Что такое радиация кратко

Обновлено: 05.07.2024

Перед созданием этой статьи я естественно ознакомился со множеством других статей и видео на эту тему. Везде все рассказывают и показывают ну очень интересно. Даже самому слаборазбирающемуся человеку, ни разу не сталкивавшемуся с радиацией в своей жизни, прочитав эти статьи или просмотрев эти видео, станет понятно процентов на 70, что же это за физическое явление.

Но я, как человек более или менее разбирающийся в сути дела, в каждом видео или статье, то и дело подмечал недостатки или неполное изложение материала. Поэтому собрав воедино общую картину, решил создать собственную познавательную статью о радиации (в скором времени и видео), которая учитывала бы ошибки, недочёты и недосказанность всех существующих источников информации. С этой статьи вообще бы стоило начать всё изучение радиоактивных мест и самого явления. Но тем не менее, как есть!

Радиация - это ионизирующее излучение. То есть такое излучение, которое способно придавать заряд атомам и молекулам, нарушая их равновесие между ядром и движущимися вокруг него электронами. Другими словами радиация - это поток заряженных частиц и квантов энергии, влияющих своим действием на атомы и молекулы веществ, ионизируя их.

Из школьных курсов физики и химии вы знаете, что все вещества состоят из молекул. А молекулы состоят из атомов. Атомы, из ядра, и движущихся по своим орбитам, электронов. Причём движение электронов происходит вокруг ядра. Наглядным примером строения атома, является наша солнечная система, где солнце - это ядро атома, а движущиеся планеты вокруг солнца - это электроны.

Строение солнечной системы наглядно отображает строение атома. Солнце - это ядро атома, планеты - это электроны, движущиеся вокруг ядра.

Только у электронов, в отличие от планет, траектория их движения описывает сферу, или восьмёрку, или двойную восьмёрку и так далее.

Строение атома и молекул из атомов - это образования весьма стабильные у большинства элементов в периодической таблице Дмитрия Ивановича Менделеева.

Но есть элементы, атомы которых, находятся в нестабильном состоянии, или ещё говорят в возбуждённом. Эти элементы стараются прийти в стабильное состояние. Но для этого им нужно избавиться от лишнего. Сбросить балласт, если можно так выразиться. И ядро атома или атом избавляется от него, испуская заряженные частицы и выпуская пар в виде энергии. Тем самым, в результате разных видов распада ядер атомов нестабильных элементов образуются новые элементы. Которые в свою очередь могут быть радиоактивными или стабильными. Такие элементы, образовавшиеся в результате распада, называются - дочерние продукты распада (ДПР).

Радиоактивность - самопроизвольный распад ядер некоторых элементов, сопровождающийся испусканием заряженных (редко нейтральных) частиц и энергии в виде гамма-квантов.

Чувствуете, я хожу вокруг, да около? Не сердитесь, так оно есть.

Давайте лучше разберёмся, что же может сбрасывать ядро атома, как ненужное? Но для этого вспомним, из чего же оно состоит?

Ядро атома состоит из протонов (с положительным зарядом) и нейтронов (не имеющих вообще никакого заряда, но имеющих массу). Общее число протонов и нейтронов называется - нуклонами. Количество протонов в ядре определяет химический элемент в таблице Менделеева, а количество нейтронов их изотопы. Так нуклоны вместе и живут в ядре, правда в стабильном. В нестабильном (или в возбуждённом) ядре нейтронов или протонов излишек, который мешает жить ядру спокойно. Поэтому ядро избавляется от них двумя основными видами радиоактивного распада - альфа и бета. Все вы их знаете или когда-то слышали про них.

Вот ведь хитрое ядро атома, как-будто имеет свой разум и знает, ведь, что нужно делать!

Рассмотрим первый вид радиоактивного распада - это Альфа-распад и Альфа-излучение.

При альфа-распаде ядро атома испускает альфа-частицы, которые по своему составу похожи на ядра атома гелия и заряжены положительно. Состоят из двух протонов и двух нейтронов. Частицы большие и очень тяжёлые, с огромной энергией и способностью к ионизации, но малой проникающей способностью. Даже в такой среде, как воздух, пробег альфа-частиц не превышает 3-8 сантиметров от поверхности излучения. Альфа-распад происходит у разных элементов либо с сопровождением характеристического гамма-излучения (пример распад америция 241), либо без такового (пример распад плутония 238). Теряя энергию на возбуждение или ионизацию атомов веществ или газов, альфа-частица остаётся в воздухе или в другом веществе в виде свободной частицы, присоединяет себе 1 или 2 электрона и становится гелием.

