Що потрібно знати про радіацію

1. Що таке радіація, як вона з'являється і як «працює»?
2. Радіація з'явилася у нас після Чорнобиля?
3. Тобто опромінитися можна, не потрапляючи в чорнобильську зону?
4. Чи небезпечно робити рентген і як часто його можна робити?
5. Чи шкідливий комп'ютер? Випромінює він радіацію?
6. Чи можна опромінитися від «чорнобильця»?
7. Коли зникне радіація, викинута на Чорнобилі?
8. Біккерелі, зіверт, герци. У цьому всьому вимірюється радіація?
9. Як мені дізнатися рівень радіації в моєму місті? І який радіаційний фон - нормальний?
10. Чи допоможе дозиметр підстрахуватися?

В останні 30 років розмови про радіацію ведуться постійно, але не всі, насправді, розуміють, що це таке, чому і як з'являється. Портал Ecoidea.by вирішив допомогти читачам розібратися в питаннях, відповіді на які варто знати кожному, хто говорить або пише про радіацію.

Що являє собою радіація? Як і в яких дозах вона впливає на людину? Чи можна опромінитися в повсякденному житті? У цьому тексті ми простою мовою постаралися пояснити основну важливу інформацію про радіацію.

Що таке радіація, як вона з'являється і як «працює»?

Ядра деяких атомів хімічних елементів бувають нестабільними, тобто схильними розпадатися. Так відбувається, коли в ядрі атома порушений баланс електронів (+) і протонів (-). У нормальному стані їх в ядрі однакову кількість, тому стабільний атом має нейтральний заряд. При нестійкому стані атома його «зайві» частини (протони, нейтрони, електрони) мимовільно, без зовнішнього впливу, викидаються з ядра. Що залишився без випромінюючи частини атом перетворюється в інший атом, так як його формула змінюється. Відповідно, перетворення атома в інший атом значить, що один хімічний елемент перетворюється в інший хімічний елемент. Цей процес називається радіоактивним розпадом, а випромінювання, яке випускається при цьому - радіацією (її ще називають іонізуючим або радіоактивним випромінюванням). Здатність атома хімічного елемента розпадатися з утворенням випромінювання - це радіоактивність.

Приклад ядерної реакції: з радону (Rn) мимовільно випускається ядро атома гелію (Не). Відповідно до закону збереження маси і заряду, маса вихідної речовини повинні бути дорівнює сумі мас елементів, що вийшли в результаті реакції. Частина, що залишилася у радону маса атома (верхній індекс) і заряд ядра (нижній індекс) визначають, який саме елемент вийде при цій реакції. З таблиці М енделеева дізнаємося, що 84 - заряд ядра полонію. Таким чином, з'ясовуємо, що радон (Rn) в результаті альфа-розпаду перетворюється в полоній (Po).

У нашому прикладі альфа-розпаду радон-222 буде радіонуклідом (радіоактивним ізотопом) - нестабільної версією хімічного елемента.

Найчастіше, коли говорять про радіацію, мають на увазі саме іонізуюче випромінювання - здатне перетворювати нейтральні частинки в електрично заряджені. Хоча, наприклад, сонячне світло - це теж радіація, він - неонізірующее випромінювання, тобто не здатний надати електричний заряд нейтральним частинкам. Тому під словом «радіація» ми будемо мати на увазі тільки іонізуюче випромінювання.

Радіація буває декількох видів: альфа-, бета- і гамма-випромінювання. Один радіонуклід може випускати відразу кілька видів радіації.

При альфа-розпаді (приклад такої реакції було дано вище) з ядра атома хімічного елемента виривається ядро ​​атома гелію (альфа-частинки). При бета-розпаді - потік електронів (бета-частинок), які летять зі швидкістю, порівнянної зі швидкістю світла. При гамма-випромінюванні ядро ​​випускає електромагнітні хвилі з частотою більшою, ніж у рентгенівського випромінювання. Для того, щоб ядро ​​випромінювало гамма-частинки, воно повинно бути в збудженому стані, тобто йому потрібно спочатку передати енергію. І тоді, переходячи в звичайний стан, воно буде випромінювати потік фотонів (гамма-частинок).

