О радиации и дозиметрах

Радиация это невидимое и не ощущаемое излучение, которое при некоторых условиях может быть смертельно опасно для человека.
Согласно Википедии, радиация или ионизирующее излучение это потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.

Существует несколько видов радиации, отличающихся своими свойствами.

1. Альфа-излучение или поток альфа-частиц способен преодолевать в воздухе лишь около 2 сантиметров и полностью блокируется листом бумаги или человеческой кожей.

2. Бета-излучение способно воздействовать на человека на расстоянии 10-20 см от источника.

3. Гамма-излучение распространяется на большие расстояния.

Получается, что даже мощные источники альфа- и бета-излучения не опасны для человека, когда он находится на расстоянии более одного метра от них, однако могут быть очень опасными, если попадут внутрь организма. Именно поэтому при посещении заражённых территорий используется герметичная спецодежда - она не защищает от радиации, её задача не допустить попадания радиоактивной пыли на одежду, в дыхательные пути и пищеварительный тракт человека.

Существуют две единицы измерения мощности дозы радиоактивности - Зиверт в час (эффективная эквивалентная доза) и Рентген в час (экспозиционная доза). Зиверт является единицей измерения в системе СИ, Рентген - внесистемная единица измерения.
Для россиян более привычно измерение дозы радиации в Рентгенах, но с 1979 года во всем мире принято измерять дозу радиации в Зивертах.
В переводе на систему СИ, 1 Рентген приблизительно равен 0,0098 Зиверта
Для упрощения можно считать, что 1 Зиверт/час равен 100 Рентген/час.
Соответственно 0,1 мкЗв/час равен приблизительно 10 мкР/час.

Естественный радиационный фон на земле составляет около 15 мкР/ч или 0.15 мкЗв/ч.
Во многих источниках приводятся максимально допустимые для человека дозы радиации в год. Например, если Вы постоянно находитесь в в местности с фоновой радиацией 0,15 мкЗв/час, то за год Вы получите дозу 0,15 х 24 х 365 = 1314 мкЗв = 1,314 мЗв

ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИИ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧЕЛОВЕКА.

Это одна из многих сегодняшних проблем, которая приковывает к себе внимание огромного количества людей. Радиация действительно опасна: в больших дозах она приводит к поражению тканей живых клеток. Однако опасность представляется вовсе не те источники радиации, о которых больше всего говорят. Радиация связанная с природными материалами, например, гранитом, радоном составляет лишь малую долю. Существенную долю облучения человек получает от других источников радиации: из космоса и от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, от применения рентгеновских лучей в медицине, во время полета на самолете, от сжигаемого каменного угля и т.д.
Сама по себе радиоактивность - явление не новое. Она существовала на Земле задолго до зарождения жизни. С тех пор как образовалась наша Вселенная (порядка 20 миллиардов лет назад), радиация постоянно наполняет космическое пространство. Многие удивляются, узнав, что человек, хотя в чрезвычайно малой мере, но тоже радиоактивен. В его мышцах, костях и других тканях присутствуют мизерные количества радиоактивных веществ.
Однако с момента открытия радиации как явления прошло всего около ста лет. Так как основную часть дозы облучения человек получает от естественных источников, то большинства из них избежать просто не возможно.
Человек подвергается двум видам излучения: внешнему и внутреннему. Дозы излучения сильно различаются и также зависят от того, где люди живут.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ВНЕШНИЕ ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ.

Радиоактивный фон, создаваемый космическими лучами (0,3 м3в (миллизиверт) в год), дает чуть меньше усредненного внешнего излучения (0,65 мЗв/год), получаемого населением. Нет такого места на Земле, куда бы ни проникали космические лучи. При этом надо отметить, что полярные области Земли (северная и южная)получают больше радиации, чем экваториальные районы. Происходит это из-за наличия у Земли магнитного поля, силовые линии которого концентрируются у полюсов. По этой же причине полярные сияния вызванные космическими лучами можно наблюдать преимущественно в приполярных областях.

Земная атмосфера эквивалентна для космических лучей примерно метру свинца. Не следует недооценивать ее защитные свойства. Во время геомагнитных инверсий (смены магнитных полюсов) магнитный щит Земли может на определенное время практически исчезнуть, но это не приведет к прекращению жизни на Земле, а уровень радиации у поверхности возрастет лишь в 2-3 раза.

