Какое излучение самое опасное: Миф 03. Самый опасный вид радиации

Содержание

Миф 03. Самый опасный вид радиации

Автор:

Александр Константинов | 07.11.2016

Со школьных времен у многих сложилось впечатление: по-настоящему опасно именно гамма-излучение. Образуясь при ядерной вспышке, гамма-лучи пролетают многие километры, пронизывают людей насквозь и приводят к лучевой болезни. Именно для защиты от гамма-излучений ядерный реактор окружают бетонной толщей, а небольшие источники излучений прячут в свинцовые контейнеры. Всё это так. Но не имеет прямого отношения к опасности излучений для человека.

Почему? Потому что в этом случае речь идёт о совсем другом свойстве излучений — об их проникающей способности. Да, у гамма-излучений такая способность много выше, чем у альфа- и бета- лучей. Но опасность излучений определяется не проникающей способностью, а дозой. Позднее мы вернемся к нашим гамма-лучам, а пока попробуем понять, что такое доза.

Рассмотрим на бытовом примере. Человек выпил 250 граммов водки.

Это что — доза? Нет, это порция, которая содержит 100 граммов спирта. А доза рассчитывается с учетом массы тела человека. Если он весит 100 кг, то в нашем примере доза будет равна 1 грамму алкоголя на 1 килограмм массы тела. Если же человек весит 50 кг, то доза будет равна 2 грамма на килограмм, то есть в два раза больше. Видите, как удобно сравнивать? Уже ясно, что на второго человека приём той же порции окажет более сильное действие. А от одинаковой дозы и последствия будут соразмерные.

Подобным образом оценивают и воздействие ионизирующих излучений на человека. Самая простая характеристика — так называемая поглощённая доза. Как её определяют? В два этапа. Сначала измеряют или рассчитывают — нет, не граммы спирта, а количество энергии, которое поглотило тело (человек или отдельный орган) в результате облучения. А потом эту поглощённую энергию делят на массу тела.

В чём измеряют энергию? Правильно, в джоулях (Дж). А массу? В килограммах. Выходит, что поглощённая доза будет измеряться в джоулях на килограмм: Дж/кг.

Но когда речь идёт о радиации, «джоуль на килограмм» получает специальное имя, в честь известного учёного. Может быть, слышали — «грей» (Гр)? Возможно, вам знакомо слово «рад» — в радах измеряли поглощённую дозу прежде, до введения грея. Один рад в сто раз меньше грея, так относится копейка к рублю:1 Гр = 100 рад. А ещё раньше использовали общеизвестную единицу — рентген. Рентгенами оценивали не энергию, а ионизирующую способность излучения.

Не будем забивать голову, для простоты отметим, что рентген примерно равен раду. Обратите внимание на три важные детали.

Во-первых, доза — это дробь. И в числителе стоит вовсе не количество альфа-частиц или гамма-квантов, поглощённых телом. В числителе дроби — энергия. Значение имеет именно энергия ионизирующих излучений. Например, гамма-излучение может быть, как жёстким, так и мягким: жёсткое излучение (см. правый край шкалы на рис. 2.2) обладает высокой энергией, а мягкое (поближе к ультрафиолету) несёт меньшую энергию.

Важен не только калибр пули. Выстрел из винтовки — одно дело, а той же пулей из рогатки — совсем другое.

Во-вторых, нас интересует не вся энергия излучения, а лишь та часть, что поглотилась облучённым телом. Энергия излучения, прошедшая сквозь тело, в дозу не входит.

пИ, в-третьих, в знаменателе дроби стоит масса. Но уже не масса радионуклида, как при расчёте удельной активности, а масса облучаемого тела — мишени. Ах, да, ещё используют какие-то зиверты. Но прежде, чем вы окончательно запутаетесь, хочу немного вдохновить вас. Правда, не всех, а лишь мужскую часть читателей.

Попробуем понять: а зачем нам, мужикам, нужно разбираться во всех этих греях и беккерелях? Представьте, вы знакомитесь с шикарной женщиной. Без больших денег удивить её трудно (я же понимаю: вряд ли эту книгу читает олигарх). Но мы поступаем так. Плавно переводим разговор на тему о радиации и небрежно вставляем типа: «Так… плотность загрязнения территории там была… м-м-м… 10 кюри на квадратный километр.

Тогда эти чернобыльцы получали (тут надо потереть лоб указательным пальцем) среднюю дозу около 100 миллигрей. Больше нормы, но не опасно». Всё! Она в экстазе — она ваша!

А вот женщинам демонстрировать продвинутость в разговоре с мужчинами не рекомендуется: это оскорбление мужского достоинства. А если серьёзно, то пока не разберёмся в основах, — не сможем иметь самостоятельное мнение. И придётся нам принимать на веру мнение чужое. А потому — вперёд!

