Вторник , 20 октября 2020
Главная / Разное / Радиация и радиоактивность – Радиоактивность и радиация

Радиация и радиоактивность – Радиоактивность и радиация

Содержание

Радиоактивность и радиация

1. Что такое радиоактивность и радиация?

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем. В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду, они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность. Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты.

Радиоактивность — неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией

2. Какая бывает радиация?

Различают несколько видов радиации.
Альфа-частицы : относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия.
Бета-частицы — это просто электроны.
Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью. 2 Нейтроны — электрически нейтральные частицы, возникают главным образом непосредственно вблизи работающего атомного реактора, куда доступ, естественно, регламентирован.
Рентгеновское излучение подобно гамма-излучению, но имеет меньшую энергию. Кстати, наше Солнце — один из естественных источников рентгеновского излучения, но земная атмосфера обеспечивает от него надежную защиту.

3. К чему может привести воздействие радиации на человека?

Воздействие радиации на человека называют облучением

. Основу этого воздействия составляет передача энергии радиации клеткам организма.
Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.
Последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, и поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых

Следует помнить, что гораздо больший РЕАЛЬНЫЙ ущерб здоровью людей приносят выбросы предприятий химической и сталелитейной промышленности, не говоря уже о том, что науке пока неизвестен механизм злокачественного перерождения тканей от внешних воздействий.

4. Как радиация может попасть в организм?

6. В каких единицах измеряется радиоактивность?

Мерой радиоактивности служит активность . Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м).

Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это — огромная величина: 1 Ки = 37000000000 Бк.
Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.
4
Как было сказано выше, при этих распадах источник испускает ионизирующее излучения. Мерой ионизационного воздействия этого излучения на вещество является экспозиционная доза . Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген — довольно большая величина, на практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена.
Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы . Единица измерения мощности экспозиционной дозы — микроРентген/час.
Мощность дозы, умноженная на время, называется дозой . Мощность дозы и доза соотносятся так же как скорость автомобиля и пройденное этим автомобилем расстояние (путь).
Для оценки воздействия на организм человека используются понятия эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы . Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.
Можно показать, что упомянутый выше точечный источник активностью 1 Кюри (для определенности рассматриваем источник цезий-137) на расстоянии 1 метр от себя создает мощность экспозиционной дозы приблизительно 0,3 Рентгена/час, а на расстоянии 10 метров — приблизительно 0,003 Рентгена/час. Уменьшение мощности дозы с увеличением расстояния от источника происходит всегда и обусловлено законами распространения излучения.

7. Что такое изотопы?

В таблице Менделеева более 100 химических элементов. Почти каждый из них представлен смесью стабильных и радиоактивных атомов, которые называют изотопами данного элемента. Известно около 2000 изотопов, из которых около 300 — стабильные.
Например, у первого элемента таблицы Менделеева — водорода — существуют следующие изотопы:
— водород Н-1 (стабильный),
— дейтерий Н-2 (стабильный),
— тритий Н-3 (радиоактивный, период полураспада 12 лет).

Радиоактивные изотопы обычно называют радионуклидами 5

8. Что такое период полураспада?

Число радиоактивных ядер одного типа постоянно уменьшается во времени благодаря их распаду.
Скорость распада принято характеризовать периодом полураспада : это время, за которое число радиоактивных ядер определенного типа уменьшится в 2 раза.

Абсолютно ошибочной является следующая трактовка понятия «период полураспада»: «если радиоактивное вещество имеет период полураспада 1 час, это значит, что через 1 час распадется его первая половина, а еще через 1 час — вторая половина, и это вещество полностью исчезнет (распадется)».

Для радионуклида с периодом полураспада 1 час это означает, что через 1 час его количество 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. В такой же пропорции будет уменьшается и радиация, излучаемая этим веществом. Поэтому можно прогнозировать радиационную обстановку на будущее, если знать, какие и в каком количестве радиоактивные вещества создают радиацию в данном месте в данный момент времени.

У каждого радионуклида — свой период полураспада, он может составлять как доли секунды, так и миллиарды лет. Важно, что период полураспада данного радионуклида постоянен, и изменить его невозможно.

Образующиеся при радиоактивном распаде ядра, в свою очередь, также могут быть радиоактивными. Так, например, радиоактивный радон-222 обязан своим происхождением радиоактивному урану-238.

Иногда встречаются утверждения, что радиоактивные отходы в хранилищах полностью распадутся за 300 лет. Это не так. Просто это время составит примерно 10 периодов полураспада цезия-137, одного из самых распространенных техногенных радионуклидов, и за 300 лет его радиоактивность в отходах снизится почти в 1000 раз, но, к сожалению, не исчезнет.

9. Что вокруг нас радиоактивно?
6

Воздействие на человека тех или иных источников радиации поможет оценить следующая диаграмма (по данным А.Г.Зеленкова, 1990).

mirznanii.com

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.

blog.tutoronline.ru

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


doza.pro

Что такое радиация и радиоактивность?

Радиоактивностью называют неустойчивость ядер некоторых атомов, которая проявляется в их способности к самопроизвольному превращению (по научному — распаду), что сопровождается выходом ионизирующего излучения (радиации). Энергия такого излучения достаточно велика,  поэтому она способна воздействовать на вещество, создавая новые ионы разных знаков. Вызывать радиацию с помощью химических реакций нельзя, это полностью физический процесс.

Различают несколько видов радиации:

  • Альфа-частицы — это относительно тяжелые частицы, заряженные положительно, представляют собой ядра гелия.
  • Бета-частицы — обычные электроны.
  • Гамма-излучение — имеет ту же природу, что и видимый свет, однако гораздо большую проникающую способность.
  • Нейтроны — это электрически нейтральные частицы, возникающие в основном рядом с работающим атомным реактором, доступ туда должен быть ограничен.
  • Рентгеновские лучи — похожи на гамма-излучение, но имеют меньшую энергию. Кстати, Солнце — один из естественных источников таких лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли.


Виды радиационного излучения.

Наиболее опасно для человека Альфа, Бета и Гамма излучение, которое может привести к серьезным заболеваниям, генетическим нарушения и даже смерти. Степень влияния радиации на здоровье человека зависит от вида излучения, времени и частоты. Таким образом, последствия радиации, которые могут привести к фатальным случаям, бывают как при однократном пребывании у сильнейшего источника излучения (естественного или искусственного), так и при хранении слаборадиоактивных предметов у себя дома (антиквариата, обработанных радиацией драгоценных камней, изделий из радиоактивного пластика). Заряженные частицы очень активны и сильно взаимодействуют с веществом, поэтому даже одной альфа-частицы может хватить, чтобы уничтожить живой организм или повредить огромное количество клеток. Впрочем, по этой же причине достаточным средством защиты от радиации данного типа является любой слой твердого или жидкого вещества, например, обычная одежда.

По мнению специалистов www.dozimetr.biz, ультрафиолетовое излучение или излучение лазеров нельзя считать радиоактивным.  Чем же отличается радиация и радиоактивность?

Источники радиации — ядерно-технические установки (ускорители частиц, реакторы, рентгеновское оборудование) и радиоактивные вещества. Они могут существовать значительное время, никак не проявляя себя, и Вы можете даже не подозревать, что находитесь рядом с предметом сильнейшей радиоактивности.

Единицы измерения радиоактивности

Радиоактивность измеряется в Беккерелях (БК), что соответствует одному распаду в секунду. Содержание радиоактивности в веществе также часто оценивают на единицу веса — Бк/кг, или объема — Бк/куб.м. Иногда встречается такая единица как Кюри (Ки). Это огромная величина, равная 37 миллиардам Бк. При распаде вещества источник испускает ионизирующее излучение, мерой которого является экспозиционная доза. Её измеряют в Рентгенах (Р). 1 Рентген величина достаточно большая, поэтому на практике используют миллионную (мкР) или тысячную (мР) долю Рентгена.

Бытовые дозиметры измеряют ионизацию за определенное время, то есть не саму экспозиционную дозу, а её мощность. Единица измерения — микроРентген в час. Именно этот показатель наиболее важен для человека, так как позволяет оценить опасность того или иного источника радиации.


Естественной защитой от солнечной и космической радиации является атмосфера Земли.

Радиация и здоровье человека

Воздействие радиации на организм человека называют облучением. Во время этого процесса энергия радиация передается клеткам, разрушая их. Облучение может вызывать всевозможные заболевания: инфекционные осложнения, нарушения обмена веществ, злокачественные опухоли и лейкоз, бесплодие, катаракту и многое другое. Особенно остро радиация воздействует на делящиеся клетки, поэтому она особенно опасна для детей.

Организм реагирует на саму радиацию, а не на её источник. Радиоактивные вещества могут проникать в организм через кишечник (с пищей и водой), через лёгкие (при дыхании) и даже через кожу при медицинской диагностике радиоизотопами. В этом случае имеет место внутреннее облучение. Кроме того, значительное влияние радиации на организм человека оказывает внешнее облучение, т.е. источник радиации находится вне тела. Наиболее опасно, безусловно, внутреннее облучение.

