Радиация природная: Названы российские регионы с повышенным уровнем радиации: Общество: Россия: Lenta.ru

Радиация: источники / Хабр

В предыдущем посте я рассказал о единицах измерения ионизирующей радиации. А теперь поговорим об источниках излучения.

Я не буду здесь писать о «том, что не надо трогать руками» — об этом и так много написано, а я не Олег Айзон и уникальных фотографий невиданных доселе радиоактивных артефактов у меня нет. Я расскажу в общем — откуда у нас берется радиация.

Радиоактивный распад как явление

Что такое радиоактивный распад? Кто-то, вспомнив школьные знания, ответит — это явление превращения одних элементов в другие. Кто-то даст иное, как правило, столь же неточное определение. На самом деле, радиоактивный распад — это любое спонтанное изменение состояния атомного ядра как системы нуклонов, сопровождаемое выделением энергии, величина которой, как правило, превышает несколько килоэлектронвольт. Эта энергия затем уносится вылетающими из ядра элементарными частицами, квантами электромагнитного излучения, либо передается электронам атома. Само ядро при этом может изменить свой заряд, массу, разделиться на два или несколько ядер, а может и остаться самим собой, лишь перейдя в более устойчивое состояние.

«Внешними», легко определяемыми характеристиками атомного ядра являются его масса А и заряд (или атомный номер) Z, измеряемые в зарядах и массах протона. Это целочисленные величины, имеющие физический смысл числа соответствующих частиц в составе ядра. Заряд нейтрона равен нулю, а масса почти такая же, как у протона, так что число нейтронов подсчитать: . Ядра с одинаковыми зарядами называются

изотопами, с одинаковыми массами — изобарами, если же одинаково и то, и другое, мы имеем дело с изомерами. Z и A обозначаются слева от символа элемента в нижнем и верхнем индексах соответственно.

Из сказанного очевидно, что чтобы изменился Z, ядро должна покинуть заряженная частица, а чтобы изменилась A, из ядра должно улететь что-то тяжелее электрона. Так, возможны следующие варианты:

— вылетает электрон и антинейтрино или позитрон и нейтрино (бета-распад) — Z изменяется на единицу (увеличивается в случае электронного и уменьшается в случае позитронного распада), A — не меняется;

— ядро наоборот может поглотить электрон с К-уровня атома (К-захват) — Z увеличивается на единицу (как при бета-плюс распаде), A не меняется, испускается нейтрино.

— вылетает ядро гелия-4, так называемая альфа-частица (альфа-распад) — Z уменьшается на 2, A уменьшается на 4;

Бета-распад (и электронный захват) представляет собой превращение одного из нейтронов в протон или наоборот, и является проявлением слабого взаимодействия, которое «перезаряжает» один из кварков нуклона. Вместе с электроном всегда образуется антинейтрино, уносящее часть энергии, при этом энергия между ними перераспределяется случайным образом. Из-за этого энергетический спектр бета-излучения непрерывен.

А альфа-распад происходит просто потому что любому ядру тяжелее железа энергетически выгоднее «похудеть». Но пока эта выгода не больше нескольких МэВ, энергетический барьер удаления альфа-частицы или какого-либо иного фрагмента из ядра слишком высок. А когда энергетический выигрыш достаточно велик (но все же меньше энергии связи), становится возможным туннелирование альфа-частицы за пределы ядра. Помимо альфа-частицы из ядра в крайне редких случаях может вылететь нейтрон или протон, либо ядро тяжелее альфа-частицы. И, наконец, ядро может развалиться на несколько ядер, испустив при этом несколько нейтронов. Это спонтанное деление, к которому способны только тяжелые ядра, начиная с тория и урана.

После акта распада в ядре может остаться избыток энергии и это «разогретое» ядро должно от него каким-то образом избавиться. Для этого оно испускает один или несколько гамма-квантов. Иногда происходит также явление внутренней конверсии: энергия не излучается в виде фотонов, а передается электронам, которые вылетают из атома. В отличие от бета-лучей электроны конверсии имеют моноэнергетический (линейчатый) спектр.

В некоторых случаях ядро с избытком энергии может существовать достаточно долго, иногда даже сотни лет. Оно не отличается от такого же «обычного» ядра — ни зарядом, ни массой, то есть это тот же самый химический элемент и тот же самый изотоп. А вот изомеры — разные. Чаще всего время жизни метастабильных изомеров не превышает часы, и лишь у нескольких из них — годы. Существует единственное ядро, для которого лишь изомерное состояние устойчиво: это тантал-180. В основном состоянии он бета-активен и короткоживущ (период полураспада 8 часов), а его изомер тантал-180m, казалось бы, должен либо переходить в основное состояние с испусканием гамма-кванта энергией 75 кэВ, либо претерпевать бета-распад, но ни того, ни другого никто никогда не наблюдал: этот изомер, в отличие от короткоживущего основного состояния

стабилен.

Распад ядерного изомера — это единственный пример радиоактивного распада, сопровождающегося исключительно гамма-излучением. Во всех остальных случаях гамма-излучение всегда существует исключительно вместе с альфа- или бета-излучением.
Про изотопы и изомеры мы сказали. Осталось еще одно «изо» — это изобары. Ядра с разным зарядом ядра и одинаковой массой. Стабильные изобары обычно имеют заряды, отличающиеся на две единицы, а между ними практически всегда есть радиоактивный изотоп. Существование двух стабильных изобаров в соседних клетках таблицы Менделеева маловероятно — это правило носит название правила Щукарева-Маттауха. Известно только два исключения из него: сурьма и теллур-123 и гафний-180 и вышеупомянутый тантал-180m.

Космические лучи и другие нерадиоактивные источники радиации

Помимо радиоактивных веществ, некоторые другие процессы и явления, как природные, так и порожденные человеческим разумом, также приводят к появлению излучений с подобными свойствами.

Вы, наверное, знаете про космическую радиацию. Космические лучи заполняют всю Вселенную, они представляют собой протоны и более тяжелые ядра, электроны и гамма-кванты с исключительно высокими энергиями. Максимальная энергия, зарегистрированная у космических частиц, достигает зептаэлектронвольта! Это эВ. Что является источниками столь высокоэнергетических частиц, однозначно сказать невозможно, а вот частицы и гамма-кванты с умеренными энергиями — от кило- до гигаэлектронвольт — порождаются звездами, в том числе и нашим Солнцем.

Это так называемое первичное космическое излучение. С ним можно столкнуться только выйдя на околоземную орбиту или по крайней мере, поднявшись на несколько десятков километров. Несмотря на высокую энергию, эти частицы не долетают до поверхности. Каждая из таких частиц, влетев в атмосферу, вызывает целый каскад ядерных реакций, приводящий к образованию множества частиц — в основном мюонов — которые уже и долетают до Земли. Кстати, долетают они исключительно благодаря релятивистскому замедлению времени: время существования мюона — две микросекунды — без него дало бы возможность пролететь мюону лишь полкилометра с небольшим. И еще один интересный факт, связанный с космическими мюонами: они заряжены отрицательно, а вот первичные космические лучи заряжены положительно, так как состоят в основном из протонов. Именно поэтому Земля имеет отрицательный заряд, а ионосфера — положительный. У поверхности Земли через каждый квадратный сантиметр за минуту в среднем пролетает один мюон. Примерно треть естественного фона — около 3,5 мкР/ч — обусловлена ими. А на высоте, на которой летают пассажирские самолеты, космические лучи создают мощность дозы в несколько микрозиверт в час, представляя уже определенную опасность для здоровья летчиков.

Помимо мюонов есть во вторичных космических лучах также электроны и нейтроны. Последние играют важную роль в образовании так называемых космогенных радионуклидов.

Вторичные космические лучи обладают весьма высокой проникающей способностью. Чтобы от них защититься, приходится уходить в глубокие подвалы и шахты. Разумеется, защищаться от них приходится не потому что они наносят вред здоровью — а потому что они мешают обнаруживать редкие и слабые события в ядерно-физических экспериментах, измерять малые активности радионуклидов и т.п. Но и польза от них есть: с их помощью удается «просвечивать» геологические структуры, крупные постройки (такие, как египетские пирамиды).

Кстати, земная атмосфера эквивалентна для космических лучей примерно метру свинца. Не только одна атмосфера защищает Землю и всех нас от космических лучей — кроме нее есть магнитное поле, отклоняющее заряженные частицы. Но не следует недооценивать защитные свойства атмосферы. Во время геомагнитных инверсий магнитный щит Земли может на определенное время практически исчезнуть, но вопреки страшилкам алармистов, это не приведет к прекращению жизни на Земле, а уровень радиации у поверхности возрастет лишь в 2-3 раза.

Особо высокоэнергетические частицы, прилетевшие из космоса, вызывают образование ливня частиц, который покрывает большую площадь, вызывая одновременную регистрацию множества частиц на детекторах, разнесенных на значительные расстояния. Это так называемые широкие атмосферные ливни. Их регистрация с помощью множества разнесенных детекторов позволяет определить энергию первичной частицы и именно таким способом определены энергии наиболее высокоэнергетических частиц космических лучей. Кроме того, такая частица вызывает мощную вспышку черенковского излучения в атмосфере.

«Земными» источниками кратковременных вспышек гамма-излучения и высокоэнергетических электронов являются молнии и другие атмосферные разряды.

А делом рук человеческих являются многочисленные устройства, которые генерируют потоки высокоэнергетических частиц и квантов, необязательно преднамеренно. Специально для этого существуют рентгеновские трубки и различного рода ускорители — от маленьких, помещающихся почти что на ладони, до монстра БАК, занимающего территорию нескольких стран. А источниками, как говорится сухим языком официальных бумаг, неиспользуемого рентгеновского излучения являются любые электровакуумные приборы. Но наружу оно способно выйти обычно при напряжении на аноде, составляющем десятки киловольт. Так, источниками рентгена становятся высоковольтные кенотроны, импульсные модуляторные лампы и СВЧ лампы бегущей волны, клистроны и т.п. в радиолокационных станциях. А также — в руках разных любителей домашних экспериментов.

Часто можно слышать про то, что источником рентгеновского излучения является кинескоп телевизора или монитора. Может, но обычно не является. Дело в том, что стекло у кинескопа достаточно толстое, а рентгеновское излучение при анодном напряжении 15-25 кВ слишком мягкое для того, чтобы через такое стекло пройти. Вот кинескопы проекционных телевизоров, которые работали при напряжениях до 50 кВ и имели небольшие размеры и тонкие стенки колбы, «рентгенили» еще как. А среди телевизоров «отличились» УЛПЦТ с их схемой стабилизации анодного напряжения. В этой схеме использовалась лампа ГП-5, работавшая при анодном напряжении, равном напряжению на втором аноде (то есть 25 кВ), через нее шел заметный анодный ток, а стенки у этой лампы — тонкие. В итоге она ярко «светилась» в рентгеновском диапазоне. Положив завернутый в черную бумагу лист фотобумаги на такой телевизор, можно было получить отчетливый снимок его внутренностей — особенно если с лампы сняли защитный кожух.

Но мы вернемся к радиоактивности.

Уран и торий и их дочки

Уран и торий стали первыми известными человеку радиоактивными элементами. Именно на урановой руде Анри Беккерель обнаружил новое проникающее излучение, подобное рентгеновскому, именно из нее Мария Склодовская-Кюри добыла первые крупицы радия и полония.

Эти элементы являются своеобразными «островами стабильности» посреди моря элементов, жизнь которых по сравнению с временем существования Земли слишком коротка. Они остались с тех времен, когда образовались в недрах сверхновой звезды, при взрыве которой образовались те газ и пыль, из которых потом сформировалась наша Солнечная система. А расположены они в гуще элементов, периоды полураспада которых измеряются минутами, часами, годами, тысячелетиями… Так что, сменив клетку в таблице Менделеева на соседнюю справа (при бета-распаде) или на через одну слева, этот элемент превращается в еще более неустойчивый и радиоактивный элемент, который вновь распадается — И так, пока цепочка распадов не приведет, наконец, к стабильному элементу — свинцу или висмуту.

В связи с этим в обсуждении на разных форумах радиоактивных артефактов типа японских объективов или уранового стекла, а также истории с обедненным ураном в оружии и самолетах часто можно услышать заблуждение: мол, уран и торий — альфа-излучатели и в связи с этим их радиоактивностью можно пренебречь, если они не попадают внутрь организма. Да, уран-238 и торий-232 претерпевают альфа-распад, не сопровождающийся гамма-излучением. Однако последующие члены ряда урана-238, распады которых быстро следуют один за другим вплоть до долгоживущего урана-234, бета-активны, а протактиний-234m дает интенсивное гамма-излучение.

К тому же в природном уране помимо 238-го изотопа всегда есть 235-й и 234-й изотопы. Удельная активность первого в природном уране в 21 раз ниже, чем , однако обладает интенсивным гамма-излучением, как и уран-234, активность которого почти всегда равна активности урана-238, так как он находится с ним в вековом равновесии. Поэтому кусок урана-238 достаточно прилично «светит» и засвечивает фотопленку, на которой лежит, примерно за час. С торием примерно та же история, с той только разницей, что свежевыделенный торий-232 действительно практически чистый альфа-излучатель, и, к примеру, ториевое стекло японских объективов в момент их изготовления не представляло собой особой радиационной опасности. Но по мере восстановления в нем равновесия, в течение 10-15 лет интенсивность бета- и гамма-излучения тория значительно возрастает, что обусловлено накоплением в нем радия-228 и последующих членов ряда — вплоть до финального «салюта» таллия-208, дающего очень жесткое гамма-излучение с энергией 2,6 МэВ. Эта линия обычно последняя в гамма-спектрах, за ней ничего, кроме космического излучения, просто нет.

Самой знаменитой «дочкой» урана-238 является, конечно же, радий-226, тот самый, который открыли супруги Кюри и с добычей которого сравнивал свой труд Маяковский:

Изводишь единого слова ради
Тысячи тонн словесной руды…

Но в свежем уране радия почти нет. До него еще 245 тысяч лет ждать распада урана-234 и потом 75 тысяч лет — тория-230 с красивым названием «ионий». А вот в урановой руде радий находится в равновесии с ураном и активность его равна его, урана, активности. Поэтому урановая руда гораздо более радиоактивна, чем сам уран.

Именно поэтому свежий уран не является источником радона-222 (еще минус один миф про урановое стекло).

У тория в ряду тоже есть свой радий — двести двадцать восьмой. Поскольку равновесие в ториевом ряду устанавливается быстро, радий-228, а с ним и радон-220, не заставляет себя ждать.

Пара слов о радоне

Радон — это инертный газ. В связи с этим, он, казалось бы, не должен обладать высокой степенью радиотоксичности, так как практически не усваивается и не накапливается. Так долгое время и думали, и уже когда о вреде радиации знали много — радоновые ванны были популярнейшим способом лечения.

Но дело в том, что радон (что урановый 222, что ториевый 220), стоя в середине радиоактивного ряда, быстро превращается в один из радиоактивных изотопов свинца (214 для радона и 212 для торона), который оседает в легких и остается там навсегда. Вернее, пока не распадется. И уже он (и последующие члены ряда — в урановом ряду это, например, полоний-210) эффективно и качественно облучает легкие. Именно радон и продукты его распада дают основной вклад в годовую дозу облучения.

