Днес дори малките деца знаят за съществуването на невидими смъртоносни лъчи. Плашат ни от компютърни и телевизионни екрани тежки последствиярадиация: постапокалиптичните филми и игри все още са модерни. Въпреки това, само малцина могат да дадат ясен отговор на въпроса "какво е радиация?" И по-нататък по-малко хораосъзнават колко реална е заплахата от излагане на радиация. При това не някъде в Чернобил или Хирошима, а в собствения си дом.
Какво е радиация?
Всъщност терминът "радиация" не означава непременно "смъртоносни лъчи". Топлинната или например слънчевата радиация практически не представлява заплаха за живота и здравето на живите организми, живеещи на повърхността на Земята. От всички известни видове радиация реална опасностпредставлява само йонизиращо лъчение, което физиците наричат още електромагнитно или корпускулярно. Това е самата „радиация“, за чиято опасност се говори по телевизионните екрани.
Йонизираща гама и рентгеново лъчение- онази „радиация“, за която говорят по телевизионните екрани
Особеност йонизиращо лъчениее, че за разлика от другите видове лъчение, то има изключително висока енергия и при взаимодействие с материята предизвиква йонизация на нейните молекули и атоми. Частици от вещество, които са били електрически неутрални преди облъчването, се възбуждат, което води до образуването на свободни електрони, както и положително и отрицателно заредени йони.
Четирите най-често срещани вида йонизиращо лъчение са алфа, бета, гама и рентгенови лъчи (има същите свойства като гама). Те се състоят от различни частици и следователно имат различни енергии и съответно различни проникващи способности. „Най-слабото“ в този смисъл е алфа лъчението, което представлява поток от положително заредени алфа частици, неспособни да „изтекат“ дори през обикновен лист хартия (или човешка кожа). Бета радиацията, състояща се от електрони, прониква в кожата вече с 1-2 см, но е напълно възможно да се предпазите от нея. Но практически няма спасение от гама лъчение: високоенергийните фотони (или гама кванти) могат да бъдат спрени само от дебела оловна или стоманобетонна стена. Фактът обаче, че алфа и бета частиците могат лесно да бъдат спрени дори от незначителна бариера като хартия, не означава, че те няма да влязат в тялото. Дихателните органи, микротравмите по кожата и лигавиците са „отворени врати” за лъчения с ниска проникваща способност.
Мерни единици и норма на радиация
Основната мярка за излагане на радиация се счита за експозиционна доза. Измерва се в P (рентгени) или производни (mR, μR) и представлява общото количество енергия, което източникът на йонизиращо лъчение е успял да предаде на обект или организъм по време на процеса на облъчване. Тъй като различните видове радиация имат различна степен на опасност при едно и също количество предавана енергия, обичайно е да се изчислява друг показател - еквивалентната доза. Измерва се в B (rem), Sv (sieverts) или техни производни и се изчислява като произведение на експозиционната доза с коефициент, характеризиращ качеството на лъчението (за бета и гама лъчение коефициентът на качество е 1, за алфа - 20). ). За оценка на силата на самото йонизиращо лъчение се използват и други показатели: експозиция и еквивалентна мощност на дозата (измерена в R/sec или производни: mR/sec, μR/hour, mR/hour), както и плътност на потока (измерена в (cm 2 min) -1) за алфа и бета радиация.
Днес е общоприето, че йонизиращото лъчение с мощност на дозата под 30 μR/час е абсолютно безопасно за здравето. Но всичко е относително... Както показват последните проучвания, различните хора имат различна устойчивост на въздействието на йонизиращото лъчение. Приблизително 20% имат свръхчувствителност, същата сума - намалена. Последствията от ниските дози радиация обикновено се проявяват след години или изобщо не се проявяват, като засягат само потомците на засегнатия от радиацията човек. Така че безопасността на малки дози (леко надвишаващи нормата) все още остава един от най-обсъжданите въпроси.
Радиацията и човекът
И така, какъв е ефектът от радиацията върху здравето на хората и другите живи същества? Както вече беше отбелязано, йонизиращо лъчение по различни начинипрониква в тялото и предизвиква йонизация (възбуждане) на атоми и молекули. Освен това под въздействието на йонизацията в клетките на живия организъм се образуват свободни радикали, които нарушават целостта на протеини, ДНК, РНК и други сложни биологични съединения. Което от своя страна води до масова смъртклетки, канцерогенеза и мутагенеза.
С други думи, ефектът на радиацията върху човешкото тяло е разрушителен. Със силно излъчване Отрицателни последицисе появяват почти веднага: високите дози причиняват лъчева болест с различна степен на тежест, изгаряния, слепота и появата на злокачествени новообразувания. Но малките дози, доскоро смятани за „безобидни“, са не по-малко опасни (днес всеки стига до това заключение по-голям бройизследователи). Единствената разлика е, че ефектите от радиацията не се проявяват веднага, а след няколко години, понякога десетилетия. левкемия, ракови тумори, мутации, деформации, нарушения на стомашно-чревния тракт, кръвоносната система, умственото и умственото развитие, шизофренията - това са далеч от пълен списъкзаболявания, които могат да причинят ниски дози йонизиращо лъчение.
Дори малко количество радиация води до катастрофални последици. Но радиацията е особено опасна за малки деца и възрастни хора. По този начин, според специалистите на нашия уебсайт www.site, вероятността от поява на левкемия по време на облъчване с ниски дози се увеличава 2 пъти при деца под 10-годишна възраст и 4 пъти при бебета, които са били в утробата по време на облъчването. Радиацията и здравето са буквално несъвместими!
Радиационна защита
Характерна особеност на радиацията е, че тя не се "разтваря" в заобикаляща среда, като вреден химични съединения. Дори след елиминиране на източника на радиация, фона за дълго времеостава повишена. Следователно има ясен и недвусмислен отговор на въпроса "как да се справим с радиацията?" все още не съществува. Ясно е, че в случай ядрена война(например) изобретен специални средствазащита от радиация: специални костюми, бункери и т.н. Но това е за "извънредни ситуации". Но какво ще кажете за малките дози, които мнозина все още смятат за „практически безопасни“?