Как вывести радиацию из организма? Этот вопрос, безусловно, волнует многих. К сожалению, особо эффективных и быстрых способов вывода радионуклидов из организма человека не существет. Некоторые продукты питания и витамины помогают очистить организм от небольших доз радиации. Но если облучение серьезное, то остается только надеяться на чудо. Поэтому лучше не рисковать. И если существует даже малейшая опасность подвергнуться радиации, необходимо со всей быстротой уносить ноги из опасного места и вызывать специалистов.

Является ли компьютер источником радиации?

Этот вопрос, в век распространения компьютерной техники, волнует многих. Единственной частью компьютера, которая теоретически может быть радиоактивной является монитор, да и то, только электролучевой. Современные дисплеи, жидкокристаллические и плазменные, радиоактивными свойствами не обладают.

ЭЛТ мониторы, как и телевизоры, являются слабым источником излучения рентгеновского типа. Оно возникает на внутренней поверхности стекла экрана, однако благодаря значительной толщине этого же стекла, оно и поглощает большую часть излучения. До настоящего времени не обнаружено никакого влияния ЭЛТ мониторов на здоровье. Впрочем, при повсеместном применении жидкокристаллических дисплеев этот вопрос теряет былую актуальность.

Может ли человек стать источником радиации?

Радиация, воздействуя на организм, не образует в нем радиоактивных веществ, т.е. человек не превращается сам в источник радиации. Кстати, рентгеновские снимки, вопреки распространенному мнению, также безопасны для здоровья. Таким образом, в отличие от болезни, лучевое поражение от человека к человеку передаваться не может, зато радиоактивные предметы, несущие в себя заряд, могут быть опасны.

Измерение уровня радиации

Измерить уровень радиации можно с помощью дозиметра. Бытовые приборы просто не заменимы для тех, кто хочет максимально обезопасить себя от смертельно опасного влияния радиации. Основное предназначение бытового дозиметра — измерение мощности дозы радиации в том месте, где находится человек, обследование определенных предметов (грузов, стройматериалов, денег, продуктов питания, детских игрушек и т.п.) Купить прибор, измеряющий радиацию, просто необходимо тем, кто часто бывает в районах радиационного загрязнения, вызванных аварией на Чернобыльской АЭС (а такие очаги присутствуют практически во всех областях европейской территории России). Поможет дозиметр и тем, кто бывает в незнакомой местности, удаленной от цивилизации: в походе, собирая грибы и ягоды, на охоте. Обязательно необходимо обследовать на радиационную безопасность место предполагаемого строительства (или покупки) дома, дачи, огорода или земельного участка, иначе вместо пользы подобная покупка принесет только смертельно опасные заболевания.

Очистить продукты, землю или предметы от радиации практически невозможно, поэтому единственный способ обезопасить себя и свою семью — держаться от них подальше. А именно бытовой дозиметр поможет выявить потенциально опасные источники.

Нормы радиоактивности

В отношении радиоактивность существует большое число норм, т.е. стараются нормировать практически все. Другое дело, что нечистые на руку продавцы, в погоне за большой прибылью, не соблюдают, а иногда и откровенно нарушают нормы, установленные законодательством. Основные нормы, установленные в России, прописаны в Федеральном законе №3-ФЗ от 05.12.1996 г «О радиационной безопасности населения» и в Санитарных правилах 2.6.1.1292-03 «Нормы радиационной безопасности».

Для вдыхаемого воздуха, воды и продуктов питание регламентировано содержание как техногенных (полученных в результате деятельности человека), так и естественных радиоактивных веществ, которые не должны превышать нормы, установленные СанПиН 2.3.2.560-96.

В строительных материалах нормируется содержания радиоактивных веществ семейства тория и урана, а также калия-40, удельная эффективная активность их рассчитывается по специальным формулам. Требования к строительным материалам также указаны в ГОСТ.

В помещениях регламентируется суммарное содержание торона и радона в воздухе: для новых зданий оно должно быть не больше 100 Бк (100 Бк/м3), а для уже эксплуатируемых — менее 200 Бк/м3. В Москве применяются также дополнительные нормы МГСН2.02-97, где регламентируются максимально допустимые уровни ионизирующего излучения и содержание радона на участках застройки.

Для медицинской диагностике предельные дозовые значения не обозначены, однако выдвигаются требований минимально достаточных уровней облучения, чтобы получить качественную диагностическую информацию.

В компьютерной технике регламентируется предельный уровень излучения для электро-лучевых (ЭЛТ) мониторов. Мощность дозы рентгеновского изучения на любой точке на расстоянии 5 см от видеомонитора или персонального компьютера не должна превышать 100 мкР в час.


Достоверно проверить уровень радиационной безопасности можно только с помощью персонального бытового дозиметра.

Проверить же соблюдаются ли производителями установленные законодательно нормы можно только самостоятельно, используя миниатюрный бытовой дозиметр. Пользоваться им очень просто, достаточно нажать одну кнопку и сверить показания на жидкокристаллическом дисплее прибора с рекомендованными. Если норма значительно превышена, значит данный предмет представляет собой угрозу жизни и здоровья, и о нём следует сообщить в МЧС, чтобы он был уничтожен. Защитите себя и свою семью от радиации!

http://www.dozimetr.biz/o_radiacii_i_radioactivnosty.php



untrikoy.livejournal.com

Справочник автора/Радиоактивность и радиация — Posmotre.li

« … 200 рентген — слабое недомогание, возможна смерть … »
— Из плаката ГО на физфаке

Радиация (в переводе с латинского — излучение) — общий (и немного корявый) термин для различных видов ионизирующего излучения, т. е. излучения, способного выбивать электроны из атомов или взаимодействовать с атомными ядрами[1]. Именно ионизация приводит к тем, полезным или вредным, химическим превращениями (образование свободных радикалов, разрушение или «сшивание» молекул), которые в итоге и считаются «эффектом радиации». Радиоактивность — способность изотопов химических элементов самопроизвольно распадаться и излучая ионизирующие частицы, один из видов ядерной реакции. Радиоактивные вещества являются наиболее известным, но не единственным источником радиации.

Широко известные[править]

  • Альфа-радиация: поток ионов He2+ (оголённых ядер гелия), также называемых альфа-частицами. Из-за большого заряда и относительно малой скорости быстро теряют энергию в веществе, поэтому проникающей способностью практически не обладает: легко останавливается алюминиевой фольгой, бумагой и даже не слишком толстым слоем воздуха. Опасность для человека представляет только в том случае, если он что-нибудь альфа-радиоактивное съест, вдохнёт или вмажется. Но вот тогда ему по той же причине придётся худо: из-за большой потери энергии альфа-частицы нанесут немалую разруху клеткам, через которые смогли пролететь. Альфа-радиоактивность широко распространена среди изотопов самых разных элементов, обычно тяжёлых.
  • Бета-радиация: поток электронов (электроны, вылетающие при радиоактивном распаде, также называются бета-частицами). Обладает средней проникающей способностью, в зависимости от энергии существенно поглощается толстой фольгой и полностью останавливается любой специальной преградой для радиации. Опасность для человека представляет на открытых участках тела, особенно на роговице глаз и слизистой — там, где живые клетки напрямую контактируют с окружающим воздухом. Поглощать бета-радиацию и преобразовать ее в безвредный свет могут специальные люминофоры: на этом основана технология т. н. тритиевой подсветки (тритий, то есть бета-активный изотоп водорода, помещается в колбочку, смазанную изнутри люминофором, которая светится)[2]. При торможении в веществе может генерировать заметно более проникающую гамму. Бета-радиоактивность также широко распространена среди различных изотопов: практически все радиоактивные изотопы делятся на испускающие альфа-частицы и бета-частицы. Электроны, разогнанные в ускорителях или прилетевшие из космоса, могут иметь намного большую энергию и проникающую способность.
  • Гамма-радиация: поток очень высокоэнергетических фотонов. Имеет ту же природу, что и обычный свет, но очень малую длину волны, очень высокую частоту и энергию. Это самая стереотипная радиация: большинство из известных народу штампов про радиацию относится именно к гамме. Это от неё прячутся в ямах и подвалах в случае ядерной войны, это от неё спасаются слоями свинца. Обладает высокой проникающей способностью. Гамма-лучи различной интенсивности испускают многие радиоактивные изотопы вдобавок к альфе или бете; чисто гамма-активными изотопы не бывают. [3].
    • Рентгеновские лучи: то же, что и гамма, но труба пониже и дым пожиже. Те же фотоны, только несколько менее энергичные. Рентгеновские лучи не порождаются изотопами: для их получения используются специальные приборы — трубки. Но они обладают большинством свойств гамма-излучения. Именно поэтому врачи-рентгенологи нахватываются рентген, а на пациентов надевают свинцовые фартуки. В целом имеют заметно меньшую проникающую способность, но вот сама интенсивность излучения может быть намного выше, чем гамма от куска радиоактивного изотопа.
    • Ещё пониже и пожиже дальний ультрафиолет, граничащий с рентгеном и в норме задерживаемый озоновым слоем. Уже не радиация, но может вызывать ожоги и рак кожи. А вот ближний ультрафиолет, пропускаемый озоновым слоем и близкий к обычному свету, уже практически не опасен, если, конечно, у тебя не «синдром вампира» (альбиносам и представителям кельтского типа, чья кожа физически не способна загореть в дневное время, тоже нудизмом лучше не заниматься).