Кстати, эти радиоактивные продукты распада радона постоянно падают нам на головы. И если в сильный дождь замерить радиационный фон на улице, окажется, что он вырос — иногда даже в 2-3 раза. Это вовсе не «чернобыльский дождик» и не последствия Фукусимы, это всего-навсего продукты распада радона из километрового слоя атмосферы собрались на поверхности земли.
Потом эти свинец и висмут-214 превратятся в относительно долгоживущий (22 года) свинец-210, по которому можно определить, сколько прошло времени с момента, когда слой осадков на дне моря или другого водоема оказался перекрыт новыми наслоениями.

А еще их охотно поглощают лишайники, например, ягель, которым затем питаются олени. Концентрация дочерних продуктов распада радона в лишайниках многократно превышает исходное их содержание в дождевой воде и почве. Содержание свинца-210 в ягеле достигает 500 Бк/кг, что приводит к высокому содержанию этого нуклида (а следовательно, и полония-210) в мясе северных оленей — и в костях представителей народов крайнего севера, которые этим мясом (а также рыбой, в которой также велико содержание свинца-210) питаются. Итог — в 35 раз большая годовая доза, чем у жителя, например, Москвы.

Про калий, бананы и прочие апельсины

Помимо урана и тория с «дочками» источниками природной радиоактивности является некоторое количество элементов, имеющих помимо стабильных и радиоактивные природные изотопы. Среди них есть изотопы, образовавшиеся еще при царе Горохе до рождения Солнечной системы. Их периоды полураспада, как и у урана и тория, превышают время существования Солнечной системы, а то и Вселенной. Другие же имеют относительно короткие периоды полураспада, не позволяющие им сохраниться с древних времен. Они не могли образоваться и при распаде других радиоактивных изотопов, а значит, где-то должен быть другой источник их появления. Это — космические лучи.

Высокоскоростные протоны, врезаясь в ядра атомов, как сами по себе вызывают ядерные реакции, так и приводят к рождению нейтронов и высокоэнергетичных гамма-квантов, которые вызывают новые ядерные реакции. В результате каждый из влетевших в атмосферу космических протонов приводит к образованию не только кучи мюонов и электронов, но и к образованию множества нестабильных ядер — космогенных радионуклидов. Благодаря тому, что они образуются постоянно, они все время присутствуют в атмосфере, несмотря на относительно короткое (от секунд до тысяч лет) время жизни. Пожалуй, важнейшим из космогенных радионуклидов является углерод-14, образуемый под действием космических лучей из азота. Другие примеры — это бериллий-7, который вместе с продуктами распада радона легко обнаружить в дождевой воде по характерному гамма-излучению, тритий.

Некоторые космогенные радионуклиды не образовались в атмосфере Земли под действием космических лучей, а с этими космическими лучами и прилетели. Таковы хлор-36 и бериллий-10.
Космогенные радионуклиды являются важными трассерами для изучения различных природных процессов переноса вещества, радиоактивными «часами» для датировки (про радиоуглеродный метод все знают), а вот их роль в создании естественного радиационного фона невелика — в этом никто, кроме радона не может соперничать с калием-40. Их (в основном, углерода-14) активность в человеческом теле лишь немногим меньше активности калия-40, однако у последнего энергия распада — полтора МэВа, а у углерода-14 — 156 кэВ. Соответственно, и доза от него на порядок ниже — всего около 15 мкЗв/год.

Особенность калия в том, что он является важнейшим жизненно-важным элементом практически для любых форм жизни. И вместе с тем, калий неотделим от радиоактивного калия-40, который обуславливает его весьма заметную радиоактивность. Активность грамма природного калия составляет 31 Бк/г, а активность калия в человеческом организме — примерно 60 Бк/кг. Этой активностью создается годовая доза в 170 мкЗв/год — где-то немного меньше одной десятой от общей дозы облучения.

Бананы, как известно, богаты калием, а значит, и его радиоактивным изотопом. Калием, вообще-то много чего богато — курага, финики, орехи, и в общем-то бананы среди них не лидер, но все же калия в нем сравнительно много. Средний банан содержит около половины грамма калия, что соответствует 15-16 беккерелям калия. Эта активность, а также величина вклада в дозу облучения, вызванного потреблением одного банана (оцененная, как 0,1 мкЗв) во времена аварии на Тримайл-Айленде были в шутку прозваны «банановым эквивалентом».

На самом деле «банановый эквивалент» в дозовом выражении практически равен нулю. Дело в том, что концентрация калия в организме — это штука довольно постоянная. Любое серьезное отклонение в концентрации калия в тканях организм воспринимает весьма болезненно и тщательно поддерживает эту концентрацию в узких пределах. Если в организм поступает много калия, много калия выводится почками. Мало калия — почки будут беречь калий изо всех сил. Но содержание его в организме будет держаться неизменным. Так что съеденный банан не изменит количества калия в теле, а значит, и не создаст дополнительной дозы облучения.

Есть еще рубидий-87. Он тоже ведет себя в организме, как калий, но из-за редкости вклад его в дозу небольшой — что-то в районе 6 мкЗв/год.

Дела рук человеческих

С момента открытия радиоактивности и до 1934 года ученые имели дело только с теми радиоактивными элементами, которые есть в природе. В 1934 году Фредерик и Ирен Жолио-Кюри, исследуя образование свободных нейтронов под действием потока альфа-частиц, обнаружили, что после прекращения облучения алюминиевая мишень продолжает испускать некие частицы (оказавшиеся впоследствии позитронами), поток которых быстро затухал. Так был впервые осуществлен искусственный синтез радиоактивного изотопа:

Образование радиоактивного фосфора было доказано химически: при растворении ставшего радиоактивным алюминия в соляной кислоте вся активность уходила в выделяющийся газ в виде фосфористого водорода. Затем супруги Жолио-Кюри показали и образование других искусственных радиоактивных изотопов: облучением бора альфа-частицами был получен радиоактивный азот, при облучении магния — алюминий. Сбылась мечта алхимиков о превращении одних элементов в другие. Более продуктивным оказалось использование недавно созданных ускорителей заряженных частиц, с помощью которых удалось синтезировать не только множество радиоактивных изотопов известных элементов, но и те элементы, которых в природе не было. Первым из них стал открытый в 1937 году Эмилио Сегрэ технеций, название которого с тех пор указывает на его искусственное происхождение. Потом были франций, астат, затем первые трансурановые элементы — нептуний, плутоний…

Наконец, был открыт, пожалуй, самым мощным источником новых искусственных изотопов: ядерное деление.

Как я выше говорил, для тяжелых ядер цельное существование целого ядра менее выгодно энергетически, чем его разрушение. Тем не менее, ядро остается целым, так как между состояниями «целое ядро» и «отдельные фрагменты» существует значительный энергетический барьер. Вероятность самопроизвольного преодоления такого барьера даже для самых тяжелых ядер — урана, тория, трансурановых элементов — незначительна. Она гораздо больше в случае, если отделяемый фрагмент — альфа-частица, чем обусловлена альфа-активность таких ядер. Но остается очень небольшая вероятность того, что ядро распадется на несколько примерно одинаковых «кусков», которые немедленно разлетятся под действием электростатического отталкивания. Но вероятность деления ядра резко возрастает, если ядро «подогреть», возбудить какой-либо частицей извне. Проще всего это сделать с помощью нейтрона: ему не нужно преодолевать кулоновский барьер. Возбужденное ядро деформируется, а затем разрывается. Важно, что при делении обычно образуются не только «осколки», но и свободные нейтроны, которые также оказываются способны вызвать деление у других ядер. Этот процесс лежит в основе всей ядерной энергетики нашего времени, и он же производит огромное количество самых разнообразных радиоактивных изотопов: ядерные «осколки» могут быть практически любыми, и сможем мы их обнаружить и выделить или нет, определяется только временем их жизни. А мощный поток нейтронов, образующийся в процессе интенсивной ядерной реакции (особенно при ядерном взрыве) способен породить очень тяжелые трансурановые элементы. Такими «детищами ядерного взрыва» стали эйнштейний и фермий. А более легкие плутоний, америций, кюрий и калифорний получаются в реакторах во вполне промышленных количествах.

Переработка облученного ядерного топлива и облучение нейтронами различных элементов в реакторах стали эффективным и дешевым источником практически любых радиоактивных изотопов, позволяющим получать их в любых количествах — от небольших контрольных источников для калибровки карманных дозиметров, идущих вместе с ними в комплекте и не представляющих серьезной опасности, до тех, в луче от которых почти мгновенно погибают даже бактерии, а воздух светится, как лампочка.

А после, слив бензин и запустив реактор…

У радиоактивного изотопа как источника излучения есть одно свойство, что является как достоинством, так и недостатком. Он «работает» сам по себе, ни от чего не завися. «Выключить» радиоактивный источник нельзя — только спрятать за толстый слой свинца.

А вот реакцией деления можно (и нужно) управлять. Условием протекания самоподдерживающейся реакции деления является то, чтобы количества нейтронов, которые рождаются при актах деления, хватало для восполнения как тех нейтронов, которые затрачиваются на само деление, так и тех, которые покинули активную зону, не вызвав деления: были поглощены или захвачены либо просто улетели за ее пределы. Это — условие критичности. Нейтронов образуется больше, чем надо — реакция разгоняется, экспоненциально, лавинообразно наращивая свою интенсивность. Не хватает нейтронов — реакция угасает.

Ядерные реакторы обычно рассматриваются прежде всего как источники нейтронов. Вокруг такого исследовательского реактора (или нескольких) обычно строится целый научный центр, в котором проводятся разнообразные исследования и эксперименты, для которых необходим интенсивный поток нейтронов. Это исследования кристаллической структуры с помощью дифракции нейтронов, различные методы химического анализа, основанные на превращении стабильных элементов в радиоактивные изотопы (нейтронно-активационный анализ), изучение влияния излучения на вещество, включая и биомолекулы и живые организмы в целом, и многое другое.

Одним из вариантов такого реактора является импульсный ядерный реактор. Это почти что атомная бомба в представлении некоторых популяризаторов ядерной физики: «если мы возьмем два куска урана и сложим их вместе, мы получим воронку в полмили диаметром». В импульсном реакторе так и происходит: критическая масса образуется на мгновение, когда один кусок урана быстро пролетает мимо другого. Нейтронная вспышка, которая при этом образуется, может быть тысячекратно более интенсивна, чем нейтронный поток обычного энергетического или исследовательского реактора.

Ядерный реактор — хороший источник нейтронов, но стационарный, дорогой, громоздкий и опасный. В условиях рядовой лаборатории или в полевых условиях для получения нейтронного потока используют либо калифорний-252, генерирующий нейтроны за счет спонтанного деления, либо источники, основанные на реакциях альфа-частиц с бериллием, бором или алюминием. Однако, такие источники малоинтенсивны и неизбежно дают вместе с нейтронами гамма-излучение. Таким источникам есть альтернатива в виде так называемой нейтронной трубки.

Фактически это тоже реактор, только термоядерный: в нейтронной трубке осуществляется реакция ядерного синтеза. Правда, на ее проведение затрачивается гораздо больше энергии, чем выделяется, но нейтронный поток она дает. И главное — выключенная нейтронная трубка практически безопасна (за исключением некоторой активации элементов ее конструкции, да некоторого количества трития внутри трубки) и в этом смысле подобна рентгеновской трубке. Ядерный синтез происходит на мишени из трития под действием ядер дейтерия — дейтронов, ускоряемых газовым разрядом в дейтерии.

Послесловие

Ионизирующая радиация — явление не новое. Вопреки сложившимся в народе представлениям (я в предыдущих статьях уже писал о некоторых мифах на эту тему), доля антропогенных источников излучения в дозе облучения подавляющего большинства людей весьма невелика. Однако именно антропогенные источники представляют наибольшую опасность острого лучевого поражения. Природная радиация в земных условиях практически никогда не угрожает жизни непосредственно — исключением является только работа на разработке некоторых, наиболее богатых, урановых месторождений. А вот искусственные источники уже успели убить немало людей. Это и физики, которые работали с ураном и плутонием и попали под вспышки СЦР, и жертвы бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, и жертвы Чернобыля и других менее известных радиационных аварий. Бывали и случаи, когда людей убивал потерянный или украденный источник излучения, либо когда люди по незнанию оказывались в зоне интенсивной радиации и набирали смертельные дозы за секунды.

Об этом — а вернее, о радиационной безопасности, я расскажу в следующей статье.

Все статьи серии

Радиация: Будни радиохимической лаборатории
Радиация: единицы измерения
Радиация: риски, безопасность, защита

Чем опасен радон и в каких регионах РФ повышенный уровень облучения им? | Экология | Общество

Цифровой измеритель уровня радона. Фото: Commons.wikimedia.org

В нескольких регионах России зафиксированы повышенные дозы облучения радиоактивным газом радоном. В Республике Тыва средняя доза облучения населения природными источниками ионизирующего облучения  равна 5,62 мЗв/год, в Ставропольском крае — 5,77 мЗв/год, в Забайкальском крае — 7,35 мЗв/год, в Еврейской автономной области — 6,55 мЗв/год, в Иркутской области — 5,38 мЗв/год. Об этом сообщает Роспотребнадзор.

В среднем по России суммарная доза облучения населения за счет всех природных источников излучения составляет 3,35 мЗв/год. Примерно 59,5% от этой цифры приходится на ингаляцию изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада в воздухе помещений.

В каких регионах зафиксировано превышение содержания радона в воздухе помещений?

В России содержание радона в воздухе помещений нормируется по показателю среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) изотопов радона, который измеряется в Бк/м³. В жилых и общественных зданиях, которые сдаются после строительства, реконструкции или капитального ремонта, этот показатель не должен превышать 100 Бк/м³, а в эксплуатируемых зданиях — 200 Бк/м³.

В 2019 году в России были обследованы 83 448 зданий на содержание радона в воздухе. По данным Роспотребнадзора, в 10 субъектах России зафиксировано превышение гигиенического норматива среднегодовой ЭРОА радона в строящихся жилых и общественных зданиях в республиках Тыва, Хакасия, Саха (Якутия) и Чувашия, а также в Амурской, Белгородской, Ивановской, Кемеровской, Мурманской и Тамбовской областях.

В 20 регионах страны зарегистрировали превышение норматива среднегодовой ЭРОА в помещениях эксплуатируемых жилых и общественных зданий. Речь идет о республиках Алтай, Башкортостан, Тыва и Саха (Якутия), Амурской, Белгородской, Ивановской, Иркутской, Кировской, Кемеровской, Ленинградской, Магаданской, Новгородской, Свердловской, Тульской. Оренбургской областях, Ставропольском и Забайкальском краях, Еврейской автономной области и городе Москва.

Что такое радон?

Радон — это природный газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса. Он образуется в результате естественного радиоактивного распада урана. Радон может выделяться из почвы, горных пород и строительных материалов, также его обнаруживают в воде. Этот газ радиоактивен: он легко выходит из земли в воздух, где распадается и становится источником ионизирующих излучений. У радона нет стабильных изотопов, наиболее стабильный изотоп (222Rn) имеет период полураспада 3,8 суток.