Известно е, че „спасяването на давещите се хора е дело на самите давещи се хора“. Докато изследователите решават коя доза трябва да се счита за опасна и коя не, по-добре е сами да си купите устройство, което измерва радиацията, и да обиколите територии и обекти на една миля разстояние, дори ако те „излъчват“ доста (в същото време , въпросът „как да разпознаем радиацията?“ ще бъде разрешен, защото с дозиметър в ръка винаги ще сте наясно с околния фон). Освен това, в модерен градрадиация може да се намери на всякакви, дори и най-неочаквани места.
И накрая, няколко думи за това как да премахнете радиацията от тялото. За да ускорите максимално почистването, лекарите препоръчват:
1. Физическа активност, баня и сауна - ускоряват метаболизма, стимулират кръвообращението и следователно спомагат за естественото отстраняване на вредните вещества от тялото.
2. Здравословно хранене— трябва да се обърне специално внимание на зеленчуците и плодовете, богати на антиоксиданти (такава диета се предписва на пациенти с рак след химиотерапия). Цели „депозити“ от антиоксиданти се намират в боровинки, червени боровинки, грозде, плодове от офика, касис, цвекло, нар и други кисели и сладко-кисели плодове с червени нюанси.
„Отношението на хората към определена опасност се определя от това колко добре я познават.“
Този материал е обобщен отговор на множество въпроси, които възникват от потребителите на устройства за откриване и измерване на радиация в домашни условия.
Минималното използване на специфична терминология на ядрената физика при представяне на материала ще ви помогне да се ориентирате свободно в това екологичен проблем, без да се поддава на радиофобията, но и без излишно самодоволство.
Опасността от РАДИАЦИЯ, реална и въображаема
„Един от първите открити естествени радиоактивни елементи се нарича „радий“
- в превод от латински - излъчване на лъчи, излъчване.”
Всеки човек в околната среда е изложен на различни явления, които му влияят. Те включват топлина, студ, магнитни и обикновени бури, проливни дъждове, обилни снеговалежи, силни ветрове, звуци, експлозии и др.
Благодарение на наличието на сетивни органи, определени му от природата, той може бързо да реагира на тези явления с помощта например на сенник, дрехи, подслон, лекарства, паравани, заслони и др.
В природата обаче има явление, на което човек, поради липсата на необходимите сетивни органи, не може да реагира незабавно - това е радиоактивността. Радиоактивността не е ново явление; Радиоактивност и съпътстващата я радиация (т.нар. йонизираща) винаги е имало във Вселената. Радиоактивните материали са част от Земята и дори хората са леко радиоактивни, защото... Радиоактивните вещества присъстват в най-малки количества във всяка жива тъкан.
Най-неприятното свойство на радиоактивното (йонизиращо) лъчение е неговият ефект върху тъканите на живия организъм, поради което е подходящо измервателни уредикоето би предоставило навременна информация за вземане на полезни решения преди дълго времеи ще се появят нежелани или дори катастрофални последици, че човек няма да започне да усеща въздействието му веднага, а едва след известно време. Следователно информация за наличието на радиация и нейната мощност трябва да се получи възможно най-рано.
Но стига мистерии. Нека поговорим за това какво е радиация и йонизиращо (т.е. радиоактивно) лъчение.
Йонизиращо лъчение
Всяка среда се състои от малки неутрални частици - атоми, които се състоят от положително заредени ядра и отрицателно заредени електрони около тях. Всеки атом е като слънчева системав миниатюра: „планети“ се движат в орбита около малко ядро - електрони.
Атомно ядросе състои от няколко елементарни частици-протонии неутрони, задържани от ядрени сили.
протоничастици с положителен заряд, равен по абсолютна стойност на заряда на електроните.
неутронинеутрални частици без заряд. Броят на електроните в един атом е точно равен на броя на протоните в ядрото, така че всеки атом обикновено е неутрален. Масата на протона е почти 2000 пъти повече масаелектрон.
Броят на неутралните частици (неутрони), присъстващи в ядрото, може да бъде различен, ако броят на протоните е еднакъв. Такива атоми с ядра с същото числопротони, но различаващи се по броя на неутроните, принадлежат към разновидности на същото химически елемент, наречени „изотопи“ на даден елемент. За да се разграничат един от друг, към символа на елемента се присвоява число, равно на сумата от всички частици в ядрото на даден изотоп. Така че уран-238 съдържа 92 протона и 146 неутрона; Уран 235 също има 92 протона, но 143 неутрона. Всички изотопи на даден химичен елемент образуват група от „нуклиди“. Някои нуклиди са стабилни, т.е. не претърпяват никакви трансформации, докато други излъчващи частици са нестабилни и се превръщат в други нуклиди. Като пример да вземем атома на урана - 238. От време на време от него се отделя компактна група от четири частици: два протона и два неутрона - "алфа частица (алфа)". Така уран-238 се превръща в елемент, чието ядро съдържа 90 протона и 144 неутрона - торий-234. Но торий-234 също е нестабилен: един от неговите неутрони се превръща в протон, а торий-234 се превръща в елемент с 91 протона и 143 неутрона в ядрото. Тази трансформация засяга и електроните (бета), движещи се по техните орбити: един от тях става сякаш излишен, без двойка (протон), така че напуска атома. Верига от множество трансформации, придружени от алфа или бета радиация, завършва със стабилен оловен нуклид. Разбира се, има много подобни вериги от спонтанни трансформации (разпад) на различни нуклиди. Времето на полуразпад е периодът от време, през който първоначалният брой на радиоактивните ядра средно намалява наполовина.
При всеки акт на гниене се освобождава енергия, която се предава под формата на радиация. Често нестабилен нуклид се оказва във възбудено състояние и излъчването на частица не води до пълно премахване на възбуждането; след това излъчва част от енергията под формата на гама лъчение (гама квант). Както и в случая рентгенови лъчи(различаващо се от гама лъчението само по честота) в този случай не се излъчват частици. Целият процес на спонтанен разпад на нестабилен нуклид се нарича радиоактивен разпад, а самият нуклид се нарича радионуклид.