Более экзотические[править]

  • Протонная радиация: поток протонов, или оголённых ядер водорода, или ионов H+. Довольно редко встречается в природе, по свойствам — среднее между альфой и бетой, более ничем не примечательна.
  • Кластерная радиация: поток ядер тяжелее, чем гелиевые. Те самые Тяжёлые Заряженные Частицы, на которые удобно сваливать косяки строителям спутников. Очень редкий вид, в основном безвреден по причине своей редкости и ещё меньшей проникающей способности, чем у альфы. Кластерные частицы, скорее всего, вообще не сумеют вылететь за пределы куска делящегося материала, а те, что вылетят — будут остановлены воздухом и недобрым взглядом физика-ядерщика. Однако это при энергиях характерных для ядерного распада. Хорошо разогнанные в ускорителе или прилетевшие из космоса высокооэнергетические тяжелые частицы могут иметь огромную энергию, большую проникающую способность, при прохождении через вещество создавать целые ливни вторичных частиц. В таком виде по сравнению с простой гаммой они выглядят как снаряд главного калибра «Айовы» по сравнению с бронебойной пулей. Плюс, кластерная радиоактивность всегда встречается одновременно с каким-то другим видом радиоактивности.
  • Нейтронная радиация: поток нейтронов — пожалуй, самый «неудобный» вид радиации. Если гамму можно сравнить с пулей с бронебойным сердечником, альфу — с картечиной из гладкоствольного ружья, то нейтрон будет гранатой с горящим фителём. По причина отсутствия заряда останавливается он заметно хуже беты с альфой, причём нашпигованный множеством электронов свинец тут не лучшая защита: для защиты от нейтронов нужны, наоборот, толстые слои чего-нибудь мелкоатомного, типа воды или органики (например, парафин). Более того, остановив нейтрон, от проблем вы ещё не избавились — он вполне может блуждать с низкой скоростью по веществу, пока прицепится к ядру, сделав его радиоактивным, или на худой конец распадётся сам на протон и бета-частицу. Не всё облучённое нейтронами обязательно станет радиоактивным, но список широк. Поэтому после замедления его желательно поймать чем-то специфическим вроде ядра бора или кадмия. Именно такое сочетание высокой проникающей способности, возможности активировать материалы и «неудобными» методами защиты делает нейтронное излучение чертовски неприятной штукой. При обычном радиоактивном распаде нейтронная радиация выделяется в редких случаях: чтобы её получить, нужды ядерные реакции деления, синтеза или специальные «бутерброды» из изотопов.
  • Нейтрино: несмотря на похожее название с предыдущим видом, это его полная противоположность — поток маленьких, пофигистичных частиц. Нейтринное излучение крайне слабо поглощается веществом, поэтому практически никак не действует на живое или неживое, и, чтобы его обнаружить, нужны специальные громоздкие детекторы и большие потоки нейтрино. Поэтому обычно нейтринное излучение радиацией не считается (т. к. не порождает ионов и не влияет на ядра), несмотря на то, что всегда сопутствует бета-активности.
  • Античастицы (позитроны aka бета-плюс, антиэлектроны). При радиоактивном распаде образуются довольно редко. Во всём подобны соответствующим частицам, кроме двух дополнительных свойств: во-первых, имеют противоположный электрический заряд, во-вторых, способны аннигилировать с соответствующими частицами и превращаться в довольно жёсткое гамма-излучение.

Что НЕ ЯВЛЯЕТСЯ радиацией?[править]

  • Микроволны и радиоволны. Невежественными людьми причисляются к лику радиации[4], отчего и можно порой услышать истерические возгласы о радиоактивности микроволновых печей или сотовых телефонов. На самом деле что те, что другие — суть фотоны с ещё более низкой энергией, чем видимый свет, они не могут ни ионизировать, ни участвовать в ядерных реакциях. Микроволны находятся посерёдке между инфракрасным, то есть тепловым, излучением, и радиоволнами, именно потому они так хороши для нагрева. Да и мощная военная РЛС тоже способна зажарить испечь не соблюдающего технику безопасности, однако делает это настолько медленно, что обычно все последствия для стоявшего слишком близко к мощной антенне ограничиваются «печёными яйцами», которые через некоторое несколько месяцев приходят в норму (правда, не всегда: например, могут испечься глаза[5]). Впрочем, случаи, когда летящие птицы внезапно массово упали замертво, объясняют тем, что чересчур переборщили, подав избыточно большую мощность на радар раннего предупреждения об атаке баллистическими ракетами (рядом с такими радарами на много километров вокруг нет ни одного гражданского, потому что это стратегический, строго охраняемый объект, располагаемый в глуши и в отдалении от населённых пунктов).

Как радиация получается[править]

  • От радиоактивных элементов или изотопов. Самое известное ее происхождение. Суть в том, что лишь ограниченное число конфигураций протонов и нейтронов в атомных ядрах стабильно. Все остальные неустойчивы и самопроизвольно распадаются, порождая радиацию. Это и называется радиоактивностью.
    • Интенсивность радиоактивного распада элементов имеет не постоянную, а экспоненциальную зависимость: у каждого радиоактивного ядра есть какая-то вероятность распасться, и чем больше атомов элемента, тем больше распадов в единицу времени. Поэтому не говорят о периоде полного распада какого-то элемента, а говорят о периоде полураспада. То есть о периоде, за который от исходного количества атомов остаётся ровно половина. Если подождать ещё один период полураспада, то от оставшейся половины тоже останется половина, то есть четверть от исходного. После трёх периодов полураспада — одна восьмая. Чем меньше период полураспада, тем интенсивнее излучаемая радиация.
      • Поправка. Радиоактивный распад ядра — понятие вероятностное, а не линейное, период полураспада — это такой промежуток времени, что вероятность распадения каждого ядра за него составляет 50 %. По прошествии этого периода «ровно половина» ядер останется нераспавшейся с такими же шансами, с какими из груды подброшенных монет ровно половина выпадет орлом. Однако когда атомов очень много, из большого количества радиоактивного вещества один за период полураспада распадётся количество ядер, очень близкое к 50%.
  • От ядерных взрывов и реакторов. Основной источник нейтронного излучения.
  • Из космоса. В космосе летает огромное количество разнообразных частиц. Тут полный зоопарк: и протоны, и электроны, и позитроны, и всякая вконец экзотическая шушера типа мюонов или мезонов. Правда, гаммы довольно мало, а нейтронов, к счастью, практически нет, потому что в свободном виде нейтрон неустойчив, имеет период полураспада в 10 минут и космические расстояния преодолевать просто не успевает[6]. Образуется вся эта музыка в звёздных ядерных реакциях. Два основных вида: солнечный ветер (то есть лучи добра от ближайшей звезды — довольно низкоэнергетические, но их много) и собственно космические (долетающие из дальнего космоса, их мало, но они очень быстрые и проникающие). У планет, обладающих магнитным полем, например, Земли и Юпитера, есть радиационные пояса, в которых за счёт этого самого поля улавливаются и концентрируются частицы. Радиация там значительно сильнее, чем во всём остальном космосе.
    • А вот возле ярко-голубых звёзд радиация сильнее и жёстче, как и в двойных системах с нейтронной звездой, особенно если на нейтронную звезду падает вещество. Нейтронные звезды также интересны вот чем: они настолько горячи, что их тепловое излучение доходит до рентгеновского диапазона. Также до рентгена и гаммы накаляется вещество, падающее в чёрные дыры.

Что от неё бывает[править]

Если кратко — ничего хорошего. От радиации нельзя стать супергероем, суперзлодеем или существом, превращающим людей в супергероев с помощью укуса. Также от неё не вырастает щупалец, третьих ног и шестых пальцев. А что же от нее можно схватить?