На открытом воздухе концентрация радона очень низкая, т. к. он разбавляется атмосферным воздухом. По данным ВОЗ, средний уровень радона на открытом воздухе составляет 5-15 Бк/м³. Однако в закрытых помещениях газ может накапливаться, и его концентрация выше. Она зависит от химического состава грунтов под зданием.

Активными источниками радона являются граниты, в которых много урана. В домах, школах и офисах уровни радона могут находиться в диапазоне от 10 Бк/м³ до более чем 10 000 Бк/м³. Самые высокие концентрации обнаруживают в шахтах, пещерах и водоочистных сооружениях. 

На территориях с повышенной потенциальной радоноопасностью содержание радона в воздухе помещений зависит от конструктивных особенностей здания: его уровень обычно выше в подвалах или помещениях, контактирующих с почвой. Также показатель зависит от наличия или отсутствия фундаментной плиты, использованных материалов, типа межэтажных перекрытий, системы вентиляции и пр. Радон может проникать в дома через трещины в полах, щели вокруг труб или кабелей, поры в пустотелых стенах, отстойники или стоки. 

Также концентрация радона в воздухе подвержена влиянию погодных условий. Например, дождевая вода и снежный покров препятствуют его поступлению из почвы в воздух. Кроме того, уровень радона может в одном и том же месте отличаться в зависимости от времени суток или времени года.

Как радон влияет на человеческий организм?

Радон радиотоксичен и канцерогенен. Этот газ и его дочерние продукты дают более половины всей дозы облучения человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды.

В Роспотребнадзоре отмечают, что при облучении радоном не возникает мгновенного раздражающего эффекта: першения в горле, кашля, слезотечения, головной боли и т. п. Однако радон попадает в легкие человека вместе с вдыхаемым воздухом, его ядра и дочерние изотопы распадаются в легочной ткани, что вызывает микроожог. Радиоактивное излучение способствует процессам, приводящим к раку легкого. 

По данным ВОЗ, радон является второй по значимости причиной рака легкого после табакокурения. Он вызывает от 3 до 14% всех случаев рака легких в различных странах (в зависимости от среднего количества содержания радона в воздухе и распространенности курения). При этом отмечается, что вероятность развития рака легкого повышает сочетание воздействия радона и курения. По оценкам ВОЗ, этот риск у курильщиков в 25 раз больше, чем у некурящих. 

Какая концентрация радона опасна?

В ВОЗ отмечают, что нет такой пороговой концентрации радона, ниже которой воздействие газа не несет никакого риска для здоровья человека. Поэтому чем ниже концентрация радона в доме, тем ниже риск развития рака легких.

Исследования, проведенные в Европе, Северной Америке и Китае, показали, что даже низкие концентрации радона, содержащегося в жилых домах, создают риски для здоровья. Вероятность развития рака легких повышается на 16% при увеличении средней концентрации радона на 100 Бк/м³ в течение длительного времени. 

ВОЗ в своем «Руководстве по радону в помещениях» рекомендует странам установить национальный среднегодовой контрольный уровень концентрации радона в размере до 100 Бк/м3, в исключительных случаях — до 300 Бк/м³. В России гигиенический норматив содержания радона в воздухе помещений, как уже было сказано ранее, составляет 100 Бк/м³ или 200 Бк/м³.

В Роспотребнадзоре подчеркивают, что при превышении этих концентраций следует проводить защитные мероприятия. Замер содержания радона в воздухе дома или квартиры проводят специальные аккредитованные лаборатории, которые есть в каждом регионе (например, Центры гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора), а защитные мероприятия разрабатывают специализированные проектные организации.

Как можно снизить содержание радона в доме?

ВОЗ отмечает, что существуют эффективные методы предотвращения образования радона в новых домах и снижения его содержания в эксплуатируемых зданиях. Профилактика должна учитываться при строительстве новых сооружений, в первую очередь в районах, подверженных воздействию радона. Снизить его уровень в эксплуатируемых зданиях можно, если усилить систему вентиляции, увеличить вентиляцию под полом, сделать герметичными полы и стены, предотвратить прохождение радона из подвала в жилые помещения, а также установить систему отстойника газа в подвале или под твердым полом.

Источники радиоактивного излучения: искусственные и естественные

Радиация (лат. – излучение) – поток электромагнитных волн и частиц, способных ионизировать различные вещества. Под термином «ионизация» следует понимать превращение атомов вещества в ионы со знаком «+» или «-» под воздействием радиационных лучей. Источники радиоактивного излучения – предметы, в состав которых входят способные к радиоактивному распаду элементы. При этом они излучают частицы или волны.

Все в нашем мире состоит из мельчайших частиц – атомов. Эти микрочастицы по своему строению подобны солнечной системе. По орбите ядра («солнца») с положительным зарядом передвигаются электроны («планеты»), имеющие отрицательный заряд. Ядро включает в себя позитивно заряженные протоны и нейтроны, которые зарядом не обладают. Если число позитивно заряженных протонов является постоянным, количество нейтрально заряженных нейтронов может меняться.

Подвиды определенного химического элемента, содержащие равное количество протонов и разное — нейтронов, называются «изотопами». При произвольном разрушении таких частиц образуется определенный объем энергии, который передается в виде волн всем окружающим средам. Все источники излучения обладают неодинаковым «запасом» энергии, поэтому они оказывают неравномерное воздействие на тело человека.

Типы ионизирующего излучения

Ежедневно мы сталкиваемся с разнообразными видами радиации, которые отличаются своей проникающей способностью. Зачастую наш организм от этого не страдает. Разберемся, почему так происходит. Известно множество видов радиационного излучения. Чаще всего мы сталкиваемся с такими видами лучей:

• α-излучение – состоит из наиболее крупных α-частиц, которые не в состоянии проникнуть через кожу и задерживаются даже простым листом бумаги. Оно является безопасным для организма, если не поступает внутрь, например, с водой, вдыхаемым воздухом или паром (в бане), через рану,
• β-излучение целиком состоит из электронов. Эти лучи могут проникать в тело на глубину одного-двух сантиметров. Опасно исключительно при прямом контакте или попадании внутрь,
• γ-излучение – электромагнитное коротковолновое излучение, которое характеризуется наибольшей способностью к прониканию в физические тела и передвигается в пространстве со скоростью света. С легкостью попадает в тело человека, препятствовать этому могут только массивные заграждения из бетона или металла,
• Рентгеновское излучение, или х-лучи, – по своим характеристикам сходно с гамма-излучением, но обладает большей энергией.

Источники радиации по своему происхождению могут быть как природными (естественными), так и искусственными (антропогенные, техногенные).

Естественные источники радиации

Различные лучи крайне слабой силы исходят абсолютно из всех предметов и живых организмов. Естественный радиационный фон – привычная среда обитания человека.

Газ радон является главным естественным источником радиации – невидимый, тяжелый, без вкусовых и ароматических качеств. Относится к «благородным», или инертным, газам. Он появляется в связи с распадом других элементов в недрах земли и повсеместно попадает в окружающую среду.

Радон, проникая в тело человека через дыхательную систему, растворяется в крови и достаточно быстро разносится по всем органам и системам, что приводит к внутреннему облучению. Это обусловлено тем, что продукты распада этого радиоактивного источника испускают альфа-лучи. Этот газ значительно тяжелее воздуха и поэтому скапливается во всех подземных постройках (подвалы, шахты и т.д.). Основными источниками радона являются:

• природный газ,
• водопроводная вода,
• некоторые стройматериалы (гранит, изделия из глинозема, щебенка, мраморные плиты и др.),
• земля под зданиями.

Естественные источники радиации из космоса появляются с потоками частиц, излучаемых различными объектами. Это звезды, черные дыры и другие объекты из глубин космоса, способные к термоядерному распаду. Наибольшую часть космического излучения продуцирует Солнце. Несмотря на то, что энергия небесного светила значительно ниже энергии излучения, приходящего к нам от более отдаленных космических объектов, ее опасность значительно выше из-за большей плотности.

Сила космического излучения варьирует в зависимости от географического расположения объекта и его близости к разреженным слоям атмосферы. Так, наиболее подвержены излучению из космоса зоны, которые находятся максимально близко к магнитным полюсам планеты. Это явление объясняется воздействием магнитного поля земли на заряженные частицы. С непосредственно солнечной радиацией немного другая ситуация: максимум ее интенсивности приходится на экваториальные зоны и местности, которые находятся значительно выше уровня мирового океана.

Искусственные источники радиации

Остальные источники радиационного излучения, к сожалению, наиболее опасные, созданы руками человека. Антропогенные радиационные источники представляют собой радионуклиды – заряженные частицы, созданные в ядерных реакторах или ускорителях. Благодаря техническому прогрессу современное общество использует такие вещества в своих, зачастую благих, целях. Искусственные источники излучения(ИИИ) можно разделить на две основные группы.

К первой относятся медицинские источники излучения, применяемые с диагностической целью (рентгеновские аппараты, томографы) и аппараты для лечения онкологических заболеваний (радиотерапевтические установки). Также к этой группе стоит отнести радиоизотопы и их соединения, применяемые как для лечения, так и для диагностики рака.

Вторая группа представлена промышленными ИИИ, которые применяются в энергетической отрасли (атомные электростанции), сельском хозяйстве (селекция, исследование эффективности удобрений), оборонной промышленности (атомоходы). Все они практически безопасны до тех пор, пока находятся под внимательным контролем человека.

Истории известны примеры попадания в окружающую среду огромных объемов радиоактивных веществ во время применения и испытаний ядерного оружия. На данный момент в обществе наиболее остро стоит вопрос обеспечения безопасности атомных электростанций. Это объясняется тем, что во время производства энергии из атомного топлива на всех его этапах разное количество радиационных веществ попадает в окружающую среду. При этом речь идет только о нормально функционирующих атомных станциях. Даже мелкий сбой в работе АЭС может принести непоправимый вред экологии. Достаточно вспомнить о печальной судьбе всем известных Чернобыля и Фукусимы.

Радиация в быту. К большому счастью, радиационный источник – редкий гость в наших домах. Несмотря на это, никогда не стоит забывать об этой невидимой угрозе. “Троянским конем” может оказаться старинная посуда, часы, елочные украшения и даже ювелирные изделия, доставшиеся в наследство от бабушки. Таить в себе опасность может и внутренняя отделка вашего жилища. Например, плитка в ванной комнате может «фонить», если при ее производстве использовалась загрязненная радиацией глина.

Нормы радиации для человека

Существуют ли безопасные дозы радиации? Даже самые минимальные дозы облучения способны приносить вред здоровью, который зачастую является скрытым. Именно по этой причине можно вести речь только о допустимых дозах радиационного излучения. Данные показатели являются общепринятыми, их устанавливают такие организации, как ВОЗ, ООН и пр. Их используют с целью контроля поглощенной дозы радионуклидов у лиц, работающих в условиях повышенной радиационной нагрузки.

К чему приводят разовые высокие дозы облучения:

• 1 зиверт – острая лучевая болезнь,
• 2,5 -4 зиверта — лучевая болезнь средней степени тяжести,
• 3-4 зиверта – тяжелая лучевая болезнь, смерть возможна у 50% облученных,
• более 7 зивертов – 100% смертность,
• свыше 10 зивертов – абсолютная смертельная доза, смерть в течение нескольких дней.

Приборы для измерения уровня радиации

Существуют специальные приборы, способные измерять дозу излучения, – дозиметры. Профессиональные дозиметры имеют высокую точность, большой диапазон регистрируемых лучей, но при этом стоят колоссально дорого. Бытовые дозиметры менее универсальны, но более доступны. Для регистрации газа радона в домашних условиях используют приборы-индикаторы.

Профилактика

На данный момент не существует методов абсолютной профилактики лучевой болезни. Наиболее действенные способы основываются на сокращении времени воздействия излучения, увеличении расстояния человека от радиационного источника и ограничение лучистой энергии путем экранирования тяжелыми металлами и бетонными конструкциями.

Если вы оказались в зоне радиационного загрязнения, то ваша первоочередная задача – как можно быстрее покинуть данную территорию. Когда случается так, что переезд невозможен, свое максимальное внимание следует уделить личной гигиене.

• Во-первых, не покидать убежище (жилье) без особой нужды, в помещении необходимо 2-3 раза в сутки проводить влажную уборку.
• Во-вторых, если вдруг приходится выходить на улицу, надевать максимально светлую одежду, с длинными рукавами, капюшоном и кепкой, по возможности часто принимать душ.

Особое внимание следует уделить питьевой воде: ее нужно отстаивать и фильтровать, как минимум, угольными фильтрами. Продукты питания также требуют тщательной подготовки и обработки: следует исключить из рациона рыбу, печень, грибы и свинину, фрукты и овощи полностью очищать от кожуры, отмачивать в воде, проваривать.

В исследованиях на мышах доказано, что относительно небольшие дозы этилового спирта способны снижать количество поглощенной организмом радиации. С подобной целью лучше потреблять до одного стакана красного сухого вина.

Есть информация, что отечественные ученые разработали противорадиационную вакцину, и она проходит доклинические испытания.

Источники радиации вокруг нас

Многие люди обеспокоены радиационным фоном вокруг, они опасаются мобильных телефонов и микроволновок, но даже не подозревают о действительно опасных предметах.

 

Что мы называем радиацией или излучением?

Радиацией называют потоки энергии, которые распространяются вокруг в виде электромагнитных волн. Радиоволны, микроволновое излучение, обычный свет и рентгеновские лучи — все это имеет отношение к радиации. Но радиоактивными могут быть и природные элементы, которые распадаются в течении десятилетий, излучая частицы энергии — электроны (бета-лучи), протоны (альфа-лучи) и нейтроны.
Чтобы определить уровень негативного влияния радиации на организм, надо учесть два фактора: силу электромагнитного (сколько энергии сосредоточено в источнике) и «энергетического уровня» волн, она напрямую связана с частотой колебаний (высокая частота — больше энергии). Волны или частицы (в физике это одно и то же), которые способны повредить ДНК и ткани организмов называют ионизирующим излучением.
Когда люди обнаружили негативное влияние радиации, они захотели знать на сколько она плохая. Для сравнения были созданы специальные единицы измерения зиверт ( Зв, Sv ), характеризующие равную дозу ионизирующего излучения, поглощенную тканями организма. С точки зрения биологии один зиверт равен 5,5% предполагает вероятность заболеть раком. Восемь зиверт вряд оставят вас в живых.
Пока вы осмысливаете эту информацию у себя в голове, рассмотрим некоторые источники радиации, с которыми вы встречаетесь каждый день.

 

ТОП-13 источников радиации

Бананы

Любой продукт, который имеет температуру, излучает электромагнитные волны, и бананы — не исключение. Но между прочим, бананы содержат природные радиоактивные атомы, а их эквивалентная доза по подсчетам ученых составляет до 0,1 мкЗв или 0,0000001 Зв. Подробней.

 

 

 

 

Сканер в аэропорту и полет на самолёте

В поисках контрабанды эти машины сканируют вас с применением рентгеновских волн, которые достигают 0,015 – 0,88 мкЗв.  С другой стороны, человеку придется пройти через сканер безопасности где-то 1000 или 2000 раз, чтобы получить дозу, как при медицинском снимке грудной клетки. В дополнение, следующее путешествие на самолете обойдется вам примерно в  0,04 мкЗв космической радиации ежеминутно, подробней в статье радиация в самолете.