Як відбуваються різні типи випромінювання

При випромінюванні альфа-, бета- і гамма-частинки на величезній швидкості стикаються з матерією, проникають в неї, і починають взаємодіяти з її атомами і молекулами, змінюючи їх. Енергія випромінювання передається атомам і молекулам матерії, перетворюючи їх в заряджені частинки - іони. Коли багато радіоактивних частинок потрапляє в організм, вони починають руйнувати його молекули .

Проникаюча здатність (її можна в якомусь сенсі порівняти з пробивною силою кулі) різних видів радіації різна. Альфа-частинки мають невелику проникаючу здатність і не можуть «пробити» навіть шкіру людини, аркуш паперу або одяг. Бета-частинки трохи «сильніше», перешкодою для них може бути тонкий шар металу. Ці перешкоди поглинуть радіоактивні частинки, тому шкоди людині не буде. Якщо, звичайно, джерело випромінювання знаходиться зовні. Потрапити в організм людини вони можуть іншими шляхами: при вдиханні радіоактивного пилу, питво зараженої води або через пошкоджену шкіру. Коли частинки потрапляють всередину організму, вони стають внутрішнім джерелом опромінення організму і починають сильно впливати на клітини.

Коли частинки потрапляють всередину організму, вони стають внутрішнім джерелом опромінення

Альфа- і бета-частинки дуже сильно взаємодіють з речовиною, тому навіть одна альфа-частинки при попаданні в живий організм може знищити або пошкодити дуже багато клітин.

Від гамма-випромінювання дуже складно захиститися. Воно має велику проникаючу здатність, буквально пронизує людину наскрізь. Для захисту від нього недостатньо простої одягу, медичних масок і рукавичок, для захисту згодяться тільки матеріали дуже високої щільності, через які гамма-випромінювання не пройде: свинцева стіна завтовшки кілька десятків сантиметрів або бетонна стіна товщиною кілька метрів.

Радіація з'явилася у нас після Чорнобиля?

Ні, вона існувала на Землі завжди. Слід знати, що радіація виникає не тільки при аваріях в атомних реакторах або від працюючих приладів, які створили люди (реакторів, прискорювачів, рентгенівського обладнання і т.п.). Є ще природна радіація - та, яка існує в природі. Радіоактивні матеріали увійшли до складу Землі із самого її народження, задовго до появи на ній життя і були присутні в космосі до виникнення самої Землі.

Природна радіація присутня буквально всюди. Здебільшого її джерелами є природні радіоактивні речовини, що оточують нас і знаходяться всередині нас, - близько 73 відсотків. Приблизно 13 відсотків пов'язано з медичними процедурами (наприклад, рентгеноскопія), а 14 відсотків приходить ззовні у вигляді космічних променів. Щороку людина з усіх джерел отримує дозу радіації в розмірі приблизно 3 мілізіверта (мЗв). [1]

Земна радіація обумовлена ​​в основному природним розпадом радіоактивних елементів, присутніх в земній корі, - це калій-40 і члени двох радіоактивних сімейств - урану-238 і торію-232. Рівні земної радіації неоднакові для різних місць планети і залежать від концентрації радіонуклідів в земній корі.

Навіть людина злегка радіоактивний: в тканинах нашого тіла одним з головних джерел природної радіації є калій-40 і рубідій-87, причому не існує способу від них позбавитися.

Тобто опромінитися можна, не потрапляючи в чорнобильську зону?

Так, деяку дозу можна отримати, не виходячи з дому. По-перше, від будівельних матеріалів, по-друге, від газу радону, по-третє, від приладів і інших найнесподіваніших речей.

Основну дозу радіації сучасна людина отримує в приміщеннях, адже за зачиненими дверима ми проводимо до 80 відсотків часу. Хоча будівлі захищають від випромінювань ззовні, в будівельних матеріалах, з яких вони побудовані, міститься природна радіація.

Так як деякі будматеріали приміщень виготовляють із природних матеріалів, вони теж є джерелами випромінювання і містять природні радіонукліди. Ці будматеріали - цегла, бетон і дерево. Однак набагато більшою питомою радіоактивністю володіють граніт і пемза. Використання промислових відходів при виготовленні будівельних матеріалів також може збільшити дозове навантаження. Сюди можна віднести металевий шлак, зольную пил (Відхід спалювання вугілля) та інше.