Вернёмся к нашим зивертам. Они-то зачем понадобились, греев нам мало? Оказывается, поглощённая доза учитывает не всё: она не учитывает различную способность разных видов излучений повреждать ткани живых организмов.Часто путают разные вещи: проникающую способность разных видов излучений и их повреждающее действие.

Да, у гамма-излучения высокая проникающая способность, от него труднее защититься. Но мы хотим сравнить повреждающее действие разных излучений при одинаковой поглощённой дозе. Например, когда полностью защититься не получается, и человек-таки набирает свои греи, — вот в этом случае альфа-излучение куда опаснее. Потому, что тяжёлые и заряженные альфа-частицы, попадая в живую клетку, тормозятся резко и гасят свою энергию на коротком участке пути. Альфа-частицы можно сравнить не просто с крупнокалиберными — а даже с разрывными пулями. Поэтому степень биологического повреждения при одинаковой поглощённой дозе для альфа-излучения будет выше.

Подчеркнём еще раз: один грей альфа-излучения опаснее, чем один грей бета- или гамма-излучения. Другое дело, что получить большую поглощённую дозу от бета- или гамма-излучения проще: достаточно находиться рядом с источником излучения (например, с изотопами стронция-90 или цезия-137). А от альфа-излучения способен защитить даже слой воздуха между вами и источником, например, урановым слитком.

Альфа-излучение становится опасным только при попадании радионуклида внутрь организма. Именно при внутреннем облучении и проявляется его повышенная опасность.

Если вы дышите радиоактивным радоном, или вы случайно выпьете урановый раствор (лучше не надо) — вот тогда полученный грей окажется зловредней, чем грей от стронция либо цезия.

Итак, не все ионизирующие излучения одинаково опасны. Но как это учесть? Для этой цели применяют поправочный коэффициент по отношению к принимаемому за стандарт гамма-излучению. Такой коэффициент носит сложное название — взвешивающий коэффициент для отдельных видов излучения. Запоминать его нет надобности.

Считается, что повреждающее действие бета- и гамма-излучения при равной их дозе одинаково: для бета-излучения коэффициент равен единице. А вот для альфа-излучения поправочный коэффициент равен двадцати [1].

Дозу, рассчитанную с учётом взвешивающего коэффициента, называют уже не поглощённой, а эквивалентной, — её-то и измеряют в зивертах (Зв).

Итак, мы имеем простую формулу:

Поглощенная доза * Коэффициент = Эквивалентная доза

Для бета- и гамма-излучения получаем:

1 Гр х 1 = 1 Зв, один грей равен одному зиверту.

А для коварного альфа-излучения имеем:

1 Гр х 20 = 20 Зв.

Каждый грей альфа-излучения в двадцать раз опаснее, чем гамма- или бета-излучения (кажется, я начинаю повторяться).

Если же доза выражена в зивертах, её опасность для живых организмов — независимо от вида излучения — будет одинакова. Потому такую дозу и называют эквивалентной. Это понятие более удобное, чем поглощённая доза.

До введения зиверта эквивалентную дозу рассчитывали в бэрах. Расшифровывается бэр просто: биологический эквивалент рентгена. Сегодня бэры, как и рады, ушли в прошлое, но в научной литературе пока встречаются. Знайте, что соотношение зиверта и бэра такое же, как грея и рада:

1 Зв = 100 бэр.

Кстати, один зиверт — доза большая, можно сказать: аварийная. Такая доза может привести к острой лучевой болезни. Для небольших доз более удобная единица — миллизиверт (мЗв), одна тысячная часть зиверта. Для ясности: один миллизиверт — это средний природный фон без радона.

Итак, мы знаем две разновидности дозы: поглощённую и эквивалентную. Обе выражаются в джоулях на килограмм. Но совпадают они не всегда. Поглощённую дозу можно измерить.

Эквивалентная доза больше скажет о последствиях облучения, но измерить её нельзя. Но можно рассчитать из поглощённой дозы.

А теперь самое главное. Дозой, прежде всего величиной дозы, определяется опасность радиации. И тут надо иметь в виду одну важную вещь: происхождение радиации значения не имеет. Для организма без разницы, откуда вы набрали дозу: от Солнца, из рентгеновского аппарата, на радоновом курорте, от ближайшей АЭС или в результате чернобыльской аварии, — всё равно. Главное — сколько этих самых миллизивертов.

Читатели, вы ещё не заснули? Потерпите немного: тяжело в учении — легко в бою. Чтобы новый материал легче переварился, взгляните на схему.