Альфа-излучение легко задерживается листом бумаги. И внешнее его излучение малоопасно при малых дозах (за исключением случая радиационной аварии или радиационного загрязнения). Но при попадании альфа-активного вещества внутрь человека (например, с воздухом в лёгкие или с едой в желудок и пищеварительный тракт, в открытые раны) оно способно нанести непоправимый ущерб здоровью даже при малых дозах облучения, вплоть до летального исхода. Кожа человека готова к любым механическим воздействиям, в том числе и лучевым, конечно в определённой степени. Но вот слизистые оболочки вообще никак не готовы к повреждению такого плана. Поэтому ущерб здоровью человека от альфа-излучения огромен, при определённых условиях. Вглубь живой ткани или иных веществ альфа-частички проникают слабо, но из-за их размеров и энергии, площадной ущерб биологической ткани будет существенным и намного большим, чем от других видов радиоактивного излучения.

Так же будут получать свой ущерб или дозу другие вещества и материалы, находящиеся в поле действия данного вида излучения. Но они нас интересуют в меньшей степени.

Для измерения потока альфа-частиц применяют дозиметры-радиометры, или радиометры, с очень чувствительными счётчиками Гейгера-Мюллера, например, такие как Радекс РД 1008, Радиаскан 701, РУП 1, МКС и т.д., либо применяют поисковые сцинтилляторы или спектрометры для спектрального анализа.

Единица измерения альфа-потока представлена в виде выражения а-частиц/см² × мин. Единица альфа-активности радионуклида - Беккерель (Бк), либо Кюри (Ки).

Далеко не в каждой книге или видео рассказывают про единицу измерения альфа-излучения или альфа-потока. В обычной жизни поток альфа-частиц, или норма, не должна превышать 5 альфа-частиц/см² × мин. А за счёт погрешности измерений некоторых дозиметров-радиометров в принципе равна нулю. Это связано с тем, что вещества альфа-излучатели, точнее их атомы и частички рапределены равномерно в окружающей нас среде, предметах и в нас самих.

Второй вид радиоактивного распада - это бета-распад, и связанное с этим бета-излучение.

Существует несколько видов радиоактивного бета-распада:

Первый вид - это позитронный бета (плюс+) распад ;

Второй вид - это электронный бета (минус-) распад;

Третий вид - это к-захват электрона;

При позитронном бета (плюс+) распаде , протон в ядре, превращаясь в нейтрон, испускает позитрон и нейтрино. И элемент перемещается по таблице Менделеева на одну клетку влево.

При электронном бета минус-распаде, нейтрон в ядре, превращаясь в протон, испускает электрон и антинейтрино. И элемент перемещается по таблице Менделеева на одну клетку вправо.

К - захват. Этот вид распада характерен для атомов элементов с большим количеством протонов в ядре. При этом распаде, ядро атома захватывает ближайший к нему электрон с к-орбитали. При взаимодействии падающего электрона с протоном ядра получается нейтрон и моноэнергитичное нейтрино. Свободное место на к-орбитали электрона занимают другие электроны, находящиеся на более высоких орбиталях. Происходит их лавинообразное смещение. При этом, энергия этих переходов редко испускается в виде характеристического гамма-излучения. Чаще всего передаётся ядру, а ядро, эту энергию, передаёт электрону, находящемуся на последней внешней орбите, и тот просто вылетает из атома.

Тем не менее, при любом виде бета-распада дозиметр (дозиметр-радиометр) или сцинтилляционный аппарат регистрирует только заряженные частицы, (то есть позитроны и электроны) и ведут подсчёт бета-потока.

Бета-частички намного меньше альфа-частиц, поэтому проникающая способность бета-излучения в различные вещества гораздо выше, по сравнению с альфа-излучением. К примеру, проникающая способность бета-излучения в коже составляет 1-2 сантиметра. При этом пробег бета-частиц в воздухе, от поверхности излучения до любой точки в пространстве может составлять от 2 сантиметров до 8 метров. В зависимости от энергии, полученной от ядра, или атома, при бета-распаде.

Если альфа-излучение действует практически только на поверхности, то бета-излучение ещё и в глубь. Бета-частички, при одноимённом распаде, так же имеют скорость приблизительно равную скорости света. Поэтому, так же, как и в случае с альфа-излучением, бета-частицы сталкиваясь с молекулами и атомами различных веществ, на почти световых скоростях, при поглощении энергии частицы веществом, будут возбуждать и повышать его температуру. Или, выбивая электроны с орбит атомов веществ, будут ионизировать их.

Бета-распад, так же может сопровождаться, в некоторых случаях, образованием характеристического гамма-излучения, но не всегда. Пример образование гамма-излучения, при бета-распаде, хорошо иллюстрирует распад цезия 137.

Цезий 137 в 95 % случаев претерпевает бета-распад до метастабильного бария 137, с испусканием бета-частиц энергией 512 килоэлектронВольт. Внутреннее возбуждение до стабильного бария 137 происходит путём испускания гамма-кванта энергией 662 килоэлектронВольт. И лишь 5 процентов случаев распада цезия 137 происходят до стабильного бария 137 с испусканием бета-частиц энергией 1,174 мегаэлектронВольт.

Распад стронция 90, это пример бета-распада, без испускания гамма-излучения.