  • Лучевую болезнь. Её основные симптомы — это разрушение костного мозга, отравление радиотоксинами — продуктами расщепления тушки радиацией (обломками белков и жиров, раздолбанных частицами), расстройства пищеварения и нервной системы. Самое опасное в этом списке — первое: костный мозг является кроветворным органом, и при его разрушении производство новых кровяных клеток останавливается и кровь быстро превращается в водицу. Отчего и наступает смерть.
    • Бывает не только острой (схватил сразу и много), но и хронической (хватал поменьше, но регулярно).
  • Рак. Случайное и не гарантированное, но очень неприятное последствие облучения.
  • Генные мутации и хромосомные аберрации. Вот они, добрались до самой мякотки. На самом облучённом человеке они в основном никак не проявляются (если проявляются, то всё тем же раком), зато встают в полный рост при рождении потомства. И в большинстве случаев приводят к тому, что ребёнок просто не рождается, а происходит выкидыш или мертворождение. Или рождается, но хронически больной.
    • Яички легко поражаются, но после поражения спустя время относительно восстанавливаются (разумеется, шансы на рождения дефектного ребёнка и после «восстановления» не возвращаются к уровню непострадавшего человека). Почему так? Яички находятся вне тела и защищены только тонким слоем кожи. Так природа захотела, ибо спермогенез лучше протекает при температуре ниже температуры тела на градус. Поэтому так популярна шутка о просвинцованных трусах. При этом сам спермогенез — процесс постоянно обновляющийся: в процессе митоза все новые и новые клетки делятся напополам и образуют сперматозоиды. Миллионами. И если яички не были поражены фатально, т. е. до полной неспособности производить сперматозоиды, то шансы произвести здоровое потомство ненамного ниже среднего.
    • Яичники трудно поразить, но если уж они поражены — значит, отхватили дозу, от которой не восстановиться. Почему так? Женщина уже рождается с полным набором яйцеклеток. В дальнейшем часть из них будет понемногу созревать и каждый месяц покидать организм по нескольку штук за раз, а часть просто отомрёт, не достигнув созревания. Яичники спрятаны глубоко внутри тела и хорошо защищены — плюс. Минус в том, что клетки тела сами по себе не защита от тяжёлых частиц, и если яйцеклетка разрушится, то новой взять негде, а если под бомбёжку радиацией попал весь орган целиком — то он пострадает невосстановимо. Впрочем, учитывая, что тяжёлое облучение обычно приходится на весь организм, «пострадает невосстановимо» означает ещё и физическую невозможность выносить вообще какого-либо ребёнка и большие-пребольшие проблемы с гормональной системой на всю оставшуюся недолгую жизнь.

В чём измеряется облучение?[править]

Есть единицы для измерения экспозиционной, поглощённой дозы и эквивалентной дозы. Разница между ними заключается в способе измерения, вкратце так: эквивалентная доза измеряется по последствиям для организма, которые сравниваются с последствиями от некой эталонной дозы облучения. Поглощённая доза измеряется по замерам энергии излучения и массы вещества, которое его поглотило. Экспозиционная — по подсчёту ионов в сухом воздухе. Какие единицы чему соответствуют?

Рентген — единица экспозиционной дозы. В эквивалентной дозе рентгену соответствует бэр, в поглощённой дозе — рад. Для обывателя рентген, бэр и рад — примерно одно и то же. Зиверт — единица эквивалентной дозы. В поглощённой дозе зиверту соответствует грэй. Для обывателя между зивертом и грэем также разницы особой нет.

1 Зв = 100 бэр. 1 Гр = 100 рад.

В общем, вторые две единицы в сто раз больше первых трёх.

Какая доза чем грозит? Вот несколько примерных доз и их последствия:

  • 5 рентген: предельно допустимая «безвредная» доза в год для людей, работающих с радиацией или рентгеновскими аппаратами.
  • 25 рентген: предельно допустимая доза, которую можно однократно схватить как «оправданный риск» в особых обстоятельствах. Может вызвать лёгкую лучевую болезнь.
  • 100 рентген: начало тяжёлой лучевой болезни, поражение костного мозга.
  • 300—500 рентген: примерно каждого второго, схватившего такую дозу, спасти не удаётся. Основной фактор смертности — выход из строя костного мозга, болеть месяц-другой.
  • 1000 рентген: гарантированная смерть, медленная и довольно мучительная. Основной фактор смертности — пищеварительные расстройства и отравление радиотоксинами, умирать около недели.
  • 10 000 рентген: достаточно быстрая смерть от выхода из строя нервной системы или разрушения миокарда, лежать без сознания не больше суток.
  • 100 000 рентген: похоронят в свинцовом гробу[7].
  • 1 000 000 рентген: на могиле вместо цветов вырастут гигантские грибы.
  • 10 000 000 рентген: на фотографиях покойного выпадут все волосы.

Пациенту, схватившему от 500 до 1000 рентген, плохо становится далеко не сразу. Он может ещё около недельки гулять, веселиться, радоваться, что его досрочно демобилизовали. А уже на вторую-третью недельку начинают проявляться последствия отказа костного мозга, и пациент начинает умирать от малокровия.

Был однажды случай, когда самоубийца, работавший в секретном пронумерованном институте, оставил записку «Прощай, жестокий мир», и пустил себе по вене соль радия. Самоубийца не знал матчасти и пустил себе по вене такую дозу, чтобы умереть очень медленно и мучительно. Где-то чуть больше года этого покемона держали в больнице, радуясь уникальному случаю исследовать последствия тяжёлого радиационного отравления. Ему постоянно переливали кровь, чтобы компенсировать последствия выхода из строя костного мозга. В конце концов подопытный умер от раков. Именно так. Во множественном числе. В его теле выросло сразу пять раков разных видов, соревновавшихся, кто быстрее угандошит несчастного самоубийцу.

Чем измеряется облучение[править]

Наиболее известный прибор — дозиметр; он предназначен для измерения полученной человеком эквивалентной дозы, и проградуирован в зивертах или бэрах (устаревшие модели могут быть проградуированы в рентгенах). Дозиметров существует много и разных, в нашей стране широко известны маленькие дозиметры в виде ручки.

Более сложный прибор — дозиметр-радиометр, у него есть и ещё один режим — замерять активность образца в распадах в минуту или секунду.

Счётчик Гейгера — простой и давно известный детектор радиации, один щелчок которого — это пролёт через камеру счётчика одной частицы. Когда он делает вот так: тик-так! тик-так! — это значит, что пора уносить ноги и глотать антирадин на всякий случай. В случае превышения некоторого значения интенсивности зашкаливает, и в этом случае чиселке, которую он показывает, уже нельзя верить. Некоторые современные дозиметры представляют собой улучшенные счётчики Гейгера с прикрученной к ним электроникой для перевода попугаев в зиверты.

Плёночный значок — по принципу действия похож на старинную фотопластинку, но покрыт менее чувствительными солями, которым пофиг на свет. А на радиацию не пофиг, от неё они чернеют. Если значок из белого стал чёрным, значит, носитель значка схватил опасную дозу и ему пора лечиться.

Известные радиоактивные элементы и изотопы[править]

