Какво е радиация и йонизиращо лъчение? Всичко, което искахте да знаете за радиацията. но се страхувах да попитам

"Отношението на хората към тази или онази опасност се определя от това колко добре им е позната."

Този материал е обобщен отговор на множество въпроси, които възникват от потребителите на устройства за откриване и измерване на радиация в дома.
Минималното използване на специфичната терминология на ядрената физика при представянето на материала ще ви помогне да се ориентирате свободно в този екологичен проблем, без да се поддавате на радиофобия, но и без прекомерно самодоволство.

Опасността от РАДИАЦИЯ реална и въображаема

„Един от първите открити естествено срещащи се радиоактивни елементи се нарича „радий““
- в превод от латински - излъчващ лъчи, излъчващ.

Всеки човек в околната среда дебне различни явления, които го засягат. Те включват топлина, студ, магнитни и обикновени бури, проливни дъждове, обилни снеговалежи, силни ветрове, звуци, експлозии и др.

Поради наличието на сетивни органи, определени за него от природата, той може бързо да реагира на тези явления с помощта например на сенник, облекло, жилище, лекарства, екрани, убежища и т.н.

В природата обаче има явление, на което човек поради липса на необходимите сетивни органи не може да реагира моментално - това е радиоактивност. Радиоактивността не е ново явление; радиоактивността и придружаващото я излъчване (т. нар. йонизиращо лъчение) винаги са съществували във Вселената. Радиоактивните материали са част от Земята и дори човек е леко радиоактивен, т.к. Всяка жива тъкан съдържа следи от радиоактивни вещества.

Най-неприятното свойство на радиоактивното (йонизиращо) лъчение е въздействието му върху тъканите на живия организъм, следователно са необходими подходящи измервателни уреди, които да предоставят оперативна информация за вземане на полезни решения, преди да измине дълго време и да се появят нежелани или дори фатални последици. няма да започне да се чувства веднага, а само след известно време. Следователно информацията за наличието на радиация и нейната мощност трябва да се получи възможно най-рано.
Но стига мистерии. Нека поговорим за това какво представляват радиацията и йонизиращото (т.е. радиоактивно) лъчение.

йонизиращо лъчение

Всяка среда се състои от най-малките неутрални частици - атоми, които се състоят от положително заредени ядра и заобикалящи ги отрицателно заредени електрони. Всеки атом е като миниатюрна слънчева система: около малко ядро, „планети“ се движат в орбити - електрони.
атомно ядросе състои от няколко елементарни частици - протони и неутрони, задържани от ядрени сили.

протоничастици с положителен заряд, равен по абсолютна стойност на заряда на електроните.

Неутронинеутрални, незаредени частици. Броят на електроните в атома е точно равен на броя на протоните в ядрото, така че всеки атом е неутрален като цяло. Масата на протона е почти 2000 пъти по-голяма от масата на електрона.

Броят на неутралните частици (неутрони), присъстващи в ядрото, може да бъде различен за същия брой протони. Такива атоми, които имат ядра със същия брой протони, но се различават по броя на неутроните, са разновидности на един и същ химичен елемент, наречени "изотопи" на този елемент. За да се разграничат един от друг, на символа на елемента се приписва число, равно на сумата от всички частици в ядрото на даден изотоп. Така че уран-238 съдържа 92 протона и 146 неутрона; Уран 235 също има 92 протона, но 143 неутрона. Всички изотопи на химичен елемент образуват група от "нуклиди". Някои нуклиди са стабилни, т.е. не претърпяват никакви трансформации, докато други излъчващи частици са нестабилни и се превръщат в други нуклиди. Като пример да вземем атом уран - 238. От време на време от него излиза компактна група от четири частици: два протона и два неутрона - "алфа частица (алфа)". Така уран-238 се превръща в елемент, чието ядро съдържа 90 протона и 144 неутрона - торий-234. Но торий-234 също е нестабилен: един от неговите неутрони се превръща в протон, а торий-234 се превръща в елемент с 91 протона и 143 неутрона в ядрото си. Тази трансформация засяга и електроните, движещи се по орбитите си (бета): един от тях става сякаш излишен, без двойка (протон), така че напуска атома. Верига от множество трансформации, придружени от алфа или бета лъчение, завършва със стабилен оловен нуклид. Разбира се, има много подобни вериги от спонтанни трансформации (разпад) на различни нуклиди. Периодът на полуразпад е периодът от време, през който първоначалният брой радиоактивни ядра се намалява средно наполовина.
При всеки акт на разпад се освобождава енергия, която се предава под формата на радиация. Често един нестабилен нуклид е във възбудено състояние и излъчването на частица не води до пълно отстраняване на възбуждането; след това той изхвърля част от енергията под формата на гама лъчение (гама квант). Както при рентгеновите лъчи (които се различават от гама лъчите само по честота), не се излъчват частици. Целият процес на спонтанен разпад на нестабилен нуклид се нарича радиоактивен разпад, а самият нуклид се нарича радионуклид.

Различните видове радиация са придружени от отделяне на различни количества енергия и имат различна проникваща сила; следователно те имат различен ефект върху тъканите на живия организъм. Алфа-лъчението се забавя например от лист хартия и практически не може да проникне във външния слой на кожата. Следователно не представлява опасност, докато радиоактивните вещества, излъчващи алфа-частици, не попаднат в тялото през отворена рана, с храна, вода или вдишван въздух или пара, например във вана; тогава стават изключително опасни. Бета-частицата има по-голяма проникваща сила: тя преминава в тъканите на тялото на дълбочина от един или два сантиметра или повече, в зависимост от количеството енергия. Проникващата сила на гама-лъчението, което се разпространява със скоростта на светлината, е много висока: тя може да бъде спряна само от дебела оловна или бетонна плоча. Йонизиращото лъчение се характеризира с редица измерени физични величини. Те включват енергийни количества. На пръв поглед може да изглежда, че те са достатъчни за регистриране и оценка на въздействието на йонизиращите лъчения върху живите организми и хората. Тези енергийни стойности обаче не отразяват физиологичните ефекти на йонизиращото лъчение върху човешкото тяло и други живи тъкани, те са субективни и са различни за различните хора. Следователно се използват средни стойности.