Стронций 90 претерпевает бета-распад до иттрия 90 с испусканием в 100 % случаев бета-частиц энергией 545,9 кэВ, а иттрий 90 претерпевает бета-распад до стабильного церкония 90, с испусканием бета-частиц энергией 2,280 мэВ.

После того, как бета-частичка растратит свою энергию на ионизацию или возбуждение вещества, она остаётся в нём, как свободная частица. И её могут захватить различные атомы на свою орбиту.

Для измерения потока бета-частиц используют, дозиметры-радиометры, или радиометры, с различными счётчиками Гейгера-Мюллера, как газоразрядные типа СБМ-20, так и слюдяные торцевые, и высокочувствительные сцинтилляторы и спектрометры, для определения вещества-излучателя (Припять РКС, Стора-ТУ, ИМД, ДП-5, Радиаскан 701, Радекс и т.д.).

Единица измерения бета-потока представлена в виде выражения: бета-частиц/см² × мин. (либо в секунду). Если измеряется бета-активность радионуклида, то единица измерения Беккерель или Кюри. (Бк или Ки). В нашей обычной жизни норма по бета-излучению не должна превышать 10-15 бета-частиц/ сантиметр квадратный × минуту. Это обуславливается тем, что в земле, камнях, деревьях и в нас находятся, равномерно распределённые радиоактивные элементы бета-излучатели. Их больше чем альфа-излучателей, поэтому и норма такова.

Ну и наконец третий вид излучения. Он стоит особняком от первых двух. Гамма-распад и гамма-излучение. Происходит этот вид распада в основном при реакциях деления, а в природе в чистом виде не встречается. При этом в окружающую среду испускается энергия ядра в виде жёсткого электромагнитного излучения, которое и было названо гамма-лучами. Но так же гамма-излучение испускается атомами или их ядрами при различных энергетических переходах и превращениях. Тогда оно называется характеристическим гамма-излучением. Как рассматривалось выше, оно сопровождает альфа- и бета-распад.

Гамма-излучение - это электромагнитная волна короткой длины и высокой частоты. Поэтому гамма-фотоны, или гамма-кванты, проявляют свойства элементарных частиц, хотя по сути ими не являются. Ну, а так как, гамма-лучи не частицы, а электромагнитные волны, то так же, как и электромагнитные волны других длин и частот, обладают высокой проникающей способностью в любые вещества. При этом поглощение энергии атомами веществ и (или) их ионизация проходит на всём пути пробега одного гамма-луча. Гамма-излучение воздействует на вещества в основном разрушая связи между атомами и молекулами (электронами и ядром атома). Ввиду чего появляются свободные радикалы и ионы, способные принести вред организму.

Стоит заострить внимание на проникающей способности гамма-излучения, или пробега в веществах. Она ограничивается энергией, полученной при гамма-распаде от ядра (например, при цепной реакции деления), или при переходе атома или электронов ядра с одного энергетического уровня на другой (на стабильный). Гамма-фотоны или гамма-кванты легко проникают через все вещества, передавая энергию атомам, ионизируя их, либо переводя в возбуждённое состояние на всём пути прохождения. По площади, поглощение энергии и ионизация вещества проходят ещё меньше, чем у бета-излучения. Зато в глубину проникновения гамма-излучение действует, практически, без ограничения. Ограничение по проникновению в вещества составляет лишь толщина и свойства материала, подверженного гамма-излучению, и энергия самого гамма-излучения.

Применительно к биологической ткани гамма-излучение действует так же, как описано чуть ранее. А при больших мощностях доз (порядка десятков рентген в час), будет повышаться температура облучаемого участка тела. В результате чего, клетки, либо отмирают через определённое время, либо работают неправильно, тем самым нанося вред организму.

Тут стоит отметить, что у любого живого организма существует механизм защиты и восстановления от любого вида радиоактивного излучения. Этот механизм нарабатывался веками, а то и тысячелетиями. Потому, как все мы живём под постоянным воздействием различных радиоактивных излучений.

Радиация и виды радиоактивных излучений, состав радиоактивного (ионизирующего) излучения и его основные характеристики. Действие радиации на вещество.

Что такое радиация

Для начала дадим определение, что такое радиация:

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиация - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными микрочастицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействие на вещество, разной способностью проникать сквозь него и как следствие различным биологическим действием радиации.

Альфа, бета и нейтронное излучение - это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение - это излучение энергии.

Альфа излучение

излучаются: два протона и два нейтрона
проникающая способность: низкая
облучение от источника: до 10 см
скорость излучения: 20 000 км/с
ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
биологическое действие радиации: высокое

Альфа (α) излучение возникает при распаде нестабильных изотопов элементов.

Альфа излучение - это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы излучаются при распаде более сложных ядер, например, при распаде атомов урана, радия, тория.

Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью в среднем 20 тыс. км/с, что примерно в 15 раз меньше скорости света. Поскольку альфа частицы очень тяжелые, то при контакте с веществом, частицы сталкиваются с молекулами этого вещества, начинают с ними взаимодействовать, теряя свою энергию и поэтому проникающая способность данных частиц не велика и их способен задержать даже простой лист бумаги.

Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток.

Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

Облучение радиацией в виде альфа излучения может произойти при попадании радиоактивных элементов внутрь организма, например, с воздухом, водой или пищей, а также через порезы или ранения. Попадая в организм, данные радиоактивные элементы разносятся током крови по организму, накапливаются в тканях и органах, оказывая на них мощное энергетическое воздействие. Поскольку некоторые виды радиоактивных изотопов, излучающих альфа радиацию, имеют продолжительный срок жизни, то попадая внутрь организма, они способны вызвать в клетках серьезные изменения и привести к перерождению тканей и мутациям.

Радиоактивные изотопы фактически не выводятся с организма самостоятельно, поэтому попадая внутрь организма, они будут облучать ткани изнутри на протяжении многих лет, пока не приведут к серьезным изменениям. Организм человека не способен нейтрализовать, переработать, усвоить или утилизировать, большинство радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма.

Нейтронное излучение

излучаются: нейтроны
проникающая способность: высокая
облучение от источника: километры
скорость излучения: 40 000 км/с
ионизация: от 3000 до 5000 пар ионов на 1 см пробега
биологическое действие радиации: высокое

Нейтронное излучение - это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Также нейтронная радиация излучается звездами, в которых идут активные термоядерные реакции.

Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью чем альфа излучение.

Бета излучение

излучаются: электроны или позитроны
проникающая способность: средняя
облучение от источника: до 20 м
скорость излучения: 300 000 км/с
ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см пробега
биологическое действие радиации: среднее

Бета (β) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.

При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона), в зависимости от вида превращения. Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света и примерно равна 300 000 км/с. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Бета радиация с легкостью проникает сквозь одежду и частично сквозь живые ткани, но при прохождении через более плотные структуры вещества, например, через металл, начинает с ним более интенсивно взаимодействовать и теряет большую часть своей энергии передавая ее элементам вещества. Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение.

Если альфа радиация представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

Если радиоактивный изотоп, излучающий бета излучение попадает внутрь живого организма, он накапливается в тканях и органах, оказывая на них энергетическое воздействие, приводя к изменениям в структуре тканей и со временем вызывая существенные повреждения.

Некоторые радиоактивные изотопы с бета излучением имеют длительный период распада, то есть попадая в организм, они будут облучать его годами, пока не приведут к перерождению тканей и как следствие к раку.

Гамма излучение

излучаются: энергия в виде фотонов
проникающая способность: высокая
облучение от источника: до сотен метров
скорость излучения: 300 000 км/с
ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
биологическое действие радиации: низкое

Гамма (γ) излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.

Гамма радиация сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света.

Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.

Основная опасность гамма излучения - это его способность преодолевать значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за несколько сотен метров от источника гамма излучения.

Рентгеновское излучение

излучаются: энергия в виде фотонов
проникающая способность:высокая
облучение от источника: до сотен метров
скорость излучения: 300 000 км/с
ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см пробега
биологическое действие радиации: низкое

Рентгеновское излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Рассмотрев различные виды радиоактивного излучения, видно, что понятие радиация включает в себя совершенно различные виды излучения, которые оказывают разное воздействие на вещество и живые ткани, от прямой бомбардировки элементарными частицами (альфа, бета и нейтронное излучение) до энергетического воздействия в виде гамма и рентгеновского излечения.

Каждое из рассмотренных излучений опасно!

Сравнительная таблица с характеристиками различных видов радиации

характеристика	Вид радиации
характеристика	Альфа излучение	Нейтронное излучение	Бета излучение	Гамма излучение	Рентгеновское излучение
излучаются	два протона и два нейтрона	нейтроны	электроны или позитроны	энергия в виде фотонов	энергия в виде фотонов
проникающая способность	низкая	высокая	средняя	высокая	высокая
облучение от источника	до 10 см	километры	до 20 м	сотни метров	сотни метров
скорость излучения	20 000 км/с	40 000 км/с	300 000 км/с	300 000 км/с	300 000 км/с
ионизация, пар на 1 см пробега	30 000	от 3000 до 5000	от 40 до 150	от 3 до 5	от 3 до 5
биологическое действие радиации	высокое	высокое	среднее	низкое	низкое

Как видно из таблицы, в зависимости от вида радиации, излучение при одной и той же интенсивности, например в 0.1 Рентген, будет оказать разное разрушающее действие на клетки живого организма. Для учета этого различия, был введен коэффициент k, отражающий степень воздействия радиоактивного излучения на живые объекты.

Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий	Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение)	1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение)	1
Нейтроны с энергией 20 МэВ (нейтронное излучение)	5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи)	5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение)	20

Чем выше "коэффициент k" тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Видео: Виды радиации

Настоящий материал – обобщённый ответ на многочисленные вопросы, возникающие пользователей приборов для обнаружения и измерения радиации в бытовых условиях.
Минимальное использование специфической терминологии ядерной физики при изложении материала поможет вам свободно ориентироваться этой в экологической проблеме, не поддаваясь радиофобии, но и без излишнего благодушия.