Значительную роль играет местонахождение человека. Чем выше он поднимается над уровнем моря, тем сильнее становится облучение, так как толщина слоя атмосферы и её плотность по мере подъема уменьшается, следовательно, падают ее защитные свойства.
Те, кто живет на уровне моря, получает дозу внешнего облучения приблизительно 0,3 м3в в год, на высоте 4000 метров - уже 1,7 м3в/год. На высоте 12 км (обычная высота полетов самолетов гражданской авиации) за счет космических лучей радиация возрастает в 25 раз по сравнению с земной и составляет в среднем 3,3 мкЗв/час, а на Международной космической станции на космонавтов воздействует радиация со средней дозой 42 мкЗв/ч, что в 277 раз больше естественного фона на земле.

Земная радиация, дающая ориентировочно 0,35 м3в/год внешнего облучения, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий-40, рубидий-87, уран-238, торий-232. Естественно, уровни земной радиации на нашей планете неодинаковы и колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 м3в/год. Есть такие места, где эти показатели во много раз выше.

ВНУТРЕННЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ.

Внутреннее облучение населения от естественных источников на две трети происходит от попадания веществ в организм с пищей, водой и воздухом. В среднем человек получает около 180 мк3в/год за счет изотопа Калий-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным калием, необходимым для жизнедеятельности. Нуклиды свинца-210, полония-210 концентрируются в рыбе и моллюсках. Люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, получают относительно большие дозы внутреннего облучения.

Жители северных районов, питающиеся мясом оленя, тоже подвергаются более высокому облучению, потому что лишайник, который употребляют олени в пищу зимой, концентрируют в себе значительные количества радиоактивных изотопов полония и свинца.

Большие дозы в лишайниках, и, соответственно, в северных оленях в основном вызваны проведением воздушных и наземных ядерных взрывов. Причём, это особенно выражено в Северном полушарии. В СССР была большая программа по исследованию этой радиоактивности, и даже в конце 80-х начали выделять деньги народам Крайнего Севера, в чей рацион в основном входила оленина. Повышение радиоактивности было основной причиной запрета воздушных ядерных взрывов. Если в Средней полосе радиоактивность достаточно быстро снизилась, т.к. много однолетних растений, то на Севере в связи с тем, что мхи и лишайники живут очень долго, периоды полураспада ещё не всех основных элементов прошли, и в растениях накопилась избыточная радиоактивность.

Недавно ученые установили, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является радиоактивный газ радон - это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха газ, который в 7,5 раз тяжелее воздуха. В природе радон встречается в двух основных видах: радон-222 и радон-220. основная часть радиации исходит не от самого радона, а от дочерних продуктов распада, поэтому значительную часть дозы облучения человек получает от радионуклидов радона, попадающих в организм вместе с вдыхаемым воздухом.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, поэтому максимальную часть облучения от него человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении нижних этажей здания, куда газ просачивается через фундамент и пол, концентрация его в закрытых помещениях обычно в 8 раз выше, чем на улице, а на верхних этажах ниже, чем на первых.
Дерево, кирпич, бетон выделяют небольшое количество газа, а вот железо - значительно больше.

Радиоактивны некоторые глиноземы. Относительно высокой радиоактивностью обладают некоторые отходы промышленности, используемые в строительстве, например, кирпич из красной глины (отходы производства алюминия), доменный шлак (используемый в металлургии), зольная пыль (образуется при сжигании угля).

Другими источниками поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Надо помнить, что в сырой воде его намного больше, а при кипячении радон улетучивается, поэтому основную опасность представляет собой его попадание в легкие с парами воды. Точно такую же опасность радон представляет, смешиваясь под землей с природным газом, который при сжигании в кухонных плитах, отопительных и других нагревательных приборах попадает в помещение. Концентрация его сильно увеличивается при отсутствии хороших вытяжных систем.

Также нельзя забывать, что при сжигании угля значительная часть его компонентов спекается в шлак и золу, где концентрируются радиоактивные вещества. Более легкая из них - зольная пыль - уносится в воздух, что также приводит дополнительному облучению людей. Из печей и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли не меньше, чем из труб электростанций.

ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ

За последние десятилетия человек усиленно занимается проблемами ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых различных отраслях - в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовление светящихся циферблатов часов, множество приборов, при поиске полезных ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.

Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивного излучения, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. Так, при рентгенографии зубов человек получает разовое облучение 0,03 3в, при рентгенографии желудка - 0,3 Зв, при флюорографии - 3,7 Зв.

Ядерные взрывы тоже приносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека. Радиоактивные осадки от испытаний в атмосфере разносятся по всей планете, повышая общий уровень загрязненности.