 

 

Рентген грудной клетки

В зависимости от того, каким устройством у вас будут снимать радиограмму, в клинике вы можете получить дозу примерно в 20 мкЗв.

 

 

 

 

 

Старые телевизоры с ЭЛТ кинескопом

Все экраны являются источником электромагнитного излучения. Нетрудно догадаться, что вы, сидя весь день за монитором, поглощаете часть этой радиации. Но только малая часть излучения (рентгеновские лучи) действительно опасна, и только тогда, когда речь идет о мониторах со старыми кинескопами (ЭЛТ). Экраны на жидких кристаллах и плазменные панели не могут излучать рентгеновский спектр.

Но, если вы все еще используете старую модель с ЭЛТ, то каждый год получаете до 10 мЗв радиации.

 

Вода

Вода — источник жизни, но и она содержит радиоактивные частицы. Наиболее распространенный среди них тритий — изотоп водорода, он формируется в атмосфере под влиянием космической радиации. Однако тритий не представляет никакой угрозы жизни: за год с питьевой водой мы получаем примерно 50 мкЗв.

 

 

 

Цемент

Любите прогулки на свежем воздухе? Если вы живете в городе, то обязательно облучаетесь от окружающих бетонных зданий и дорог. Поскольку цемент занимает второе место по распространению радиации после воды, каждый год от него поступает около 30 мкЗв.

 

 

 

Фоновая радиация Вселенной

Материя пространства-времени заполнена рдеющей энергией. Реликтовое излучение идет с самого момента Большого взрыва, который дал жизнь всему, что мы видим во вселенной. Наша атмосфера останавливает большую часть потока реликтового излучения космоса, однако кое-что все же попадает на землю. Наши тела ежегодно получают от него 0,3 мЗв радиации — это примерно 10 посещений рентген-кабинета.

 

 

 

Мое собственное тело

Наше тело тоже производит достаточно естественной радиации! В основном речь идет о распаде калия (это все бананы!) и изотопов углерода-14. В теле среднестатистического человека можно найти около 30 миллиграммов изотопа калия-40, он распадаясь излучает поток электронов. В результате мы облучаем сами себя дозой в 0,39 мЗв в год.

 

 

 

Матушка Земля

Естественная радиоактивность нашей планеты ответственна почти за 50% тепловой энергии, которую она производит. Все дело в длительных сроках полураспада изотопов урана в коре, а также мантии Земли.

Благодаря этой энергии на планете есть жизнь, а материки продолжают дрейфовать, и в то же время это приводит к ежегодному облучению в 0,48 мЗв.

 

 

Чернобыль

Мир еще долго будет помнить о чернобыльской катастрофе, ведь она привела к невероятным выбросам радиации в окружающую среду. Однако не стоит беспокоиться. На самой станции при участии международного сообщества уже завершается сооружение укрытия, а вокруг, украинские власти планируют открыть экологический заповедник для туристов.

Но если вы все же окажетесь неподалеку, то рискуете получить дозу от 1,7 до 192 мЗв. Просто не задерживайтесь возле мест с повышенным уровнем радиации и следуйте рекомендациям ваших экскурсоводов.

 

 

Ядерный реактор

Если на атомной электростанции вблизи не произошло самое страшное, а именно расплавление активной зоны, считайте, что ничего не случилось. Регламенты ядерной безопасности обеспечивают почти естественный радиационный фон даже во дворе АЭС.

 

 

Открытый космос

Космос, как мы его знаем, не является дружественным для жизни средой. За пределами защитного озонового слоя планеты, уровень космической радиации и ультрафиолетового излучения многократно превышает норму. Шесть месяцев на борту МКС дадут примерно 80 мЗв дополнительной дозы, а шестимесячный перелет на Марс — 250 мЗв (эти данные основаны на исследовании миссии NASA Кьюриосити).

Космическая радиация остается самой большой угрозой для астронавтов в планируемых миссиях.

 

 

Сигареты

Всем нам известно, что сигареты — причина заболевания раком, но знали ли вы, что это также связано с их радиоактивностью?

Ученые говорят, что свинец, который при курении скапливается в легких, приводит к годовой дозе в 160 мЗв. Это тоже самое, если бы вы провели целый год на орбите под космическими лучами.

На самом деле, объем радиации несколько различен и зависит от того, ярый вы курильщик, или только начинаете.

 

Опасные смартфоны и Wi-Fi?

Вы, наверное, заметили, что в наш рейтинг не попали сотовые телефоны, Wi-Fi роутеры и другое беспроводное оборудование. Дело в том, что излучение от этих устройств не имеет прямого деструктивного воздействия на организм человека. Они имеют дело с низкоэнергетическими радиоволнами, которые не способны повредить живой ткани.

Смертельная доза радиации для человека. Как защитить себя от радиации?

Содержание статьи (кликните, чтобы посмотреть)

Откуда появляется природная радиация?

Естественный радиационный фон Земли связан с ее историей и эволюцией биосферы. С момента зарождения нашей планеты она находилась под постоянным влиянием космических излучений.

Колоссальное количество космогенных радионуклидов было задействовано при формировании земной коры. Ученые полагают, что тектонические процессы, расплавленная магма, образование горных систем обязаны своим появлением радиоактивному распаду и разогреву недр.

В местах разломов, сдвигов и растяжений земной коры, океанических впадин радионуклиды выходили на поверхность и появлялись места с мощным ионизирующим излучением. Образования сверхновых звезд также оказывали влияние на Землю – уровень космического излучения повышался на ней в десятки раз.

Правда, сверхновые рождались примерно одни раз в сотни миллионов лет. Постепенно радиоактивность Земли снижалась.

В настоящее время биосфера Земли по-прежнему испытывает воздействие космического излучения, радионуклидов, рассеянных в твердых земных породах, океанах, морях, подземных водах, воздухе и в живых организмов. Совокупность перечисленных составляющих радиационного фона (ионизирующего излучения) принято называть естественным радиоактивным фоном.

Естественная радиоактивность включает несколько компонентов:

Статьи по теме (кликните, чтобы посмотреть)

• космические излучения;
• радиоактивные вещества в составе земных недр;
• радионуклиды в воде, пище, воздухе и стройматериалах.

Естественная радиация является неотъемлемой составляющей природной среды обитания. Честь ее открытия принадлежит французскому ученому А. Беккерелю, который случайно открыл феномен естественной радиоактивности в 1896 году. А в 1912 году австрийский физик В. Гесс открыл космические лучи, сравнив ионизацию воздуха в горах и на уровне моря.

к содержанию ↑

Безопасные дозы радиации: существуют или нет?

Как установил шведский ученый Р. Зиверт еще в 1950 году, облучение не имеет порогового уровня – конкретного значения, при котором у пострадавшего не наблюдаются явные или скрытые повреждения.

Даже минимальные дозы радиации способны вызвать генетические и соматические изменения у человека, которые могут не сразу сказаться на его здоровье и остаться незамеченными в течение определенного промежутка времени. Поэтому абсолютно безопасных показателей радиационного излучения не существует, можно говорить лишь о его допустимых пределах.

к содержанию ↑

Кто устанавливает нормы радиации?

В России нормированием и контролированием радиационного облучения населения занимается Госкомсанэпиднадзор. Именно эта организация устанавливает предельные значения радиации и другие требования по ее ограничению, руководствуясь действующим законодательством и следующими документами:

• НРБ-99 – «Нормы радиационной безопасности»;
• ОСПОР-99 – «Основные санитарные правила обращения с радиоактивными веществами и др. источниками излучений».

В постановлениях СанПиНа учтены рекомендации международных организаций, занимающихся вопросами радиационной безопасности населения: ВОЗ, ООН, НКДАР, МАГАТЭ, МОТ, АЯЭ, ОЭСР. Введенные нормативы не учитывают естественное излучение, уровень которого в зависимости от региона может колебаться от 0,05 мкЗв/ч и до 0,2 мкЗв/ч, а также на внутреннее облучение человека, возникающего за счет содержащегося в клетках организма природного калия.

к содержанию ↑

Для чего нормируют радиационное излучение?

Основная цель нормирования природного и техногенного облучения – охрана здоровья всего населения и людей, которые в силу своей профессии постоянно работают с источниками радиации. Принимаемые меры обеспечивают безопасность человека, и снижают до минимума возможность получения им как явных облучений в виде ожогов, лучевой болезни и опухолей, так и скрытых последствий – мутирования хромосом и появления у потомства генетических заболеваний.

к содержанию ↑

Какие нормы в радиации существуют?

Радиационное облучение возникает по причине как внешнего, так и внутреннего заражения организма радионуклидами. Поступая вместе с пищей, водой и воздухом, они вместе с кровью разносятся по всему организму, накапливаются в тканях и отдельных органах, вызывая их повреждения.

В связи с этим, введено новое понятие – поглощенная доза, которая измеряет среднее количество радионуклидов, поглощенных организмом человека. Для основного населения она не должны превышать:

• за один год – 1 мЗв;
• за всю жизнь (70 лет) – 70 мЗв.

Если рассчитать мощность облучения в час, разделив годовую норму на количество часов в году, получится 0,57 мкЗв/ч. Но это верхний предел, для человека наиболее безопасный уровень должен быть в два раза меньше – до 0,2 мкЗВ/ч.

к содержанию ↑

Чем проверить уровень радиации?

В домашних условиях можно измерить радиационное излучение с помощью специальных приборов – дозиметров, которые в течение нескольких минут определяют мощность бета- и гамма-излучения и поглощаемую дозу радиации в час. Альфа-частицы, улавливают только профессиональные дозиметры и непосредственно рядом с источником облучения.

А вот, газ радон, можно обнаружить и бытовым датчиком радона.

Все существующие на нашей планете живые организмы так или иначе постоянно подвергаются постороннему влиянию на них радиоактивных веществ. Однако некоторые их этих веществ являются естественными облучениями, которые выделяются из природных залежей, космических реакций и радиоактивных волн.

Другой же тип радиоактивного влияния попадает в организм живых существ по причине технического развития и постоянного функционирования на планете большого количества заводов, фабрик, биологических станций и химических производств.

Так или иначе, каждое существо, которое населяет планету Земля, является жертвой радиоактивного влияния и радиационного фона. Сила и количество такого облучения зависит напрямую от характера контакта с ионизирующим веществом и его концентрацией на определенном участке территории.

К примеру, если человек будет долгое время проживать непосредственно в зоне повышенной нормы радиационного фона, он скорее всего вскоре будет страдать некими заболеваниями и жизнь его не будет длинной. Проживет такой человек в два-три раза меньше, нежели тот, который на протяжении своей жизни облучается в норме.

Мнение эксперта

Тарасов Дмитрий Тимофеевич

Мастер спорта по альпинизму. Автор научных статей на тему выживания в условиях дикой природы

Влияние допустимой дозы радиации для человека на организм также может зависеть от образа жизни живого существа, его питания, профилактических мероприятий и генетической предрасположенности к восприятию радиации.

Радиационный фон и допустимый уровень природной радиации в стандартной терминологии определяют общий уровень радиации, который выделяется в процессе естественного излучения природных источников, космических процессов и земных тел. Радиационный фон и естественный фон радиации в рентгенах также включает в себя уровень радиации, который повышается в результате деятельности человека и рассеивается по мере своего производства в биосфере, окружающей планету.

Следует сказать о том, что на определение радиационного фона и допустимого значения радиационного фона для человека не влияют такие факторы, как количество радиации, которое получают люди, работающие непосредственно на заводах или фабриках с ионизирующими веществами, а также тот уровень радиации, который применяется человечеством в целях лечения или диагностики различных заболеваний (рентген).

к содержанию ↑

Какие бывают виды радиационного фона?

Ввиду того, что радиационный фон и норма радиации мкр/ч для человека могут формироваться по целому ряду причин и от разных источников, ученые сегодня могут выделить несколько его разновидностей:

• Естественный фон радиации – тот, который формируется вследствие излучения природных пород, космических тел, естественных природных процессов. Естественный радиационный фон в норме составляет до 10 рентген.
• Искусственный радиационный фон – появляется и накапливается в результате техногенной деятельности человека.
• Технологический фон радиации – максимально повышенный и видоизмененный радиационный фон, который чаще всего регистрируется при возникновении техногенных катастроф и выброса в атмосферу повышенного количества ионизирующих веществ.

Следует сказать, что в общепринятой терминологии и научных источниках ученые выделяют две основные группы радиационного фона: естественный и искусственный.

Что является естественным фоном радиации? Основной объем радиационного фона состоит, по общепринятым подсчетам и статистическим исследованиям, из естественного излучения. При этом на человека могут оказывать влияния радиационные излучения из природных пород, космических взрывов и воздушных тел, подземных источников и некоторых элементов коры.

Важно отметить, что внутри человеческого организма также содержится немалое количество радионуклидов, обладающих радиационным фоном.

Из этого следует, что человек всю свою жизнь находится под воздействием внутренней и внешней радиации и нормального радиационного фона. Однако лучевая болезнь может развиться только от особенно сильного и агрессивного радиационного воздействия.

Естественные источники радиации и допустимая доза радиации для человека в год поражают человеческий организм примерное на 78% от общей массы получаемого облучения.

к содержанию ↑

Что такое внешний и внутренний радиационный фон?

Как уже было сказано выше, человеческий организм постоянно находится под влиянием сразу нескольких радиационных полей и систем. И хотя количество получаемого облучения и нормы радиации, как правило, не превышают дозволенных и безопасных норм, все же стоит разобраться в том, какой радиационный фон влияет на жизнедеятельность и в чем он обычно измеряется.

Различают следующие типы радиационного излучения:

• Облучение внешнего типа. Этот радиационный фон и безопасная доза радиации для человека находится за пределами человеческого организма. Избежать такого облучения практически невозможно, так как человек на протяжении своей жизни постоянно находится в разных радиоактивных полях и так или иначе получает определенные дозы радиации. Контролируемым радиационным полем могут быть гамма-лучи или же рентген, через который проходит каждый без исключения человек. Альфа-излучение в случае внешнего радиационного фона имеет настолько слабое влияние, что оно не учитывается при диагностических проверках и измерениях силы наружного радиационного фона и нормы радиации для человека.
• Радиационный фон внутреннего типа. Эта доза радиации и допустимые дозы радиации согласно таблице могут восприниматься человеческим организмом в случае появления или длительного нахождения в его организме вещества или элемента с радиоактивным влиянием.

Стоит сказать о том, что внутренний радиационный фон нельзя никак устранить или снизить до тех пор, пока вещество с повышенной активностью естественным путем не распадется или же не будет устранено и выведено из тела. Чему в рентгенах равен естественный фон радиации? Важным моментом в этой ситуации является то, что характер влияния на организм такого излучения и тяжесть его повреждений зависит напрямую от самого элемента, силы его излучения, энергии и периода, необходимого для полного или частичного распада.

к содержанию ↑

Виды радиационного фона

Их необходимо знать, чтобы суметь оценить, где и когда могут встречаться дозы, смертельные для организма человека.

1. Естественный. В дополнение к внешним источникам, в организме есть внутренний источник – природный калий.
2. Технологически измененный естественный. Его источники – природные, однако искусственно обработанные. Например, это могут быть извлеченные из недр земли природные ископаемые, из которых впоследствии были изготовлены стройматериалы.
3. Искусственный. Под ним понимают загрязнение земного шара искусственными радионуклидами. Начал формироваться с развитием ядерного оружия. Составляет 1-3% от естественного фона.

