один беккерель равен одному распаду в секунду.

Разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма (рис. 2.2). Альфа-излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих из нейтронов и протонов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие α-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину один - два сантиметра. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество такой переданной организму энергии называется дозой (термин не слишком удачный, поскольку первоначально он относился к дозе лекарственного препарата, т.е. дозе, идущей на пользу, а не во вред организму). Дозу излучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри его (в результате попадания с пищей, водой или воздухом). Дозы можно рассчитывать по-разному, с учетом того, каков размер облученного участка и где он расположен, один ли человек подвергся облучению или группа людей и в течение какого времени это происходило.

Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой (рис. 2.4) и измеряется в системе СИ в грэях (Гр). Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее бета- или гамма-излучений.

Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма: альфа-излучение считается при этом в двадцать раз опаснее других видов излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в системе СИ в единицах, называемых зивертами (Зв) (рис. 2.5).

Следует учитывать также, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений.

Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует учитывать с разными коэффициентами (рис. 2.6). Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах.

Эти три понятия описывают только индивидуально получаемые дозы. Просуммировав индивидуальные эффективные эквивалентные дозы, полученные группой людей, мы придем к коллективной эффективной эквивалентной дозе, которая измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).

Следует ввести, однако, еще одно определение, поскольку многие радионуклиды распадаются очень медленно и останутся радиоактивными и в отдаленном будущем. Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования, называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.

Такая иерархия понятий на первый взгляд может показаться слишком сложной, но тем не менее она представляет собой логически последовательную систему и позволяет рассчитывать согласующиеся или сопоставимые друг с другом дозы облучения. В последующих главах материал будет излагаться так, чтобы по возможности избежать употребления этих терминов, однако без них иногда не удается достичь необходимой точности и ясности изложения.

Источники радиации вокруг нас

Многие люди обеспокоены радиационным фоном вокруг, они опасаются мобильных телефонов и микроволновок, но даже не подозревают о действительно опасных предметах.

 

Что мы называем радиацией или излучением?

Радиацией называют потоки энергии, которые распространяются вокруг в виде электромагнитных волн. Радиоволны, микроволновое излучение, обычный свет и рентгеновские лучи - все это имеет отношение к радиации. Но радиоактивными могут быть и природные элементы, которые распадаются в течении десятилетий, излучая частицы энергии - электроны (бета-лучи), протоны (альфа-лучи) и нейтроны.
Чтобы определить уровень негативного влияния радиации на организм, надо учесть два фактора: силу электромагнитного (сколько энергии сосредоточено в источнике) и "энергетического уровня" волн, она напрямую связана с частотой колебаний (высокая частота - больше энергии). Волны или частицы (в физике это одно и то же), которые способны повредить ДНК и ткани организмов называют ионизирующим излучением.
Когда люди обнаружили негативное влияние радиации, они захотели знать на сколько она плохая. Для сравнения были созданы специальные единицы измерения зиверт ( Зв, Sv ), характеризующие равную дозу ионизирующего излучения, поглощенную тканями организма. С точки зрения биологии один зиверт равен 5,5% предполагает вероятность заболеть раком. Восемь зиверт вряд оставят вас в живых.
Пока вы осмысливаете эту информацию у себя в голове, рассмотрим некоторые источники радиации, с которыми вы встречаетесь каждый день.

 

ТОП-13 источников радиации

Бананы

Любой продукт, который имеет температуру, излучает электромагнитные волны, и бананы - не исключение. Но между прочим, бананы содержат природные радиоактивные атомы, а их эквивалентная доза по подсчетам ученых составляет до 0,1 мкЗв или 0,0000001 Зв. Подробней.

 

 

 

 

Сканер в аэропорту и полет на самолёте

В поисках контрабанды эти машины сканируют вас с применением рентгеновских волн, которые достигают 0,015 – 0,88 мкЗв.  С другой стороны, человеку придется пройти через сканер безопасности где-то 1000 или 2000 раз, чтобы получить дозу, как при медицинском снимке грудной клетки. В дополнение, следующее путешествие на самолете обойдется вам примерно в  0,04 мкЗв космической радиации ежеминутно, подробней в статье радиация в самолете.

 

 

Рентген грудной клетки

В зависимости от того, каким устройством у вас будут снимать радиограмму, в клинике вы можете получить дозу примерно в 20 мкЗв.