Различни видове радиация са придружени от освобождаване различни количестваенергия и имат различни проникващи способности; следователно те имат различни ефекти върху тъканите на живия организъм. Алфа радиацията се блокира например от лист хартия и практически не може да проникне през външния слой на кожата. Следователно, той не представлява опасност, докато радиоактивни вещества, излъчващи алфа частици, не навлязат в тялото през отворена рана, с храна, вода или с вдишван въздух или пара, например във ваната; тогава те стават изключително опасни. Бета-частицата има по-голяма проникваща способност: тя прониква в телесната тъкан на дълбочина от един до два сантиметра или повече, в зависимост от количеството енергия. Проникващата способност на гама-лъчението, което се разпространява със скоростта на светлината, е много висока: само дебело олово или бетонна плоча може да го спре. Йонизиращото лъчение се характеризира с редица измерими физични величини. Те трябва да включват енергийни количества. На пръв поглед може да изглежда, че те са достатъчни за регистриране и оценка на въздействието на йонизиращите лъчения върху живите организми и човека. Тези енергийни стойности обаче не отразяват физиологични ефектийонизиращите лъчения върху човешкото тяло и други живи тъкани са субективни и за различни хораса различни. Следователно се използват средни стойности.
Източниците на радиация могат да бъдат естествени, налични в природата и независими от хората.
Установено е, че от всички естествени източници на радиация най-голяма опасност представлява радонът. - тежък газбез вкус, мирис и невидим; със своите дъщерни продукти.
Радонът се освобождава от земната коранавсякъде, но концентрацията му във външния въздух варира значително за различните точки глобус. Колкото и парадоксално да изглежда на пръв поглед, човек получава основното лъчение от радон, докато е в затворено, непроветрено помещение. Радонът се концентрира във въздуха на закрито само когато те са достатъчно изолирани от външна среда. Прониквайки през основата и пода от почвата или по-рядко отделяйки се от строителните материали, радонът се натрупва в помещенията. Запечатването на помещения с цел изолация само влошава ситуацията, тъй като прави още по-трудно бягството радиоактивен газот помещенията. Проблемът с радона е особено важен за нискоетажни сгради с внимателно уплътняване на помещенията (за да се запази топлината) и използването на алуминиев оксид като добавка към строителни материали(т.нар. „шведски проблем“). Най-разпространените строителни материали - дърво, тухла и бетон - излъчват относително малко радон. Гранитът, пемзата, продуктите от суровини от алуминиев оксид и фосфогипсът имат много по-голяма специфична радиоактивност.
Друг, обикновено по-малко важен, източник на радон, навлизащ в помещения, е водата и природен газ, използвани за готвене и отопление на жилища.
Концентрацията на радон в често използваната вода е изключително ниска, но водата от дълбоки или артезиански кладенци съдържа много високи нива на радон. Основната опасност обаче не идва от питейната вода, дори и с високо съдържание на радон. Обикновено хората консумират повечетовода в храната и под формата на топли напитки, а при варене на вода или готвене на горещи ястия радонът почти напълно се изпарява. Много по-голяма опасност представлява навлизането на водни пари с високо съдържание на радон в белите дробове заедно с вдишания въздух, което най-често се случва в банята или парната баня (парна баня).
Радонът влиза в природния газ под земята. В резултат на предварителната обработка и по време на съхранението на газа, преди да достигне до потребителя, по-голямата част от радона се изпарява, но концентрацията на радон в помещението може да се увеличи значително, ако кухненските печки и други отоплителни газови уреди не са оборудвани с аспиратор . При наличие на приточна и смукателна вентилация, която комуникира с външния въздух, концентрацията на радон в тези случаи не се получава. Това важи и за къщата като цяло - въз основа на показанията на детектори за радон можете да зададете режим на вентилация на помещенията, който напълно елиминира заплахата за здравето. Въпреки това, като се има предвид, че отделянето на радон от почвата е сезонно, е необходимо да се следи ефективността на вентилацията три до четири пъти годишно, като се избягва превишаването на нормите за концентрация на радон.
Други източници на радиация, които за съжаление крият потенциални опасности, са създадени от самия човек. Източници изкуствено облъчване- Това са изкуствени радионуклиди, снопове неутрони и заредени частици, създадени с помощта на ядрени реактори и ускорители. Те се наричат изкуствени източници на йонизиращо лъчение. Оказа се, че наред с опасния си характер за хората, радиацията може да служи и за хората. Ето далеч не пълен списък на областите на приложение на радиацията: медицина, индустрия, селско стопанство, химия, наука и др. Успокояващ фактор е контролираният характер на всички дейности, свързани с производството и използването на изкуствена радиация.
Тестовете се отличават с въздействието си върху хората ядрени оръжияв атмосферата, аварии в атомни електроцентрали и ядрени реактории резултатите от тяхната работа, изразяващи се в радиоактивни утайки и радиоактивен отпадък. Въпреки това, само спешни случаи, Тип Чернобилска авария, може да има неконтролируем ефект върху хората.
Останалата част от работата се контролира лесно на професионално ниво.
Когато се появят радиоактивни утайки в някои райони на Земята, радиацията може да навлезе в човешкото тяло директно чрез селскостопански продукти и храна. Много е лесно да защитите себе си и близките си от тази опасност. Когато купувате мляко, зеленчуци, плодове, билки и всякакви други продукти, не е излишно да включите дозиметъра и да го донесете до закупения продукт. Радиацията не се вижда - но устройството моментално ще открие наличието на радиоактивно замърсяване. Това е животът ни в третото хилядолетие - дозиметърът става атрибут Ежедневиетокато носна кърпичка Четка за зъби, сапун.
ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ ТЪКАНИТЕ НА ТЯЛОТО
Щетите, причинени в живия организъм от йонизиращото лъчение, ще бъдат толкова по-големи, колкото повече енергия пренася на тъканите; количеството на тази енергия се нарича доза, по аналогия с всяко вещество, което влиза в тялото и се абсорбира напълно от него. Тялото може да получи доза радиация независимо от това дали радионуклидът се намира извън тялото или вътре в него.