Істотний внесок в опромінення людини вносить радон і продукти його розпаду. Це радіоактивний інертний газ, джерело якого - земна кора. Проникаючи через тріщини і щілини в фундаменті, підлозі і стінах, радон затримується в приміщеннях. Інше джерело радону в приміщенні - це самі будівельні матеріали (бетон, цегла і т.д.), що містять природні радіонукліди, які є джерелом радону. Радон може надходити в будинку також з водою (особливо якщо вона подається з артезіанських свердловин), при спалюванні природного газу і т.д. Радон в 7,5 разів важчий за повітря. Як наслідок, концентрація радону у верхніх поверхах багатоповерхових будинків зазвичай нижче, ніж на першому поверсі. Основну частину дози опромінення від радону людина одержує, перебуваючи в закритому, непровітрюваному приміщенні. Регулярне провітрювання може знизити концентрацію радону в кілька разів. При тривалому надходженні радону і його продуктів в організм людини багаторазово зростає ризик виникнення раку легенів. [1]

Чи небезпечно робити рентген і як часто його можна робити?

При рентгенорадіологічних процедурах опромінюють певні ділянки або органи людини. Однак дози від цих процедур не можна порівняти з наслідками вибуху на ЧАЕС.

Середні значення індивідуальної ефективної дози за процедуру і в процентах від рекомендованої річної ефективної дози. Дані взяті з нормативних актів, що діють в Російській Федерації [5], [6]

У Білорусі не встановлені подібні середні значення, при цьому в роботі з радіологічними процедурами «використовуються принципи обґрунтування призначення радіологічних медичних процедур та оптимізації заходів захисту пацієнтів». [8]

За білоруським нормам, середня допустима ефективна доза для населення може становити 1 мЗв на рік і 70 мЗв за період життя (70 років). Для персоналу, що працює з джерелами радіації цей показник дорівнює 20 мЗв на рік, а за період трудової діяльності (50 років) - 1 зіверт. Причому ці цифри не включають в себе дози, створювані природним радіаційним і техногенно зміненим радіаційним фоном, а також дози, одержувані пацієнтами при медичному опроміненні. [7]

Чи шкідливий комп'ютер? Випромінює він радіацію?

Єдиною частиною комп'ютера, щодо якої можна говорити про радіації, є монітори на електронно-променевих трубках (ЕПТ). У них рентгенівське випромінювання виникає на внутрішній поверхні скла екрану ЕПТ. Дисплеїв інших типів (рідкокристалічних, плазмових і т.п.) це не стосується. Монітори, поряд зі звичайними телевізорами на ЕПТ, можна вважати слабким джерелом. Однак завдяки великій товщині скла, воно ж і поглинає значну частину випромінювання. Всі сучасні ЕПТ випускаються з умовно безпечним рівнем рентгенівського випромінювання. [2]

Чи можна опромінитися від «чорнобильця»?

Ні. Після опромінення людина не стає радіоактивним об'єктом, що не починає сам випромінювати радіацію. Це стосується і постраждалих від аварії на ЧАЕС, і тих, хто пройшов процедуру флюорографії. Радіацію створюють радіоактивні речовини або спеціально сконструйований устаткування. Сама ж радіація, впливаючи на організм, не утворює в ньому радіоактивних речовин, і не перетворює його в нове джерело радіації. Таким чином, людина не стає радіоактивним після рентгенівського або флюорографічного обстеження. Рентгенівський знімок (плівка) також не несе в собі радіоактивності. Винятком є ​​ситуація, при якій в організм навмисно вводяться радіоактивні препарати (наприклад, при радіоізотопному обстеженні щитовидної залози), і людина на невеликий час стає джерелом радіації. Однак препарати такого роду спеціально вибираються так, щоб швидко втрачати свою радіоактивність за рахунок розпаду, і інтенсивність радіації швидко спадає.