Существуют списки городов России, в которых количество лучевых воздействий стало аномально высоким (из-за техногенных катастроф): Озерск, Северск, Семипалатинск, посёлок Айхал, город Удачный.

к содержанию ↑

Как измеряют

Измерять могут либо на местности, либо – если измерение проводится с медицинскими целями — в тканях организма.

Измеряют дозиметрами, которые через несколько минут показывают мощность различных видов излучения (бета и гамма), а также поглощаемую дозу в час. Альфа-лучи бытовые приборы не улавливают.

Потребуется профессиональный, при измерении необходимо, чтобы прибор находился рядом с источником (сложно, если нужно измерить уровень излучения из земли, на которой уже построено строение). Для определения количества радона используют бытовые радиометры радона.

к содержанию ↑

Единицы измерения

Часто можно встретить «радиационный фон в норме составляет 0,5 микрозиверт/час», «норма – до 50 микрорентген в час». Почему единицы измерения разные и как они соотносятся друг с другом. Значение часто может совпадать, например, 1 Зиверт = 1 Грей. Но у многих единиц разное смысловое наполнение.

Всего существует 5 главных единиц:

1. Рентен – единица является внесистемной. 1 Р = 1 БЭР, 1 Р примерно равен 0,0098 Зв.
2. БЭР – это устаревшая мера измерения того же самого, доза, воздействующая на живые организмы как рентгеновские или гамма-лучи мощностью 1 Р. 1 БЭР = 0,01 Зв.
3. Грей – поглощенная. 1 Грей соответствует 1 Джоулю энергии излучения на массу 1 кг. 1 Гр = 100 Рад = 1 Дж/кг.
4. Рад – внесистемная единица. Также показывает дозу поглощенной радиации на 1 кг. 1 рад – это 0,01 Дж на 1 кг (1 рад = 0,01 Гр).
5. Зиверт – эквивалентная. 1 Зв, составляющий 1Гр равен 1 Дж/1 кг или 100 БЭР.

Для примера: 10 мЗв (миллизивертов) = 0,01 Зв = 0,01 Гр = 1 Рад = 1 БЭР = 1 Р.

к содержанию ↑

Поглощенная доза

Она показывает, какое количество радионуклидов было поглощено организмом.

Допустимые дозы облучения согласно НРБ-99:

1. За год – до 1 мЗв, что составляет 0,57 мкЗв/ч (57 микрорентген/час). За любые пять лет подряд – не более 5 мЗв. В год — не более 5 мЗв. Если человек получил дозу облучения за год 4 мЗв, за прочие четыре года должно быть не более 1 мЗв.
2. За 70 лет (берется как средняя продолжительность всей жизни) – 70 мЗв.

Обратите внимание: 0,57 мкЗв/ч – это верхнее значение, считается, что безопасно для здоровья – в 2 раза меньше. Оптимально: до 0,2 мЗв/час (20 микрорентген/час) – именно на эту цифру и стоит ориентироваться.

Внимание: эти нормы радиационного фона не учитывают естественный уровень, который колеблется в зависимости от местности. Порог для жителей равнин будет ниже.

Мнение эксперта

Тарасов Дмитрий Тимофеевич

Мастер спорта по альпинизму. Автор научных статей на тему выживания в условиях дикой природы

Это пределы для гражданского населения. Для профессионалов они в 10 раз выше: допустимо 20 мЗв/год за 5 лет подряд, при этом необходимо, чтобы в один год выходило не более 50.

к содержанию ↑

Разновидности радиационного излучения

На естественный радиационный фон влияет количество элементарных частиц, которые ранее попали на местность или предмет и продолжают поступать из различных источников.

Современная наука различает такие виды излучения, которые непосредственно влияют на естественный радиационный фон:

1. Гамма-излучение. Представляет собой поток микрочастиц с нейтральным зарядом. Обладает высокой проникающей способностью. Этот тип радиации наиболее губителен для всего живого. Защитой от рентгеновских лучей являются материалы, обладающие тяжелыми ядрами. Они задерживают гамма-частицы, становясь источником излучения.
2. Бета-излучение. Его носителем являются более крупные частицы со средней проникающей способностью. Являясь потенциально опасными для людей, бета-лучи задерживаются в тонком слое металла, древесины и камня.
3. Альфа-излучение. Является потоком тяжелых положительно заряженных частиц. Несут в себе мощный ионный заряд, обладающий разрушительным действием для клеток живых тканей. Что касается человека, то альфа-частицы поражают только внешний слой кожи. Преградой для них является даже одежда.

На земле источниками излучения, создающими естественный и искусственный радиационный фон, являются солнце, звезды, горные породы и промышленные объекты, возведенные человеком. Создают уровень заражения изотопы таких химических элементов, как йод, уран, радий, стронций, кобальт, цезий и плутоний.

Зная, что такое радиация, можно успешно защищаться от такого опасного для жизни и здоровья явления.

к содержанию ↑

Искусственная радиация на земле

Это явление представляет собой превышение естественного природного фона вследствие деятельности человека. История освоения атома начитывает несколько десятилетий. Поскольку эта область промышленности еще до конца не освоена, риск возникновения нештатных ситуаций достаточно велик.

виды, опасность, последствия, единицы измерения, приборы

Радиация – это способность отдельных частиц к излучению или распространению энергии в пространство. Сила такой энергии является очень мощной и оказывает воздействие на вещества, в результате чего появляются новые ионы с разными зарядами.

Радиоактивность – это свойство веществ и предметов выделять ионизирующее излучение, т.е. они становятся источниками радиации. Почему так происходит?

Что такое изотопы и период полураспада?

Практически всегда частицы с ионизирующим излучением выпадают из атомного ядра различных химических элементов. При этом ядро находится в стадии радиоактивного распада. Только радиоактивные элементы могут выпускать ионизирующие частицы. Часто один и тот же элемент может иметь разные варианты существования – изотопы, которые подразделяются на стабильные и радиоактивные.

Каждому радиоактивному изотопу отведено определенное время для жизни. Когда ядро распадается, оно испускает частицу, и дальше процесс не идет. Периодом полураспада называют время жизни радиоактивных изотопов, за которое распадается половина их ядер. Если допустить, что все радиоактивные элементы полностью распадутся, то радиоактивность исчезнет. Однако периоды полураспада бывают самыми разными – от нескольких долей секунд до продолжительных миллионов лет.

Радиоактивные изотопы в природе образуются естественным путем (уран, калий, радий) или могут появляться искусственно – в результате деятельности человека при строительстве АЭС, проведении ядерных испытаний.

Виды радиации (излучения)

По сочетанию таких свойств, как состав, энергия и проникающая способность, выделяют следующие виды ионизирующего излучения:

• излучение альфа-частиц – обладает сильной ионизацией – это достаточно тяжелые ядра гелия с положительным зарядом,
• излучение бета-частиц – это поток заряженных электронов, по проникающей способности значительно превосходит альфа-частицы,
• гамма-излучение – похоже на видимый световой поток, а по своей природе – это короткие волны электромагнитного излучения, способные проникать в окружающие предметы,
• рентгеновское излучение – электромагнитные волны с меньшей энергией, чем гамма-излучение. Солнце – естественный и не менее мощный источник рентгеновских лучей, но слои атмосферы обеспечивают защиту от солнечного излучения,
• нейтроны – электрически нейтральные частицы, которые возникают около работающих атомных реакторов. Доступ на такую территорию всегда ограничен.

Опасность разных видов радиационного излучения для человека

В качестве мощного источника излучения, опасного для здоровья и жизни человека, может выступать совершенно любой радиоактивный предмет или вещество. И в сравнении со многими другими возможными опасностями радиацию невозможно почувствовать, увидеть. Определить ее уровень можно только специальными приборами. Влияние радиационного излучения на здоровье человека зависит от его конкретного вида, периода времени и частоты воздействия.

Гамма-излучение для человека считается самым опасным. Альфа-излучение, хотя и обладает малой проникающей способностью, опасно в случае попадания альфа-частиц непосредственно в организм человека (в легкие или пищеварительную систему). При излучении бета-частиц необходимо защитить кожные покровы человека и не допустить их попадания внутрь.

При работе с рентгеновским оборудованием необходимо соблюдать меры защиты, поскольку излучение от него является мутагенным фактором, что приводит к мутации генов – изменению генетического материала клетки.

Все перечисленные виды радиационного излучения могут вызывать у человека:

• серьезные заболевания – лейкоз, рак (легких, щитовидной железы),
• инфекционные осложнения, нарушение обмена веществ, катаракту,
• генетические нарушения (мутации), врожденные пороки,
• выкидыши и бесплодие.

Последствия воздействия радиации на организм человека

Помимо появления различных заболеваний последствия радиационного излучения могут быть с летальным исходом:

• при единственном посещение территории вблизи мощного естественного или искусственного источника радиации,
• при постоянном получении доз облучения от радиоактивных предметов – при хранении дома антикварных вещей или драгоценных камней, получивших дозу радиации.

Заряженные частицы отличаются активным взаимодействием с разными веществами. В некоторых случаях от радиации защитит обычная плотная одежда. К примеру, альфа-частицы самостоятельно не проникают через кожу, но они опасны, если попадают вовнутрь – тогда на ткани концентрируется облучение изнутри.

Радиация наибольшее влияние оказывает на детей, что вполне объяснимо с научной точки зрения. С клетками, находящимися в стадии роста и деления, ионизирующее излучение вступает в реакцию быстрее. Тогда как у взрослых – деление клеток замедляется или даже приостанавливается, и воздействие излучения ощущается значительно меньше. Для беременных женщин крайне нежелательно и недопустимо получить ионизирующее излучение. В этот период внутриутробного формирования клетки растущего организма маленького человечка особенно восприимчивы к проникающей радиации, поэтому даже слабое или кратковременное ее воздействие негативно отразится на развитии плода. Для всех живых организмов радиация вредна. Она разрушает и повреждает структуру молекул ДНК.

Может ли радиация передаваться как болезнь – от человека к другим людям?

Многие люди уверены, что контактировать с облученными лицами опасно, поскольку есть вероятность заразиться. Такое мнение ошибочно – радиация оказывает воздействие на человеческий организм, но радиоактивных веществ в нем не образуется. Человек не становится источником излучения. Общаться с больными, страдающими от лучевой болезни или других заболеваний, появившихся в результате облучения, можно напрямую, без средств индивидуальной защиты. Лучевая болезнь от человека к другим людям не передается.

Опасными являются радиоактивные предметы с определенным зарядом и энергией – они становятся источниками излучения при непосредственном контакте.

Единицы измерения радиации и ее предельные нормы

Для получения результатов измерений важно учесть интенсивность радиации, определяя опасность самого ее источника и оценивая период времени, который можно провести около него без негативных последствий. Исследованиями и реакциями радиационного излучения на живые организмы занимался в Швеции ученый Рольф Зиверт. Именно в его честь названа единица измерения доз ионизирующего излучения – зиверт (Зв/час) – это величина энергии, которую поглощает один килограмм биологической ткани за один час, равная по воздействию полученной дозе гамма-излучения в 1 Гр (грэй). К примеру, облучение в 5 – 6 зивертов для человека смертельно.

Кроме определения единицы измерения Зиверт установил, что радиационное излучение не имеет конкретного нормативного уровня безопасности. Даже получив минимальную дозу радиации, у человека возникают генетические изменения и заболевания. Они могут не сразу проявиться, а лишь спустя определенный (длительный) промежуток времени. В такой ситуации, когда не существует абсолютных безопасных показателей ионизирующего излучения, устанавливаются его предельно допустимые нормы.

На территории России функции нормирования и контроля над радиационным облучением населения возложены на Госкомсанэпиднадзор. В соответствии с действующим законодательством и нормативной документацией он устанавливает пределы допустимых значений радиации, а также иные требования для ее ограничения.

Безопасным принят уровень радиации, не превышающий 0,5 микрозиверт в час – это максимально допустимый предел дозу облучения. Если его значение составляет 0,2 микрозиверта в час, то для человека это благоприятные условия – радиационный фон находится в пределах нормы. Поглощенная доза облучения имеет свойство накапливаться в человеческом организме. Однако для основной массы обычного населения в течение года значение не должно превышать 1 миллизиверта, за всю жизнь в среднем – не более 70 миллизивертов (из расчета на 70 лет).

Как измерить уровень радиации?

В обычной повседневной жизни предусмотрен только единственный способ определить уровень радиации – измерить ее специальным прибором – дозиметром. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться услугами специалистов. Дозиметры фиксируют ионизирующее излучение за определенный промежуток времени в дольных единицах – микро — или милизивертах в час.

Бытовые модификации приборов незаменимы для тех, кто стремится защитить себя от негативного влияния радиации. Дозиметром измеряют мощность дозы радиации в конкретном месте, где он находится или обследуют им определенные предметы – продукты питания, детские игрушки, строительные материалы и т.д. Полезно применять дозиметр:

• для проверки радиационного фона в своем доме или квартире, особенно при покупке нового жилья,
• для проверки территорий в походах, путешествиях по незнакомым удаленным местам,
• для проверки земельного участка, предполагаемого для дачи, огорода,
• для проверки грибов и ягод в лесу.

Очистить территорию или предметы от радиации без специальных средств невозможно, поэтому, когда дозиметром выявлены потенциально опасные источники излучения, их нужно избегать.

Оптимальный выбор дозиметра

Все приборы подразделяются на 2 группы:

• для профессионального использования,
• индивидуальные (бытовые).

Между собой они отличаются по 2 параметрам:

• величине погрешности измерения,

Для профессиональных приборов она не должна превышать 7%, а для бытовых может составлять и 30%.

• максимальному значению измерений.

Профессиональные дозиметры работают в диапазоне измерений от 0,05 до 999 мкЗв в час, тогда как индивидуальные в основном определяют дозы облучения не более 100 мкЗв в час.

Дополнительной функцией дозиметров каждого типа является режим поиска и звуковой сигнализации. На панели прибора задается определенное значение уровня радиации и при его обнаружении он издает звуковой сигнал, что очень удобно для большинства ситуаций, в том числе и для поиска опасных радиоактивных предметов.

В каких местах обязательно проводятся замеры радиации?

В некоторых местах общий фон радиации всегда превышает средние значения:

• в горных районах,
• в салонах и кабинах самолетов, космической техники.

Природным источником излучения является газ радон. Он находится в почве, не имеет запаха и цвета. Может проникать в помещения и даже в легкие человека. По этой причине важно отслеживать радиационный фон постоянно.

В целях контроля обязательно проводятся замеры уровня радиации:

• на территориях, предусмотренных под строительство,
• на объектах завершенного строительства при их сдаче в эксплуатацию,
• в зданиях и помещениях при их реконструкции или капитальном ремонте.

Что такое радиационное заражение и когда оно происходит?

Радиационное заражение территории выявляется в тех случаях, когда на местности обнаружены опасные источники ионизирующего излучения. Реально это возможно в двух вариантах:

• в результате концентрации радиоактивных веществ при ядерном взрыве. В окружающую среду попадают радиоактивные изотопы под воздействием мгновенного гамма-излучения.
• в результате рассеивания радиоактивных частиц при техногенных авариях – утечках из ядерных реакторов, при повреждениях транспортировки или хранения радиоактивных отходов, при случайных потерях из промышленных и медицинских хранилищ.