Количеството радиационна енергия, погълната от облъчените телесни тъкани, изчислено за единица маса, се нарича погълната доза и се измерва в Грейове. Но тази стойност не отчита факта, че при една и съща погълната доза алфа радиацията е много по-опасна (двадесет пъти) от бета или гама радиацията. Преизчислената по този начин доза се нарича еквивалентна доза; измерва се в единици, наречени сиверти.
Трябва също така да се има предвид, че някои части на тялото са по-чувствителни от други: например при една и съща еквивалентна доза радиация е по-вероятно ракът да се появи в белите дробове, отколкото в щитовидната жлеза, а облъчването на половите жлези е особено опасно поради риска от генетични увреждания. Следователно трябва да се вземат предвид дозите на облъчване при хора различни коефициенти. Като умножим еквивалентните дози по съответните коефициенти и ги сумираме по всички органи и тъкани, получаваме ефективна еквивалентна доза, отразяваща общото въздействие на радиацията върху организма; също се измерва в сиверти.
Заредени частици.
Алфа и бета частиците, проникващи в телесните тъкани, губят енергия поради електрически взаимодействияс електроните на атомите, близо до които преминават. (Гама лъчите и рентгеновите лъчи предават енергията си на материята по няколко начина, които в крайна сметка също водят до електрически взаимодействия.)
Електрически взаимодействия.
В рамките на време от около десет трилиона от секундата, след като проникващата радиация достигне съответния атом в тъканта на тялото, един електрон се откъсва от този атом. Последният е отрицателно зареден, така че останалата част от първоначално неутралния атом става положително заредена. Този процес се нарича йонизация. Отделеният електрон може допълнително да йонизира други атоми.
Физико-химични промени.
И свободният електрон, и йонизираният атом обикновено не могат да останат в това състояние за дълго и през следващите десет милиардни от секундата участват в сложна верига от реакции, които водят до образуването на нови молекули, включително такива изключително реактивни като „ свободни радикали."
Химични промени.
През следващите милионни от секундата, получените свободни радикали реагират както помежду си, така и с други молекули и чрез верига от реакции, които все още не са напълно разбрани, могат да причинят химическа модификация на биологично важни молекули, необходими за нормалното функциониране на клетката.
Биологични ефекти.
Биохимичните промени могат да настъпят в рамките на секунди или десетилетия след облъчването и да причинят незабавна клетъчна смърт или промени в тях.
МЕРИЧНИ ЕДИНИЦИ ЗА РАДИОАКТИВНОСТ |
||
|
Бекерел (Bq, Bq); |
1 Bq = 1 разпад за секунда. |
Единици за радионуклидна активност. Представлява броя на разпаданията за единица време. |
|
Сив (Gr, Gu); |
1 Gy = 1 J/kg |
Абсорбирани дозови единици. Представлява количеството енергия на йонизиращото лъчение, погълнато от единица маса на което и да е физическо тяло, например телесни тъкани. |
|
Сиверт (Sv, Sv) |
1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (за бета и гама) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 бер = 0,01 Sv = 10 mSv Единици еквивалентна доза. |
Еквивалентни дозови единици. Те представляват единица погълната доза, умножена по коефициент, който отчита неравномерната опасност от различните видове йонизиращи лъчения. |
|
Грей на час (Gy/h); Сиверт на час (Sv/h); Рентген на час (R/h) |
1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (за бета и гама) 1 µSv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 μR/h = 1/1000000 R/h |
Единици за мощност на дозата. Те представляват дозата, получена от тялото за единица време. |
За информация, а не за сплашване, особено на хората, които решат да се посветят на работа с йонизиращи лъчения, трябва да знаете максимално допустимите дози. Единиците за измерване на радиоактивността са дадени в таблица 1. Според заключението Международна комисияот радиационна защитаот 1990 г. вредни въздействия могат да възникнат при еквивалентни дози най-малко 1,5 Sv (150 rem), получени през годината, а при краткотрайно облъчване - при дози над 0,5 Sv (50 rem). Когато излагането на радиация надвиши определен праг, възниква лъчева болест. Има хронични и остри (с еднократна масивна експозиция) форми на това заболяване. Острата лъчева болест се разделя на четири степени по тежест, вариращи от доза от 1-2 Sv (100-200 rem, 1-ва степен) до доза над 6 Sv (600 rem, 4-та степен). Етап 4 може да бъде фатален.
Дозите, получени при нормални условия, са незначителни в сравнение с посочените. Мощността на еквивалентната доза, генерирана от естествена радиация, варира от 0,05 до 0,2 μSv/h, т.е. от 0,44 до 1,75 mSv/година (44-175 mrem/година).
За медицински диагностични процедури - рентген и др. - човек получава още около 1,4 mSv/година.
Тъй като радиоактивните елементи присъстват в малки дози в тухлите и бетона, дозата се увеличава с още 1,5 mSv/година. И накрая, поради емисиите от съвременните топлоелектрически централи, работещи с въглища, и при полет със самолет човек получава до 4 mSv/година. Общо съществуващият фон може да достигне 10 mSv/година, но средно не надвишава 5 mSv/година (0,5 rem/година).
Такива дози са напълно безвредни за хората. Ограничението на дозата в допълнение към съществуващия фон за ограничена част от населението в райони с повишена радиация се определя на 5 mSv/година (0,5 rem/година), т.е. с 300-кратен резерв. За персонала, работещ с източници на йонизиращи лъчения, максимално допустимата доза е 50 mSv/година (5 rem/година), т.е. 28 µSv/h при 36-часова работна седмица.
Съгласно хигиенните стандарти NRB-96 (1996) допустими нивамощност на дозата за външно облъчване на цялото тяло от изкуствени източници за постоянно пребиваване на персонала - 10 μGy/h, за жилищни помещения и зони с постоянно пребиваване на лица от населението - 0,1 μGy/h (0,1 μSv/h, 10 µR/h).
КАК ИЗМЕРВАТЕ РАДИАЦИЯТА?