Източниците на радиация са естествени, присъстват в природата и не зависят от човека.

Установено е, че от всички естествени източници на радиация най-голяма опасност представлява радонът, тежък газ без вкус, без мирис и невидим; с техните детски продукти.

Радонът се отделя от земната кора навсякъде, но концентрацията му във външния въздух варира значително за различните части на земното кълбо. Колкото и парадоксално да изглежда на пръв поглед, но човек получава основното излъчване от радон, докато е в затворено, непроветрено помещение. Радонът се концентрира във въздуха на закрито само когато те са достатъчно изолирани от външната среда. Прониквайки през основата и пода от почвата или по-рядко, освобождавайки се от строителни материали, радонът се натрупва в помещението. Запечатването на помещения с цел изолация само изостря въпроса, тъй като затруднява още повече радиоактивния газ да излезе от помещението. Проблемът с радона е особено важен за нискоетажни сгради с внимателно уплътняване на помещенията (за запазване на топлината) и използването на алуминиев триоксид като добавка към строителните материали (т.нар. „шведски проблем“). Най-често срещаните строителни материали - дърво, тухла и бетон - отделят сравнително малко радон. Гранитът, пемзата, продуктите, произведени от суровини от алуминиев триоксид, и фосфогипсът имат много по-висока специфична радиоактивност.

Друг, обикновено по-малко важен източник на вътрешен радон са водата и природния газ, използвани за готвене и отопление на дома.

Концентрацията на радон в често използваната вода е изключително ниска, но водата от дълбоки кладенци или артезиански кладенци съдържа много радон. Основната опасност обаче не идва от питейната вода, дори с високо съдържание на радон в нея. Обикновено хората консумират по-голямата част от водата в храната и под формата на топли напитки, а при кипене на вода или готвене на горещи ястия радонът почти напълно изчезва. Много по-голяма опасност представлява попадането на водна пара с високо съдържание на радон в белите дробове заедно с вдишвания въздух, което най-често се случва в банята или парната баня (парна баня).

В природния газ радонът прониква под земята. В резултат на предварителната обработка и по време на съхранението на газа, преди да влезе в потребителя, по-голямата част от радона излиза, но концентрацията на радон в помещението може да се увеличи значително, ако печките и другите уреди за отопление на газ не са оборудвани с аспиратор. При наличие на приточно-смукателна вентилация, която комуникира с външния въздух, концентрацията на радон в тези случаи не се получава. Това важи и за къщата като цяло - фокусирайки се върху показанията на радоновите детектори, можете да зададете режима на вентилация на помещенията, което напълно елиминира заплахата за здравето. Въпреки това, като се има предвид, че отделянето на радон от почвата е сезонно, е необходимо да се контролира ефективността на вентилацията три до четири пъти годишно, като не се позволява концентрацията на радон да надвишава нормите.

Други източници на радиация, които за съжаление крият потенциална опасност, се създават от самия човек. Източници на изкуствена радиация са изкуствени радионуклиди, лъчи неутрони и заредени частици, създадени с помощта на ядрени реактори и ускорители. Те се наричат изкуствени източници на йонизиращи лъчения. Оказа се, че наред с опасния характер за човек, радиацията може да бъде поставена в услуга на човек. Ето далеч не пълен списък на областите на приложение на радиацията: медицина, промишленост, селско стопанство, химия, наука и т.н. Успокояващ фактор е контролираният характер на всички дейности, свързани с производството и използването на изкуствена радиация.

Изпитванията на ядрени оръжия в атмосферата, аварии в атомни електроцентрали и ядрени реактори и резултатите от тяхната работа, изразяващи се в радиоактивни утайки и радиоактивни отпадъци, се отличават по въздействието си върху хората. Но само извънредни ситуации, като аварията в Чернобил, могат да имат неконтролируемо въздействие върху човек.
Останалата част от работата се контролира лесно на професионално ниво.

Когато в някои области на Земята се появят радиоактивни утайки, радиацията може да влезе в човешкото тяло директно чрез селскостопански продукти и храни. Да защитите себе си и близките си от тази опасност е много лесно. Когато купувате мляко, зеленчуци, плодове, билки и всякакви други продукти, няма да е излишно да включите дозиметъра и да го донесете до закупените продукти. Радиацията не се вижда - но устройството незабавно ще открие наличието на радиоактивно замърсяване. Такъв е животът ни през третото хилядолетие – дозиметърът се превръща в атрибут на ежедневието, като носна кърпа, четка за зъби, сапун.

ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ ТЪКАНИТЕ НА ТЯЛОТО

Щетите, причинени в живия организъм от йонизиращо лъчение, ще бъдат толкова по-големи, колкото повече енергия предава на тъканите; количеството на тази енергия се нарича доза, по аналогия с всяко вещество, което влиза в тялото и се усвоява напълно от него. Тялото може да получи доза радиация, независимо дали радионуклидът е извън тялото или вътре в него.

Количеството радиационна енергия, погълната от облъчените тъкани на тялото, изчислено за единица маса, се нарича погълната доза и се измерва в сиви. Но тази стойност не отчита факта, че при една и съща абсорбирана доза алфа лъчението е много по-опасно (двадесет пъти) от бета или гама лъчението. Така преизчислената доза се нарича еквивалентна доза; Измерва се в единици, наречени Sieverts.

Трябва също да се има предвид, че някои части на тялото са по-чувствителни от други: например, при същата еквивалентна доза радиация, появата на рак в белите дробове е по-вероятно, отколкото в щитовидната жлеза, а облъчването на половите жлези са особено опасни поради риска от генетично увреждане. Следователно дозите на експозиция при хора трябва да се вземат предвид с различни коефициенти. Умножавайки еквивалентните дози по съответните коефициенти и сумирайки всички органи и тъкани, получаваме ефективната еквивалентна доза, която отразява общия ефект на облъчването върху тялото; той също се измерва в Sieverts.

заредени частици.

Алфа и бета частиците, проникващи в тъканите на тялото, губят енергия поради електрически взаимодействия с електроните на тези атоми, близо до които преминават. (Гама лъчите и рентгеновите лъчи прехвърлят енергията си към материята по няколко начина, които в крайна сметка водят и до електрически взаимодействия.)

