Радиоактивность


Радиация – основные определения.

Что такое радиация?
Термин «радиация» происходит от лат. radius — луч, и в самом широком смысле охватывает все виды излучений вообще. Видимый свет и радиоволны – тоже, строго говоря, радиация, но принято подразумевать под радиацией только ионизирующие излучения, то есть те, взаимодействие которых с веществом приводит к образованию в нем ионов.
Различают несколько видов ионизирующих излучений:
— альфа-излучение – представляет собой поток ядер гелия
— бета-излучение – поток электронов или позитронов
— гамма-излучение – электромагнитное излучение с частотой порядка 10^20 Гц.
— рентгеновское излучение – также электромагнитное излучение с частотой порядка 10^18 Гц.
— нейтронное излучение – поток нейтронов.

Что такое альфа-излучение?
Это тяжелые положительно заряженные частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, крепко связанных между собой. В природе альфа-частицы возникают в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или вдыхаемым воздухом, оно облучает внутренние органы и становится потенциально опасным.

Что такое бета-излучение?
Электроны либо позитроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Если вещество, испускающие бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.

Что такое нейтронное излучение?
Поток нейтронов, нейтрально заряженных частиц. Нейтронное излучение образуется в процессе деления атомного ядра и обладает высокой проникающей способностью. Нейтроны можно остановить толстым бетонным, водяным или парафиновым барьером. К счастью, в мирной жизни нигде, кроме как непосредственно вблизи ядерных реакторов, нейтронное излучение практически не существует.

Что такое гамма-излучение?
Электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани.

А какой вид излучения используется при рентгеноскопии?
Рентгеновское излучение — электромагнитное излучение с частотой порядка 10^18 Гц.
Возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом. Когда электроны соударяются с атомами какого-либо вещества, они быстро теряют свою кинетическую энергию. При этом большая ее часть переходит в тепло, а небольшая доля, обычно менее 1%, преобразуется в энергию рентгеновского излучения.
В отношении рентгеновского и гамма-излучения часто употребляют определения «жёсткое» и «мягкое». Это относительная характеристика его энергии и связанной с ней проникающей способности излучения: «жёсткое» — большие энергия и проникающая способность, «мягкое» -меньшие. Рентгеновское излучение — мягкое, гамма-излучение — жесткое.

Существует ли место без радиации вообще?
Практически нет. Радиация — древний фактор окружающей среды. Существует множество естественных источников излучения: это природные радионуклиды, содержащиеся в земной коре, строительных материалах, воздухе, пище и воде, а также космические лучи. В среднем они определяют более чем 80% годовой эффективной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

Что такое радиоактивность?
Радиоактивность – свойство атомов какого-либо элемента самопроизвольно превращаться в атомы других элементов. Этот процесс сопровождается ионизирующим излучением, т.е. радиацией.

В чем измеряется радиация?
С учетом того, что «радиация» сама по себе измеримой величиной не является, существуют различные единицы для измерения различных видов излучений, а также загрязнения.
Отдельно используются понятия поглощенной, экспозиционной, эквивалентной и эффективной дозы, а также понятие мощности эквивалентной дозы и фона.
Кроме того, для каждого радионуклида (радиоактивного изотопа элемента) измеряется активность радионуклида, удельная активность радионуклида и период полураспада.

Что такое поглощенная доза и в чем она измеряется?
Доза, поглощённая доза (от греческого — доля, порция) – определяет величину энергии ионизирующего излучения, поглощённую облучаемым веществом. Характеризует физический эффект облучения в любой среде, включая биологическую ткань, и часто рассчитывается на единицу массы этого вещества.
Измеряется в единицах энергии, которая выделяется в веществе (поглощается веществом) при прохождении через него ионизирующего излучения.
Единицы измерения рад, грэй.
Рад (rad – сокращение от radiation absorbed dose) — внесистемная единица поглощённой дозы. Соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 грамм
1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр = 2,388 x 10-6 кал/г
При экспозиционной дозе в 1 рентген поглощённая доза в воздухе будет 0,85 рад (85 эрг/г).
Грэй (Гр.) — единица поглощённой дозы в системе единиц СИ. Соответствует энергии излучения в 1 Дж, поглощённой 1 кг вещества.
1 Гр. = 1 Дж/кг = 104 эрг/г = 100 рад.