  • Уран. Два распространённых изотопа: уран-235 и уран-238. Оба они альфа-радиоактивны. Разница между ними заключается в способности вступать в реакции деления: первый умеет и любит, а второй умеет, но очень не любит. Поэтому для атомных бомб и реакторов используется только уран-235. Вообще уран — довольно слаборадиоактивный элемент, особенно чистый 238-й (так называемый обеднённый уран), который можно хранить дома в обычном деревянном ящике и нимало от этого не страдать (автор этой статьи держала в руках слиточек обеднённого урана, который знакомые её матери хранили у себя в серванте как сувенир). Правда, он очень горюч, и токсичен.
    • А автор этого примечания видела редкий радиоактивный минерал, в состав которого входил уран. У него настолько слабенькое излучение, что у некоторых гранитов побольше. Камешки у него обычно зелёные, жёлто-зеленые, жёлтые. Ничего, жива-здорова. Проводить такие эксперименты самостоятельно не советую: руды урана нестойкие химически, токсичные, хрупкие и жутко горючие, поэтому их обычно держат в закрытых боксах.
    • Распадом собственно урана дело далеко не ограничивается, на пути до стабильных свинца или висмута должна пройти ещё целая цепочка распадов вторичных продуктов, поэтому концентрат урановой руды со всем накопившейся мачмалой «светит» заметно сильнее, чем старательно очищенный кусок урана.
  • Радий. Один распространённый изотоп: радий-226. Весьма сильно радиоактивен (период полураспада 1600 лет), но делительными свойствами не обладает. Поэтому радий ценился в начале XX века, когда радиоактивность ещё только-только изучалась, а о делении никто понятия не имел. Испускает альфу и гамму.
  • Плутоний. Два распространённых изотопа: плутоний-239 и 240. Получается искусственно из урана-238 путём облучения его нейтронами. Оба изотопа умеют и любят делиться, но практичен в этом отношении только 239-й, из которого делают атомные бомбы. 240-й считается вредной примесью. Сильно радиоактивный элемент, хотя и не настолько, насколько радий (период полураспада 239-го порядка 10 000 лет). Альфа- и гамма-активен, в результате распада превращается обратно в уран.
    • Помянем плутоний 238-й. Из-за относительно малого периода полураспада, его энерговыделение настолько высоко, что таблетка достаточных размеров может греться до вишнёвого каления. Вдобавок, распадается он с излучением слабо проникающих альфа-частиц, что в сумме даёт довольно удобный и относительно безопасный источник тепла.
  • Тритий. Радиоактивный изотоп водорода, водород-3. Бета-активен, немного тяжелее обычного водорода, а в остальном такой же — бесцветный горючий лёгкий газ. В результате распада превращается в гелий, период полураспада 12 лет. Весьма и весьма радиоактивен, но испускает чистую бету, никакой гаммы, к тому же очень малоэнергетичную, практически рентген. Поэтому защититься от него легко — если только он не попадает в организм. Зато он может проникнуть через неповрежденную кожу. Из-за малой энергии частиц определить его наличие также довольно непросто.
  • Радон. Тоже радиоактивный газ, но на этот раз тяжёлый и инертный (относится к группе благородных газов). Один распространённый изотоп, радон-222, зашибенно радиоактивен (период полураспада всего 4 суток), испускает альфа-частицу. Повышенная вредность из-за газообразности — попадает в легкие. Используют в медицине для приготовления радоновых ванн (при этом, как сообщает нам Вики, их эффективность научно не доказана).
    • Впрочем, близко познакомиться с радоном можно и без обращения к нетрадиционной медицине: он постоянно образуется в земной коре при распаде того же урана и имеет склонность накапливаться в подвалах, полуподвалах и на первых этажах зданий. В очень небольшом количестве, конечно, но все равно проветривать лучше почаще.
  • Полоний. Полуметалл, в недавние годы получивший известность как самый страшный яд. Речь идёт об изотопе полонии-210, испускающем чистую альфу, без гаммы, зато со страшной силой (период полураспада 138 дней). Из-за этого «обычными» дозиметрами слабо определим. При попадании в организм вызывает ужасную разруху.
  • Стронций-90, йод-131 и цезий-137. Наиболее опасные осколки от деления урана и плутония, образуются при ядерном взрыве, содержатся в радиоактивных отходах. Йод-131 среди них один из самых опасных — помимо обычных последствий попадания радионуклидов, он летуч, бьёт прицельно по щитовидке, в лучшем случае вызывая её полное рассасывание и обрекая подопытного на пожизненный гипотиреоз и кретинизм. Но уменьшить вред от него несложно — надо лишь принимать внутрь обычный йод в соединениях. В идеале — йодистый калий, но сойдёт и синий йодокрахмал. Внимание выживальщикам: пить чистый медицинский йод — нельзя! Заработаете ожоги пищевода и желудка, что будет хуже возможного облучения. Сделайте хотя бы синий йодокрахмал, смешав йод с мукой или хлебом. Пить, понятно, желательно до или в первый день экспозиции, а не в морге после госпитализации.
  • Кобальт-60. Известен как основное действующее вещество оружия Судного дня — кобальтовой бомбы. Эта так называемая «солёная» бомба заражает огромные территории сильными радиоактивными осадками. Гамма-излучатель большой проникающей способности и интенсивности. Из страха перед последствиями эту бомбу так никто и не испытывал.
  • Калифорний — известен не своей радиоактивностью или периодом полураспада, а прежде всего критической массой — особенно калифорний-252, критическая масса которого — около 5 килограмм, а в некоторых соединениях — аж до 10 грамм, что позволяет некоторым авторам фантазировать об атомных пулях. Вот только цена одной такой пули составляла бы не одну сотню миллионов долларов.
  • Сверхтяжёлые металлы. Элементы с атомными номерами от 104 и выше. Самые радиоактивные элементы во Вселенной, периоды полураспада — от минут до миллисекунд (хотя астат и франций могут посоперничать). Поэтому их можно назвать «виртуальными» элементами — если они есть, то их сразу нет. Но существует теория так называемого «острова стабильности», согласно которой, у некоторых из этих металлов могут быть изотопы, существующие продолжительное время. Элериум-115 — один из них.
  1. ↑ Здесь важно понимать, что английский термин «radiation» обозначает любые виды излучения и переноса энергии, в том числе и неспособные ионизировать. Английским аналогом для термина радиация является «ionizing radiation»
  2. ↑ Очень похожая технология использовалась в электронно-лучевых трубках, которые до сих пор порой применяются в телевизорах и применялись раньше в компьютерных мониторах. Только там вместо натуральной беты использовались искусственно ускоренные электроны.
  3. ↑ Правда, кроме изотопов, есть еще такая штука, как ядерные изомеры, и вот они-то могут быть чисто гамма-активными.
  4. ↑ Вероятно, по причине вышеупомянутой путаницы с английским словом radiation.
  5. ↑ В мемуарах Ломачинского «Курьёзы военной медицины и экспертизы», есть эпизод «Радарная травма»: один умер от множественных ожогов внутренних органов, у двоих необратимо испеклись глаза, четвёртый выздоровел без особых последствий.
  6. ↑ Мюоны и мезоны ещё более неустойчивы, но их спасает эйнштейновское растяжение времени — эти засранцы настолько шустрые, что приближаются к скорости света, вследствие чего время их жизни для неподвижного наблюдателя растет на порядки.
  7. ↑ Хотя отдельные уникумы чудом выживают

posmotre.li

Полезные заметки/Радиоактивность и радиация — Викитропы

Радиация (в переводе с латинского — излучение) — общий термин для различных видов излучения, могущих иметь как корпускулярно-волновую (то есть, ту же, что и обычный свет), так и чисто корпускулярную (поток частиц, у которых теоретически есть некая волновая функция, но прежде всего это частицы) природу. Все эти виды излучения объединяет способность ионизировать (т. е. выбивать электроны из атомов) или взаимодействовать с атомными ядрами. Радиоактивность — способность химических элементов самопроизвольно распадаться и излучать радиацию, один из видов ядерной реакции. Радиоактивные вещества являются наиболее известным, но не единственным источником радиации.

Широко известные[править]

  • Альфа-радиация: представляет собой поток ионов He2+ (оголённых ядер гелия), также называемых альфа-частицами. Проникающей способностью практически не обладает: легко останавливается воздухом и алюминиевой фольгой. Опасность для человека представляет только в том случае, если он съест что-нибудь альфа-радиоактивное, но вот тогда человеку придётся худо: альфа-частицы тяжёлые и способны нанести немалую разруху. Альфа-радиоактивность широко распространена среди изотопов самых разных элементов.
  • Бета-радиация: поток электронов (электроны радиоактивного происхождения также называются бета-частицами). Обладает средней проникающей способностью, полностью останавливается любой специальной преградой для радиации. Опасность для человека представляет, если он незащищён. Поглощать бета-радиацию и преобразовать её в безвредный свет могут специальные люминофоры: на этом основана технология т. н. тритиевой подсветки (тритий, то есть бета-активный изотоп водорода, помещается в колбочку, смазанную изнутри люминофором, которая светится)[1]. Бета-радиоактивность также широко распространена среди различных изотопов: практически все радиоактивные изотопы делятся на испускающие альфа-частицы и бета-частицы.
  • Гамма-радиация: поток очень высокоэнергетических фотонов. Имеет ту же природу, что и обычный свет, но очень малую длину волны, очень высокую частоту и энергию. Это самая стереотипная радиация: большинство из известных народу штампов про радиацию относится именно к гамме. Это от неё прячутся в ямах и подвалах в случае ядерной войны, это от неё спасаются слоями свинца. Обладает высокой проникающей способностью. Гамма-лучи различной интенсивности испускают многие радиоактивные изотопы вдобавок к альфе или бете; чисто гамма-активными изотопы не бывают. [2].
    • Рентгеновские лучи: то же, что и гамма, но труба пониже и дым пожиже. Те же фотоны, только несколько менее энергичные. Рентгеновские лучи не порождаются изотопами: для их получения используются специальные приборы — трубки. Но они обладают большинством свойств гамма-излучения. Именно поэтому врачи-рентгенологи нахватываются рентген, а на пациентов надевают свинцовые фартуки.
    • Ещё пониже и пожиже дальний ультрафиолет, граничащий с рентгеном и в норме задерживаемый озоновым слоем. Уже не радиация, но может вызывать ожоги и рак кожи. А вот ближний ультрафиолет, пропускаемый озоновым слоем и близкий к обычному свету, уже практически не опасен, если, конечно, у тебя не «синдром вампира» (альбиносам и представителям кельтского типа, чья кожа физически не способна загореть в дневное время, тоже нудизмом лучше не заниматься).

