Наземные источники радиации. Естественная радиация исходит от горного гранита, базальта, сланца, урана-238 и тория-232, время распада которых составляет миллионы лет, а период их полураспада — миллионы лет.
В информационных целях, особенно для тех, кто решил работать с ионизирующим излучением, необходимо знать максимально допустимую дозу, а не угрозу. Единицы радиоактивного распада приведены в таблице 1. Международная комиссия по радиологической защите в 1990 году пришла к выводу, что неблагоприятные последствия могут возникнуть при эквивалентных дозах облучения не менее 1,5 Зв (150 бэр) или 0,5 Зв (50 бэр) в год. Краткосрочный отчет. Лучевая болезнь возникает, когда облучение превышает определенные пределы. Различают хроническую и острую формы заболевания (воздействие на одну популяцию). По степени тяжести острая лучевая болезнь делится на четыре стадии, начиная от доз 1-2 Зв (100-200 бэр, класс 1) до доз, превышающих 6 Зв (600 бэр, класс 4). Четвертая степень потенциально смертельна.
Дозы, принятые в нормальных условиях, ничтожно малы по сравнению с предписанной дозой. Мощность эквивалентной дозы от естественного излучения составляет от 0,05 до 0,2 мкЗв/час, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв/год (от 44 до 175 мрем/год). Во время медицинских диагностических процедур — таких как рентгеновское излучение — человек получает около 1,4 мЗв/год и более.
Из-за присутствия небольшого количества радиоактивных элементов в кирпиче и бетоне доза увеличивается еще на 1,5 мЗв/год. Наконец, из-за выбросов современных угольных электростанций и авиаперелетов человек получает до 4 мЗв/год. Общий существующий фон может достигать 10 мЗв/год, но в среднем не превышает 5 мЗв/год (0,5 бэр/год).
Такие дозы совершенно безвредны для человека. В дополнение к существующему фону для ограниченной части населения в районах с повышенным уровнем радиации установлены пределы дозы в 5 мЗв/год (0,5 бэр/год), т.е. 300-кратный запас. Для персонала, работающего с источниками ионизирующего излучения, максимально допустимая доза установлена на уровне 50 мЗв/год (5 бэр/год), т.е. 28 мкЗв/час в течение 36-часового рабочего дня.
Согласно Правилам здравоохранения NRB-96 (1996), допустимый уровень мощности дозы внешнего облучения всего тела от современных источников для постоянно проживающего персонала составляет 10 мкГр/ч в жилых районах и помещениях с постоянным населением. -0,1 мкГр / ч (0,1 мкЗв / ч, 10 мкР / ч).
ЧЕМ ИЗМЕРЯЮТ РАДИАЦИЮ
Несколько слов о регистрации и дозиметрии ионизирующего излучения. Существуют различные методы учета и дозирования. Это ионизационный (с прохождением ионизирующего излучения в газ), полупроводниковый (газ замещает твердое тело), сцинтилляционный, люминесцентный и фотографический методы. Эти методы лежат в основе радиационной дозиметрии. Газонаполненные детекторы ионизирующего излучения включают ионизационные камеры, камеры деления, аналоговые счетчики и счетчики Гейгера-Мюллера. Последние широко используются в профессиональном дозиметрическом оборудовании для обнаружения и оценки бета- и гамма-излучения, поскольку они относительно просты, недороги и не критичны к условиям эксплуатации. Когда в качестве детектора используется счетчик Гейгера-Мюллера, каждая ионизированная частица, попадающая в чувствительный объем, вызывает независимый разряд. То самое, что бьет по чувствительному объему! Поэтому альфа-частицы не могут туда проникнуть и поэтому не регистрируются. Даже при регистрации бета-частиц детектор необходимо перемещать ближе к объекту, чтобы убедиться в отсутствии излучения. Это связано с тем, что энергия этих частиц может ослабляться в воздухе и не может пройти через корпус устройства. Они не могут проникнуть в чувствительные элементы и не обнаруживаются.
Тяжелые стадии радиационного поражения могут вызвать головную боль, головокружение, тошноту, рвоту, потерю памяти, нарушение сна, изменения в составе крови, кровотечения и язвы. Устойчивость к инфекции отсутствует. Большинство людей умирают.
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 (a) излучение возникает в результате распада нестабильных изотопов элементов.
Альфа-излучение исходит от тяжелых, положительно заряженных альфа-частиц, которые являются ядрами атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа-частицы испускаются при распаде более сложных ядер. Во время распада атомов урана, радия и тория.
Альфа-частицы тяжелые и испускаются с относительно низкими скоростями, в среднем 20 000 км/с, что примерно в 15 раз превышает скорость света. Поскольку альфа-частицы очень тяжелые, при контакте с веществом частицы сталкиваются с молекулами этого вещества и начинают взаимодействовать с ними, теряя энергию. Поэтому проникающая способность этих частиц невелика, обычная бумага.
Однако альфа-частицы обладают большой энергией и вызывают значительную ионизацию при взаимодействии с веществом. В живых клетках, помимо ионизации, альфа-излучение разрушает ткани и вызывает различные виды повреждений живых клеток.