Можливе виключення - людина може перенести радіацію разом з радіоактивним пилом. На одязі і шкірі тих, хто коли-небудь був в Чорнобилі (це стосується як евакуйованих, так і ліквідаторів аварії, а також тих, хто їздив в зону відчуження після катастрофи), могла осісти радіоактивний пил. Тоді деяка частина такої радіоактивної «бруду» разом зі звичайною брудом може бути передана при контакті іншій людині. На відміну від хвороби, яка, передаючись від людини до людини, відтворює свою шкідливу силу і навіть може призвести до епідемії, передача бруду призводить до її швидкого розведення до безпечних меж. Але якщо людина пройшла процедуру дезактивації, радіація від нього не виходить. Крім того, неможливо уявити собі людину, яка протягом багатьох років є потужним джерелом радіації і при цьому сам не схильний до її впливу. [2]

Коли зникне радіація, викинута на Чорнобилі?

Із зруйнованого реактора протягом перших десяти днів після аварії було викинуто більше 40 видів радіонуклідів. Здоров'ю людини найбільше погрожували йод-131, цезій-137, стронцій-90, а також плутоній-241 і його продукти розпаду.

Одного разу потрапивши в навколишнє середовище, радіація буде існувати там до тих пір, поки не відбудеться повний розпад радіоактивного елемента. Швидкість «розкладання» елемента характеризують періодом напіврозпаду - це час, за який розпадається в середньому половина наявних радіонуклідів. Але це не означає, що якщо радіоактивна речовина має період напіврозпаду годину, то через годину розпадеться його перша половина, а ще через годину - друга, і ця речовина розпадеться повністю. Це означає, що через годину його кількість стане менше первинного в два рази, через дві години - в чотири, через три години - у вісім разів і т.д.

У такій же пропорції буде зменшуватися і радіація, яку випромінює цією речовиною. У кожного радіонукліда є свій «запас» радіації. Одні ізотопи викидають його всього за кілька днів, приблизно як кулеметник розряджає обойму за один підхід і потім виходить з гри. Інші випромінюють несильно, але протягом довгого часу - тобто витрачають свою «обойму» потроху, тому її вистачає на довгий час. Наприклад, період напіврозпаду «чорнобильського» йоду-131 - вісім діб, цезію-137 - 30 років. Полураспад плутонію-241 відбувається за 14 років, але в процесі утворюється радіоактивний америцій-241, період напіврозпаду якого становить 432 року. [3] Найнебезпечніше ізотопи, які мають період напіврозпаду менше, тому що їх вражаюча сила більше. На шляху кулеметника краще не стояти.

Біккерелі, зіверт, герци. У цьому всьому вимірюється радіація?

Є ще кюрі і рентген. Але вони несуть різний зміст.

Активність (число розпадів в секунду) радіоактивних речовин вимірюється в беккерелях (Бк) і кюрі (Кі). 1 Бк = 1 розпад в секунду. Так як це дуже маленька величина, частіше використовуються мега-, гіга-, тера- і петабеккерелі. 1 Кі - стільки розпадів щомиті відбувається в одному грамі чистого радію - того самого, який вперше виділила Марія Склодовська-Кюрі . 1 Ки = 37 мільярдів Бк.

Радіоактивність грунту і продуктів харчування також вимірюється в Беккерелях (Бк) і Кюрі (Кі). Для продуктів харчування активність вказується на кілограм, а для поверхні землі - на одиницю площі.

Опромінення, яке отримали люди, що живуть на забрудненій території, вимірюється в зіверт (Зв). Іноді використовують також бер (біологічний еквівалент рентгена), але ця одиниця виміру вважається застарілою. 100 бер = 1 Зв; 1 мбер = 0,01 мілізіверт.

Рівень радіаційного фону (він же потужність експозиційної дози або інтенсивність опромінення) вимірюють в зіверт в секунду (Зв / с) або рентген в секунду (Р / с). Один Р / с або один Зв / с, це дуже багато, тому використовують знижують приставки: мілі і мікро-.

Доза випромінювання, поглинена речовиною, вимірюється в Греях (Гр) або радах. 1 Гр = 1 Дж / кг (один джоуль поглиненої енергії на кілограм маси). 1 Гр = 100 рад.

Одиниці виміру, пов'язані з радіацією

Як мені дізнатися рівень радіації в моєму місті? І який радіаційний фон - нормальний?