Няколко думи за регистрацията и дозиметрията на йонизиращи лъчения. Съществуват различни методирегистрация и дозиметрия: йонизационна (свързана с преминаването на йонизиращо лъчение в газове), полупроводникова (в която газът се заменя с твърдо вещество), сцинтилационна, луминесцентна, фотографска. Тези методи са в основата на работата дозиметрирадиация. Напълнените с газ сензори за йонизиращо лъчение включват йонизационни камери, камери за делене, пропорционални броячи и Броячи на Гайгер-Мюлер. Последните са сравнително прости, най-евтини и не критични за условията на работа, което доведе до широкото им използване в професионално дозиметрично оборудване, предназначено за откриване и оценка на бета и гама лъчение. Когато сензорът е брояч на Гайгер-Мюлер, всяка йонизираща частица, която навлиза в чувствителния обем на брояча, причинява саморазреждане. Точно попадане в чувствителния обем! Следователно алфа частиците не се регистрират, т.к те не могат да влязат там. Дори при регистриране на бета частици е необходимо детектора да се доближи до обекта, за да се уверим, че няма радиация, т.к. във въздуха енергията на тези частици може да бъде отслабена, те може да не преодолеят корпуса на устройството и да не попаднат в чувствителен елементи няма да бъдат открити.
Доктор на физико-математическите науки, професор в MEPhI N.M. Гаврилов
Статията е написана за фирма "Кварта-Рад"
Радиацията е потокът от частици, произведени по време на ядрени реакцииили радиоактивно разпадане. Всички сме чували за опасността от радиоактивното излъчване за човешкото тялои знаем, че може да причини огромен брой патологични състояния. Но често повечето хора не знаят какви точно са опасностите от радиацията и как могат да се предпазят от нея. В тази статия разгледахме какво представлява радиацията, каква е нейната опасност за хората и какви заболявания може да причини.
Какво е радиация
Определението на този термин не е много ясно за човек, който не е свързан с физиката или, например, медицината. Терминът "радиация" се отнася до освобождаването на частици, произведени по време на ядрени реакции или радиоактивен разпад. Тоест, това е радиация, която излиза от определени вещества.
Радиоактивните частици имат различна способностпроникване и преминаване през различни вещества. Някои от тях могат да преминат през стъкло, човешкото тяло, бетон.
Правилата за радиационна защита се основават на познаването на способността на специфични радиоактивни вълни да преминават през материали. Например стените на рентгеновите кабинети са направени от олово, през което не може да премине радиоактивно лъчение.
Радиацията се случва:
- естествено. Образува естествено фонова радиация, с които всички сме свикнали. Слънцето, почвата, камъните излъчват радиация. Не са опасни за човешкия организъм.
- техногенен, тоест такъв, който е създаден в резултат на човешка дейност. Това включва копаене радиоактивни веществаот дълбините на Земята, използвайте ядрени горива, реактори и др.
Как радиацията навлиза в човешкото тяло
Остра лъчева болест
Това състояние се развива при еднократно масивно излагане на човешка радиация.. Това състояние е рядко.
Може да се развие при някои причинени от човека аварии и бедствия.
Степен клинични проявлениязависи от количеството радиация, засягащо човешкото тяло.
В този случай могат да бъдат засегнати всички органи и системи.
Хронична лъчева болест
Това състояние се развива при продължителен контакт с радиоактивни вещества.. Най-често се развива при хора, които взаимодействат с тях по време на работа.
При което клинична картинаможе да расте бавно в продължение на много години. При продължителен и продължителен контакт с радиоактивни източнициОблъчването уврежда нервната, ендокринната и кръвоносната системи. Бъбреците също страдат и настъпват смущения във всички метаболитни процеси.
Хроничната лъчева болест има няколко етапа. Може да протече полиморфно, като клинично се проявява с увреждане на различни органи и системи.
Онкологични злокачествени патологии
Учените са го доказали радиацията може да провокира ракови патологии. Най-често се развива рак на кожата или щитовидната жлеза, има и чести случаи на левкемия - рак на кръвта при хора, страдащи от остра лъчева болест.
Според статистиката броят на онкологичните патологии след инцидента в АЕЦ Чернобилсе увеличава десетократно в райони, засегнати от радиация.
Използване на радиация в медицината
Учените са се научили да използват радиацията в полза на човечеството. Огромен брой различни диагностични и терапевтични процедури са свързани по един или друг начин с радиоактивното излъчване. Благодарение на усъвършенстваните протоколи за безопасност и най-съвременното оборудване тази употреба на радиация е практически безопасна за пациента и медицинския персонал, но при спазване на всички правила за безопасност.
Диагностични медицински техники с използване на радиация: радиография, компютърна томография, флуорография.
Методите на лечение включват различни видове лъчева терапия, които се използват при лечението на онкологични патологии.
Използването на лъчеви диагностични методи и терапия трябва да се извършва от квалифицирани специалисти. Тези процедури се предписват на пациенти само по показания.
Основни методи за защита от радиация радиация
След като се научиха да използват радиоактивно лъчение в промишлеността и медицината, учените се погрижиха за безопасността на хората, които могат да влязат в контакт с тези опасни вещества.
Само внимателното спазване на основите на личната превенция и защита от радиация може да предпази човек, работещ в опасна радиоактивна зона, от хронична лъчева болест.
Основни методи за защита от радиация:
- Защита чрез разстояние. Радиоактивно излъчванеима определена дължина на вълната, отвъд която няма ефект. Ето защо в случай на опасност трябва незабавно да напуснете опасната зона.
- Екранираща защита. Същността на този метод е да се използват вещества за защита, които не позволяват на радиоактивните вълни да преминават през тях. Например, хартия, респиратор и гумени ръкавици могат да предпазят от алфа радиация.
- Защита на времето. Всички радиоактивни вещества имат период на полуразпад и време на разпадане.
- Химическа защита. Веществата, които могат да намалят отрицателните ефекти на радиацията върху тялото, се дават на човек перорално или се инжектират.
Хората, работещи с радиоактивни вещества, имат протоколи за защита и поведение при различни ситуации. обикновено, в работните зони са монтирани дозиметри - уреди за измерване на радиационния фон.
Радиацията е опасна за хората. Когато нивото му се повиши над допустимата норма, различни заболяванияи увреждане на вътрешните органи и системи. На фона на излагане на радиация могат да се развият злокачествени онкологични патологии. Радиацията се използва и в медицината. Използва се за диагностика и лечение на много заболявания.