Из всех видов излучения альфа-излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия воздействия этого вида излучения на живые ткани наиболее серьезны и значительны по сравнению с другими видами излучения.
Воздействие альфа-излучения может произойти при попадании в организм радиоактивных элементов, например, из воздуха, воды или пищи, а также при порезах и ранах. Попадая в организм, эти радиоактивные элементы переносятся по кровотоку и накапливаются в тканях и органах, оказывая на них сильное энергетическое воздействие. Некоторые виды радиоизотопов, испускающих альфа-лучи, имеют большой срок жизни и при попадании в организм могут вызвать серьезные изменения в клетках и привести к дегенерации и мутации тканей.
Радиоактивные изотопы не выходят из организма самостоятельно, поэтому, попадая в организм, они облучают ткани изнутри в течение многих лет, пока не вызовут серьезные изменения. Человеческий организм не способен нейтрализовать, переработать, ассимилировать или отторгнуть большинство радиоизотопов, попадающих в организм.
- 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 (b) излучение возникает в результате преобразования протонов и нейтронов из одного элемента в другой в результате процесса, который происходит в ядре атома вещества и изменяет свойства протонов и нейтронов.
При бета-излучении происходит преобразование нейтронов в протоны или протонов в нейтроны. Во время этого преобразования испускаются электроны или позитроны (электронные антитела), в зависимости от типа преобразования. Скорость излучаемых элементов близка к скорости света, примерно 300 000 км/с. Данные, испускаемые во время этого процесса, называются бета-частицами.
Из-за изначально высокой скорости излучения и меньшего размера испускаемых элементов бета-лучи обладают большей проникающей способностью, чем альфа-лучи, но их способность ионизировать вещество составляет 1/100 от способности альфа-лучей.
Бета-лучи легко проникают через одежду и некоторые биологические ткани, но когда они проходят через более плотные материальные структуры, такие как металлы, они взаимодействуют сильнее и теряют большую часть своей энергии на материальные элементы. Несколько миллиметров фольги могут полностью остановить бета-лучи.
Альфа-лучи представляют опасность только при непосредственном контакте с радиоизотопом, тогда как бета-лучи, в зависимости от их интенсивности, могут нанести серьезный ущерб организмам, находящимся в десятках метров от источника излучения.
Когда радиоизотоп, испускающий бета-лучи, попадает в живой организм, он может накапливаться в тканях и органах, заряжая их энергией и изменяя структуру тканей, вызывая со временем значительные повреждения.
Некоторые радиоизотопы с β-излучением имеют длительный период деградации. Это означает, что, попав в организм, они могут излучать в течение многих лет, прежде чем приведут к дегенерации тканей и последующему 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 (с) излучение — это активное электромагнитное излучение в виде фотонов.
Гамма-излучение сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется как испускаемая электромагнитная энергия в виде фотонов, которые высвобождаются при изменении энергетического состояния атомного ядра. Гамма-лучи испускаются из ядра со скоростью света.
Когда происходит радиоактивный распад атомов, из определенных веществ образуется другая материя. Атомы вновь образованного вещества энергетически нестабильны (возбуждены). Нейтроны и протоны в ядре взаимодействуют, так что силы взаимодействия уравновешиваются, и избыточная энергия высвобождается из атома в виде гамма-излучения.
Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и может легко проникать через одежду, живые ткани и плотные материальные структуры, такие как металлы. Для остановки гамма-излучения требуется значительная толщина стали и бетона. Однако гамма-лучи в 100 раз слабее бета-лучей и в десятки тысяч раз слабее альфа-лучей.
Основная опасность гамма-излучения заключается в его способности преодолевать значительные расстояния и воздействовать на организмы, находящиеся в сотнях метров от источника гамма-излучения.
Нейтральные частицы легко проникают в любые средства и взаимодействуют с элементарными элементами. Отдавая часть своей энергии, они создают вторичное (индуцированное) излучение. Надежной защиты от вредных факторов не существует. Большое количество воды и некоторые виды полимеров, многочастицы могут задерживать частицы.
Бета-излучение
Это поток электронов (отрицательно заряженных частиц) или позитронов (каждый из которых имеет положительный заряд). Электроны образуются в результате преобразования в нейтроны, а протоны и позитроны — в результате обратного процесса преобразования.
Электроны намного меньше, чем ядро солнечных часов. Они способны проникать в тело человека на расстояние около 15 см. При попадании на кожу организма частицы вызывают сильные ожоги. Для защиты от бета-излучения достаточно тонкого оргстекла. Когда вещества, испускающие электроны или протоны, попадают в организм, ткани подвергаются излучению.
Бета-излучение используется в медицине как радиотерапия.
Гамма-излучение
Это волна с огромной энергией, вырабатываемой в ядре.
Переходя из возбужденного состояния в стабильное, он вызывает
расширение электронов и позитронов.
Гамма-лучи проходят значительные расстояния и постепенно теряют энергию. Он обладает очень высокой проникающей способностью.