Что такое экспозиционная доза и в чем она измеряется?
Экспозиционная доза определяется по ионизации воздуха, то есть по суммарному заряду ионов, образовавшихся в воздухе при прохождении через него ионизирующего излучения.
Единицы измерения рентген, кулон на килограмм.
Рентген (Р) — внесистемная единица экспозиционной дозы. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 см3 сухого воздуха (имеющего при нормальных условиях вес 0,001293 г) образует 2,082 х 109 пар ионов. При пересчёте на 1 г воздуха это составит 1,610 х 1012 пар ионов или 85 эрг/г сухого воздуха. Таким образом физический энергетический эквивалент рентгена равен 85 эрг/г для воздуха.
1 Кл/кг — единица экспозиционной дозы в системе СИ. Это такое количество гамма- или рентгеновского излучения, которое в 1 кг сухого воздуха образует 6,24 х 1018 пар ионов, которые несут заряд в 1 кулон каждого знака. Физический эквивалент 1 Кл/кг равен 33 Дж/кг (для воздуха).
Соотношения между рентгеном и Кл/кг следующие:
1 Р = 2,58 х 10-4 Кл/кг — точно.
1 Кл/кг = 3,88 х 103 Р — приблизительно.

Что такое эквивалентная доза и в чем она измеряется?
Эквивалентная доза равна поглощенной дозе, рассчитанной для человека с учётом коэффициентов, учитывающих различную способность разных видов излучения повреждать ткани организма.
Например, для рентгеновского, гамма, бета-излучения, этот коэффициент (его называют коэффициент качества излучения) равен 1, а для альфа-излучения – 20. То есть при одной и той же поглощенной дозе альфа-излучение нанесет организму в 20 раз больший вред, чем, например гамма-излучение.
Единицы измерения бэр и зиверт.
Бэр — биологический эквивалент рада (ранее — рентгена). Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. В общем случае:
1 бэр = 1 рад * К = 100 эрг/г * К = 0,01 Гр * К = 0,01 Дж/кг * К = 0,01 Зиверт,
где К – коэффициент качества излучения, см. определение эквивалентной дозы
Для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов, 1 бэр соответствует поглощённой дозе в 1 рад.
1 бэр = 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг = 0,01 Зиверт
Учитывая, что при экспозиционной дозе в 1 рентген воздух поглощает примерно 85 эрг/г (физический эквивалент рентгена), а биологическая ткань примерно 94 эрг/г (биологический эквивалент рентгена), можно считать с минимальной погрешностью, что экспозиционная доза в 1 рентген для биологической ткани соответствует поглощённой дозе в 1 рад и эквивалентной дозе в 1 бэр (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов), то есть, грубо говоря — 1 рентген, 1 рад и 1 бэр — это одно и то же.
Зиверт (Зв) — единица эквивалентной и эффективной эквивалентной доз в системе СИ. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на коэффициент К будет равно 1 Дж/кг. Иными словами, это такая поглощённая доза, при которой в 1 кг вещества выделяется энергия в 1 Дж.
В общем случае:
1 Зв = 1 Гр * К = 1 Дж/кг * К = 100 рад * К = 100 бэр * К
При К=1 (для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов) 1 Зв соответствует поглощённой дозе в 1 Гр:
1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр.

Эффективная эквивалентная доза равно эквивалентной дозе, рассчитанной с учётом разной чувствительности различных органов организма к облучению. Эффективная доза учитывает не только, что различные виды излучений обладают разной биологической эффективностью, но и то, что одни части тела человека (органы, ткани) более чувствительны к излучению, чем другие. Например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака легких более вероятно, чем рака щитовидной железы. Таким образом, эффективная доза отражает суммарный эффект облучения человека с точки зрения отдаленных последствий.
Для расчета эффективной дозы эквивалентную дозу, полученную конкретным органом, тканью, умножают на соответствующий коэффициент.
Для всего организма этот коэффициент равен 1, а для некоторых органов имеет следующие значения:
костный мозг (красный) — 0,12
щитовидная железа — 0,05
лёгкие, желудок, толстый кишечник — 0,12
гонады (яичники, семенники) — 0,20
кожа — 0,01
Для оценки полной эффективной эквивалентной дозы, полученной человеком, рассчитывают и суммируют указанные дозы для всех органов.
Единица измерения та же, что и у эквивалентной дозы – «бэр», «зиверт»

Что такое мощность эквивалентной дозы, и в чем она измеряется?
Доза, полученная в единицу времени, называется мощностью дозы. Чем больше мощность дозы, тем быстрее растет доза излучения.
Для эквивалентной дозы в СИ единица мощности дозы – зиверт в секунду (Зв/с), внесистемная единица – бэр в секунду (бэр/с). На практике чаще всего используются их производные (мкЗв/час, мбэр/час и т.д.)

Что такое фон, естественный фон, и в чем они измеряется?
Фон – другое название для мощности экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте.
Естественный фон — мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте, создаваемая только природными источниками излучения.
Единицы измерения, соответственно – бэр и зиверт.
Часто фон и естественный фон измеряют в рентгенах (микрорентгенах и т.д.), примерно приравнивая рентген и бэр (см. вопрос об эквивалентной дозе).