Малко теория
Радиоактивността е нестабилността на ядрата на някои атоми, която се проявява в способността им да претърпят спонтанна трансформация (научно разпадане), която е придружена от освобождаване на йонизиращо лъчение (радиация).
Енергията на такова излъчване е доста висока, така че е в състояние да повлияе на материята, създавайки нови йони с различни знаци. Използване на радиация химична реакцияНе можете, това е напълно физически процес.
Има няколко вида радиация
- Алфа частиците са относително тежки частици, положително заредени и са хелиеви ядра.
- Бета частиците са обикновени електрони.
- Гама лъчение - има същата природа като Видима светлина, обаче, много по-голяма проникваща сила.
- Неутроните са електрически неутрални частици, които се срещат главно в близост до работното място ядрен реактор, достъпът там трябва да е ограничен.
- Рентгеновите лъчи са подобни на гама лъчите, но имат по-малка енергия. Между другото, Слънцето е един от естествените източници на такива лъчи, но защитата от слънчева радиацияосигурени от земната атмосфера.
Най-опасните лъчения за хората са алфа, бета и гама лъченията, които могат да доведат до сериозни заболявания, генетични нарушения и дори смърт.
Степента, в която радиацията засяга човешкото здраве, зависи от вида на радиацията, времето и честотата. По този начин последствията от радиацията, които могат да доведат до фатални случаи, възникват както при еднократен престой при най-силния източник на радиация (естествен или изкуствен), така и при съхраняване на слабо радиоактивни предмети у дома (антики, скъпоценни камъни, обработени с радиация, продукти изработени от радиоактивна пластмаса).
Заредените частици са много активни и взаимодействат силно с материята, така че дори една алфа частица може да бъде достатъчна, за да унищожи жив организъм или да повреди огромен брой клетки. Въпреки това, по същата причина, всеки слой от твърдо или течно вещество, например обикновени дрехи.
Според експерти ултравиолетовото лъчение или лазерното лъчение не могат да се считат за радиоактивни.
Каква е разликата между радиация и радиоактивност?
Източници на радиация са ядрени съоръжения (ускорители на частици, реактори, рентгеново оборудване) и радиоактивни вещества. Те могат да съществуват значително време, без да се проявяват по никакъв начин и може дори да не подозирате, че се намирате близо до обект с изключителна радиоактивност.
Мерни единици за радиоактивност
Радиоактивността се измерва в бекерели (BC), което съответства на едно разпадане в секунда. Съдържанието на радиоактивност в дадено вещество също често се оценява на единица тегло - Bq/kg, или обем - Bq/куб.м.
Понякога има такава единица като Кюри (Ci). Това е огромна стойност, равняваща се на 37 милиарда Bq. Когато дадено вещество се разпада, източникът излъчва йонизиращо лъчение, чиято мярка е дозата на експозиция. Измерва се в рентгени (R). 1 Рентген е доста голяма стойност, така че на практика се използва милионна (µR) или хилядна (mR) част от Рентген.
Битови дозиметри измерват йонизация за определено време, тоест не самата експозиционна доза, а нейната мощност. Мерната единица е микрорентген на час. Именно този показател е най-важен за човек, тъй като позволява да се оцени опасността от конкретен източник на радиация.
Радиация и здраве на човека
Въздействието на радиацията върху човешкото тяло се нарича облъчване. По време на този процес радиационната енергия се прехвърля към клетките, унищожавайки ги. Радиацията може да причини всякакви заболявания - инфекциозни усложнения, метаболитни нарушения, злокачествени тумори и левкемия, безплодие, катаракта и много други. Радиацията има особено остър ефект върху делящите се клетки, така че е особено опасна за децата.
Тялото реагира на самото лъчение, а не на неговия източник. Радиоактивните вещества могат да навлязат в тялото през червата (с храна и вода), през белите дробове (чрез дишане) и дори през кожата по време на медицинска диагностика с помощта на радиоизотопи. В този случай възниква вътрешно облъчване.
Освен това външната радиация оказва значително влияние върху човешкото тяло, т.е. Източникът на радиация е извън тялото. Най-опасно, разбира се, е вътрешното облъчване.
Как да премахнете радиацията от тялото
Този въпрос със сигурност тревожи мнозина. За съжаление особено ефективни и бързи начиниНяма отстраняване на радионуклидите от човешкото тяло. Някои храни и витамини помагат за пречистването на тялото от малки дози радиация. Но ако облъчването е сериозно, тогава можем само да се надяваме на чудо. Затова е по-добре да не поемате рискове. И ако има дори най-малка опасност от излагане на радиация, е необходимо да преместите краката си от зоната възможно най-бързо. опасно мястои се обадете на специалисти.
Компютърът източник на радиация ли е?
Този въпрос, в ерата на разпространението на компютърните технологии, тревожи мнозина. Единствената част от компютъра, която теоретично може да бъде радиоактивна, е мониторът и дори тогава само електролъчевият. Съвременните дисплеи, течни кристали и плазма, нямат радиоактивни свойства.
CRT мониторите, подобно на телевизорите, са слаб източник на рентгеново лъчение. Среща се на вътрешна повърхностекранно стъкло обаче, поради значителната дебелина на същото стъкло, то абсорбира по-голямата част от радиацията. Към днешна дата не са открити ефекти върху здравето от CRT монитори. Въпреки това, с широкото използване на дисплеи с течни кристали, този въпрос губи предишното си значение.
Може ли човек да стане източник на радиация?
Радиацията, въздействайки на тялото, не образува в него радиоактивни вещества, т.е. човек не се превръща в източник на радиация. Между другото, рентгеновите лъчи, противно на общоприетото схващане, също са безопасни за здравето. Така, за разлика от болестта, радиационно уврежданене може да се предава от човек на човек, но радиоактивни предмети, които носят заряд, могат да бъдат опасни.
Измерване на нивото на радиация
Можете да измерите нивото на радиация с помощта на дозиметър. Домакинските уреди са просто незаменими за тези, които искат да се предпазят възможно най-много от фатални опасно влияниерадиация.