Более экзотические[править]

  • Протонная радиация: поток протонов, или оголённых ядер водорода, или ионов H+. Довольно редко встречается в природе, по свойствам — среднее между альфой и бетой, более ничем не примечательна.
  • Кластерная радиация: поток ядер тяжелее, чем гелиевые. Очень редкий вид, в основном безвреден. Почему безвреден? Потому, что это как альфа, только ещё толще и неповоротливее. Кластерные частицы, скорее всего, вообще не сумеют вылететь за пределы куска изотопа, а те, что вылетят — будут остановлены воздухом и недобрым взглядом физика-ядерщика. Однако кластерная радиоактивность всегда встречается одновременно с каким-то другим видом радиоактивности.
  • Нейтронная радиация: поток нейтронов — пожалуй, самый опасный для всего живого вид радиации. Опасна она своим уникальным свойством наводить радиоактивность: всё, облучённое нейтронами, само становится радиоактивным[3] Вдобавок обладает высокой проникающей способностью, и свинец не спасает: для защиты от нейтронов нужны, наоборот, толстые слои чего-нибудь мелкоатомного, типа воды или органики. При обычном радиоактивном распаде нейтронная радиация не выделяется: чтобы её получить, нужды ядерные реакции деления, синтеза или специальные «бутерброды» из изотопов.
  • Нейтрино: несмотря на похожее название с предыдущим видом, это его полная противоположность — поток маленьких, пофигистичных частиц под названием нейтрино. Нейтринное излучение не обладает абсолютно никаким вредным воздействием. Никак не поглощается, никак не действует на живое или неживое, и, чтобы его обнаружить, нужны специальные громоздкие детекторы. Поэтому обычно нейтринное излучение радиацией не считается (так как не порождает ионов и не влияет на ядра), несмотря на то, что всегда сопутствует бета-активности.
    • Бывает и чисто нейтринный радиоактивный распад — так называемый К-захват, когда ядро «съедает» электрон из внутренней оболочки. При этом, кроме нейтрино, никаких частиц не излучается.
  • Античастицы (позитроны aka бета-плюс, антипротоны). При радиоактивном распаде образуются довольно редко. Во всём подобны соответствующим частицам, кроме двух дополнительных свойств: во-первых, имеют противоположный электрический заряд, во-вторых, способны аннигилировать с соответствующими частицами и превращаться в довольно жёсткое гамма-излучение.

Что НЕ ЯВЛЯЕТСЯ радиацией?[править]

  • Микроволны и радиоволны. Невежественными людьми причисляются к лику радиации[4], отчего и можно порой услышать истерические возгласы о радиоактивности микроволновых печей или сотовых телефонов. На самом деле что те, что другие — суть фотоны с ещё более низкой энергией, чем видимый свет, они не могут ни ионизировать, ни участвовать в ядерных реакциях. Микроволны находятся посерёдке между инфракрасным, то есть тепловым, излучением, и радиоволнами, именно потому они так хороши для нагрева. Да и мощная военная РЛС тоже способна зажарить испечь не соблюдающего технику безопасности, однако делает это настолько медленно, что обычно все последствия для стоявшего слишком близко к мощной антенне ограничиваются «печёными яйцами», которые через некоторое несколько месяцев приходят в норму (правда, не всегда: например, могут испечься глаза[5]). Впрочем, случаи, когда летящие птицы внезапно массово упали замертво, объясняют тем, что чересчур переборщили, подав избыточно большую мощность на радар раннего предупреждения об атаке баллистическими ракетами (рядом с такими радарами на много километров вокруг нет ни одного гражданского, потому что это стратегический, строго охраняемый объект, располагаемый в глуши и в отдалении от населённых пунктов).

Как радиация получается[править]

  • От радиоактивных элементов или изотопов. Самое известное её происхождение. Суть в том, что лишь ограниченное число конфигураций протонов и нейтронов в атомных ядрах стабильно. Все остальные неустойчивы и самопроизвольно распадаются, порождая радиацию. Это и называется радиоактивностью.
    • Радиоактивный распад элементов имеет не постоянную, а экспоненциальную интенсивность: чем больше атомов элемента, тем быстрее он распадается, а чем меньше, тем медленнее. Поэтому не говорят о периоде полного распада какого-то элемента, а говорят о периоде полураспада. То есть о периоде, за который от исходного количества атомов остаётся ровно половина. Если подождать ещё один период полураспада, то от оставшейся половины тоже останется половина, то есть четверть от исходного. После трёх периодов полураспада — одна восьмая. Чем меньше период полураспада, тем интенсивнее излучаемая радиация.
      • Поправка. Радиоактивный распад ядра — понятие вероятностное, а не линейное, период полураспада — это такой промежуток времени, что вероятность распадения каждого ядра за него составляет 50%. По прошествии этого периода «ровно половина» ядер останется нераспавшейся с такими же шансами, с какими из груды подброшенных монет ровно половина выпадет орлом. Однако с точки зрения макромира можно утверждать, что из большого количества радиоактивного вещества за период полураспада с высокой вероятностью радиоактивному распаду подвергнутся приблизительно 50% ядер.
  • От ядерных взрывов и реакторов. Основной источник нейтронного излучения.
  • Из космоса. В космосе летает огромное количество разнообразных частиц. Тут полный зоопарк: и протоны, и электроны, и позитроны, и всякая вконец экзотическая шушера типа мюонов или мезонов. Правда, гаммы довольно мало, а нейтронов, к счастью, практически нет, потому что в свободном виде нейтрон неустойчив, имеет период полураспада в 10 минут и космические расстояния преодолевать просто не успевает[6]. Образуется вся эта музыка в звёздных ядерных реакциях. Два основных вида: солнечный ветер (то есть лучи добра от ближайшей звезды — довольно низкоэнергетические, но их много) и собственно космические (долетающие из дальнего космоса, их мало, но они очень быстрые и проникающие). У планет, обладающих магнитным полем, например, Земли и Юпитера, есть радиационные пояса, в которых за счёт этого самого поля улавливаются и концентрируются частицы. Радиация там значительно сильнее, чем во всём остальном космосе.
    • А вот возле ярко-голубых звёзд радиация сильнее и жёстче, как и в двойных системах с нейтронной звездой, особенно если на нейтронную звезду падает вещество. Нейтронные звезды также интересны вот чем: они настолько горячи, что их тепловое излучение доходит до рентгеновского диапазона. Также до рентгена и гаммы накаляется вещество, падающее в чёрные дыры.

Что от неё бывает[править]

Если кратко — ничего хорошего. От радиации нельзя стать супергероем, суперзлодеем или существом, превращающим людей в супергероев с помощью укуса. Также от неё не вырастает щупалец, третьих ног и шестых пальцев. А что же от неё можно схватить?

  • Лучевую болезнь. Её основные симптомы — это разрушение костного мозга, отравление радиотоксинами — продуктами расщепления тушки радиацией (обломками белков и жиров, раздолбанных частицами), расстройства пищеварения и нервной системы. Самое опасное в этом списке — первое: костный мозг является кроветворным органом, и при его разрушении производство новых кровяных клеток останавливается и кровь быстро превращается в водицу. Отчего и наступает смерть.
  • Рак. Случайное и не гарантированное, но очень неприятное последствие облучения.
  • Генные мутации и хромосомные аберрации. Вот они, добрались до самой мякотки. На самом облучённом человеке они в основном никак не проявляются (если проявляются, то всё тем же раком), зато встают в полный рост при рождении потомства. И в большинстве случаев приводят к тому, что ребёнок просто не рождается, а происходит выкидыш или мертворождение. Или рождается, но хронически больной.
    • Яички легко поражаются, но после поражения спустя время относительно восстанавливаются (разумеется, шансы на рождения дефектного ребёнка и после «восстановления» резко возрастают).

Почему так? Яички находятся вне тела и защищены только тонким слоем кожи. Так природа захотела, ибо спермогенез лучше протекает при температуре ниже температуры тела на градус. Поэтому так популярна шутка о просвинцованных трусах. При этом сам спермогенез — процесс постоянно обновляющийся: в процессе митоза все новые и новые клетки делятся напополам и образуют сперматозоиды. Миллионами. И если яички не были поражены фатально, т. е. до полной неспособности производить сперматозоиды, то шансы произвести здоровое потомство ненамного ниже среднего.

    • Яичники трудно поражаются, но если уж поражены — значит, отхватили дозу, от которой не восстановиться. Почему так? Женщина уже рождается с полным набором яйцеклеток. В дальнейшем часть из них будет понемногу созревать и каждый месяц покидать организм по нескольку штук за раз, а часть просто отомрёт, не достигнув созревания. Яичники спрятаны глубоко внутри тела и хорошо защищены — плюс. Минус в том, что клетки тела сами по себе не защита от тяжёлых частиц, и если яйцеклетка разрушится, то новой взять негде, а если под бомбёжку радиацией попал весь орган целиком — то он пострадает невосстановимо.

В чём измеряется облучение?[править]

Есть единицы для измерения экспозиционной, поглощённой дозы и эквивалентной дозы. Разница между ними заключается в способе измерения, вкратце так: эквивалентная доза измеряется по последствиям для организма, которые сравниваются с последствиями от некой эталонной дозы облучения. Поглощённая доза измеряется по замерам энергии излучения и массы вещества, которое его поглотило. Экспозиционная — по подсчёту ионов в сухом воздухе. Какие единицы чему соответствуют?

Рентген — единица экспозиционной дозы. В эквивалентной дозе рентгену соответствует бэр, в поглощённой дозе — рад. Для обывателя рентген, бэр и рад — примерно одно и то же. Зиверт — единица эквивалентной дозы. В поглощённой дозе зиверту соответствует грэй. Для обывателя между зивертом и грэем также разницы особой нет.

1 Зв = 100 бэр. 1 Гр = 100 рад.

В общем, вторые две единицы в сто раз больше первых трёх.