Електрически взаимодействия.

В порядъка на десет трилионна от секундата, след като проникващата радиация достигне съответния атом в тъканта на тялото, от този атом се отделя електрон. Последният е отрицателно зареден, така че останалата част от първоначално неутралния атом става положително заредена. Този процес се нарича йонизация. Отделеният електрон може допълнително да йонизира други атоми.

Физически и химични промени.

Както свободният електрон, така и йонизираният атом обикновено не могат да останат в това състояние за дълго и през следващите десет милиардни от секундата те участват в сложна верига от реакции, които водят до образуването на нови молекули, включително изключително реактивни като напр. "свободни радикали".

химически промени.

През следващите милионни от секундата образуваните свободни радикали реагират както помежду си, така и с други молекули и чрез верига от реакции, които все още не са напълно разбрани, могат да причинят химическа модификация на биологично важни молекули, необходими за нормалното функциониране на клетката.

биологични ефекти.

Биохимичните промени могат да настъпят както за няколко секунди, така и десетилетия след облъчването и да причинят незабавна клетъчна смърт или промени в тях.

ЕДИНИЦИ ЗА РАДИОАКТИВНОСТ
Бекерел (Bq, Vq); Кюри (Ки, Си)	1 Bq = 1 разпадане в секунда. 1 Ki \u003d 3,7 x 10 10 Bq	Единици за радионуклидна активност. Представете броя на разпаданията за единица време.
Сив (Gr, Gu); Радвам се (рад, рад)	1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 0,01 Gy	единици абсорбирана доза. Те представляват количеството енергия на йонизиращо лъчение, абсорбирано от единица маса на физическо тяло, например телесни тъкани.
Сиверт (Св, Св) Rem (ber, rem) - "Рентгенов биологичен еквивалент"	1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (за бета и гама) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10 mSv Дозови еквивалентни единици.	Единици за еквивалентна доза. Те са единица за погълната доза, умножена по коефициент, който отчита неравномерната опасност от различните видове йонизиращи лъчения.
Сиво на час (Gy/h); Сиверт на час (Sv/h); Рентген на час (R/h)	1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (за бета и гама) 1 µSv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 µR/h = 1/1000000 R/h	Дозови единици. Представлява дозата, получена от тялото за единица време.

За информация, а не за сплашване, особено хората, които решават да се посветят на работа с йонизиращи лъчения, трябва да знаете максимално допустимите дози. Мерните единици за радиоактивност са дадени в Таблица 1. Съгласно заключението на Международната комисия за радиационна защита от 1990 г., вредни въздействия могат да възникнат при еквивалентни дози от най-малко 1,5 Sv (150 rem), получени през годината, а в случаите на краткотрайна експозиция - при дози над 0,5 Sv (50 rem). Когато експозицията надвиши определен праг, възниква лъчева болест. Има хронични и остри (с единично масивно въздействие) форми на това заболяване. Острата лъчева болест се разделя на четири степени на тежест, вариращи от доза от 1-2 Sv (100-200 rem, 1-ва степен) до доза над 6 Sv (600 rem, 4-та степен). Четвъртата степен може да бъде фатална.

Дозите, получени при нормални условия, са незначителни в сравнение с посочените. Мощността на еквивалентната доза, генерирана от естествената радиация, варира от 0,05 до 0,2 µSv/h, т.е. от 0,44 до 1,75 mSv/година (44-175 mrem/година).
При медицински диагностични процедури – рентгенови снимки и др. - човек получава около 1,4 mSv/година.

Тъй като радиоактивните елементи присъстват в тухли и бетон в малки дози, дозата се увеличава с още 1,5 mSv/година. И накрая, поради емисиите на съвременните топлоелектрически централи на въглища и въздушния транспорт, човек получава до 4 mSv / година. Общият съществуващ фон може да достигне 10 mSv/година, но средно не надвишава 5 mSv/година (0,5 rem/година).

Такива дози са напълно безвредни за хората. Границата на дозата в допълнение към съществуващия фон за ограничена част от населението в райони с повишена радиация е определена на 5 mSv / година (0,5 rem / година), т.е. с 300-кратен марж. За персонал, работещ с източници на йонизиращи лъчения, максимално допустимата доза е 50 mSv/година (5 rem/година), т.е. 28 μSv/h за 36-часова работна седмица.

Съгласно хигиенните норми NRB-96 (1996 г.), допустимите дози за външно облъчване на цялото тяло от изкуствени източници за постоянно пребиваване на членовете на персонала са 10 μGy/h, за жилищни помещения и зони, където членовете на обществени са постоянно разположени - 0,1 µGy/h (0,1 µSv/h, 10 µR/h).

КАКВО СЕ ИЗМЕРВА РАДИАЦИЯТА

Няколко думи за регистрацията и дозиметрията на йонизиращи лъчения. Съществуват различни методи за регистрация и дозиметрия: йонизация (свързана с преминаването на йонизиращо лъчение в газове), полупроводникова (при която газът се заменя с твърдо вещество), сцинтилационен, луминесцентен, фотографски. Тези методи са в основата на работата дозиметрирадиация. Сред пълните с газ сензори за йонизиращо лъчение могат да се отбележат йонизационни камери, камери за делене, пропорционални броячи и Броячи на Гайгер-Мюлер. Последните са сравнително прости, най-евтини и некритични за условията на работа, което доведе до широкото им използване в професионално дозиметрично оборудване, предназначено за откриване и оценка на бета и гама лъчение. Когато сензорът е брояч на Гайгер-Мюлер, всяка йонизираща частица, влизаща в чувствителния обем на брояча, ще предизвика саморазреждане. Точно попадайки в чувствителен обем! Следователно алфа частиците не се регистрират, т.к не могат да влязат там. Дори при регистриране на бета - частици е необходимо детектора да се доближи до обекта, за да се уверите, че няма радиация, т.к. във въздуха енергията на тези частици може да бъде отслабена, те да не преминат през тялото на устройството, да не попаднат в чувствителния елемент и да не бъдат открити.

Доктор на физико-математическите науки, професор в МИФИ Н.М. Гаврилов
статията е написана за фирма "Кварта-Рад"

Радиоактивното излъчване (или йонизиращо) е енергията, която се отделя от атомите под формата на частици или вълни от електромагнитно естество. Човекът е изложен на такова влияние както чрез природни, така и чрез антропогенни източници.