Основната цел на домакинския дозиметър е да измерва мощността на дозата на радиация на мястото, където се намира човек, да изследва определени предмети (товар, строителни материали, пари, храна, детски играчки). Закупуването на устройство, което измерва радиацията, е просто необходимо за тези, които често посещават зони с радиационно замърсяване, причинено от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил (и такива горещи точки присъстват в почти всички райони европейска територияРусия).
Дозиметърът ще помогне и на тези, които са в непозната местност, далеч от цивилизацията - на поход, бране на гъби и горски плодове или лов. Наложително е да се провери за радиационна безопасност мястото на планираното строителство (или покупка) на къща, вила, градина или поземлен имот, в противен случай, вместо полза, такава покупка ще донесе само смъртоносни болести.
Почти невъзможно е да почистите храна, почва или предмети от радиация, така че единственият начин да защитите себе си и семейството си е да стоите далеч от тях. А именно, домакински дозиметър ще помогне за идентифициране на потенциално опасни източници.
Стандарти за радиоактивност
Относно радиоактивността съществува голямо числонорми, т.е. Опитват се да стандартизират почти всичко. Друго нещо е, че нечестните продавачи, преследвайки големи печалби, не спазват, а понякога дори открито нарушават установените от закона норми.
Основните стандарти, установени в Русия, са изложени в Федерален закон№ 3-FZ от 5 декември 1996 г. „На радиационна безопасностнаселение“ и в Санитарни разпоредби 2.6.1.1292-03 "Норми за радиационна безопасност".
За вдишания въздух, вода и хранителни продукти се регулира съдържанието както на изкуствени (получени в резултат на човешка дейност), така и на естествени радиоактивни вещества, които не трябва да надвишават нормите, установени от SanPiN 2.3.2.560-96.
В строителните материали съдържанието на радиоактивни вещества от семейството на торий и уран, както и на калий-40, е стандартизирано, тяхната специфична ефективна активност се изчислява по специални формули. Изискванията към строителните материали също са посочени в GOST.
В помещенията общото съдържание на торон и радон във въздуха е регламентирано - за нови сгради то трябва да бъде не повече от 100 Bq (100 Bq/m3), а за вече използвани - под 200 Bq/m3. В Москва се прилагат и допълнителни стандарти MGSN2.02-97, които регулират максимално допустимите нива на йонизиращо лъчение и съдържание на радон в сградите.
За медицинска диагностика границите на дозите не са посочени, но се поставят изисквания за минимално достатъчни нива на експозиция за получаване на висококачествена диагностична информация.
В компютърната технология максималното ниво на радиация за електролъчевите (CRT) монитори е регулирано. Мощността на рентгеновата доза във всяка точка на разстояние 5 cm от видеомонитор или персонален компютър не трябва да надвишава 100 µR на час.
Нивото на радиационна безопасност може да се провери надеждно само с помощта на личен домашен дозиметър.
Можете само сами да проверите дали производителите спазват законовите стандарти, като използвате миниатюрен битов дозиметър. Използва се много лесно, просто натиснете един бутон и проверете показанията на течнокристалния дисплей на устройството с препоръчаните. Ако нормата е значително превишена, това означава този артикулпредставлява заплаха за живота и здравето и следва да бъде сигнализирано на Министерството на извънредните ситуации, за да бъде унищожено.
Как да се предпазите от радиация
Всички са добре запознати с високото ниво на радиационна опасност, но въпросът как да се предпазите от радиацията става все по-актуален. Можете да се предпазите от радиация чрез време, разстояние и вещество.
Препоръчително е да се предпазвате от радиация само когато дозите й са десетки или стотици пъти по-високи от естествения фон. Във всеки случай на масата ви трябва да има пресни зеленчуци, плодове и билки. Според лекарите, дори при балансирана диета, тялото е само наполовина осигурено с основни витамини и минерали, което е причината за увеличаването на онкологичните заболявания.
Както показа нашето изследване, ефективна защитаСеленът се използва срещу радиация в малки и средни дози, както и за намаляване на риска от развитие на тумори. Има го в пшеницата, белия хляб, кашуто, репичките, но в малки дози. Много по-ефективен е приемът на биологично предписан от Вашия лекар активни добавкис този елемент.
Защита на времето
Колкото по-кратко е времето, прекарано в близост до източник на радиация, толкова по-ниска доза радиация получава човек. Краткосрочният контакт дори с най-мощното рентгеново лъчение по време на медицински процедури няма да причини много вреда, но ако рентгеновият апарат бъде оставен за по-дълъг период, той просто ще „изгори“ жива тъкан.
Защита от различни видоверадиационна защита
Защитата от разстояние е, че радиацията намалява с разстоянието от компактния източник. Тоест, ако на разстояние 1 метър от източник на радиация дозиметърът показва 1000 микрорентгена на час, то на разстояние 5 метра показва около 40 микрорентгена на час, поради което източниците на радиация често са толкова трудни за откриване. На големи разстояния те не се „хващат“; трябва ясно да знаете мястото, където да търсите.
Защита на веществото
Необходимо е да се стремите да осигурите възможно най-много вещество между вас и източника на радиация. Колкото по-плътен е и колкото повече от него има, толкова по-голяма част от радиацията може да абсорбира.
Говорейки за основния източник на радиация в помещенията - радон и неговите разпадни продукти, трябва да се отбележи, че радиацията може да бъде значително намалена чрез редовно проветряване.
Можете да се предпазите от алфа лъчение с обикновен лист хартия, респиратор и гумени ръкавици; за бета лъчение вече ще ви трябва тънък слой алуминий, стъкло, противогаз и плексиглас, за да се борите с гама лъчение тежки металикато стомана, олово, волфрам, чугун и вода и полимери като полиетилен могат да ви спасят от неутрони.
При изграждането на къща или вътрешна декорация се препоръчва използването на радиация безопасни материали. По този начин къщите от дърво и дървен материал са много по-безопасни по отношение на радиацията от тухлените. Варовиковите тухли са по-малки от тухлите, направени от глина. Производителите са измислили специална система за етикетиране, която подчертава екологична безопасносттехните материали. Ако сте загрижени за безопасността на бъдещите поколения, изберете тези.