Очень сильное излучение может повредить внутренние органы человека, а также кожу. Особый риск заключается в том, что он может повредить ДНК и вызвать развитие рака.
Большое количество отдельных масс и плотный состав материи достаточны для ослабления потока гамма-излучения.
Нейтронное излучение
Это поток нейтронов, незаряженный и без ионных эффектов. Это результат ядерного мышления.
Материя, излученная нейтронами, может приобретать радиоактивные свойства. Это свойство называется индуцированной радиоактивностью.
Нейтроны являются самыми распространенными. Материалы, содержащие атомы водорода, могут защитить его от них. Излучение быстрых нейтронов губительно для всех форм жизни в радиусе 2,5 км.
Воздействие радиации на живые объекты изучалось на основе радиобиологии. Как и в случае с химическим воздействием, точками отсчета являются доза и концентрация.
β излучение
B-излучение — это испускание электронов или позитронов (заряженных частиц). Бета-частицы образуются в результате расщепления атомного ядра. Они выходят из него при распаде, образуя бета-поток или бета-излучение.
Взаимодействие излучения с веществом: альфа-частицы могут содержать бумагу, бета-частицы — алюминиевую фольгу, гамма-лучи — достаточное количество свинца, нейтронные лучи — воду и обильные вещества, такие как водород, парафин и бетон.
Бета-излучение, а также альфа- и гамма-излучение были открыты Э. Резерфордом в 1889 году. Бета-частицы имеют скорость 100 000 км/с. В открытом пространстве бета-частицы могут пролететь около 18 м, а в плотных средах — менее 2 м. Это происходит потому, что распространение бета-действительности напрямую зависит от плотности среды. Естественным источником излучения B являются радиоактивные элементы при разрушении.
Когда физики впервые обнаружили количественную оценку, казалось бы, однородных и непрерывных физических процессов, они были поражены. На сегодняшний день нет единого мнения о том, что же на самом деле является количественной характеристикой природных процессов.
Ричард Фейнман, ведущий специалист по квантовой механике и создатель атомной бомбы, однажды сказал
Если вы думаете, что понимаете квантовую теорию … Вы не понимаете квантовую теорию.
С тех пор мало что изменилось. Головоломка все еще ждет своего решения, и, возможно, некоторые из вас ждут своего решения.
Изучая природу радиоактивного излучения, он подвергался воздействию электрических и магнитных полей. В результате эксперимента удалось разделить лучи на положительные и отрицательные и понять их неоднородность.
α-радиация
Альфа-частицы — это атомы гелия без электронов. Они состоят из двух протонов и двух нейтронов. Эта группа излучения возникает в результате распада атомов урана, тория и радия и обладает следующими свойствами
- низкой проникающей способностью. Из-за собственной тяжести большая часть энергии теряется при столкновении с другими молекулами;
- небольшой зоной поражения (до 10 см);
- огромной скоростью (до 20 000 км/c), хотя и меньшей, чем у бета-частиц;
- интенсивным биологическим действием.
Когда альфа-частицы попадают в организм через воду или пищу, они переносятся по кровотоку и вызывают серьезные повреждения тканей, клеток и органов. Человеческий организм не способен нейтрализовать или переработать их, и воздействие может длиться годами.
Нейтронное излучение
Как следует из названия, этот класс излучения связан с испусканием нейтронов. Происхождение радиации антропогенное — она возникает при авариях, ядерных реакторах и ядерных взрывах. Радиация обладает высокой проникающей способностью. Водородсодержащие материалы, такие как вода, полиэтилен и графит, могут быть эффективными барьерами.
Бета-излучение возникает в процессе распада определенных ядер элементов, которые испускают электроны или позитроны. Излучение умеренно проникающее и быстрое. Вредные эффекты возникают на расстоянии нескольких десятков метров от источника.
Бета-излучение используется в медицинских целях:.
При контакте с кожей эта группа лучей может вызвать сильные ожоги. Если опасное количество частиц проникает в клетки, они могут быть разрушены, вызывая серьезные заболевания и даже смерть. Если измерение радиационного фона дает результат 0,40 мкЗв/час, вы можете находиться в такой зоне около 30 минут без опасных последствий.
γ-лучи
Гамма-лучи представляют собой потоки фотонов, движущихся со скоростью света, обладают высокой проникающей способностью и распространяются на расстоянии нескольких сотен метров от источника. Их могут остановить препятствия в виде металлических или бетонных стен значительной толщины. При разложении цезия и кобальта выделяется энергия. Это единственный вид излучения, который может воздействовать на людей на больших расстояниях.
С-излучение используется в радиотерапии, консервировании продуктов питания и космической промышленности.
Читайте также
Жесткость является одним из показателей качества воды.
Все работодатели обязаны обеспечить безопасную и комфортную рабочую среду для своих сотрудников.
Нитраты являются соединениями азотной кислоты. Они активно используются при выращивании сельскохозяйственных культур и поэтому содержатся в овощах, входящих в ежедневный рацион, таких как картофель, помидоры, огурцы, свекла, капуста, морковь и листовая зелень.