Какая доза чем грозит? Вот несколько примерных доз и их последствия:

  • 5 рентген: предельно допустимая «безвредная» доза в год для людей, работающих с радиацией или рентгеновскими аппаратами.
  • 25 рентген: предельно допустимая доза, которую можно однократно схватить как «оправданный риск» в особых обстоятельствах. Может вызвать лёгкую лучевую болезнь.
  • 100 рентген: начало тяжёлой лучевой болезни, поражение костного мозга.
  • 300—500 рентген: примерно каждого второго, схватившего такую дозу, спасти не удаётся. Основной фактор смертности — выход из строя костного мозга, болеть месяц-другой.
  • 1000 рентген: гарантированная смерть, медленная и довольно мучительная. Основной фактор смертности — пищеварительные расстройства и отравление радиотоксинами, умирать около недели.
  • 10000 рентген: достаточно быстрая смерть от выхода из строя нервной системы, лежать без сознания не больше суток. Если добавить ещё пару-тройку тысяч рентген, будет так называемая «смерть под лучом» — практически мгновенный комплексный отказ всех систем организма, смерть в течение считанных минут, а то и секунд.
  • 100000 рентген: похоронят в свинцовом гробу.
  • 1000000 рентген: на могиле вместо цветов вырастут гигантские грибы.
  • 10000000 рентген: на фотографиях покойного выпадут все волосы.

Пациенту, схватившему от 500 до 1000 рентген, плохо становится далеко не сразу. Он может ещё около недельки гулять, веселиться, радоваться, что его досрочно демобилизовали. А уже на вторую-третью недельку начинают проявляться последствия отказа костного мозга, и пациент начинает умирать от малокровия.

Был однажды случай, когда самоубийца, работавший в секретном пронумерованном институте, оставил записку «Прощай, жестокий мир», и пустил себе по вене соль радия. Самоубийца не знал матчасти и пустил себе по вене такую дозу, чтобы умереть очень медленно и мучительно. Где-то чуть больше года этого покемона держали в больнице, радуясь уникальному случаю исследовать последствия тяжелого радиационного отравления. Ему постоянно переливали кровь, чтобы компенсировать последствия выхода из строя костного мозга. В конце концов подопытный умер от раков. Именно так. Во множественном числе. В его теле выросло сразу четыре рака, соревновавшихся, кто быстрее угандошит несчастного самоубийцу.

Однако бывает и так, что даже запредельные дозы излучения оставляют человека в живых. Советский физик Анатолий Бугорский однажды в 1978 году, разбираясь с неполадками ускорителя У-70, заглянул внутрь синхротрона. Из-за сбоя защитного механизма пучок протонов прошил ему голову насквозь. Сам учёный ощутил лишь яркую вспышку без болезненных ощущений. Как выяснилось позже, полученная Бугорским доза составила от 200 до 300 тысяч рентген, что во много раз превышает смертельный порог. Однако физик остался жив, хотя и не без последствий для здоровья: он полностью оглох на левое ухо, стал страдать приступами эпилепсии. Тем не менее, он полностью сохранил интеллект и большую часть работоспособности, много лет работал на всё том же ускорителе, по состоянию на 2019 год — жив и до сих пор работает всё в том же ИФВЭ (Институте физики высоких энергий), правда, уже на чисто бумажной работе. Считается, что Бугорский выжил потому, что поток частиц был очень узко сфокусирован: те клетки мозга, сквозь которые прошёл протонный луч, мгновенно погибли — но за пределами этого «коридора смерти» остальной организм не пострадал.

Чем измеряется облучение[править]

Наиболее известный прибор — дозиметр; он предназначен для измерения полученной человеком эквивалентной дозы, и проградуирован в зивертах или бэрах (устаревшие модели могут быть проградуированы в рентгенах). Дозиметров существует много и разных, в нашей стране широко известны маленькие дозиметры в виде ручки.

Более сложный прибор — дозиметр-радиометр, у него есть и ещё один режим — замерять активность образца в распадах в минуту или секунду.

Счётчик Гейгера — простой и давно известный детектор радиации, один щелчок которого — это пролёт через камеру счётчика одной частицы. Когда он делает вот так: тик-так! тик-так! — это значит, что пора уносить ноги и глотать антирадин на всякий случай. Некоторые современные дозиметры представляют собой улучшенные счётчики Гейгера с прикрученной к ним электроникой для перевода попугаев в зиверты.

Плёночный значок — по принципу действия похож на старинную фотопластинку, но покрыт менее чувствительными солями, которым пофиг на свет. А на радиацию не пофиг, от неё они чернеют. Если значок из белого стал чёрным, значит, носитель значка схватил опасную дозу и ему пора лечиться.

Известные радиоактивные элементы и изотопы[править]

  • Уран. Два распространённых изотопа: уран-235 и уран-238. Оба они альфа-радиоактивны. Разница между ними заключается в способности вступать в реакции деления: первый умеет и любит, а второй умеет, но очень не любит. Поэтому для атомных бомб и реакторов используется только уран-235. Вообще уран — довольно слаборадиоактивный элемент, особенно чистый 238-й (так называемый обеднённый уран), который можно хранить дома в обычном деревянном ящике и нимало от этого не страдать (автор этой статьи держала в руках слиточек обеднённого урана, который знакомые её матери хранили у себя в серванте как сувенир). Правда, он очень горюч, и токсичен.
  • Радий. Один распространённый изотоп: радий-226. Весьма сильно радиоактивен (период полураспада 1600 лет), но делительными свойствами не обладает. Поэтому радий ценился в начале XX века, когда радиоактивность ещё только-только изучалась, а о делении никто понятия не имел. Испускает альфу и гамму.
  • Плутоний. Два распространённых изотопа: плутоний-239 и 240. Получается искусственно из урана-238 путём облучения его нейтронами. Оба изотопа умеют и любят делиться, но практичен в этом отношении только 239-й, из которого делают атомные бомбы. 240-й считается вредной примесью. Сильно радиоактивный элемент, хотя и не настолько, насколько радий (период полураспада 239-го порядка 10 000 лет). Альфа- и гамма-активен, в результате распада превращается обратно в уран.
  • Тритий. Радиоактивный изотоп водорода, водород-3. Бета-активен, немного тяжелее обычного водорода, а в остальном такой же — бесцветный горючий лёгкий газ. В результате распада превращается в гелий, период полураспада 12 лет. Весьма и весьма радиоактивен, но испускает чистую бету, никакой гаммы, поэтому защититься от него легко — если только он не попадает в организм.
  • Радон. Тоже радиоактивный газ, но на этот раз тяжёлый и инертный (относится к группе благородных газов). Один распространённый изотоп, радон-222, зашибенно радиоактивен (период полураспада всего 4 суток), испускает альфа-частицу.
  • Полоний. Полуметалл, в недавние годы получивший известность как самый страшный яд. Речь идёт об изотопе полонии-210, испускающем чистую альфу, без гаммы, зато со страшной силой (период полураспада 138 дней). При попадании в организм наносит ужасную разруху.
  • Стронций-90, йод-131 и цезий-137. Наиболее опасные осколки от деления урана и плутония, образуются при ядерном взрыве, содержатся в радиоактивных отходах. Йод-131 среди них один из самых опасных — помимо обычных последствий попадания радионуклидов, бьёт прицельно по щитовидке, в лучшем случае вызывая её полное рассасывание и обрекая подопытного на пожизненный гипотиреоз и кретинизм, но защититься от него легко — надо лишь принимать внутрь обычный йод в соединениях. В идеале — йодистый калий, но сойдёт и синий йодокрахмал. Внимание выживальщикам: пить чистый медицинский йод — нельзя! Это йад! Сделайте хотя бы синий йодокрахмал, смешав йод с мукой или хлебом.
  • Кобальт-60. Известен как основное действующее вещество оружия Судного дня — кобальтовой бомбы. Эта так называемая «солёная» бомба заражает огромные территории сильными радиоактивными осадками. Из страха перед последствиями эту бомбу так никто и не сконструировал.
  • Сверхтяжёлые металлы. Элементы с атомными номерами от 104 и выше. Самые радиоактивные элементы во Вселенной, периоды полураспада — от минут до миллисекунд (хотя астат и франций могут посоперничать). Поэтому их можно назвать «виртуальными» элементами — если они есть, то их сразу нет. Но существует теория так называемого «острова стабильности», согласно которой, у некоторых из этих металлов могут быть изотопы, существующие продолжительное время. Элериум-115 — один из них.
  1. ↑ Очень похожая технология использовалась в электронно-лучевых трубках, которые до сих пор порой применяются в телевизорах и применялись раньше в компьютерных мониторах. Только там вместо натуральной беты использовались искусственно ускоренные электроны.
  2. ↑ Правда, кроме изотопов, есть ещё такая штука, как ядерные изомеры, и вот они-то могут быть чисто гамма-активными.
  3. ↑ Кроме нейтронов, так умеет очень жёсткая гамма — так называемая фототрансмутация — да ещё всякая экзотика типа пи-минус мезонов. Но и то, и другое получается только при аннигиляции антиматерии. Обычная атомная бомба или тем более радиоизотопы это излучать не способны.
  4. ↑ Возможная причина в том, что по-английски они, таки да, radiation. Что на языке Шекспира означает всего лишь «излучение».
  5. ↑ В мемуарах Ломачинского «Курьёзы военной медицины и экспертизы», есть эпизод «Радарная травма»: один умер от множественных ожогов внутренних органов, у двоих необратимо испеклись глаза, четвёртый выздоровел без особых последствий.
  6. ↑ Мюоны и мезоны ещё более неустойчивы, но их спасает эйнштейновское растяжение времени — эти засранцы настолько шустрые, что приближаются к скорости света, вследствие чего время их жизни для неподвижного наблюдателя растет на порядки.

wikitropes.ru

Радиация и радиоактивные артефакты в быту — стоит ли их бояться? / Habr

Привет geektimes. На написание этой статьи меня подтолкнула заметка в новостях, в которой фотограф случайно обнаружил, что один из его объективов является радиоактивным (такие действительно были — до 60х годов в стекла объективов добавляли торий). Далее этот фотограф пытался спасти себя и человечество от страшной угрозы, и искал где можно сдать объектив на утилизацию. Надо ли это делать, и насколько опасны подобные предметы? Попробуем разобраться.