Опасность РАДИАЦИИ реальная и мнимая

Каждого человека в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. К ним можно отнести жару, холод, магнитные и обычные бури, проливные дожди, обильные снегопады, сильные ветры, звуки, взрывы и др.

Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления с помощью, например, навеса от солнца, одежды, жилья, лекарств, экранов, убежищ и т.д.

Однако, в природе существует явление, на которое человек из-за отсутствия необходимых органов чувств не может мгновенно реагировать - это радиоактивность. Радиоактивность - не новое явление; радиоактивность и сопутствующие ей излучения (т.н. ионизирующие) существовали во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.

Самое неприятное свойство радиоактивного (ионизирующего) излучения - его воздействие на ткани живого организма, поэтому необходимы соответствующие измерительные приборы, которые предоставляли бы оперативную информацию для принятия полезных решений до того, когда пройдет продолжительное время и проявятся нежелательные или даже губительные последствия.что его воздействие человек начнет ощущать не сразу, а лишь по прошествии некоторого времени. Поэтому информацию о наличии излучения и его мощности необходимо получить как можно раньше.
Однако, хватит загадок. Поговорим о том, что же такое радиация и ионизирующее (т. е. радиоактивное) излучение.

Ионизирующее излучение

Протоны частицы имеющие положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электронов.

Нейтроны нейтральные, не обладающие зарядом, частицы. Число электронов в атоме в точности равно числу протонов в ядре, поэтому каждый атом в целом нейтрален. Масса протона почти в 2000 раз больше массы электрона.

Различные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают различной проникающей способностью; поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Альфа-излучение, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа - частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей, водой или с вдыхаемым воздухом или паром, например, в бане; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета - частица обладает большей проникающей способностью: она проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра и более, в зависимости от величины энергии. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита. Ионизирующее излучение характеризуется рядом измеряемых физических величин. К ним следует отнести энергетические величины. На первый взгляд может показаться, что их бывает достаточно для регистрации и оценки воздействия ионизирующего излучения на живые организмы и человека. Однако, эти энергетические величины не отражают физиологического воздействия ионизирующего излучения на человеческий организм и другие живые ткани, субъективны, и для разных людей различны. Поэтому используются усредненные величины.

Источники радиации

Источники радиации бывают естественными, присутствующими в природе, и не зависящими от человека.

Установлено, что из всех естественных источников радиации наибольшую опасность представляет радон -тяжелый газ без вкуса, запаха и при этом невидимый; со своими дочерними продуктами.

Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в помещения представляет собой вода и природный газ, используемый для приготовления пищи и обогрева жилья.

Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков, а при кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате или парилке (парной).

В природный газ радон проникает под землей. В результате предварительной переработки и в процессе хранения газа перед поступлением его к потребителю большая часть радона улетучивается, но концентрация радона в помещении может заметно возрасти, если кухонные плиты и другие нагревательные газовые приборы не снабжены вытяжкой. При наличии же приточно - вытяжной вентиляции, которая сообщается с наружным воздухом, концентрации радона в этих случаях не происходит. Это относится и к дому в целом -ориентируясь на показания детекторов радона можно установить режим вентиляции помещений, полностью исключающий угрозу здоровью. Однако, учитывая, что выделение радона из грунта имеет сезонный характер, нужно контролировать эффективность вентиляции три-четыре раза в год, не допуская превышения норм концентрации радона.

Другие источники радиации, к сожалению обладающие потенциальной опасностью, созданы самим человеком. Источники искусственной радиации - это созданные с помощью ядерных реакторов и ускорителей искусственные радионуклиды, пучки нейтронов и заряженных частиц. Они получили название техногенных источников ионизирующего излучения. Оказалось, что наряду с опасным для человека характером, радиацию можно поставить на службу человеку. Вот далеко не полный перечень областей применения радиации: медицина, промышленность, сельское хозяйство, химия, наука и т.д. Успокаивающим фактором является контролируемый характер всех мероприятий, связанных с получением и применением искусственной радиации.

Особняком по своему воздействию на человека стоят испытания ядерного оружия в атмосфере, аварии на АЭС и ядерных реакторах и результаты их работы, проявляющиеся в радиоактивных осадках и радиоактивных отходах. Однако только чрезвычайные ситуации, типа Чернобыльской аварии, могут оказать неконтролируемое воздействие на человека.
Остальные работы легко контролируются на профессиональном уровне.

При выпадении радиоактивных осадков в некоторых местностях Земли радиация может попадать внутрь организма человека непосредственно через с/х продукцию и питание. Обезопасить себя и своих близких от этой опасности очень просто. При покупке молока, овощей, фруктов, зелени, да и любых других продуктов совсем не лишним будет включить дозиметр и поднести его к покупаемой продукции. Радиации не видно - но прибор мгновенно определит наличие радиоактивного загрязнения. Такова наша жизнь в третьем тысячелетии - дозиметр становится атрибутом повседневной жизни, как носовой платок, зубная щетка, мыло.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА

Повреждений, вызванных в живом организме ионизирующим излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество этой энергии называется дозой, по аналогии с любым веществом поступающим в организм и полностью им усвоенным. Дозу излучения организм может получить независимо от того, находится ли радионуклид вне организма или внутри него.