В век развития информационных технологий и обилия компьютерной техники многих людей волнует вопрос о том, что компьютер является источником радиации. На самом деле это совсем не так. Небольшими дозами излучения по рентгеновскому типу отличались старые электролучевые мониторы (как и телевизоры старого поколения). Современные жидкокристаллические и плазменные дисплеи не обладают радиоактивными свойствами.

Поделиться:

Вода и радиация

РАДИАЦИЯ. СТРАХИ РЕАЛЬНЫЕ И ЛОЖНЫЕ 

Э. Кэбин

 

В 1895 г. Вильгельм Рёнтген открыл рентгеновские лучи, а в 1896 г. Антуан Беккерель открыл радиоактивность. Так началось изучение процессов и излучений, о существовании которых человечество до этого и не подозревало. Не подозревало и то, что чудодейственные свойства некоторых источников, связаны с какими-то таинственными лучами. А ведь использование целебных источников для лечения разных болезней 

насчитывало не одно столетие. В 1903 г. Джозеф Томсон, человек который открыл электрон (1897 г.), сделал еще одно открытие. Он зафиксировал радиоактивность колодезной воды. Позже оказалось, что воды многих известных курортных источников тоже радиоактивны. В 1898 г. Пьер и Мария Кюри открыли радий. Радиоактивность целебной воды была объяснена «эманацией радия» (радиоактивным газом, который мы сегодня называем радоном).

Решили, что без радона вода мертва. Только радон делает ее живой. Вода без радона, что атмосфера без кислорода. Врачи перечисляли болезни, которые лечит эта живая вода: различных форм подагры и ревматизма , невралгию, желудочную диспепсию, хронический понос, хронические поражения кожи. Радиоактивность предотвращает безумие, вызывает благородные   эмоции, замедляет  приход старости   и  позволяет  радоваться жизни.

 

Рис. 1. «Целебная» вода

Однако воду из целебных источников приходилось использовать на месте. Бутилированная вода не долго сохраняла свои свойства. Радон из бутылок улетучивался в атмосферу и довольно быстро распадался. Решение было найдено. Например, в продажу поступили бутылочки с раствором радия (в основном радия-226). В каждой бутылочке 60 см2 воды с растворенным в ней 2 мкг радия. Радий постоянно распадался, образовывался радон. Целебные свойства сохранялись долго. Только через 1600 лет количество радия, соответственно и радона, должно было уменьшиться вдвое. Рекомендовалось выпивать по бутылочке после еды. 

Мало того, в 1920-х и начале 1930-х, в продажу,  например в США, поступили содержащие радий  мази, косметические кремы, зубные пасты (считалось, что они помогают против кариеса и улучшают пищеварение), беруши, шоколадные батончики, мыло, суппозитории, и даже противозачаточные средства.

Возникшей модой начали пользоваться жулики, которые не докладывали в свои продукты «радиоактивности», а то и вовсе вместо радия использовали обычную землю. Чтобы прекратить это безобразие, американская медицинская ассоциация установила строгие стандарты (действовали с 1916 г. по 1929 г.). Устройства, насыщающие радоном воду, должны были обеспечивать образование радона в количестве не менее 2 мкКи радона на литр воды за 24 часа.

Энтузиазм, однако, постепенно начал уменьшаться. Оказалось, что потребление «живой воды» может приводить к печальным последствиям. Нашумела история Эбена Байерса, известного бизнесмена из Питтсбурга, спортсмена — чемпиона США по гольфу среди любителей. Байерс заботился о своем здоровье и выпивал по три бутылочки радиевой воды в день, пока он не умер от отравления радием в апреле 1932 года.

Давайте разберемся, что же пил несчастный Байерс и не только он. В каждой бутылочке было 2 мкг радия-226. Активность такого количества радия 2 микрокюри (2 мкКи). 

2 мкКи = 2 x 3.7• 10⁴ беккерелей (Бк) = 7.4• 10⁴ распадов/с = 74 кБк.  

 Воды в бутылочке 60 см³, соответственно удельная активность водички по радию 1230 кБк/литр. А теперь сравним.

«Высокое содержание радионуклидов обнаружено в водопроводной воде в населенных пунктах префектуры Фукусима. Пробы воды, взятые 20 марта в деревне Иетате, показали содержание по йоду-131 – 965 Бк/литр, что более чем в три раза превышает предельно допустимую норму для взрослых – 300 Бк/л».

Но это еще не все. Радий-226 распадаясь испускает альфа-частицы и образуется радиоактивный радон-222 (период полураспада ~3.8  дн). Гарантированно через месяц активность образующегося радона достигнет максимального значения и будет такая же как у радия  – 74 кБк (1230 кБк/л). Это на много больше, чем в водах известного с начала XX чешского курорта Яхимов (6.3 кБк/л ). Практически синхронно с радоном будет расти активности «дочерних» изотопов (полоний-218, свинец-214, висмут-214, полоний-214) и их активности достигнет тех же 74 кБк.  Цепочка распадов выглядит так

²²⁶Ra → ²²²Rn → ²¹⁸Po → ²¹⁴Pb → ²¹⁴Bi → ²¹⁴Po → ²¹⁰Pb → ²¹⁰Bi → ²¹⁰Po → ²⁰⁶Pb.

У свинца-210 период полураспада относительно большой (22.3 года) и его активность будет расти заметно медленнее, достигнув половины активности своих предшественников через 22. 3 года. Его «дети» (висмут-210 и полоний-210) будут вести себя похожим образом; и в первые годы их будет относительно не много. (Более подробно распады радия и его «наследников» описаны здесь.)

Таким образом в «коктейле», которым «поправлял» свое здоровье Байерс были альфа-излучатели (радий-226, радон-222, полоний-218, полоний-214) и бета-излучатели (свинец-214, висмут-214). Кроме того, в процессе цепочки распадов излучались и гамма-кванты. Какую дозу получил Байерс в процессе этой «терапии», остается только догадываться. Ясно, что огромную.

Опасность для здоровья больших доз радиации с годами становилась все очевидней. В процессе работы над атомными проектами, во время взрывов атомных бомб, дозы, которые порой получали люди были настолько велики, что люди погибали через несколько дней, а то и часов после облучения. Накапливалась статистическая информация о связи доз облучения с различными заболеваниями, в частности онкологическими. Причинно-следственная связь между дозами облучения и состоянием здоровья становилась несомненной.

Немного о дозах.

Дозы бывают разного типа – экспозиционная, поглощенная, эквивалентная. Единицы измерения доз тоже разные – рентген и кулон/кг, рад и грей, зиверт и бэр. Бытовые дозиметры показывают мощность дозы в микрорентгенах в час (мкР/час), а, например, в сообщениях об аварии в микрозивертах в час (мкЗв/час) или миллизивертах в час (мЗв/час). Хотя экспозиционная доза не тоже самое, что эквивалентная доза, в большинстве случаев, представляющем интерес для непрофессионалов, можно пользоваться соотношением:

100 мкР ≈ 1 мкЗв,
100 бэр = 1 Зв.

 Мощность дозы в Москве обычно 13-15 мкР/час.

 

Рис. 2. Вклад различных компонент естественной радиации в радиационную нагрузку человека.

Облучение делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека. 

Если у Вас есть дозиметр и Вы решили померить уровень радиации, например, в Москве, то дозиметр скорее всего Вам покажет 13-15 мкР/час. Такая мощность дозы, к стати, и на рабочих местах ядерного практикума физического факультета МГУ. Однако в Москве Вы можете найти места и поинтереснее. Недавно натолкнулся на сообщение, что где-то в Москве дозиметр показал аж 37 мкР/час. Ах-ах, – затрепетали блоггеры, – это много. Подозреваю, что рядом просто было что-то, может из гранита или шлакобетона. Вы боитесь гранита? А он ведь «светит» сильнее, чем обычная деревяшка.

Годовая средняя доза жителей Земли за счет всех источников оценивается в 2400 мР = 2.4 мЗв. Однако эта цифра мне напоминает «среднюю температуру по больнице». Уровень земной радиации неодинаков в различных районах. Так, например, в 200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 260 мЗв в год. Посчитаем сколько покажет там наш дозиметр 

(260 мЗв/год ≈ 0.03 мЗв/час = 30 мкЗв/час ≈ 3000 мкР/час). На юго-западе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе, вдоль которой тянутся монацитовые пески, богатые торием. Эта группа лиц получает в среднем 3.8 мЗв в год на человека, а дозиметр у них показывал бы за 40 мкР/час.

Вы летаете на самолете? Я иногда летаю. Однажды из любопытства взял с собой дозиметр. На крейсерской высоте ~10  км он показал 250  мкР/час. Летел я 10 часов. Соответственно средняя мощность дозы, которой я подвергался за сутки, была около 110 мкР/час.

Вклад космических лучей в индивидуальную эквивалентную дозу на уровне моря составляет около 15% или примерно 40% внешнего облучения от природных источников. При подъеме на 1500 м вклад космических лучей удваивается.  Это около 600 мкЗв/год. Мощность дозы за счет космического излучения зависит от широты и активности Солнца.

Рис. 3. Зависимость дозы от космического излучения от высоты	Рис. 4. Зависимость мощности дозы от широты Для разных высот и состояния солнечной активности

Так что шерпам, которые живут в горах на высоте до 4000 м, мощность дозы в 40 мкР/час не показалась чем-то необычным. И так каждый день. Да что там шерпы, спросите у французов или финнов, которые живут в местностях, где много гранита, что показывают их дозиметры.

 

Рис. 5. Шерпы

 

— Я слышал, такие бывают языки… такие оленьи… Я понимаю, что…

— Сколько?

— Кило.

— Они в банках.

— Одна… Нет, две… Или три… Чтоб уже сразу. Ну, если вам все равно — четыре.

— Вы их не будете есть. Они своеобразного посола.

— Тогда одну.

— Одна.

— Две. Себе и на работе.

— Нельзя. Только вам.

— Ну, да, я съем сам. Вы сможете посмотреть.

— Одна.

— Нет. Две. Вдруг подойдет. Я тут же — вторую.

— Две.

— Нет, одна. Денег не хватит.  

Михаил Жванецкий

 

А Вы ели оленину? Говорят вкусно. Сейчас напугаю.

В мясе оленей накапливается до 14 Бк/кг свинца-210 и до 1.4 Бк/кг полония-210, которые они получают поедая лишайники, концентрирующие эти радионуклиды из воздуха. В организм населения в районах Крайнего Севера России, США, Канады и в Скандинавских странах, питающегося мясом оленей, в среднем поступает 3.7 Бк/сут полония-210, что в 10 раз превышает уровень поступления этого радионуклида в «нормальных» районах. Повышенное поступление сопровождается усиленным накоплением их в органах и тканях. В костях коренных жителей Крайнего Севера концентрация полония-210 в среднем составляет 21 Бк/кг, что обуславливает годовую поглощенную дозу, которая примерно в 35 раз выше, чем в среднем по планете. 

Испугались? А я попробую, если языки достану. А вот и рецепт из Финляндии.

В другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру. 

Свинец-210 и полоний-210 концентрируется в рыбе и моллюсках. Люди, потребляющие много   морепродуктов, могут получить относительно высокие дозы облучения.

Однако, человеку необязательно есть оленину, кенгурятину или моллюсков чтобы стать радиоактивным. Основную дозу внутреннего облучения «средний» человек получает за счет радиоактивного калия-40. Этот нуклид имеет очень большой период полураспада (1.28•109 лет) и сохранился на Земле со времени своего образования (нуклеосинтеза). В естественной смеси калия 0.0117% калия-40. В теле человека массой 70 кг содержится приблизительно 140 г калия и соответственно 0.0164 г калия-40. Это 2.47•1020 атомов, из них каждую секунду распадается около 4000, т.е удельная активность нашего тела по калию-40 составляет ~60 Бк/кг. Доза, которую получает человек за счет калия-40, около 200 мкЗв/год, что составляет около 8% годовой дозы. 

Вклад космогенных изотопов (в основном это углерод-14), т.е. изотопов, которые постоянно образуются под действием космического излучения, невелик, меньше 1% от естественного радиационного фона.

Наибольший вклад (40-50% общей экспозиционной годовой дозы человека) дают радон и продукты его распада. (Подробно о радоне и не только Вы можете почитать в курсе лекций И.Н. Бекмана.) Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрации в наружном воздухе существенно различается для различных точек Земного шара. 

Радон постоянно образуется в глубинах Земли, накапливается в горных породах, а затем постепенно по трещинам перемещается к поверхности Земли. 

Естественная радиоактивность воздуха, в основном обусловлена выделением из почв газообразных продуктов радиоактивных семейств урана-радия и тория – радон-222, радона-220,  радона-219 и продуктами их распада, находящимися, главным образом, в аэрозольной форме. 

В глубинных грунтовых водах радона заметно больше, чем в поверхностных водостоках и водоемах. Например, в подземных водах его концентрация может изменяться от 4-5 Бк/л до 

3-4  МБк/л, то есть в миллион раз.

Если воду для бытовых нужд выкачивают из глубоко залегающих водяных пластов, насыщенных радоном, то высокая концентрация радона в воздухе достигается даже при приеме душа. 

Так, при обследовании ряда домов в Финляндии, было выяснено, что всего за 22 минуты пользования душем концентрация радона достигает величины, которая в 55 раз превышает предельно допустимую концентрацию. 

Концентрация радона может зависеть от времени года. Так, выделение радона в Павловске (под Петербургом) в среднем составляет весной, летом, осенью и зимой 9.6, 24.4, 28.5 и 19.2 Бк/м3•ч соответственно. 

Если в строительстве производстве применяют такие материалы как гранит, пемза, глинозем, фосфогипс, красный кирпич, кальциево-силикатный шлак, источником радоновой радиации становится материал стен. 

Дозы за счет ингаляции радона и продуктов его распада при пребывании человека в помещении определяются особенностями конструкции зданий, используемых строительных материалов, систем вентиляции и т.п. В некоторых странах цены на жилье формируются с учетом величины концентрации радона в помещениях. 

Многие миллионы европейцев живут в местах, традиционно имеющих высокий радоновый фон, например, в Австрии, Финляндии, Франции, Испании, Швеции и получают в 10-20 раз большую природную дозу облучения по сравнению с жителями Океании, где выделения радона пренебрежимо малы. 

Отношение людей к той или иной опасности определяется степенью осведомленности о ней. Есть опасности, о которых люди попросту не подозревают. 

Что же делать, если Вы узнали «страшную» тайну, что живете в местности, где много радона. Кстати, концентрацию радона Вам никакой бытовой дозиметр не измерит. Для этого существуют специальные приборы. Пропускайте питьевую воду через угольный фильтр. Вентилируйте помещения.

Рис 6. Часы с циферблатом и стрелками выпуска до 1962 г.

Вы задумывались почему постоянно светятся циферблаты и стрелки некоторых приборов, в частности часов? Они светятся благодаря радиолюминисцентным краскам, которые содержат радиоактивные изотопы. До 80-х годов в них в основном применялись радий или торий. Мощность дозы вблизи таких часов около 300 мкР/час. С такими часами вы вроде бы как летите в современном самолете, там ведь тоже радиационная нагрузка приблизительно такая же. 