Рис. 3.1 Схема воздействия ионизирующих излучений на облучаемое тело

Из азбуки радиационной безопасности осталось уточнить ещё одно понятие — мощность дозы. Помните школьный курс физики? В каких единицах измеряется мощность? Нет, в лошадиных силах по традиции измеряют лишь мощность автомобильных двигателей.

А в остальных случаях используют ватты. А чем мощность (ватт) отличается от энергии (джоуль)? Правильно. Мощность — это энергия, отнесенная к интервалу времени, то есть ватт — это джоуль в секунду.

В радиации то же самое. Если вы слышите: природный радиоактивный фон составляет семь микрорентген в час, то речь идёт именно о мощности дозы. А в современных дозиметрических приборах мощность дозы выражается в микрогреях в час.

Подведём итоги. Миф о самом опасном виде радиации — гамма- излучении — объясняется путаницей: смотря что понимать под опасностью. У гамма-излучения максимальная проникающая способность, от него труднее защититься. Но при одинаковой поглощённой дозе наиболее опасно альфа-излучение.

Опасность ионизирующих излучений определяется дозой, поглощённой мишенью. Доза может выражаться в двух единицах: греях и зивертах. Если доза выражена в зивертах, её последствия не зависят от вида излучения.

Литература

1. Нормы радиационной безопасности НРБ–99/2009: санитарно- эпидемиологические правила и нормативы. — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – 100 с.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

γ — гамма | Uatom.org

γ — гамма

Ионизирующее излучение делится на электромагнитное (фотонное) и корпускулярное. К корпускулярного относятся: альфа-частицы, бета-частицы, протоны, нейтроны и пр. К фотонному: гамма-лучи и рентгеновское излучение.

Гамма-излучение – это коротковолновое электромагнитное излучение, которое по своим свойствам подобно рентгеновскому, однако имеет значительно большую энергию и скорость (примерно равная скорости света).

Источники гамма-излучения:

— космические лучи;

— источники ионизирующего излучения природного происхождения (радиоактивные руды и минералы, содержащие уран, торий, актиноуран, другие долгоживущие радионуклиды, не входящие в естественные радиоактивные ряды, например калий (⁴⁰К), рубидий (⁸⁷Rb), гадолиний (¹⁵²Gd), гафний (¹⁷⁴Hf)

— источники ионизирующего излучения искусственного происхождения (ядерные станции, ускорители и т. д.).

Гамма-лучи имеют наибольшую проникающую способность всех видов ионизирующего излучения. Соответственно, от них труднее защититься.

Чем опасны гамма-лучи?

Естественное гамма-излучение вреда для здоровья человека практически не несет, т.к. оно минимально. Совсем другое – искусственные источники.

Благодаря чрезвычайно высокой проникающей способности, гамма-лучи легко проникают в живые клетки, вызывая их повреждение. При взаимодействии с клетками организма происходит резкое возбуждение атомов, их ионизация, в результате чего – начинает меняться структура молекул, возникают различные патологии и заболевания.

Наиболее уязвимыми к атаке гамма-лучей являются клетки кроветворной системы, пищеварительного тракта, лимфатических желез, половых органов и волосяных фолликул.

Где применяется гамма-излучение?

Гамма-излучение применяют при стерилизации некоторых продуктов, медицинских инструментов, оборудования. Благодаря гамма-лучам определяют глубину скважин и устанавливают залегающие почвы в геологии (γ-каротаж). Кроме того, гамма-излучение используется в науке, технике, энергетике, медицине и тому подобное.

Как защитить себя от облучения?

Защитить персонал от облучения искусственными источниками помогут классические методы защиты – временем, количеством, расстоянием. Это означает, что время работы в опасных местах должно быть ограничено. Кроме того, в случае необходимости должны применяться защитные материалы, такие как свинец, бетон, свинцовое стекло, сталь, обедненный уран и тому подобное. Пригодятся также средства индивидуальной защиты, манипуляторы, дистанционные инструменты.

Лучшим барьером для гамма-лучей является свинец, но его использование ограничивает низкая температура плавления. Поэтому в горячих точках чаще всего применяют вольфрам, тантал и железо.

Что касается защиты населения, то люди в первую очередь должны обращать внимание на подозрительные предметы с пометкой «радиационная опасность». При обнаружении таких предметов – ни в коем случае нельзя их трогать, следует как можно быстрее отойти на максимально возможное расстояние и сразу же оповестить правоохранительные органы. В основном опасные находки встречаются в местах скопления металлолома, на мусорниках, свалках, заброшенных военных объектах.

При возникновении радиационных аварий, наиболее действенной защитой от внешнего гамма-излучения являются специальные укрытия, при их отсутствии – подвалы домов. Чем толще стены, тем надежнее укрытие. Подвал многоэтажного дома способен ослабить действие ионизирующего излучения в 1000 раз.