Има мнение, че алкохолът може да предпази от радиация. Има известна истина в това, алкохолът намалява чувствителността към радиация, но съвременните лекарства против радиация са много по-надеждни.
За да знаете точно кога да внимавате за радиоактивни вещества, препоръчваме да закупите радиационен дозиметър. Това малко устройство винаги ще ви предупреди, ако се окажете близо до източник на радиация, и ще имате време да изберете най-подходящия метод за защита.
Йонизиращото лъчение (наричано по-нататък ИЧ) е лъчение, чието взаимодействие с материята води до йонизация на атоми и молекули, т.е. това взаимодействие води до възбуждане на атома и отстраняване на отделни електрони (отрицателно заредени частици) от атомни обвивки. В резултат на това, лишен от един или повече електрони, атомът се превръща в положително зареден йон - настъпва първична йонизация. AI включва електромагнитно излъчване(гама лъчение) и потоци от заредени и неутрални частици - корпускулярно лъчение (алфа лъчение, бета лъчение и неутронно лъчение).
Алфа радиациясе отнася до корпускулярно излъчване. Това е поток от тежки положително заредени алфа частици (ядра на хелиеви атоми), получени в резултат на разпадането на атоми на тежки елементи като уран, радий и торий. Тъй като частиците са тежки, обхватът на алфа частиците в дадено вещество (т.е. пътя, по който те произвеждат йонизация) се оказва много кратък: стотни от милиметъра в биологична среда, 2,5-8 cm във въздуха. По този начин обикновен лист хартия или външният мъртъв слой кожа може да улови тези частици.
Въпреки това, веществата, които излъчват алфа частици, са дълготрайни. В резултат на навлизането на такива вещества в тялото с храна, въздух или чрез рани, те се пренасят в тялото от кръвния поток, отлагат се в органи, отговорни за метаболизма и защитата на тялото (например далака или лимфните възли), като по този начин предизвикващи вътрешно облъчване на тялото. Опасността от такова вътрешно облъчване на тялото е висока, т.к тези алфа частици създават много голям брой йони (до няколко хиляди двойки йони на 1 микрон от пътя в тъканите). Йонизацията от своя страна определя редица характеристики на тези химични реакции, които протичат в материята, по-специално в живата тъкан (образуването на силни окислители, свободен водород и кислород и др.).
Бета радиация(бета-лъчи или поток от бета-частици) също се отнася до корпускуларния тип радиация. Това е поток от електрони (β-лъчение или най-често само β-лъчение) или позитрони (β+ лъчение), излъчвани по време на радиоактивния бета-разпад на ядрата на определени атоми. Електрони или позитрони се произвеждат в ядрото, когато неутрон се преобразува съответно в протон или протон в неутрон.
Електроните са значително по-малки от алфа частиците и могат да проникнат 10-15 сантиметра дълбоко в вещество (тяло) (срв. стотни от милиметъра за алфа частици). Когато преминава през материята, бета радиацията взаимодейства с електроните и ядрата на нейните атоми, като изразходва енергията си за това и забавя движението, докато спре напълно. Поради тези свойства, за защита от бета лъчение е достатъчно да има екран от органично стъкло с подходяща дебелина. Използването на бета радиация в медицината за повърхностна, интерстициална и интракавитарна лъчева терапия се основава на същите тези свойства.
Неутронно лъчение- друг вид корпускуларен тип радиация. Неутронното лъчение е поток от неутрони (елементарни частици, които нямат електрически заряд). Неутроните нямат ефект йонизиращо действие, но се получава много значителен йонизиращ ефект поради еластично и нееластично разсейване върху ядрата на материята.
Веществата, облъчени от неутрони, могат да придобият радиоактивни свойства, тоест получаване на така наречената индуцирана радиоактивност. Неутронното лъчение се генерира по време на работа на ускорители на частици, в ядрени реактори, промишлени и лабораторни инсталации, когато ядрени експлозиии др. Най-голяма проникваща способност има неутронното лъчение. Най-добрите материали за защита от неутронно лъчение са водородсъдържащите материали.
Гама лъчи и рентгенови лъчипринадлежат към електромагнитното излъчване.
Основната разлика между тези два вида радиация е в механизма на тяхното възникване. Рентгеновото лъчение е с извънядрен произход, гама лъчението е продукт на ядрен разпад.
Рентгеновото лъчение е открито през 1895 г. от физика Рентген. Това е невидимо лъчение, способно да проникне, но различни степени, във всички вещества. Това е електромагнитно излъчване с дължина на вълната от порядъка на - от 10 -12 до 10 -7. Източникът на рентгенови лъчи е рентгенова тръба, някои радионуклиди (например бета излъчватели), ускорители и устройства за съхранение на електрони (синхротронно лъчение).
Рентгеновата тръба има два електрода - катод и анод (съответно отрицателен и положителен електрод). Когато катодът се нагрява, възниква емисия на електрони (явлението на емисия на електрони от повърхността на твърдо вещество или течност). Електроните, излизащи от катода, се ускоряват от електрическото поле и удрят повърхността на анода, където рязко се забавят, което води до рентгеново лъчение. Подобно на видимата светлина, рентгеновите лъчи карат фотографския филм да почернява. Това е едно от основните му свойства за медицината - че е проникващо лъчение и съответно с негова помощ може да се осветява пациента и т.к. тъканите с различна плътност абсорбират рентгеновите лъчи по различен начин - можем да диагностицираме това сами ранна фазамного видове заболявания на вътрешните органи.
Гама-лъчението има вътрешноядрен произход. Възниква при разпадането на радиоактивни ядра, преминаването на ядрата от възбудено състояние в основно състояние, при взаимодействието на бързи заредени частици с веществото, анихилацията на двойки електрон-позитрон и др.
Високата проникваща способност на гама-лъчението се обяснява с неговата къса дължина на вълната. За отслабване на потока от гама лъчение се използват вещества със значително масово число (олово, волфрам, уран и др.) И различни състави висока плътност(различни бетони с метални пълнители).