В первый период эксплуатации первых американских атомных подводных лодок, при нормальной работе реакторных установок, дозиметристами было отмечено некоторое превышение нормы облучения экипажа лодок. Обеспокоенные специалисты проанализировали радиационную обстановку на корабле и пришли к неожиданному выводу: причиной являлись радиолюминесцентные циферблаты приборов, которыми в избытке были оснащены многие корабельные системы. После сокращения количества приборов и замены радиолюминофоров радиационная ситуация на лодках заметно улучшилась. 

В настоящее время в радиолюминесцентных источниках света для бытовых приборов применяется тритий. Его бета-излучение небольшой энергии почти полностью поглощается защитным стеклом.

Сильно загрязняет природные воды деятельность горно-обогатительных комбинатов. 

Ежегодно из хвостохранилищ на Курской магнитной аномалии в водную систему района выносится 4 т. урана и 35 т. тория. Этот объем радиоэлементов относительно свободно достигает водоносных горизонтов в связи с тем, что хвостохранилища располагаются в пределах влияния зон повышенной проницаемости земной коры. 

Анализы питьевой воды г. Губкин показали, что содержание в ней урана в 40 раз, а тория в 3 раза больше, чем в воде г. Санкт-Петербурга.

Непривычно воспринимать как источники радиационного воздействия угольные электростанции на органическом топливе. Радионуклиды из сгоревшего в топке котла угля поступают во внешнюю среду или через трубу вместе с дымовыми газами или с золой и шлаками через систему золоудаления.

Годовая доза в районе вокруг ТЭС на угле составляет 0.5-5 мбэр.

Некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов. на каждый гигаватт-год вырабатываемой ими электроэнергии приходится коллективная эффективная доза в три раза большая аналогичной дозы облучения от электростанций, работающих на угле. 

Как это ни парадоксально, но величина коллективной эффективной эквивалентной дозы облучения от АЭС при нормальной эксплуатации в 5-10 раз ниже, чем от угольных электростанций.

Приведенные цифры относятся к безаварийной работе реакторов современных АЭС.

 

 

Рис. 7. Вклад различных компонентов в полную радиационную нагрузку человека.

Среди всех источников ионизирующего излучения, влияющих на человека, медицинские занимают лидирующее положение. 

Среди них, как в масштабах использования, так и в плане лучевой нагрузки на население, была и остается рентгеновская диагностика, на долю которой приходится около 90% всей медицинской дозы. 

В результате медицинского облучения население каждый год получает приблизительно такую же дозу, какой исчисляется весь радиационный груз Чернобыля в интеграле за 50 лет с момента возникновения этой крупнейшей мировой техногенной катастрофы.

Общепризнанно, что именно рентгенология располагает наибольшими резервами оправданного снижения индивидуальных, коллективных и популяционных доз. ООН подсчитано, что уменьшение доз медицинского облучения всего на 10%, что вполне реально, по своему эффекту равносильно полной ликвидации всех других искусственных источников радиационного воздействия на население, включая атомную энергетику. Доза медицинского облучения населения России может быть снижена примерно в 2 раза, то есть до уровня 0.5 мЗв/год, который имеет большинство индустриально развитых стран. 

Ни последствия испытаний ядерного оружия, ни развитие атомной энергетики не оказали существенного влияния на дозовую нагрузку, причем вклад этих источников в облучение постоянно снижается. Вклад от природного фона постоянен. Постоянна и доза от флюорографии и рентгеновской диагностики человека. Вклад радона в дозовую нагрузку в среднем на треть меньше флюорографии.

Жизнь на Земле возникла и продолжает развиваться в условиях постоянного облучения. Неизвестно, могут ли существовать наши экосистемы без постоянного (и как некоторым кажется – вредного) радиационного воздействия на них. Неизвестно даже можем ли мы безнаказанно снижать дозу, получаемую населением от различных источников излучения. 

На Земле есть территории, где многие поколения людей живут в условиях природного радиационного фона, превышающего средний по планете показатель на 100% и даже на 1000%. Например, в Китае есть местность, где уровень естественно гамма-фона обеспечивает жителям за 70-летний период жизни 385 мЗв, что превышает уровень, требующий переселения жителей, принятый после аварии на Чернобыльской АЭС. Однако смертность от лейкоза и рака в этих районах ниже, чем в районах с низким фоном, а часть населения этой территории – долгожители. Эти факты подтверждают, что даже значительное превышение среднего уровня радиации в течении многих лет может не оказывать отрицательного влияния на организм человека; более того, в областях с высоким радиационным фоном уровень здоровья населения достоверно выше. Даже в урановых шахтах только при получении дозы более 3 мЗв в месяц достоверно возрастает заболеваемость раком легких.

К радиации применим физиологический закон Ардна-Шульца: слабая стимуляция оказывает активизирующее действие, средняя – нормализующее, сильная – ингибирующее, сверх сильная – подавляющее и повреждающее. Все мы знаем от каких недугов помогает аспирин. Но я не завидую тому, кто проглотит сразу всю пачку. Так и с препаратами йода, бездумное применение которых может привести к неприятным последствиям. Так и с радиацией, которая может как лечить, так и калечить. Постоянно появляются работы, свидетельствующие о том, что малые дозы облучения не только не вредны, а скорее, наоборот, повышают защитно-приспособительные силы организма.

На естественную радиацию мало кто обращает внимания. Население, как правило, охотно идет на рентгеновские процедуры, при этом нередко за секунды получая дозу облучения, в десятки раз превышающую суммарное годовое облучение. Но люди легко «ведутся» на «страшилки», которыми их потчуют некомпетентные, недобросовестные, а иногда просто неадекватные  «эксперты» и журналисты.

Как отметил академик РАМН Леонид Ильин:

«Трагедия в том, что народ не знает медицинских вопросов… В этом смысле события в Японии могут быть печальными. Особенно после того, как появляются инсинуации про 120 тысяч случаев рака, и возникает паника у людей. То же самое было с Чернобылем. Чем только не пугали. По заключениям серьезных ученых, основные последствия Чернобыля – это, прежде всего, социально-психологические последствия, затем социально-экономические и уже на третьем месте – радиологические».

 

Источники

• О.И. Василенко, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Ж.М. Селиверстова, А.В. Шумаков. Радиация.
• И.Н. Бекман. Радон: враг, врач, волонтер.
• И.Н. Бекман. Радиоактивность и радиация.
• В.И. Бойко, Ф.П. Кошелев. Что необходимо знать каждому человеку о радиации.
• И. А. Леенсон. Радиоактивность внутри нас.
• И.К. Романович, С.А. Кальницкий, Л.А. Иванова, Н.М. Вишнякова, Т.В. Пономарева, Ю.О. Якубовский-Липский. Современное состояние, проблемы и перспективы развития радиационной безопасности в медицине. Медлайн Экспресс, № 2 (178) 2005 с. 35-39.
• Радиолюминесценция.
• Paul W. Frame. Radioactive Curative Devices and Space.
• Radioactive Quack Cures.
• Мнения экспертов

 

 

РАДОН И РАДИОАКТИВНОСТЬ ВОДЫ

Установлено, что основной радиационный фон на нашей планете (по крайней мере, пока) создается за счет естественных источников излучения. По данным ученых доля естественных источников радиации в суммарной дозе, накапливаемой среднестатистическим человеком на протяжении всей жизни, составляет 87%. Оставшиеся 13% приходятся на источники, созданные человеком. Из них 11.5% (или почти 88.5% «искусственной» составляющей дозы облучения) формируется за счет использования радиоизотопов в медицинской практике. И только оставшиеся 1.5% являются результатом последствий ядерных взрывов, выбросов с атомных электростанций, утечек из хранилищ ядерных отходов и т.п (см. также «Комментарии» к разделу «Радиологические показатели качества воды»

Среди естественных источников радиации «пальму первенства» уверенно держит радон, обуславливающий до 32% общей радиационной дозы.

Что же такое радон? Это радиоактивный природный газ, абсолютно прозрачный, не имеющий ни вкуса, ни запаха. Газообразный радионуклид радон-222 (наряду с йодом-131, тритием (3Н) и углеродом-14) не обнаруживаются стандартными методами. При наличии обоснованного подозрения на наличие вышеперечисленных радионуклидов, в частности радона, необходимо использовать для измерений специальное оборудование.

В чем опасность радона? Будучи газом, он попадает в организм человека при дыхании и может вызвать пагубные для здоровья последствия, прежде всего — рак легких. По данным Службы Общественного Здоровья США (US Public Health service) радон — вторая по серьезности причина возникновения у людей рака легких после курения.

Радон образуется в недрах Земли в результате распада урана, который, хоть и в незначительных количествах, но входит в состав практически всех видов грунтов и горных пород. В процессе радиоактивного распада уран превращается в радий-226, из которого, в свою очередь, и образуется радон-222. Особенно велико содержание урана (до 2 мг/л) в гранитных породах. Соответственно в районах, где преимущественным породообразующим элементом является гранит, можно ожидать и повышенное содержание радона. Радон постепенно просачивается из недр на поверхность, где сразу рассеивается в воздухе, в результате чего его концентрация остается ничтожной и не представляет опасности.

Проблемы возникают в случае, если отсутствует достаточный воздухообмен, например, в домах и других помещениях. В этом случае содержание радона в замкнутом помещении может достичь опасных концентраций. Так как радон попадает в здания из земли, то на западе при строительстве фундаментов в «радоноопасных» районах широко применяют специальные защитные мембраны, препятствующие просачиванию радона. Однако даже применение этих мембран не дает стопроцентной защиты. В случае, когда для снабжения дома водой используются скважины, радон попадает в дом с водой и также может скапливаться в значительных количествах в кухнях и ванных комнатах. Дело в том, что радон очень хорошо растворяется в воде и при контакте подземных вод с радоном, они очень быстро насыщаются последним. В США уровень содержания радона в грунтовых водах колеблется от 10 до 100 Беккерелей на литр (См. «Единицы измерения»), в отдельных районах доходя до сотен и даже тысяч Бк/л.

Растворенный в воде радон действует двояко. С одной стороны, он вместе с водой попадает в пищеварительную систему, а с другой стороны, люди вдыхают выделяемый водой радон при ее использовании. Дело в том, что в тот момент, когда вода вытекает из крана, радон выделяется из нее, в результате чего концентрация радона в кухне или ванной комнате может в 30-40 раз превышать его уровень в других помещениях (например, в жилых комнатах). Второй (ингаляционный) способ воздействия рабона считается более опасным для здоровья.

Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) рекомендует в качестве рекомендованной предельную величину содержания радона в воде на уровне 300 pCi/l (что составляет 11.1 Бк/л — см. «Единицы измерения»), что однако не нашло пока отражения в американском национальном стандарте качества воды (этот параметр не нормируется). В недавно вышедших российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/кг.

Можно ли бороться с радоном в воде? Да и достаточно эффективно. Один из наиболее результативных методов борьбы с радоном — аэрирование воды («пробулькивание» воды пузырьками воздуха, при котором практически весь радон в прямом смысле «улетает на ветер»). Поэтому тем, кто пользуется муниципальной водой беспокоиться практически не о чем, так как аэрирование входит в стандартную процедуру водоподготовки на городских водоочистных станциях. Что же касается индивидуальных пользователей скважинной воды, то исследования, проведенные USEPA, показали достаточно высокую эффективность активированного угля. Фильтр на основе качественного активированного угля способен удалить до 99.7% радона. Правда со временем этот показатель падает до 79%. Использование же перед угольным фильтром умягчителя воды на ионообменных смолах позволяет повысить последний показатель до 85%.

 

 

Какой уровень радиации является безопасным?

Специалисты сайта www.dozimetrov.net выяснили……..

См. также «Радиация и радиоактивность» mirprognozov.ru  

Как известно, в небольших дозах радиация не оказывает практически никакого воздействия на состояние здоровья. Всё, что нас окружает, создает естественный радиационный фон: растения, земля, вода, почва, солнечные лучи. Но это вовсе не значит, что ионизирующего излучения не следует бояться вовсе. Радиация безопасна только тогда, когда она в норме. Так какие же нормы считать безопасными?

 

Нормы общей радиационной безопасности помещений

Помещения с точки зрения радиационного фона считаются безопасными, если содержание в них частиц тория и радона не выходит за пределы 100 Бк на один кубический метр. Кроме того, радиационную безопасность можно оценить по разности эффективной дозы радиации в помещении и за его пределами. Она не должна выходить за рамки 0.3 мкЗв в час. Подобные измерения может провести каждый желающий — для этого достаточно купить персональный дозиметр.

На уровень радиационного фона в помещениях сильно влияет качество материалов, используемых в строительстве и ремонте зданий. Именно поэтому перед проведением строительных работ специальные санитарные службы выполняют соответствующие замеры содержания радионуклидов в стройматериалах (например, определяют удельную эффективную активность радионуклидов). В зависимости от того, для какой категории объекта предполагается использовать тот или иной строительный материал, допустимые нормы удельной активности варьируются в достаточно широких пределах:

• Для стройматериалов, используемых в возведении общественных и жилых объектов (I класс) эффективная удельная активность не должна превышать значения в 370 Бк/кг.
• У материалов для зданий II класса, то есть производственных, а также для строительства дорог в населенных пунктах порог допустимой удельной активности радионуклидов должен находиться на отметке 740 Бк/кг и ниже.
• Дороги вне населенных пунктов, относящиеся к III классу должны возводиться с использованием материалов, удельная активность радионуклидов в которых не выходит за рамки 1,5 кБк/кг.
• Для строительства объектов IV класса могут применяться материалы с удельной активностью радиационных компонентов не более 4 кБк/кг.

Специалисты сайта www.dozimetrov.net выяснили, что на сегодняшний день стройматериалы с более высокими показателями содержания радионуклидов не допускаются к использованию.

 

 

Рис. Нормы радиационной безопасности описаны в НРБ-99

 

Какую воду можно пить?

Предельно допустимые нормы содержания радионуклидов установлены и для питьевой воды. Вода допускается для питья и приготовления еды, если удельная активность альфа-радионуклидов в ней не превышает 0.1 Бк/кг, а бета-радионуклидов — 1 Бк/кг.

 

Нормы поглощения радиации

Известно, что каждый предмет способен поглощать ионизирующее излучение, находясь в зоне действия источника радиации. Не исключение и человек — наш организм поглощает радиацию ничуть не хуже, чем вода или земля. В соответствии с этим разработаны нормативы поглощенных ионочастиц для человека:

• Для основного населения допустимая эффектная доза в год составляет 1 мЗв (в соответствии с этим ограничивается количество и качество диагностических медицинских процедур, которые оказывают радиационное воздействие на человека).
• Для персонала группы А усредненный показатель может быть выше, но в год не должен выходить за пределы 20 мЗв.
• Для рабочего персонала группы Б допустимая эффективная годовая доза ионизирующего излучения должна быть в среднем не более 5 мЗв.

Существуют также нормы эквивалентной дозы облучения за год для отдельных органов человеческого организма: хрусталика глаза (до 150 мЗв), кожи (до 500 мЗв), кистей, стоп и т.п.