Редакция сайта Uatom.org

Альфа, Бета, Гамма | Как работает

Когда излучение достаточно высокой энергии попадает на другой атом, оно отрывает электрон. Образовавшийся положительно заряженный атом называется ионом , что объясняет, почему излучение высокой энергии называется ионизирующим излучением. Высвобождение электрона производит 33 электрон-вольт (эВ) энергии, которая нагревает окружающие ткани и разрушает определенные химические связи. Чрезвычайно высокоэнергетическое излучение может даже разрушить ядра атомов, высвобождая еще больше энергии и причиняя больше вреда. Лучевая болезнь — это кумулятивный эффект всех этих повреждений на человеческом теле, подвергшемся бомбардировке радиацией.

Ионизирующее излучение бывает трех видов: альфа-частицы, бета-частицы и гамма-лучи. Альфа-частицы наименее опасны с точки зрения внешнего воздействия. Каждая частица содержит пару нейтронов и пару протонов. Они не проникают глубоко в кожу, если вообще проникают — на самом деле, одежда может задерживать альфа-частицы. К сожалению, альфа-частицы можно вдыхать или проглатывать, обычно в виде газообразного радона. При проглатывании альфа-частицы могут быть очень опасны. Однако даже в этом случае они обычно не вызывают лучевую болезнь — вместо этого они приводят к раку легких [источник: EPA].

Бета-частицы — это электроны, которые движутся очень быстро, то есть обладают большой энергией. Бета-частицы перемещаются на несколько футов при испускании из радиоактивного источника, но они блокируются большинством твердых объектов. Бета-частица примерно в 8000 раз меньше альфа-частицы, и это делает их более опасными. Их небольшой размер позволяет им проникать через одежду и кожу. Внешнее облучение может вызвать ожоги и повреждение тканей наряду с другими симптомами лучевой болезни. Если радиоактивный материал попадает в пищу или воду или рассеивается в воздухе, люди могут неосознанно вдохнуть или проглотить бета-излучатели. Внутреннее воздействие бета-частиц вызывает гораздо более серьезные симптомы, чем внешнее воздействие.

Гамма-лучи являются наиболее опасной формой ионизирующего излучения. Эти чрезвычайно высокоэнергетические фотоны могут проходить через большинство форм материи, потому что они не имеют массы. Чтобы эффективно блокировать гамма-лучи, требуется несколько дюймов свинца или несколько футов бетона. Если вы подвергаетесь воздействию гамма-лучей, они проходят через все ваше тело, воздействуя на все ваши ткани от кожи до костного мозга. Это вызывает обширные системные повреждения.

Какое количество радиации необходимо, чтобы вызвать лучевую болезнь, и какое влияние оказывает это поражение на организм человека? Это следующее. Для получения более подробной информации о различных типах излучения и их источниках ознакомьтесь с разделом «Как работает излучение».

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Ed Grabianowski «Как работает лучевая болезнь» 26 апреля 2011 г.
HowStuffWorks.com. 14 февраля 2023 г.

GCSE Ядерное излучение: Опасность радиоактивности

Основная опасность от радиоактивности — это ущерб, который она наносит клеткам в вашем теле.

Большая часть этого повреждения происходит из-за ионизации когда радиация проходит, хотя если уровни радиации высоки могут быть повреждения из-за тепловых эффектов когда ваше тело поглощает энергию излучения, это как подогрев еды в микроволновке. Это особенно это касается гамма-лучей.

Альфа Частицы

Неправильно! Пока они не могут проникнуть вашей кожи, вы можете легко съесть или выпить что-то загрязненное с источником. Это поместит в ваше тело источник альфа-частиц, сея хаос путем ионизации атомов в соседних клетках.

Если это произойдет с частью ДНК в одном из ваши клетки, затем инструкции этой клетки о том, как жить и расти были взбиты. Тогда клетка, скорее всего, сделает что-то очень отличное от того, что он должен делать, для например, он может стать раковым и начать бесконтрольно размножаться.

Таким образом, альфа-частицы, хотя и имеют низкую проникающая способность, могут быть самыми опасными, потому что они ионизировать так сильно.

Бета Частицы

частицы имеют больший радиус действия, чем альфа, но ионизируют гораздо слабее, в результате они наносят около 1/20 нанесенного урона той же дозой альфа-частиц.

Однако они обладают большей проникающей способностью, что означает, что они могут проникнуть через вашу кожу и повлиять на клетки внутри вас.

Гамма лучи

лучи почти не ионизируют атомы, поэтому они не вызывают повреждений прямо таким образом.