Полезните свойства на радиацията направиха възможно успешното му използване в индустрията, медицината, научните експерименти и изследвания, селското стопанство и други области. Въпреки това, с разпространението на използването на това явление възникна заплаха за човешкото здраве. Малка доза радиационно облъчване може да увеличи риска от получаване на сериозни заболявания.

Разликата между радиация и радиоактивност

Радиация, в широк смисъл, означава излъчване, тоест разпространение на енергия под формата на вълни или частици. Радиоактивното излъчване се разделя на три вида:

алфа лъчение - поток от ядра на хелий-4;
бета лъчение - потокът от електрони;
гама лъчението е поток от високоенергийни фотони.

Характеризирането на радиоактивните емисии се основава на тяхната енергия, пропускателни свойства и вида на излъчените частици.

Алфа радиацията, която е поток от положително заредени частици, може да бъде блокирана от въздуха или дрехите. Този вид практически не прониква в кожата, но когато попадне в тялото, например чрез порязвания, е много опасен и има пагубен ефект върху вътрешните органи.

Бета-лъчението има повече енергия - електроните се движат с висока скорост, а размерът им е малък. Следователно този вид радиация прониква през тънки дрехи и кожа дълбоко в тъканите. Екранирането на бета-лъчението може да се извърши с алуминиев лист от няколко милиметра или дебела дървена дъска.

Гама лъчението е високоенергийно лъчение с електромагнитна природа, което има силна проникваща сила. За да се предпазите от него, трябва да използвате дебел слой бетон или плоча от тежки метали като платина и олово.

Феноменът радиоактивност е открит през 1896 г. Откритието е на френския физик Бекерел. Радиоактивност - способността на обекти, съединения, елементи да излъчват йонизиращо изследване, тоест радиация. Причината за явлението е нестабилността на атомното ядро, което отделя енергия по време на разпад. Има три вида радиоактивност:

естествено - характерно за тежки елементи, чийто пореден номер е по-голям от 82;
изкуствени - инициирани специално с помощта на ядрени реакции;
индуцирани - характерни за обекти, които сами по себе си стават източник на радиация, ако са силно облъчени.

Радиоактивните елементи се наричат радионуклиди. Всеки от тях се характеризира с:

полуживот;
вида на излъчваната радиация;
радиационна енергия;
и други имоти.

Източници на радиация

Човешкото тяло редовно е изложено на радиоактивно лъчение. Приблизително 80% от полученото годишно количество идва от космически лъчи. Въздухът, водата и почвата съдържат 60 радиоактивни елемента, които са източници на естествена радиация. Основният естествен източник на радиация е инертният газ радон, освободен от земята и скалите. Радионуклидите също влизат в човешкото тяло с храната. Част от йонизиращото лъчение, на което са изложени хората, идва от антропогенни източници, вариращи от ядрени генератори и ядрени реактори до радиация, използвана за медицинско лечение и диагностика. Към днешна дата често срещаните изкуствени източници на радиация са:

медицинско оборудване (основният антропогенен източник на радиация);
радиохимическа промишленост (добив, обогатяване на ядрено гориво, преработка на ядрени отпадъци и тяхното оползотворяване);
радионуклиди, използвани в селското стопанство, леката промишленост;
аварии в радиохимични заводи, ядрени експлозии, радиационни изпускания
Строителни материали.

Излагането на радиация според метода на проникване в тялото се разделя на два вида: вътрешни и външни. Последното е типично за радионуклидите, разпръснати във въздуха (аерозоли, прах). Те попадат върху кожата или дрехите. В този случай източниците на радиация могат да бъдат отстранени чрез отмиването им. Външното облъчване причинява изгаряния на лигавиците и кожата. При вътрешния тип радионуклидът навлиза в кръвния поток, например чрез инжектиране във вена или през рани, и се отстранява чрез екскреция или терапия. Такова облъчване провокира злокачествени тумори.

Радиоактивният фон значително зависи от географското местоположение - в някои региони нивото на радиация може да надвиши средното стотици пъти.

Влияние на радиацията върху човешкото здраве

Радиоактивното излъчване поради йонизиращия ефект води до образуването на свободни радикали в човешкото тяло – химически активни агресивни молекули, които причиняват увреждане и смърт на клетките.

Особено чувствителни към тях са клетките на стомашно-чревния тракт, репродуктивната и хемопоетичната система. Радиоактивното облъчване нарушава тяхната работа и причинява гадене, повръщане, разстройство на изпражненията и треска. Въздействайки върху тъканите на окото, може да доведе до радиационна катаракта. Последствията от йонизиращо лъчение включват и такива увреждания като съдова склероза, нарушен имунитет и нарушение на генетичния апарат.

Системата за предаване на наследствени данни има фина организация. Свободните радикали и техните производни могат да нарушат структурата на ДНК – носител на генетична информация. Това води до мутации, които засягат здравето на бъдещите поколения.

Естеството на въздействието на радиоактивното лъчение върху тялото се определя от редица фактори:

вид радиация;
интензитет на радиация;
индивидуални характеристики на организма.

Резултатите от излагането на радиация може да не се появят веднага. Понякога ефектът му става забележим след значителен период от време. В същото време голяма единична доза радиация е по-опасна от дългосрочното излагане на малки дози.

Погълнатото количество радиация се характеризира със стойност, наречена Sievert (Sv).

Нормалният радиационен фон не надвишава 0,2 mSv/h, което съответства на 20 микрорентгена на час. При рентгеново изследване на зъб човек получава 0,1 mSv.

Смъртоносната единична доза е 6-7 Sv.

Приложение на йонизиращи лъчения

Радиоактивното излъчване се използва широко в технологиите, медицината, науката, военната и ядрената промишленост и други области на човешката дейност. Феноменът е в основата на такива устройства като детектори за дим, генератори на енергия, аларми за заледяване, йонизатори за въздух.

В медицината радиоактивното лъчение се използва при лъчева терапия за лечение на рак. Йонизиращото лъчение позволи създаването на радиофармацевтични продукти. Използват се за диагностични изследвания. На базата на йонизиращи лъчения са подредени инструменти за анализ на състава на съединенията и стерилизация.