 

Естественное излучение

Естественное излучение встречается повсюду. Радиацию можно найти в почве, в воздухе и воде, а также в нас самих. Поскольку это происходит в нашей естественной среде, мы сталкиваемся с ним каждый день через пищу, которую мы едим, воду, которую мы пьем, и воздух, которым мы дышим. Он также присутствует в строительных материалах и предметах, которые мы обычно используем.

Есть три группы естественного излучения, в основном в зависимости от того, откуда оно исходит.Во-первых, это радиация в почвах и скалах, называемая исконной или земной. Кроме того, существует космическое излучение, которое называется космическим или космогенным. Третий — созданный людьми, что-то созданное людьми, которое иначе не существовало бы, или что-то, что содержит больше излучения, чем обычно (усиленное), потому что люди что-то с этим сделали.

Было подсчитано, что люди в США получают около 6,2 мЗв ежегодно из всех этих источников (Источник таблицы: NCRP 160, 2009).

Годовая расчетная доза излучения в США на человека

Источник	Средняя годовая эффективная доза (мбэр)
Радон и другие радионуклиды, которые мы едим, пьем или дышим	257
Излучение от почвы, горных пород, строительных материалов	21
Космическое / космогенное излучение	33
Искусственные источники	311
Всего	622

Большая часть получаемой нами дозы излучения поступает от природных источников — большая часть из них — от радона (обсуждается в следующей части).Следующая по величине доза — от медицинского излучения. Наименьшая доза, которую мы получаем (<1%), связана с выбросами атомной электростанции и выпадениями в результате прошлых взрывов атомных бомб.

Люди, которые часто летают, задаются вопросом о дополнительном облучении, которое они получают от полета. Это зависит от нескольких факторов, в том числе от того, как долго длится полет, от того, насколько высоко летит самолет и, конечно же, от того, как часто человек летает. Некоторые из приблизительных доз при полете на высоте 36000 футов:

• Нью-Йорк — Лос-Анджелес туда и обратно = 4 мбэр
• Нью-Йорк — Париж туда и обратно = 6 мбэр
• Нью-Йорк — Лондон туда и обратно = 6 мбэр
• Лос-Анджелес — Париж туда и обратно = 10 мбэр
• Лос-Анджелес — Чикаго туда и обратно = 2 мбэр

Радон

Радон — это бесцветный газ без запаха, который можно найти в почве и камнях под домами, в колодезной воде и в строительных материалах.Радон находится в почве, потому что почва содержит естественный уран, который в конечном итоге распадается до газообразного радона. Радон может попасть в наши дома из почвы через любые трещины или дыры в фундаменте и из водопровода. Допустимая концентрация радона в системах водоснабжения строго регулируется; Таким образом, радон, поступающий в ваш дом с земли, может представлять опасность.

Радон может представлять опасность, если он концентрируется до высоких уровней при попадании в дом. Мы строим наши новые дома так, чтобы они были очень экономичными и хорошо изолированными, и, поскольку мы это делаем, обмен воздуха на улице будет незначительным, если мы не откроем двери или окна.Это дает радону возможность накапливаться, если он может попасть в дом. Это один из факторов, определяющих активность радона в домах — может ли он попасть в дом? Другой фактор — это то, сколько выходит из-под земли. Определенные типы почв — например, с высоким содержанием известняка — имеют более высокую концентрацию выделяемого радона.

Конечно, радон присутствует и в естественном наружном воздухе, но он разбавлен всем доступным воздухом. Агентство по охране окружающей среды (EPA) провело национальное исследование в Соединенных Штатах и ​​определило, что средняя концентрация воздуха в помещении (1.3 пикокюри радона на литр воздуха) примерно в три раза выше средней концентрации наружного воздуха (0,4 пикокюри на литр). Средняя концентрация в воздухе в помещении в три раза меньше рекомендуемого предела (4,0 пикокюри на литр). Несмотря на то, что в среднем мы можем ожидать, что в нашем доме будет около 1,3 пикокюри на литр радона, по оценкам EPA, почти в 1 из каждых 15 домов в США наблюдается повышенный уровень радона.

Поскольку радон представляет собой газ, он вдыхается в наши легкие, когда мы дышим.Хотя большая часть радона затем выдыхается, часть, которая остается в легких в виде радона (а затем в виде продуктов радиоактивного распада, которые образуются из радона), облучает легкие. Мы также получаем радиоактивные материалы в наши легкие, когда вдыхаем продукты радиоактивного распада радона в воздухе, которым мы дышим. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, радон и продукты его распада могут вызывать до 21 000 случаев рака легких каждый год — второе место после курения сигарет.

Если у вас есть проблемы и вы хотите получить дополнительную информацию или узнать, как контролировать уровень радона в вашем доме, посетите веб-сайт EPA ( WWW.epa.gov).

,

Европейский атлас естественной радиации

Карты Атласа

Вы знаете, что такое естественное ионизирующее излучение?

Где найти естественные источники ионизирующего излучения?

Каковы уровни естественного ионизирующего излучения в Европе?

Знаете ли вы пути ионизирующего излучения?

Природные радионуклиды, как земные, так и космогенные, мигрируют в окружающей среде разными путями: воздух, вода, камни, почва и пищевая цепь.Затем радионуклиды могут попадать в организм человека при приеме внутрь (пища и питьевая вода) и при вдыхании, вызывая так называемое внутреннее облучение. Внешнее облучение происходит из-за космического излучения и радионуклидов земного происхождения, присутствующих в почве, камнях и строительных материалах.

Первый в истории подробный Европейский Атлас естественной радиации использует информативные тексты, потрясающие фотографии и поразительные карты, чтобы ответить и объяснить эти и другие вопросы. Этот Атлас призван предоставить справочные значения и согласованные данные для научного сообщества и национальных компетентных органов.В то же время он должен помочь населению познакомиться с естественной радиоактивной средой.

Откройте для себя Европейский атлас естественной радиации

Онлайн-версия Скачать публикацию

Пояснительный видеоролик также доступен здесь:

,

Типы и источники излучения

Некоторые типы излучения обладают достаточной энергией, чтобы сбивать электроны со своих орбит вокруг атомов, нарушая баланс электронов и протонов и придавая атому положительный заряд. Электрически заряженные молекулы и атомы называются ионами. Излучение, которое может производить ионы, называется ионизирующим излучением.

Существует много видов ионизирующего излучения. Ниже приведены некоторые из них:

Естественный радиационный фон

Радиация всегда была и повсюду вокруг нас.Жизнь возникла в мире, содержащем значительные уровни ионизирующего излучения. Наши тела адаптированы к этому.

В следующем разделе описаны источники естественного радиационного фона. Для получения информации об уровнях доз от этих источников посетите страницу «Дозы радиации» и информационный бюллетень по естественному фоновому излучению.

Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации (НКДАР ООН) определяет четыре основных источника воздействия естественной радиации на население:

• космическое излучение
• земное излучение
• ингаляция
• проглатывание

Облучение космическим излучением

Внешняя атмосфера Земли постоянно бомбардируется космическим излучением.Обычно космическое излучение состоит из быстро движущихся частиц, которые существуют в космосе и происходят из множества источников, включая Солнце и другие небесные явления во Вселенной. Космические лучи в основном состоят из протонов, но могут быть и другими частицами или волновой энергией. Некоторое количество ионизирующего излучения проникает в атмосферу Земли и поглощается людьми, что приводит к естественному облучению.

Дозы от естественных источников излучения различаются в зависимости от местоположения и привычек.Высотные районы получают больше космической радиации. На следующей карте показано, как уровни космической радиации меняются в зависимости от высоты над уровнем моря, долготы и широты в Северной Америке.

Годовая эффективная доза космического излучения вне помещений для Северной Америки (в микрозивертах) Источник: Gratsky et al., 2004

Облучение земной радиацией

Состав земной коры является основным источником естественной радиации.Основной вклад вносят природные месторождения урана, калия и тория, которые в процессе естественного распада выделяют небольшое количество ионизирующего излучения. Уран и торий «повсеместны», что означает, что они встречаются практически везде. Следы этих минералов также обнаруживаются в строительных материалах, поэтому воздействие естественной радиации может происходить как в помещении, так и на открытом воздухе.

Вдыхание

Большинство изменений в воздействии естественной радиации происходит в результате вдыхания радиоактивных газов, которые производятся радиоактивными минералами, обнаруженными в почве и коренных породах.Радон — это бесцветный радиоактивный газ без запаха, который образуется при распаде урана-238. Это инертный газ, что означает, что он не вступает в реакцию с окружающим веществом. Поскольку радон не вступает в реакцию, он может легко перемещаться вверх через землю в атмосферу. Торон — это радиоактивный газ, вырабатываемый торием. Уровни радона и торона значительно различаются в зависимости от местоположения в зависимости от состава почвы и коренных пород. Попав в воздух, эти газы обычно растворяются в атмосфере до безвредного уровня, но иногда они попадают в ловушки и накапливаются внутри зданий, где их вдыхают обитатели.Газ радон представляет опасность для здоровья не только добытчиков урана, но и домовладельцев, если он накапливается в доме. В среднем это самый крупный источник естественного радиационного облучения. Более подробную информацию о газе радоне и средствах борьбы с ним можно найти на веб-сайте Министерства здравоохранения Канады.

Воздействие при приеме внутрь

Незначительные количества радиоактивных минералов естественным образом содержатся в продуктах питания и питьевой воде. Например, овощи обычно выращивают в почве и грунтовых водах, содержащих радиоактивные минералы.Попадая в организм, эти минералы вызывают внутреннее воздействие естественной радиации.

Радиоактивные изотопы природного происхождения, такие как калий-40 и углерод-14, обладают теми же химическими и биологическими свойствами, что и их нерадиоактивные изотопы. Эти радиоактивные и нерадиоактивные элементы используются в строительстве и поддержании нашего тела. Природные радиоизотопы постоянно подвергают нас воздействию радиации. В приведенной ниже таблице указано количество радиоактивности калия-40, содержащегося примерно в 500 граммах различных пищевых продуктов.Беккерель — это единица радиоактивности, равная одному превращению (распаду) в секунду.

Бразильские орехи также содержат радий-226 (от 19 до 130 Бк на 500 грамм).

Таблица 1: Содержание калия-40 в продуктах питания

Продукты питания	Беккерель (Бк) на 500 граммов
Красное мясо	56
Морковь	63
Белый картофель	63
банан	65
Лимская фасоль	86
Бразильский орех	103
Источник: Справочник по радиационным измерениям и защите , Бродский, А.CRC Press 1978

Человеческое тело также содержит несколько радиоактивных изотопов. В таблице ниже содержится список некоторых изотопов, которые естественным образом содержатся в организме.

Таблица 2: Радиоактивные изотопы в организме (70 кг взрослого)

Изотоп	Количество радиоактивности в Бк
Уран	2.3
торий	0,21
Калий-40	4 000
Радий-266	1,1
Углерод-14	3,700
Тритий	23
Полоний-210	40

Искусственные источники излучения

Атмосферные испытания

Атмосферные испытания атомного оружия с конца Второй мировой войны и до конца 1980 года выбросили в воздух радиоактивный материал, называемый радиоактивными осадками.Когда радиоактивные осадки упали на землю, они были включены в окружающую среду. Большая часть радиоактивных осадков имела короткий период полураспада и больше не существует, но некоторые продолжают распадаться по сей день. Люди и окружающая среда с каждым годом получают все меньшие и меньшие дозы радиоактивных осадков.

Медицинские источники

Радиация имеет множество применений в медицине. Наиболее широко используются рентгеновские аппараты, которые используют излучение для поиска сломанных костей и диагностики заболеваний.Рентгеновские аппараты регулируются Министерством здравоохранения Канады и властями провинции. Другой пример — ядерная медицина, в которой радиоактивные изотопы используются для диагностики и лечения таких заболеваний, как рак. Эти применения ядерной медицины, а также связанное с ними оборудование регулируются CNSC. CNSC также лицензирует те реакторы и ускорители частиц, которые производят изотопы, предназначенные для медицинского и промышленного применения.

На этом изображении показаны примеры медицинских источников излучения, включая рентгеновские лучи, компьютерную томографию, ядерную медицину и ускоритель частиц, производящий изотопы.

Промышленные источники

Радиация имеет множество промышленных применений, от ядерных датчиков, используемых для строительства дорог, до датчиков плотности, которые измеряют поток материала через трубы на заводах. Он также используется в детекторах дыма и некоторых светящихся в темноте знаках выхода, а также для оценки запасов на нефтяных месторождениях. Излучение также используется для стерилизации, в которой используются большие, хорошо экранированные облучатели. Все эти виды использования лицензированы CNSC.

На этом изображении показаны примеры промышленных источников излучения, включая ядерные датчики, детектор дыма и светящийся знак выхода из темноты.

Ядерный топливный цикл

Атомные электростанции (АЭС) используют уран для запуска цепной реакции, в результате которой образуется пар, который, в свою очередь, приводит в действие турбины для выработки электроэнергии. В рамках своей обычной деятельности АЭС выделяют регулируемые уровни радиоактивного материала, которые могут подвергать людей воздействию низких доз радиации. Точно так же урановые рудники, заводы по изготовлению топлива и установки с радиоактивными отходами выделяют некоторую радиоактивность, которая способствует дозе облучения населения.

На этом изображении показаны примеры ядерного топливного цикла, включая добычу урана, желтый кек, топливные стержни и атомную электростанцию.,

Естественная радиация | Статья о естественной радиации от The Free Dictionary

В: Третья международная конференция IBC по естественной радиации, Международная конференция IBC, Лондон, Великобритания. Радон, как правило, является самым большим источником естественного радиационного облучения из-за следующих характеристик: Для населения устанавливаются допустимые на международном уровне пределы для дополнительных доз. фоновой или естественной радиации. Предел установлен в размере одного миллизиверта в год. Представителем Кувейта на мероприятии был специалист Министерства здравоохранения по естественной радиации Абдулхалим Шафик Аль-Боббо, который сказал, что на семинаре обсуждалась концепция ядерной безопасности и ее законодательная база.«Мы считаем, что наиболее важным моментом для обеспокоенных пассажиров является соблюдение соответствующей точки зрения: эффективная доза облучения, полученная пассажиром во время проверки, сопоставима с тем, что тот же пассажир получит за 12 секунд во время самого полета или от двух минут естественного радиационного облучения «. Источники излучения К естественным источникам излучения на земле относятся наземные источники, такие как радон в воздухе, космическое излучение из космоса и даже распад калия в организме человека.По его словам, девяносто девять процентов испытуемых получали менее 2,4 миллизиверта в год, что эквивалентно дозе, которую большинство людей во всем мире получает от естественной радиации в окружающей среде. Но свежие научные исследования только что авторитетно подтвердили предыдущие предупреждения о том, что высокая уровни естественного радиационного загрязнения древних водных отложений, удерживаемых водоносным горизонтом, представляют значительный риск массового рака. Устройство позволяет учащимся увидеть миниатюрные следы пара, созданные естественным излучением или «космическими лучами», и может помочь им разобраться в концепциях которые обычно не видны невооруженным глазом.По какой-то причине природа устроила так, что мы должны сосуществовать в гармонии с естественным излучением. Наблюдения за схемами ветра и естественной радиацией на Марсе с помощью марсохода НАСА Curiosity помогают ученым лучше понять окружающую среду на поверхности Красной планеты. радиация в воздухе, почве и атмосфере, а также от других искусственных источников ионизирующего излучения. ,