Что такое активность радионуклида и в чем она измеряется?
Количество радиоактивного вещества измеряется не только единицами массы (грамм, миллиграмм и т.д.), но и активностью, которая равняются числу ядерных превращений (распадов) в единицу времени. Чем больше ядерных превращений испытывают атомы данного вещества в секунду, тем выше его активность и тем большую опасность оно может представлять для человека.
Единицей активности в СИ является распад в секунду (расп/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). 1 Бк равняется 1 расп/с.
Наиболее употребительной внесистемной единицей активности является кюри (Ки). 1 Ки равняется 3,7* 10 в 10 Бк, что соответствует активности 1 г радия.

Что такое удельная поверхностная активность радионуклида?
Это активность радионуклида, отнесенная к единице площади. Обычно используется для характеристики радиоактивного загрязнения территории (плотности радиоактивного загрязнения).
Единицы измерения — Бк/м2, Бк/км2, Ки/м2, Ки/км2.

Что такое период полураспада и в чем он измеряется?
Период полураспада (T1/2, также обозначается греческой буквой «лямбда», half-life)- время, в течение которого половина радиоактивных атомов распадается и их количество уменьшается в 2 раза. Величина строго постоянная для каждого радионуклида. Периоды полураспада у всех радионуклидов разные — от долей секунды (короткоживущие радионуклиды) до миллиардов лет (долгоживущие).
Это не значит, что через время равное двум T1/2 радионуклид распадется полностью. Через T1/2 радионуклида станет вдвое меньше, через 2*T1/2 – вчетверо и т.д. Полностью радионуклид не распадется теоретически никогда.

Пределы и нормы облучения

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

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

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

Радиация на промышленных объектах, свалках, заброшенных зданиях ?

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

 

 Методы и приборы контроля.

Какими приборами можно измерить радиацию?
: Основные приборы – радиометр и дозиметр. Существуют комбинированные приборы – дозиметр-радиометр. Самые распространённые это бытовые дозиметры-радиометры: Терра-П, Припять, Сосна, Стора-Ту, Белла и др. Есть военные приборы типа ДП-5, ДП-2,ДП-3 и др.

А чем отличается радиометр от дозиметра?
Радиометр показывает мощность дозы излучения здесь теперь и сейчас. Но для оценки влияния радиации на организм важна не мощность, а именно полученная доза.
Дозиметр — это прибор, который, измеряя мощность дозы излучения, перемножает её на время воздействия радиации, подсчитывая тем самым полученную владельцем эквивалентную дозу. Бытовые дозиметры измеряют, как правило, только мощность дозы гамма-излучения (некоторые еще и бета-излучения), весовой множитель которых (коэффициент качества излучения) равны 1.
Поэтому даже при отсутствии в приборе функции дозиметра можно мощность дозы, измеренную в Р/ч поделить на 100 и умножить на время облучения, получив таким образом искомое значение дозы в Зивертах. Либо, что то же самое, умножив измеренную мощность дозы на время облучения, получим эквивалентную дозу в бэрах.
Простая аналогия — спидометр в машине показывает мгновенную скорость «радиометр» а счетчик километров интегрирует эту скорость по времени, показывая пройденный машиной путь («дозиметр»).

Дезактивация.

Способы дезактивации техники
Радиоактивная пыль на зараженной технике удерживается силами притяжения (адгезии); величина этих сил зависит от свойств поверхности и среды, в которой происходит притяжение. Силы адгезии в воздухе значительно больше, чем в жидкости. В случае заражения техники, покрытой маслянистыми загрязнениями, адгезия радиоактивной пыли определяется прочностью прилипания самого маслянистого слоя.
При дезактивации происходит два процесса:
· отрыв частиц радиоактивной пыли от зараженной поверхности;
· удаление их с поверхности объекта.

Исходя из этого, способы дезактивации основаны либо на механическом удалении радиоактивной пыли ( сметание, сдувание, пылеотсасывание), либо на использовании физико-химических моющих процессов (смывание радиоактивной пыли растворами моющих средств).
Ввиду того, что частичная дезактивация отличается от полной только тщательностью и полнотой обработки, то и способы частичной и полной дезактивации практически одинаковы и зависят только от наличия технических средств дезактивации и дезактивирующих растворов.