Откриването на радиоактивното излъчване беше без преувеличение революционно - използването на това явление изведе човечеството на ново ниво на развитие. Той обаче се превърна и в заплаха за околната среда и човешкото здраве. В тази връзка поддържането на радиационна безопасност е важна задача на нашето време.

Йонизиращо лъчение (по-нататък - IR) е лъчение, чието взаимодействие с материята води до йонизация на атоми и молекули, т.е. това взаимодействие води до възбуждане на атома и отделяне на отделни електрони (отрицателно заредени частици) от атомните обвивки. В резултат на това, лишен от един или повече електрони, атомът се превръща в положително зареден йон - настъпва първична йонизация. AI включва електромагнитно излъчване (гама лъчение) и потоци от заредени и неутрални частици - корпускулярно лъчение (алфа лъчение, бета лъчение и неутронно лъчение).

алфа лъчениесе отнася до корпускулна радиация. Това е поток от тежки положително заредени a-частици (ядра на хелиеви атоми), получени в резултат на разпадането на атоми на тежки елементи като уран, радий и торий. Тъй като частиците са тежки, обхватът на алфа-частиците в материята (тоест пътят, по който те произвеждат йонизация) се оказва много кратък: стотни от милиметъра в биологична среда, 2,5-8 cm във въздуха. По този начин обикновен лист хартия или външен мъртъв слой кожа е способен да задържи тези частици.

Въпреки това, веществата, които отделят алфа частици, са дълготрайни. В резултат на поглъщане на такива вещества в тялото с храна, въздух или чрез рани, те се пренасят в тялото чрез кръвен поток, отлагат се в органите, отговорни за метаболизма и защитата на тялото (например далака или лимфните възли), по този начин причинява вътрешно излагане на тялото. Опасността от такова вътрешно излагане на тялото е голяма, т.к. тези алфа частици създават много голям брой йони (до няколко хиляди двойки йони на 1 микрон път в тъканите). Йонизацията от своя страна причинява редица характеристики на онези химични реакции, които протичат в материята, по-специално в живата тъкан (образуване на силни окислители, свободен водород и кислород и др.).

бета радиация(бета лъчи или поток от бета частици) също се отнася до корпускулярния тип радиация. Това е поток от електрони (β-радиация, или по-често просто β-лъчение) или позитрони (β+-лъчение), излъчвани по време на радиоактивния бета разпад на ядрата на някои атоми. Електрони или позитрони се образуват в ядрото по време на превръщането на неутрон в протон или съответно на протон в неутрон.

Електроните са много по-малки от алфа частиците и могат да проникнат дълбоко във веществото (тялото) с 10-15 сантиметра (сравнете със стотни от милиметъра за алфа частиците). При преминаване през вещество, бета-лъчението взаимодейства с електроните и ядрата на атомите му, като изразходва енергията си за това и забавя движението, докато спре напълно. Благодарение на тези свойства е достатъчно да има подходяща дебелина на екран от органично стъкло за защита от бета лъчение. Използването на бета лъчението в медицината за повърхностна, интерстициална и интракухинарна лъчева терапия се основава на същите свойства.

неутронно лъчение- друг вид корпускуларен тип радиация. Неутронното лъчение е поток от неутрони (елементарни частици, които нямат електрически заряд). Неутроните нямат йонизиращ ефект, но се получава много значителен йонизиращ ефект поради еластично и нееластично разсейване върху ядрата на материята.

Веществата, облъчени от неутрони, могат да придобият радиоактивни свойства, тоест да получат така наречената индуцирана радиоактивност. Неутронното лъчение се получава при работа на ускорители на елементарни частици, в ядрени реактори, промишлени и лабораторни инсталации, при ядрени експлозии и др. Неутронното лъчение има най-висока проникваща способност. Най-добрите за защита срещу неутронно лъчение са водород-съдържащите материали.

Гама лъчение и рентгенови лъчиса свързани с електромагнитното излъчване.

Основната разлика между тези два вида радиация се крие в механизма на тяхното възникване. Рентгеновото лъчение е с извънядрен произход, гама-лъчението е продукт на разпада на ядрата.

Рентгеново лъчение, открито през 1895 г. от физика Рентген. Това е невидима радиация, която може да проникне, макар и в различна степен, във всички вещества. Представлява електромагнитно излъчване с дължина на вълната от порядъка от - от 10 -12 до 10 -7. Източникът на рентгенови лъчи е рентгенова тръба, някои радионуклиди (например бета емитери), ускорители и устройства за съхранение на електрони (синхротронно лъчение).

Рентгеновата тръба има два електрода - катоден и анод (съответно отрицателен и положителен електрод). Когато катодът се нагрява, възниква електронна емисия (феноменът на електронна емисия от повърхността на твърдо или течност). Електроните, излъчени от катода, се ускоряват от електрическото поле и удрят повърхността на анода, където рязко се забавят, което води до рентгеново лъчение. Подобно на видимата светлина, рентгеновите лъчи причиняват почерняване на фотографския филм. Това е едно от неговите свойства, основното за медицината е, че е проникваща радиация и съответно пациентът може да бъде осветен с негова помощ и т.к. тъкани с различна плътност абсорбират рентгеновите лъчи по различни начини - тогава можем да диагностицираме много видове заболявания на вътрешните органи на много ранен етап.

Гама лъчението е от вътрешноядрен произход. Възниква при разпада на радиоактивните ядра, преминаването на ядрата от възбудено състояние в основно състояние, при взаимодействието на бързо заредени частици с материята, анихилация на двойки електрон-позитрон и др.

Високата проникваща сила на гама-лъчението се дължи на късата дължина на вълната. За отслабване на потока от гама лъчение се използват вещества, които имат значителен масов брой (олово, волфрам, уран и др.) и всякакви състави с висока плътност (различни бетони с метални пълнители).

Радиоактивност се нарича нестабилност на ядрата на някои атоми, която се проявява в способността им за спонтанна трансформация (според научните - разпад), която е придружена от отделяне на йонизиращо лъчение (радиация). Енергията на такова излъчване е достатъчно голяма, така че е в състояние да действа върху веществото, създавайки нови йони с различни знаци. Невъзможно е да се предизвика радиация с помощта на химични реакции, това е напълно физически процес.