 

 

 

 

 

Старые телевизоры с ЭЛТ кинескопом

Все экраны являются источником электромагнитного излучения. Нетрудно догадаться, что вы, сидя весь день за монитором, поглощаете часть этой радиации. Но только малая часть излучения (рентгеновские лучи) действительно опасна, и только тогда, когда речь идет о мониторах со старыми кинескопами (ЭЛТ). Экраны на жидких кристаллах и плазменные панели не могут излучать рентгеновский спектр.

Но, если вы все еще используете старую модель с ЭЛТ, то каждый год получаете до 10 мЗв радиации.

 

Вода

Вода - источник жизни, но и она содержит радиоактивные частицы. Наиболее распространенный среди них тритий - изотоп водорода, он формируется в атмосфере под влиянием космической радиации. Однако тритий не представляет никакой угрозы жизни: за год с питьевой водой мы получаем примерно 50 мкЗв.

 

 

 

Цемент

Любите прогулки на свежем воздухе? Если вы живете в городе, то обязательно облучаетесь от окружающих бетонных зданий и дорог. Поскольку цемент занимает второе место по распространению радиации после воды, каждый год от него поступает около 30 мкЗв.

 

 

 

Фоновая радиация Вселенной

Материя пространства-времени заполнена рдеющей энергией. Реликтовое излучение идет с самого момента Большого взрыва, который дал жизнь всему, что мы видим во вселенной. Наша атмосфера останавливает большую часть потока реликтового излучения космоса, однако кое-что все же попадает на землю. Наши тела ежегодно получают от него 0,3 мЗв радиации - это примерно 10 посещений рентген-кабинета.

 

 

 

Мое собственное тело

Наше тело тоже производит достаточно естественной радиации! В основном речь идет о распаде калия (это все бананы!) и изотопов углерода-14. В теле среднестатистического человека можно найти около 30 миллиграммов изотопа калия-40, он распадаясь излучает поток электронов. В результате мы облучаем сами себя дозой в 0,39 мЗв в год.

 

 

 

Матушка Земля

Естественная радиоактивность нашей планеты ответственна почти за 50% тепловой энергии, которую она производит. Все дело в длительных сроках полураспада изотопов урана в коре, а также мантии Земли.

Благодаря этой энергии на планете есть жизнь, а материки продолжают дрейфовать, и в то же время это приводит к ежегодному облучению в 0,48 мЗв.

 

 

Чернобыль

Мир еще долго будет помнить о чернобыльской катастрофе, ведь она привела к невероятным выбросам радиации в окружающую среду. Однако не стоит беспокоиться. На самой станции при участии международного сообщества уже завершается сооружение укрытия, а вокруг, украинские власти планируют открыть экологический заповедник для туристов.

Но если вы все же окажетесь неподалеку, то рискуете получить дозу от 1,7 до 192 мЗв. Просто не задерживайтесь возле мест с повышенным уровнем радиации и следуйте рекомендациям ваших экскурсоводов.

 

 

Ядерный реактор

Если на атомной электростанции вблизи не произошло самое страшное, а именно расплавление активной зоны, считайте, что ничего не случилось. Регламенты ядерной безопасности обеспечивают почти естественный радиационный фон даже во дворе АЭС.

 

 

Открытый космос

Космос, как мы его знаем, не является дружественным для жизни средой. За пределами защитного озонового слоя планеты, уровень космической радиации и ультрафиолетового излучения многократно превышает норму. Шесть месяцев на борту МКС дадут примерно 80 мЗв дополнительной дозы, а шестимесячный перелет на Марс - 250 мЗв (эти данные основаны на исследовании миссии NASA Кьюриосити).

Космическая радиация остается самой большой угрозой для астронавтов в планируемых миссиях.

 

 

Сигареты

Всем нам известно, что сигареты - причина заболевания раком, но знали ли вы, что это также связано с их радиоактивностью?

Ученые говорят, что свинец, который при курении скапливается в легких, приводит к годовой дозе в 160 мЗв. Это тоже самое, если бы вы провели целый год на орбите под космическими лучами.

На самом деле, объем радиации несколько различен и зависит от того, ярый вы курильщик, или только начинаете.

 

Опасные смартфоны и Wi-Fi?

Вы, наверное, заметили, что в наш рейтинг не попали сотовые телефоны, Wi-Fi роутеры и другое беспроводное оборудование. Дело в том, что излучение от этих устройств не имеет прямого деструктивного воздействия на организм человека. Они имеют дело с низкоэнергетическими радиоволнами, которые не способны повредить живой ткани.


Смотрите также