Актуальну інформацію можна знайти на сайті Республіканського центру з гідрометеорології, контролю радіоактивного забруднення та моніторингу навколишнього середовища Міністерства природних ресурсів і охорони навколишнього середовища (Гідромет). Саме ця організація стежить за радіаційною обстановкою в країні. По всій Білорусі розташовано 45 стаціонарних точок контролю, за показниками яких фахівці Гідромету стежать цілодобово . Крім того, автоматично відстежується фон ще в чотирьох точках - в зонах впливу всіх АЕС, які знаходяться недалеко від кордонів Білорусі: Смоленської в Росії, Чорнобильської та Рівненській в Україні та Ігналінської в Литві.

Про всі зміни в тлі фахівці дізнаються максимум через 10 хвилин після їх появи. Якщо відбудуться значні зміни, Гидромет доповість від цьому в МНС, і вже це відомство буде повідомляти населенню, як чинити в ситуації, що склалася.

Наприклад, станом на 18 січня 2017 року потужність дози гамма-випромінювання в Мінську становить 0,10 мкЗв / год. Підвищений рівень потужності дози гамма-випромінювання, як і раніше, відзначаються в Брагіні і Славгороді, які знаходяться в зонах радіоактивного забруднення. У Брагіні - 0,43 мкЗв / год, в Славгороді - 0,18 мкЗв / год. [4]

Для конкретної місцевості НЕ існує «нормального фону» як постійної характеристики. Его нельзя отріматі як результат невеликого числа вимірювань. У будь-якому місці, даже для неосвоєніх територій, де не ступала нога людини, радіаційній фон змінюється від точки до точки, а такоже в Кожній конкретній точці з часом. ЦІ коливання фону могут буті Досить значними. У обжитих місцях додатково накладаються фактори діяльності підприємств, роботи транспорту і т.д. Наприклад, на аеродромах, завдяки високоякісному бетонному покриттю з гранітним щебенем, фон, як правило, вище, ніж на прилеглій місцевості. Вимірювання радіаційного фону в Мінську дозволяють вказати типові значення фону на вулиці (відкритій місцевості) - 0,08-0,12 мкЗв / год, в приміщенні - 0,15-0,2 мкЗв / год. [3]

Чи допоможе дозиметр підстрахуватися?

Багато хто користується побутовими дозиметрами, щоб визначити, де не варто збирати гриби, або щоб мати незалежні дані в разі надзвичайної ситуації. Однак побутові дозиметри можуть давати невірні дані, адже достовірність вимірювання залежить від якості приладу, а побутові дозиметри часто грішать саме невисокою якістю.

Важливо пам'ятати, що дозиметр вимірює потужність дози іонізуючого випромінювання безпосередньо в тому місці, де він знаходиться - в руках людини, на грунті і т.д. Майже марно намагатися вимірювати радіоактивність продуктів харчування або будматеріалів за допомогою побутового дозиметра. Для них потрібно вимірювати потужність дози, а вміст радіонуклідів, а дозиметр принципово не дозволяє вимірювати цей параметр. [2]

У розмовній мові дозиметром також називають радіометр - прилад для вимірювання активності радіонукліду в джерелі або зразку (в об'ємі рідини, газу, аерозолю, на забруднених поверхнях).

Джерела інформації, використані в матеріалі:

1. брошура «Що необхідно знати кожному про радіацію» ;
2. розділ "Часто задавані питання" сайту Республіканського центру з гідрометеорології, контролю радіоактивного забруднення та моніторингу навколишнього середовища Міністерства природних ресурсів і охорони навколишнього середовища Республіки Білорусь;
3. Стаття у Вікіпедії «Ізотопи америцію» ;
4. розділ «Радіаційна обстановка в Білорусі на сьогодні» сайту Республіканського центру з гідрометеорології, контролю радіоактивного забруднення та моніторингу навколишнього середовища Міністерства природних ресурсів і охорони навколишнього середовища Республіки Білорусь;
5. Методичні рекомендації щодо забезпечення радіаційної безпеки »« Заповнення форм федерального державного статістіческогонаблюденія № 2-ДОЗ » від 16.02.2007 N 0100 / 1659-07-26;
6. Постанова Головного державного лікаря № 11 від 21.04.2006 «Про обмеження опромінення населення при проведенні рентгенорадіологічних медичних досліджень» ;
7. Закон Республіки Білорусь «Про радіаційної безпеки населення» від 5 січня 1998 року № 122-З ;
8. Норми радіаційної безпеки (НРБ-2000).