Количество энергии излучения, поглощенное облучаемыми тканями организма, в пересчете на единицу массы называется поглощенной дозой и измеряется в Греях. Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее (в двадцать раз) бета или гамма-излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в единицах называемых Зивертами.

Следует учитывать также, что одни части тела более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения, возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения человека следует учитывать с различными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в Зивертах.

Заряженные частицы.

Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят. (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям).

Электрические взаимодействия.

За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Физико-химические изменения.

И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционно способные, как "свободные радикалы".

Химические изменения.

В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.

Биологические эффекты.

Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или изменений в них.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ

Для информации, а не для запугивания, особенно людей, решивших посвятить себя работе с ионизирующим излучением, следует знать предельно допустимые дозы. Единицы измерения радиоактивности приведены в таблице 1. По заключению Международной комиссии по радиационной защите на 1990 г. вредные эффекты могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв (150 бэр) полученных в течение года, а в случаях кратковременного облучения - при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь. Различают хроническую и острую (при однократном массивном воздействии) формы этой болезни. Острую лучевую болезнь по тяжести подразделяют на четыре степени, начиная от дозы 1-2 Зв (100-200 бэр, 1-я степень) до дозы более 6 Зв (600 бэр, 4-я степень). Четвертая степень может закончиться летальным исходом.

Дозы, получаемые в обычных условиях, ничтожны по сравнению с указанными. Мощность эквивалентной дозы, создаваемой естественным излучением, колеблется от 0,05 до 0,2 мкЗв/ч, т.е. от 0,44 до 1,75 мЗв/год (44-175 мбэр/год).
При медицинских диагностических процедурах - рентгеновских снимках и т.п. - человек получает еще примерно 1,4 мЗв/год.

Поскольку в кирпиче и бетоне в небольших дозах присутствуют радиоактивные элементы, доза возрастает еще на 1,5 мЗв/год. Наконец, из-за выбросов современных тепловых электростанций, работающих на угле, и при полетах на самолете человек получает до 4 мЗв/год. Итого существующий фон может достигать 10 мЗв/год, но в среднем не превышает 5 мЗв/год (0,5 бэр/год).

Такие дозы совершенно безвредны для человека. Предел дозы в добавление к существующему фону для ограниченной части населения в зонах повышенной радиации установлен 5 мЗв/год (0,5 бэр/год), т.е. с 300-кратным запасом. Для персонала, работающего с источниками ионизирующих излучений, установлена предельно допустимая доза 50 мЗв/ год (5 бэр/год), т.е. 28 мкЗв/ч при 36-часовой рабочей неделе.

Согласно гигиеническим нормативам НРБ-96 (1996 г.) допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников для помещения постоянного пребывания лиц из персонала - 10 мкГр/ч, для жилых помещений и территории, где постоянно находятся лица из населения - 0,1 мкГр/ч (0,1 мкЗв/ч, 10 мкР/ч).

ЧЕМ ИЗМЕРЯЮТ РАДИАЦИЮ

Несколько слов о регистрации и дозиметрии ионизирующего излучения. Существуют различные методы регистрации и дозиметрии: ионизационный (связанный с прохождением ионизирующего излучения в газах), полупроводниковый (в котором газ заменен твердым телом), сцинтиляционный, люминесцентный, фотографический. Эти методы положены в основу работы дозиметров радиации. Среди газонаполненных датчиков ионизирующего излучения можно отметить ионизационные камеры, камеры деления, пропорциональные счетчики и счетчики Гейгера-Мюллера. Последние относительно просты, наиболее дешевы, не критичны к условиям работы, что и обусловило их широкое применение в профессиональной дозиметрической аппаратуре, предназначенной для обнаружения и оценки бета- и гамма-излучения. Когда датчиком служит счетчик Гейгера-Мюллера, любая вызывающая ионизацию частица, попадающая в чувствительный объем счетчика, становится причиной самостоятельного разряда. Именно попадающая в чувствительный объем! Поэтому не регистрируются альфа -частицы, т.к. они туда не могут проникнуть. Даже при регистрации бета - частиц необходимо приблизить детектор к объекту, чтобы убедиться в отсутствии излучения, т.к. в воздухе энергия этих частиц может быть ослаблена, они могут не преодолеть корпус прибора, не попадут в чувствительный элемент и не будут обнаружены.

Доктор физико-математических наук, Профессор МИФИ Н.М. Гаврилов
статья написана для компании "Кварта-Рад"

Что делает радиация (и как она убивает)

В процессе распада радиоактивных изотопов атомное ядро испускает различные частицы, при этом выделяется огромное количество энергии. В потоке радиоактивного излучения могут присутствовать нейтроны, альфа- и бета-частицы, гамма-лучи. Многие из них могут проходить сквозь тело, повреждая клетки.