Все способы дезактивации можно разделить на две группы: жидкостные и безжидкостные. Промежуточным между ними является газокапельный способ дезактивации.
К жидкостным способам относятся:
· смывание РВ дезактивирующими растворами, водой и растворителями (бензином, керосином, дизтопливом и т.п.) с использованием щеток или ветоши;
· смывание РВ струёй воды под давлением.
При обработке техники этими способами отрыв частиц РВ от поверхности происходит в жидкой среде, когда силы адгезии ослаблены. Транспортировка оторванных частиц при их удалении также обеспечивается жидкостью, стекающей с объекта.
Поскольку скорость движения слоя жидкости, непосредственно примыкающего к твердой поверхности, очень мала, то мала и скорость перемещения пылинок, особенно очень мелких, полностью утопленных в тонком пограничном слое жидкости. Поэтому для достижения достаточной полноты дезактивации приходится одновременно с подачей жидкости протирать поверхность щеткой, или ветошью, использовать растворы моющих средств, облегчающих отрыв радиоактивных загрязнений и удержание их в растворе, или же применять мощную струю воды с большим давлением и расходом жидкости на единицу поверхности.
Жидкостные способы обработки высокоэффективны и универсальны, практически все существующие табельные технические средства дезактивации рассчитаны на жидкостные способы обработки. Самым эффективным из них является способ смывания РВ дезактивирующими растворами с использованием щеток (позволяет снижать зараженность объекта в 50 — 80 раз), а самым быстрым по выполнению — способ смывания РВ струёй воды. Способ смывания РВ дезактивирующими растворами, водой и растворителями с использованием ветоши применяется главным образом для дезактивации внутренних поверхностей кабины автомобиля, различных приборов, чувствительных к большим объёмам воды и дезактивирующих растворов.
Выбор того или иного способа жидкостной обработки зависит от наличия дезактивирующих веществ, емкости водоисточников, технических средств и вида техники, подлежащей дезактивации.
К безжидкостным способам относятся следующие:
· сметание радиоактивной пыли с объекта вениками и другими подсобными материалами;
· удаление радиоактивной пыли методом пылеотсасывания;
· сдувание радиоактивной пыли сжатым воздухом.
При осуществлении этих способов отрыв частиц радиоактивной пыли осуществляется в воздушной среде, когда силы адгезии велики. Существующими способами (пылеотсасывание, струя воздуха от компрессора автомобиля) нельзя создать достаточно мощного потока воздуха. Все эти способы эффективны при удалении сухой радиоактивной пыли с сухих не замасленных и не сильно загрязненных объектов. Табельным техническим средством дезактивации военной техники безжидкостным способом (пылеотсасыванием) в настоящее время является комплект ДК-4, с помощью которого можно обрабатывать технику и жидкостным и безжидкостным способами.
Безжидкостные способы дезактивации позволяют снижать зараженность объектов:
· обметание — в 2 — 4 раза;
· пылеотсасывание — в 5 — 10раз;
· обдувание сжатым воздухом от компрессора автомобиля – в 2-3раза.
Газокапельный способ заключается в обдувании объекта мощным газокапельным потоком.
Источником газового потока служит воздушно-реактивный двигатель, на выходе из сопла в газовый поток вводится вода, которая дробится на мелкие капли.
Сущность способа заключается в том, что на обрабатываемой поверхности образуется пленка жидкости, благодаря чему силы сцепления (адгезии) частиц пыли с поверхностью ослабляются и мощный газовый поток сдувает их с объекта.
Газокапельный способ дезактивации осуществляется с помощью тепловых машин (ТМС-65, УТМ), он позволяет исключить ручной труд при проведении специальной обработки военной техники.
Время дезактивации автомобиля КаМАЗ газокапельным потоком составляет 1 — 2 мин, расход воды — 140л, зараженность снижается в 50 — 100раз.
При дезактивации техники любым из жидкостных или безжидкостных способов необходимо соблюдать следующий порядок обработки:
· объект начинать обрабатывать с верхних частей, постепенно опускаясь вниз;
· последовательно обрабатывать всю поверхность без пропусков;
· каждый участок поверхности обработать 2—3 раза, шероховатые поверхности обработать особенно тщательно с повышенным расходом жидкости;
· при обработке растворами с использованием щёток и ветоши тщательно протирать обрабатываемую поверхность;
· при обработке струёй воды направлять струю под углом 30 — 60° к поверхности, находясь в 3 — 4м от обрабатываемого объекта;
· следить, чтобы брызги и стекающая с обрабатываемого объекта жидкость не попадала на людей, производящих дезактивацию.

Поведение в ситуации потенциальной радиационной опасности.

Если мне сказали, что недалеко взорвалась АЭС, куда бежать?
Никуда не бежать. Во-первых, вас могли обмануть. Во-вторых, в случае действительной опасности лучше всего довериться действиям профессионалов. А для того, чтобы об этих самых действиях узнать, желательно находиться дома, включить радиоприемник или телевизор. В качестве меры предосторожности можно порекомендовать плотно закрыть окна и двери, не выпускать детей и домашних животных на улицу, провести влажную уборку квартиры.

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

Таблица доз радиации. 

 

 

Яндекс.Метрика