Понятно, что доза облучения зависит от времени и расстояния от источника. Чем дальше человек живет от АЭС, тем меньшую дозу он получает. Дело в том, что большинство радионуклидов, выбрасываемых в атмосферу, быстро распадаются, и поэтому они имеют только местное значение. Конечно, есть и долгоживущие, которые могут распространяться по всему земному шару и оставаться в окружающей среде практически бесконечно.

Другим источником загрязнения радиоактивными веществами служат рудники и обогатительные фабрики. В процессе переработки урановой руды образуется огромное количество отходов, которые остаются радиоактивными в течение миллиона лет. Они - главный долгоживущий источник облучения человека.

Многочисленные устройства, которые генерируют потоки высокоэнергетических частиц и квантов, в определенных условиях могут производить ионизирующее излучение в качестве побочного продукта. Существуют рентгеновские трубки и различного рода ускорители - от маленьких, помещающихся почти что на ладони, до Большого адронного коллайдера, занимающего территорию нескольких стран. Источниками неиспользуемого рентгеновского излучения являются любые электровакуумные приборы. Но наружу излучение способно выйти обычно при напряжении на аноде, составляющем десятки киловольт. Источниками рентгеновского излучения были первые ламповые модели цветных телевизоров. Но эти модели сейчас не выпускаются. В настоящее время источниками рентгеновского излучения становятся высоковольтные кенотроны, импульсные модуляторные лампы, СВЧ лампы бегущей волны, клистроны и другие высоковольтные приборы, используемые в основном в радиолокационных станциях.

В промышленности люди могут получить хотя и небольшое, дополнительное облучение. Например, при производстве люминофоров с использованием радиоактивных материалов, на заводах стройиндустрии и промплощадках, где используются установки промышленной дефектоскопии. Под землей повышенные дозы получают шахтеры, рудокопы, золотодобытчики.

Самым распространенным бытовым облучателем являются часы со светящимся циферблатом, выпущенные до 70-х годов прошлого века. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую ту, что обусловлена утечкой на АЭС. Но на расстоянии 1 метра от циферблата излучение от часов, как правило, в 10000 раз слабее, чем в 1 сантиметре.

Некоторые фотообъективы, выпущенные во второй половине прошлого века, также имеют высокое радиоактивное излучение. Этим "славятся" в первую очередь японские объективы "Такумар". Содержание радиоактивного диоксида тория, который добавлялся в линзы объектива для увеличения их показателя преломления могло составлять до 40%. К счастью, сейчас эта технология запрещена и не используется.

Таким образом, в современных природных условиях, и при существующих технологических процессах каждый житель Земли ежегодно получает дозу облучения в среднем 2-3 м3в/год.

ОПАСНЫЕ ДОЗЫ РАДИОАКТИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Согласно рекомендации Международной комиссии по радиационной защите и Всемирного общества здравоохранения естественный радиационный фон делится на:
0,1 - 0,2 мкЗв/час - нормальный
0,2 - 0,6 мкЗв/час - допустимый
0,6 - 1,2 мкЗв/час - повышенный

Считается, что постоянное нахождение человека при уровне радиационного фона более 17 мкЗв/ч резко увеличивает вероятность развития онкологических заболеваний.

Предельная доза облучения для работников АЭС составляет 20000 мкЗв/год или 20 мЗв/год.

Экстремально опасные уровни радиации превышают естественный фон в миллионы раз:

Доза возникновения лучевой болезни 1 Зв или 1 000 000 мкЗв, 1 зиверт (100 рентген) вызывает изменения в крови, 2 зиверта белокровие, 3 зиверта приводят к смерти.
Доза, при которой 50% облученных погибает в течение 60 дней, - 5 Зв или 5 000 000 мкЗв
Доза, при которой смерть наступит через несколько часов, - 100 Зв или 100 000 000 мкЗв.

По некоторым данным, после аварии на Чернобыльской АЭС около разрушенного реактора было излучение 36 000 рентген или 360 Зв (в 2.4 миллиарда раз больше естественного фона), а сейчас внутри разрушенного реакторного зала вблизи топливосодержащих масс - застывшего расплава топлива и металлоконструкций реактора - 3 400 рентген или 34 Зв (в 226 миллионов раз больше естественного фона).

Средняя доза облучения уцелевших после Хиросимы людей составила 240 мЗв или 240000 мкЗв. Каждый десятый из них заболел онкологическими болезнями.
Внутреннее облучение (через продукты питания или после вдыхания радиоактивной пыли) намного сильнее внешнего. Постоянные малые дозы радиации накапливаются, они гораздо опаснее больших и кратковременных так что бытовая радиация страшна не меньше, чем послеаварийная.

ПРОВЕРКА ДОЗИМЕТРА

Вы купили дозиметр и не знаете, как его проверить. Обычному рядовому пользователю не положено иметь контрольных источников радиации. Проверить дозиметр, не прибегая к опасным методам, можно следующими способами. Есть ряд предметов и ситуаций, с помощью которых вполне можно проверить работу Вашего прибора, не подвергая себя опасности.

В самолёте на высоте около 10000 метров дозиметр может показать до 3.3 мкЗв/ч (это радиация из космоса). По крайней мере, Вы увидите, что уровень радиации будет заметно превышать обычный фон на поверхности земли.

При желании для проверки дозиметра можно найти радиоактивные предметы из прошлого.
Так, дозиметр прекрасно сработает на некоторые старые (до 70-х годов выпуска) наручные, авиационные, танковые часы, компасы, измерительные приборы (манометры, вольтметры и т.п.) с циферблатом и стрелками, покрытыми горчично-жёлтой краской, содержащей соли радия, на некоторые тумблеры со светомассой на конце рычажка, некоторые старые пожарные датчики дыма с плутонием и америцием, некоторые оптические приборы, фотографические объективы и прочие артефакты. Такие предметы из прошлого и сейчас можно найти на антикварных рынках и барахолках. Но имейте в виду, что подобные предметы не стоит хранить дома и тем более использовать, так как радий испускает радон, а светомасса постоянного действия с радием со временем осыпается и в виде пыли может попасть в пищу и лёгкие. Не говоря уже о том, что даже обычный дозиметр на небольшом расстоянии от таких предметов просто "зашкаливает". Ну и уж совсем не стоит разбирать такие предметы, т.к. существует опасность вдыхания радиоактивной пыли.

Гранитная облицовка памятников, станций метро и набережных.
Часто гранит имеет фон 0,3-0,9 мкЗв/ч. На таком граните вполне можно проверить работоспособность дозиметров. Бывает, правда, гранит, фон которого не отличается от природного - 0,11-0,15 мкЗв/ч. В настоящее время приняты жесткие меры по использованию природных материалов с повышенной радиоактивностью, поэтому, фонящий гранит можно встретить очень редко.

Вольфрам-ториевые сварочные электроды WT-20 с красными головками.
Содержат около 2% радиоактивного тория и бывают в свободной продаже. Лучше для теста использовать пачку электродов, а не один. Фон - 0,4-2,5 мк3в/ч.

Хлорид калия (не путать с поваренной солью)
Он радиоактивен за счет содержания природного изотопа Калий 40, но радиоактивность эта слабая и опасности не представляет.Можно для эксперимента приобрести пакет лабораторного хлорида калия или упаковку удобрения "Хлористый калий".
Обычный хрусталь тоже содержит изотоп Калий 40 и дает незначительное превышение над фоном, как и хлорид калия. Правда дозиметры, в конструкции которых используется счетчик СБМ-20,не очень корошо "видят" изотоп Калий 40.

ЗАБЛУЖДЕНИЯ О РАДИАЦИИ И ДОЗИМЕТРАХ.

Существует заблуждение, что дорогие дозиметры значительно точнее дешёвых, но это не совсем так. В большинстве российских дозиметров используется счетчик Гейгера-Мюллера СБМ 20, который производится в России. Этот датчик восприимчив только к гамма- и бета-излучению.
Для определения уровня радиации дозиметр считает количество импульсов с датчика за определённое время, поэтому точность у всех дозиметров на этом датчике (а их подавляющее большинство) совершенно одинаковая. Различия лишь в дополнительных функциях (тип экрана, возможность усреднения, ведение статистики, сигнализация, подключение к компьютеру).
Высокая стоимость прибора может быть связана с его возможностью регистрировать альфа-излучение, на которое обычные бытовые дозиметры почти не реагируют. Эти модели предназначены в основном для профессионалов и имеют очень высокую стоимость.

Ещё одно заблуждение связано с радиационным заражением. Многие считают, что если любой предмет попадает в зону действия радиации, он сам становится радиоактивным. На самом деле это не так (если только предмет не оказался в ядерном реакторе или рядом с ним не произошёл ядерный взрыв). Фактически радиационное заражение (той же одежды) это попадание на предмет радиоактивной пыли, поэтому обычно одежду достаточно постирать, а предметы помыть или протереть спиртом.

Случайное попадание в квартиру сильно "фонящего" предмета маловероятно, но не исключено. Хотя еще в советское время был известен случай, когда радиоактивный предмет случайно оказался в стене девятиэтажки и ничего не подозревающие жители квартиры рядом с этим источником получили лучевую болезнь. Так что иметь свой маленький недорогой дозиметр никому не помешает.

Информация получена из открытых источников.