В дополнение, простой вопрос читателям на засыпку: гуляя в людном центре города, вы обнаружили предмет с излучением 50мкР/ч, что в 3 раза больше среднестатистического. Что надо делать?

1) Ничего
2) Вызвать милицию
3) Вызвать МЧС
4) Оградить место от посторонних
5) Быстро убежать
6) Ничего — что-то делать уже поздно

Правильный ответ под катом в конце статьи.

Теория


Для начала разберемся, какие уровни облучения являются опасными, а какие нет.

Во-первых, излучения как такового, бояться бессмысленно — оно есть всегда и везде. В интернете легко узнать текущий радиационный фон. Более того, каждую секунду наш организм пронизывают десятки высокоэнергичных частиц из космоса, засечь которые можно даже с помощью цифровой камеры. Поэтому, говоря об излучении, стоит говорить не о его наличии (оно есть всегда), а о поглощенной дозе за определенный промежуток времени. И тут все просто — согласно СанПиН 2.6.1.2800-10, приемлемой дозой для населения от природных источников, считается 5 миллиЗв (или 575000мкР) в год. Что нетрудно перевести в часы, и получить 575000/(365*24) = 65мкР/час. Реально конечно, фон заметно меньше, и в Питере например он составляет около 13мкР/час.

Выше речь шла о природных источниках. Обычная же флюорография дает 0.05мЗв, или 5750мкР, рентген челюсти — 0.02мЗв или 2300мкР. Мало кто знает, но даже при обычном полете на самолете человек подвергается излучению до 200мкР/час, что в 10-20 раз выше земного уровня (на больших высотах уровни космической радиации выше, т.к. она меньше экранируется атмосферой).

Практика


Вооружившись вышеприведенными цифрами, перейдем к практике. Откуда в быту взяться радиации? Вроде бы неоткуда, однако, человек все же может с такими предметами столкнуться — до 60х радиоактивные материалы достаточно широко использовались.

Оптика и объективы


Многие объективы выпущенные до 60х годов, имеют в стекле торий, что дает некоторую радиоактивность. Типичный пример SMC Takumar 50/1.4, такие объективы легко отличить по желтоватому оттенку стекла.

На поверхности такой объектив может давать до 200мкР/час, что приводит в ужас неподготовленного обывателя. Однако, много это или мало? 200мкР/час это уровень излучения в салоне самолета, при котором пилоты летают каждый день по несколько часов, и на здоровье не жалуются. Такой объектив нужно прижать к груди на 30 часов, чтобы получить дозу, эквивалентную одной флюорографии, или на 10 часов к зубу, чтобы получить дозу, эквивалентную рентгену челюсти. Чтобы получить максимальную разрешенную СанПиН-ом годовую дозу в 575000мкР, такой объектив надо носить на теле в течении 120 дней. К тому же, мощность любого источника убывает пропорционально квадрату расстояния, и уже в 20см фон такого объектива не выше нормы. Т.е. если снимать цифровой камерой, не держа ее вплотную к телу, то вреда в общем-то, никакого.

К сожалению, и почта и таможня, в этом плане придерживаются других нормативов — при попытке заказа такого объектива почтой или при попытке провоза в аэропорту, он вполне может быть изъят таможенниками. Де-юре они правы — если спать с таким объективом под подушкой каждый день, можно превысить годовую дозу, де-факто, конечно такие изъятия весьма абсурдны.

Светомасса постоянного действия (СПД)


Другой известный пример «радиоактивных артефактов» — это радиевая светомасса, которая раньше активно использовалась для нанесения светящихся меток на циферблатах различной аппаратуры (часы, измерительные приборы). Известный пример — компас Адрианова.

Фон от такого компаса (точнее, желтых меток на нем) может достигать 300мкР/ч, так что носить его на руке все же не стоит (речь идет о старых моделях, современные выглядят также, но состав массы уже другой). Если же компас просто лежит на полке, то опасности нет, но есть одно «но» — в случае если светомасса не осыпается. Попадание частицы радия в организм может вызвать рак, что разумеется, весьма серьезно. СПД также может выделять газ радон, поэтому хранить такой предмет нужно в герметичном пакете.

Урановое стекло


Еще один интересный исторический артефакт — урановое стекло, весьма активно выпускалось в прошлом веке. Уровень радиации от него весьма мал, и опасности оно не представляет, но само производство было весьма вредным, сейчас такое стекло разумеется не делают. Поэтому такие предметы имеют хоть и небольшую, но историческую ценность.

Интересная особенность таких стекол: они светятся в ультрафиолете, пример фото с eBay:


Тритиевые брелки


Широко продаются сейчас в магазинах, ассортимент от самых маленьких светящихся брелков, до больших фонариков.
Светятся слабо, заявленный срок свечения около 10 лет, если не глотать, опасности не представляют.

Контрольные источники в военных дозиметрах


На практически любой интернет-барахолке можно увидеть старые списанные дозиметры (например ДП-5А), в составе которых имеется контрольный источник для проверки. Скриншот с avito:
Разумеется, реальной опасности для пользователя такие источники не представляют, иначе их не клали бы в комплект. Однако опасность тут в другом — покупка/продажа таких радиоактивных материалов регламентируется статьей 220 УК РФ, по которой наказание может составлять до 2х лет тюремного заключения. Что очевидно, вряд ли полезно для здоровья… Неизвестно, есть ли реальная практика таких дел, но рисковать все же не стоит.

Как подсказали в комментариях, существуют контрольные источники от старых дозиметров (например ДП-2), которые могут давать более 3000мкР/ч, такие разумеется не стоит хранить в любом случае.

Выводы


Надеюсь, примерное понимание об источниках и уровнях возможной бытовой радиации, у читателей появилось. Если очень кратко, то столкнуться в быту с источником излучения, дающими реальную опасность для здоровья, практически невозможно (если конечно, не жить в Чернобыле). Другое дело — свалки и прочие заброшенные места, попасться там теоретически может что угодно, но к «бытовым» это отнести уже сложно (желающие могут изучить эту тему более подробно).

Что делать, если все-таки дома обнаружился фонящий предмет, например, дедушкины часы? Для начала, стоит найти дозиметр и измерить излучение, определить расстояние на котором фон не выше нормы. Вполне возможно что часы вовсе не излучают, а используемая в них краска не радиоактивна. Если все же радиоактивна, есть несколько вариантов:

1) Если вещь дорога как память или семейная реликвия — достаточно положить предмет на безопасное расстояние, при котором излучение не превышает норму (если дозиметра нет, таким расстоянием можно считать 1 метр, в реале скорее всего будет меньше). В случае СПД, стоит также положить часы в герметичный пакет и разумеется, исключить доступ детей. Как подсказали в комментариях, нельзя использовать пылесос в случае просыпания СПД — микрочастицы могут разлететься по всему помещению. В случае объективов все проще, торий сплавлен со стеклом, и осыпаться и попасть в организм он не может. Кстати, вопреки популярному мифу, при хранении рядом с предметом, другие предметы не становятся радиоактивными. Так что хранение часов в шкафу на полке в этом плане вполне безопасно.

2) Если принципиально не хочется иметь дома радиоактивный предмет, можно позвонить в МЧС и узнать насчет утилизации. Но лучше вначале спросить на «часовых» или «исторических» интернет-форумах — возможно данные часы имеют историческую ценность, и коллекционеры с удовольствием их заберут, несмотря на фон.

И наконец, обещанный ответ на вопрос в начале статьи.

Ответ50мкР/ч — это уровень гранитной набережной Санкт-Петербурга. Исходя из этого, правильную цифру ответа читатели могут выбрать сами.


habr.com

Check Also

Можно ли мешать протеин с кефиром: Можно ли мешать протеин с кефиром

Содержание Можно ли мешать протеин с кефиромМожно ли протеин и кефир соединить в коктейлеВсегда ли …

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о