Чтобы оценить урон, нанесенный организму радиоактивным излучением, используют единицы измерения, называемые зивертами. Чем дольше было воздействие радиации, тем больше поглощенная организмом доза излучения в зивертах. Чаще всего уровень радиационного воздействия измеряется в миллизивертах (одна тысячная зиверта, мЗв).

В среднем человек за год получает из естественных источников радиационного излучения дозу размером примерно в 3,1 мЗв. Еще примерно столько же приходится на медицинские диагностические процедуры (рентгеновское обследование, компьютерная томография), а также на другие искусственные источники радиации.

Что касается смертельной дозы радиации, то ее размер различен для разных людей и зависит от множества различных факторов. По оценкам специалистов, сообщается на сайте CNN, примерно каждый второй человек умрет в течение месяца после получения дозы от 3500 до 5000 мЗв, причем продолжительность воздействия должна составлять от нескольких минут до нескольких часов. Так, ликвидаторы Чернобыльской аварии, у которых развилась острая лучевая болезнь, получили дозы от 800 до 16 000 мЗв [1].

По данным, собранным и систематизированным ООН, высокий уровень облучения, более 500 мЗв в год, повышает риск различных видов онкологических болезней — лейкемии, множественной миеломы, рака груди, мочевого пузыря, кишечника, печени, легких, пищевода, яичников, желудка [2]. При этом доказательств того, что сравнительно низкая доза, менее 100 мЗв год, повышает риск развития рака, нет.

13 редких, странных и жутких аномалий (18+) — в нашей галерее:

Радиация представляет собой ионизирующее излучение, наносящее непоправимый вред всему окружающему. Страдают люди, животные, растения. Самая большая опасность заключается в том, что она не видима человеческим глазом, поэтому важно знать об ее главных свойствах и воздействии, чтобы защититься.

Радиация сопровождает людей всю жизнь. Она встречается в окружающей среде, а также внутри каждого из нас. Огромнейшее воздействие несут внешние источники. Многие наслышаны об аварии на Чернобыльской АЭС, последствия которой до сих пор встречаются в нашей жизни. Люди оказались не готовы к такой встрече. Это лишний раз подтверждает, что в мире есть события неподвластные человечеству.

Виды радиации

Не все химические вещества устойчивы. В природе существуют определенные элементы, ядра которых трансформируются, распадаясь на отдельные частички с выделением огромного количества энергии. Это свойство называется радиоактивностью. Ученые в результате исследований обнаружили несколько разновидностей излучения:

Альфа излучение — это поток тяжелых радиоактивных частиц в виде ядер гелия, способных нанести наибольший вред окружающим. К счастью, им свойственна низкая проникающая способность. В воздушном пространстве они распространяются всего на пару сантиметров. В ткани их пробег составляет доли миллиметра. Таким образом, внешнее излучение не несет опасности. Можно защититься, используя плотную одежду или лист бумаги. А вот внутреннее облучение – внушительная угроза.
Бета излучение – поток легких частичек, перемещающихся в воздухе на пару метров. Это электроны и позитроны, проникающие в ткань на два сантиметра. Оно несет вред при соприкосновении с кожей человека. Однако большую опасность дает при воздействии изнутри, но меньшую, чем альфа. Для предохранения от влияния этих частиц, используются специальные контейнеры, защитные экраны, определенное расстояние.
Гамма и рентгеновское излучение – это электромагнитные излучения, пронизывающие тело насквозь. Защитные средства от такого воздействия включает создание экранов из свинца, возведение бетонных конструкций. Наиболее опасное из облучений при внешнем поражении, так как оказывает влияние весь на организм.
Нейтронное излучение состоит из потока нейтронов, обладающих более высоким показателем проникающей способности, чем гамма. Образуется в результате ядерных реакций, протекающих в реакторах и специальных исследовательских установках. Появляется во время ядерных взрывов и находится в отходах утилизированного топлива от ядерных реакторов. Броня от такого воздействия создается из свинца, железа, бетона.

Источники радиации

Всю радиоактивность на Земле можно поделить на два основных вида: естественную и искусственную. К первой относятся излучения из космоса, почвы, газов. Искусственная же появилась благодаря человеку при использовании атомных электростанций, различного оборудования в медицине, ядерных предприятий.

Источники радиации

Естественные источники

Радиоактивность естественного происхождения всегда находилась на планете. Излучение присутствует во всем, что окружает человечество: животные, растения, почва, воздух, вода. Считается, что этот небольшой уровень радиации, не оказывает вредного воздействия. Хотя, некоторые ученые придерживаются иного мнения. Так как люди не имеют возможности повлиять на эту опасность, следует избегать обстоятельств, увеличивающих допустимые значения.