Има няколко вида радиация:

алфа частици- Това са относително тежки частици, положително заредени, са хелиеви ядра.
бета частициса обикновени електрони.
Гама лъчение- има същата природа като видимата светлина, но много по-голяма проникваща сила.
Неутрони- Това са електрически неутрални частици, които се срещат предимно в близост до работещ ядрен реактор, достъпът до там трябва да бъде ограничен.
рентгенови лъчиса подобни на гама лъчите, но имат по-ниска енергия. Между другото, Слънцето е един от естествените източници на такива лъчи, но земната атмосфера осигурява защита от слънчева радиация.

Най-опасното за хората е алфа, бета и гама лъчението, което може да доведе до сериозни заболявания, генетични нарушения и дори смърт. Степента на влияние на радиацията върху човешкото здраве зависи от вида на радиацията, времето и честотата. По този начин последиците от радиацията, които могат да доведат до фатални случаи, възникват както при еднократен престой в най-силния източник на радиация (естествен или изкуствен), така и при съхранение на слабо радиоактивни предмети у дома (антики, скъпоценни камъни, обработени с радиация, продукти изработени от радиоактивна пластмаса). Заредените частици са много активни и взаимодействат силно с материята, така че дори една алфа частица може да бъде достатъчна, за да унищожи жив организъм или да повреди огромен брой клетки. По същата причина обаче всеки слой от твърд или течен материал, като обикновеното облекло, е достатъчна защита срещу този вид радиация.

Според експертите на www.site ултравиолетовото лъчение или лазерното лъчение не могат да се считат за радиоактивни. Каква е разликата между радиация и радиоактивност?

Източници на радиация са ядрени съоръжения (ускорители на частици, реактори, рентгеново оборудване) и радиоактивни вещества. Те могат да съществуват дълго време, без да се проявяват по никакъв начин и може дори да не подозирате, че сте близо до обект със силна радиоактивност.

Радиоактивни единици

Радиоактивността се измерва в бекерели (BC), което съответства на един разпад в секунда. Съдържанието на радиоактивност в дадено вещество също често се оценява на единица тегло - Bq / kg или обем - Bq / m3. Понякога има такава единица като Кюри (Ci). Това е огромна стойност, равна на 37 милиарда Bq. Когато дадено вещество се разпадне, източникът излъчва йонизиращо лъчение, чиято мярка е дозата на експозиция. Измерва се в рентгенови лъчи (R). 1 Рентгеновата стойност е доста голяма, следователно на практика се използва една милионна (μR) или хилядна (mR) от рентген.

Битовите дозиметри измерват йонизацията за определено време, тоест не самата доза на експозиция, а нейната мощност. Мерната единица е микрорентген на час. Именно този индикатор е най-важен за човек, тъй като ви позволява да оцените опасността от конкретен източник на радиация.

Радиация и човешкото здраве

Въздействието на радиацията върху човешкото тяло се нарича облъчване. По време на този процес енергията на радиацията се прехвърля към клетките, унищожавайки ги. Облъчването може да причини всякакви заболявания: инфекциозни усложнения, метаболитни нарушения, злокачествени тумори и левкемия, безплодие, катаракта и много други. Радиацията е особено остра върху делящите се клетки, така че е особено опасна за децата.

Тялото реагира на самата радиация, а не на нейния източник. Радиоактивните вещества могат да попаднат в тялото през червата (с храна и вода), през белите дробове (по време на дишане) и дори през кожата при медицинска диагностика с радиоизотопи. В този случай възниква вътрешно облъчване. Освен това, значително въздействие на радиацията върху човешкото тяло се упражнява от външно излагане, т.е. Източникът на радиация е извън тялото. Най-опасното, разбира се, е вътрешното излагане.

Как да премахнем радиацията от тялото? Този въпрос, разбира се, тревожи мнозина. За съжаление няма особено ефективни и бързи начини за отстраняване на радионуклидите от човешкото тяло. Някои храни и витамини спомагат за прочистването на тялото от малки дози радиация. Но ако излагането е сериозно, тогава човек може само да се надява на чудо. Затова е по-добре да не рискувате. И ако има дори най-малката опасност от излагане на радиация, е необходимо да извадите краката си от опасното място с пълна скорост и да извикате специалисти.

Компютърът източник на радиация ли е?

Този въпрос, в ерата на разпространението на компютърните технологии, тревожи мнозина. Единствената част от компютъра, която теоретично може да бъде радиоактивна, е мониторът и дори тогава само електролъч. Съвременните дисплеи, течни кристали и плазма, не притежават радиоактивни свойства.

CRT мониторите, подобно на телевизорите, са слаб източник на рентгеново лъчение. Появява се върху вътрешната повърхност на стъклото на екрана, но поради значителната дебелина на същото стъкло, то поглъща по-голямата част от радиацията. Към днешна дата не е установено влияние на CRT мониторите върху здравето. Въпреки това, с широкото използване на дисплеи с течни кристали, този проблем губи предишната си актуалност.

Може ли човек да стане източник на радиация?

Радиацията, действаща върху тялото, не образува в него радиоактивни вещества, т.е. човек не се превръща в източник на радиация. Между другото, рентгеновите лъчи, противно на общоприетото схващане, също са безопасни за здравето. По този начин, за разлика от болестта, радиационното увреждане не може да се предава от човек на човек, но радиоактивните обекти, които носят заряд, могат да бъдат опасни.

Измерване на радиация

Можете да измерите нивото на радиация с дозиметър. Домакинските уреди са просто незаменими за тези, които искат да се предпазят колкото е възможно повече от смъртоносните ефекти на радиацията. Основната цел на домакинския дозиметър е да измерва дозата на радиация на мястото, където се намира човек, да изследва определени предмети (товари, строителни материали, пари, храна, детски играчки и др.), просто е необходимо за тези, които често посещават зони на радиационно замърсяване, причинено от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил (и такива огнища има в почти всички райони на европейската територия на Русия). Дозиметърът ще помогне и на тези, които са в непознат район, отдалечен от цивилизацията: на поход, бране на гъби и плодове, на лов. Наложително е да се проучи за радиационна безопасност мястото на предложеното строителство (или покупка) на къща, дача, градина или земя, в противен случай, вместо полза, такава покупка ще донесе само смъртоносни болести.

Почистването на храна, земята или предмети от радиация е почти невъзможно, така че единственият начин да запазите себе си и семейството си в безопасност е да стоите далеч от тях. А именно, домакински дозиметър ще помогне да се идентифицират потенциално опасни източници.

Норми за радиоактивност

По отношение на радиоактивността има голям брой стандарти, т.е. опитвайки се да стандартизирам почти всичко. Друго нещо е, че нечестните продавачи, в преследване на големи печалби, не спазват, а понякога и открито нарушават нормите, установени от закона. Основните норми, установени в Русия, са посочени във Федералния закон № 3-FZ от 05.12.1996 г. "За радиационната безопасност на населението" и в Санитарните правила 2.6.1.1292-03 "Стандарти за радиационна безопасност".

За вдишван въздух, вода и храна, съдържанието както на изкуствени (получени в резултат на човешка дейност), така и на естествени радиоактивни вещества се регулира, което не трябва да надвишава стандартите, установени от SanPiN 2.3.2.560-96.

в строителни материалисъдържанието на радиоактивни вещества от семействата торий и уран, както и калий-40, се нормализира, тяхната специфична ефективна активност се изчислява по специални формули. Изискванията към строителните материали също са посочени в GOST.

на закритообщото съдържание на торон и радон във въздуха е регулирано: за нови сгради не трябва да бъде повече от 100 Bq (100 Bq / m 3), а за вече действащи - по-малко от 200 Bq / m 3. В Москва се прилагат и допълнителни норми MGSN2.02-97, които регулират максимално допустимите нива на йонизиращо лъчение и съдържанието на радон в строителните обекти.

За медицинска диагностикаДозовите граници не са посочени, но се поставят изисквания за минимално достатъчни нива на експозиция за получаване на висококачествена диагностична информация.

В компютърните технологиирегулира се граничното ниво на радиация за монитори с електролъч (CRT). Мощността на дозата при рентгеново изследване във всяка точка на разстояние 5 cm от видеомонитор или персонален компютър не трябва да надвишава 100 μR на час.

Възможно е да се провери дали производителите спазват установените от закона норми само самостоятелно, като се използва миниатюрен битов дозиметър. Използването му е много просто, просто натиснете един бутон и проверете показанията на течнокристалния дисплей на устройството с препоръчаните. Ако нормата е значително надвишена, тогава този артикул представлява заплаха за живота и здравето и трябва да бъде докладван на Министерството на извънредните ситуации, за да може да бъде унищожен. Защитете себе си и семейството си от радиация!

Радиацията е радиация, невидима за човешкото око, която въпреки това има мощен ефект върху тялото. За съжаление, последствията от излагането на радиация за хората са изключително негативни.

Първоначално радиацията въздейства на тялото отвън. Той идва от естествени радиоактивни елементи, които се намират в земята, а също така навлиза на планетата от космоса. Също така външното облъчване идва в микродози от строителни материали, медицински рентгенови апарати. Големи дози радиация могат да бъдат намерени в атомни електроцентрали, специални физически лаборатории и уранови мини. Изключително опасни са и местата за изпитване на ядрени оръжия и местата за погребване на радиоактивни отпадъци.

До известна степен нашата кожа, дрехи и дори къщи предпазват от горепосочените източници на радиация. Но основната опасност от радиацията е, че радиацията може да бъде не само външна, но и вътрешна.

Радиоактивните елементи могат да влязат през въздуха и водата, чрез порязвания в кожата и дори през телесните тъкани. В този случай източникът на радиация действа много по-дълго - докато не бъде отстранен от човешкото тяло. Невъзможно е да се предпазите от него с оловна плоча и е невъзможно да се отдалечите, което прави ситуацията още по-опасна.

Дозировка на облъчване

За да се определи силата на облъчване и степента на излагане на радиация върху живите организми, бяха изобретени няколко измервателни скали. На първо място, мощността на източника на лъчение се измерва в сиви и ради. Тук всичко е доста просто. 1 Gy=100R. Ето как се определя нивото на експозиция с помощта на брояч на Гайгер. Използва се и рентгеновата скала.

Но не приемайте, че тези индикации надеждно показват степента на опасност за здравето. Не е достатъчно да се знае мощността на излъчване. Ефектът на радиацията върху човешкото тяло също варира в зависимост от вида на радиацията. Има общо 3:

Алфа. Това са тежки радиоактивни частици – неутрони и протони, които са най-вредни за човека. Но те имат ниска проникваща способност и не са в състояние да проникнат дори през горните слоеве на кожата. Но при наличие на рани или суспензия на частици във въздуха,
Бета. Това са радиоактивни електрони. Проникващата им способност е 2 см кожа.
Гама. Това са фотони. Те свободно проникват в човешкото тяло и е възможно да се предпазите само с помощта на олово или дебел слой бетон.

Излагането на радиация се случва на молекулярно ниво. Облъчването води до образуването на свободни радикали в клетките на тялото, които започват да разрушават околните вещества. Но предвид уникалността на всеки организъм и неравномерната чувствителност на органите към въздействието на радиацията върху хората, учените трябваше да въведат концепцията за еквивалентна доза.

За да се определи колко опасна е радиацията в дадена доза, радиационната мощност в Рад, Рентген и Сиви се умножава по качествения фактор.

За Алфа лъчението е 20, а за Бета и Гама е 1. Рентгеновите лъчи също имат коефициент 1. Резултатът се измерва в Ремс и Сиверт. С коефициент, равен на единица, 1 Rem е равен на един Rad или Roentgen, а 1 Sievert е равен на един Grey или 100 Rems.

За да се определи степента на въздействие на еквивалентната доза върху човешкия организъм, трябваше да се въведе друг рисков фактор. За всеки орган е различно, в зависимост от това как радиацията засяга отделните тъкани на тялото. За организма като цяло е равно на единица. Благодарение на това беше възможно да се изготви скала на опасността от радиация и нейния ефект върху човек с еднократна експозиция:

100 Сиверт. Това е бърза смърт. След няколко часа, а в най-добрия и дни, нервната система на тялото спира дейността си.
10-50 е смъртоносна доза, в резултат на която човек ще умре от множество вътрешни кръвоизливи след няколко седмици мъки.
4-5 Sievert - - смъртността е около 50%. Поради увреждане на костния мозък и нарушаване на хемопоетичния процес, тялото умира след няколко месеца или по-малко.
1 Сиверт. Именно с тази доза започва лъчевата болест.
0,75 сиверт. Краткосрочни промени в състава на кръвта.
0,5 - тази доза се счита за достатъчна, за да предизвика развитие на рак. Но обикновено няма други симптоми.
0,3 сиверт. Това е мощността на апарата при получаване на рентгенова снимка на стомаха.
0,2 сиверт. Това е безопасното ниво на радиация, разрешено при работа с радиоактивни материали.
0,1 - при даден радиационен фон се добива уран.
0,05 сиверт. Норма за фоново излагане на медицинско оборудване.
0,005 сиверт. Допустимо ниво на радиация в близост до атомната електроцентрала. Това е и годишният процент на експозиция за цивилното население.

Последици от излагане на радиация

Опасният ефект на радиацията върху човешкото тяло се причинява от действието на свободните радикали. Те се образуват на химическо ниво поради излагане на радиация и засягат предимно бързо делящите се клетки. Съответно, органите на хематопоезата и репродуктивната система страдат в по-голяма степен от радиация.

Но радиационните ефекти от излагането на хора не се ограничават до това. При деликатните тъкани на лигавиците и нервните клетки настъпва тяхното разрушаване. Поради това могат да се развият различни психични разстройства.

Често поради ефекта на радиацията върху човешкото тяло зрението страда. При голяма доза радиация може да настъпи слепота поради радиационна катаракта.

Други тъкани на тялото претърпяват качествени промени, което е не по-малко опасно. Именно поради това рискът от рак се увеличава многократно. Първо, структурата на тъканите се променя. И второ, свободните радикали увреждат молекулата на ДНК. Поради това се развиват клетъчни мутации, което води до рак и тумори в различни органи на тялото.

Най-опасното е, че тези промени могат да се запазят в потомството, поради увреждане на генетичния материал на зародишните клетки. От друга страна е възможен обратният ефект на радиацията върху човек – безплодие. Също така, във всички случаи без изключение, излагането на радиация води до бързо влошаване на клетките, което ускорява стареенето на тялото.

Мутации

Сюжетът на много фантастични истории започва с това как радиацията води до мутация на човек или животно. Обикновено мутагенният фактор дава на главния герой различни суперсили. В действителност радиацията влияе малко по-различно – на първо място, генетичните последици от радиацията засягат бъдещите поколения.

Поради нарушения във веригата на молекулите на ДНК, причинени от свободните радикали, плодът може да развие различни аномалии, свързани с проблеми на вътрешните органи, външни деформации или психични разстройства. Това нарушение обаче може да се разпространи и до бъдещите поколения.

Молекулата на ДНК участва не само в човешката репродукция. Всяка клетка в тялото се дели според програмата, заложена в гените. Ако тази информация е повредена, клетките започват да се делят неправилно. Това води до образуването на тумори. Обикновено се съдържа от имунната система, която се опитва да ограничи увредената тъкан и в идеалния случай да се отърве от нея. Но поради индуцирана от радиация имуносупресия, мутациите могат да се разпространят извън контрол. Поради това туморите започват да метастазират, превръщайки се в рак, или растат и оказват натиск върху вътрешни органи, като мозъка.

Левкемия и други видове рак

Поради факта, че въздействието на радиацията върху човешкото здраве се простира предимно върху хемопоетичните органи и кръвоносната система, най-честата последица от лъчева болест е левкемията. Нарича се още "рак на кръвта". Неговите прояви засягат цялото тяло:

Човек губи тегло, докато няма апетит. Постоянно е придружен от мускулна слабост и хронична умора.
Появяват се болки в ставите, те започват да реагират по-силно на околните условия.
Възпалени лимфни възли.
Черният дроб и далакът са увеличени.
Затруднено дишане.
По кожата има лилави обриви. Човек често и обилно се поти, може да се отвори кървене.
Има имунодефицит. Инфекциите свободно проникват в тялото, което често повишава температурата.

Преди събитията в Хирошима и Нагасаки лекарите не смятаха левкемията за заболяване от радиация. Но 109 000 анкетирани японци потвърдиха връзката между радиацията и рака. Той също така разкри вероятността от увреждане на определени органи. Левкемията беше на първо място.

Тогава радиационните ефекти от излагането на хора най-често водят до:

Рак на млечната жлеза. Всяка стотна жена, която е преживяла тежко облъчване, е засегната.
Рак на щитовидната жлеза. Засяга и 1% от изложените.
Рак на белите дробове. Тази разновидност е най-силно изразена при миньорите на облъчен уран.

За щастие съвременната медицина може да се справи с онкологичните заболявания в ранните етапи, ако ефектът от радиацията върху човешкото здраве е краткотраен и доста слаб.

Какво влияе върху ефектите на радиацията

Ефектът на радиацията върху живите организми варира значително в зависимост от мощността и вида на радиацията: алфа, бета или гама. В зависимост от това една и съща доза радиация може да бъде практически безопасна или да доведе до внезапна смърт.

Също така е важно да се разбере, че ефектите на радиацията върху човешкото тяло рядко са едновременни. Получаването на доза от 0,5 Sievert наведнъж е опасно, а 5-6 е смъртоносно. Но като прави няколко рентгенови снимки от 0,3 Sievert за определено време, човек позволява на тялото да се пречисти. Следователно отрицателните ефекти от излагането на радиация просто не се проявяват, тъй като при обща доза от няколко Sieverts само малка част от облъчването ще действа върху тялото наведнъж.

Освен това различните последици от действието на радиацията върху човек са силно зависими от индивидуалните характеристики на организма. Здравото тяло издържа по-дълго на вредното въздействие на радиацията. Но най-добрият начин да се гарантира безопасността на радиацията за хората е да се контактува с радиацията възможно най-малко, за да се сведат до минимум щетите.