Разновидности источников естественного происхождения

Искусственные источники

Данный вид появился благодаря людям. Его действие увеличивается и распространяется с их помощью. Во время начала ядерной войны не так страшна сила и мощность оружия, как последствия радиоактивного излучения после взрывов. Даже если вас не зацепит взрывная волна или физические факторы — вас добьет радиация.

Взрыв атомной бомбы

К искусственным источникам относятся:

Ядерное оружие;
АЭС;
Медицинское оборудование;
Отходы с предприятий;
Определенные драгоценные камни;
Некоторые старинные предметы, вывезенные из опасных зон. В том числе из Чернобыля.

Норма радиоактивного излучения

Ученым удалось установить, что радиация по-разному оказывает влияние на отдельные органы и весь организм в целом. Для того чтобы оценить ущерб, возникающий при хроническом облучении ввели понятие эквивалентной дозы. Она рассчитывается по формуле и равна произведению полученной дозы, поглощенной организмом и усредненной по конкретному органу или всему организму человека, на весовой множитель.

Единицей измерения эквивалентной дозы есть соотношение Джоуля к килограммам, которое получило название – зиверт (Зв). С её использованием была создана шкала, позволяющая понять о конкретной опасности излучения для человечества:

100 Зв. Моментальная смерть. У пострадавшего есть несколько часов, максимум пару дней.
От 10 до 50 Зв. Получивший повреждения такого характера погибнет через несколько недель от сильного внутреннего кровотечения.
4-5 Зв. При попадании данного количества, организм справляется в 50% случаев. В остальном печальные последствия приводят к смерти спустя пару месяцев из-за повреждений костного мозга и нарушения кровообращения.
1 Зв. При поглощении такой дозы лучевая болезнь неизбежна.
0,75 Зв. Изменения в системе кровообращения на небольшой промежуток времени.
0,5 Зв. Данного количества достаточно, чтобы у больного развились онкологические заболевания. Остальные симптомы отсутствуют.
0,3 Зв. Такое значение присуще аппарату для проведения рентгена желудка.
0,2 Зв. Допустимый уровень для работы с радиоактивными материалами.
0,1 Зв. При таком количестве происходит добыча урана.
0,05 Зв. Данное значение – норма облучения медицинских аппаратов.
0,0005 Зв. Допустимое количество уровня радиации около АЭС. Также это значение годового облучения населения, которое приравнивается к норме.

К безопасной дозе радиации для человека относится значения до 0,0003-0,0005 Зв в час. Предельно допустимым считается облучение в 0,01 Зв в час, если такое воздействие непродолжительно.

Влияние радиации на человека

Радиоактивность оказывает огромное влияние на население. Вредному воздействию подвергаются не только люди, столкнувшиеся лицом к лицу с опасностью, но и последующее поколение. Такие обстоятельства вызваны действием радиации на генетическом уровне. Различают два вида влияния:

Соматический. Заболевания возникают у пострадавшего, получившего дозу радиации. Приводит к появлению лучевой болезни, лейкозу, опухоли разнообразных органов, локальные лучевые поражения.
Генетический. Связан с дефектом генетического аппарата. Проявляется в последующих поколениях. Страдают дети, внуки и более далекие потомки. Возникают генные мутации и хромосомные изменения

Помимо отрицательного воздействия, есть и благоприятный момент. Благодаря изучению радиации, ученым удалось создать на ее основе медицинское обследование, позволяющее спасать жизни.

Мутация после радиации

Последствия облучения

При получении хронического облучения в организме происходят восстановительные мероприятия. Это приводит к тому, что пострадавший приобретает меньшую нагрузку, чем получил бы при разовом проникновении одинакового количества радиации. Радионуклиды размещаются внутри человека неравномерно. Чаще всего страдают: дыхательная система, пищеварительные органы, печень, щитовидка.

Враг не дремлет даже спустя 4-10 лет после облучения. Внутри человека может развиться рак крови. Особую опасность он представляет у подростков, не достигших 15 лет. Замечено, что смертность людей, работающих с оборудованием для проведения рентгена, увеличена из-за лейкоза.

Самым частым результатом облучения проявляется лучевая болезнь, возникающая как при однократном получении дозы, так и при длительном. При большом количестве радионуклидов приводит к смерти. Распространен рак молочной и щитовидной желез.

Страдает огромное количество органов. Нарушается зрение и психическое состояние потерпевшего. У шахтеров, участвующих в добыче урана, часто встречается рак легких. Внешние облучения вызывают страшные ожоги кожных и слизистых покровов.

Мутации

После воздействия радионуклидов возможно проявление двух типов мутаций: доминантной и рецессивной. Первая возникает сразу же после облучения. Второй тип обнаруживается спустя большой промежуток времени не у пострадавшего, а у его последующего поколения. Нарушения, вызванные мутацией, приводят к отклонениям в развитии внутренних органов у плода, внешним уродствам и изменением психики.

К сожалению, мутации достаточно плохо изучены, так как обычно проявляются не сразу. Спустя время сложно понять, что именно оказало главенствующее влияние на её возникновение.

Читайте также: