Электромагнитные волны: что такое гамма-излучение и его вред

О вреде рентгенологического исследования знают многие. Есть и такие, кто слышал об опасности, которую представляют лучи из гамма-категории. Но далеко не все в курсе, что такое гамма-излучение и какую конкретно опасность оно таит.

Среди многочисленных видов электромагнитного излучения существуют гамма-лучи. О них обыватели знают гораздо меньше, чем о рентгеновском излучении. Но это не делает их менее опасными. Главной особенностью этого излучения считается небольшая длина волны.

По своей природе они похоже на свет. Скорость их распространения в пространстве идентичная световой, и составляет 300 000 км/сек. Но из-за своих особенностей такое излучение несет сильное токсическое и травмирующее воздействие на все живое.

Содержание

ионизирующее излучение (ИОНИЗИРУЮЩАЯ РАДИАЦИЯ)?

Ионизирующее излучение — излучение (электромагнитное, корпускулярное), которое при взаимодействии с веществом непосредственно или косвенно вызывает ионизацию и возбуждение его атомов и молекул. Энергия ионизирующего излучения достаточно велика, чтобы при взаимодействии с веществом, создать пару ионов разных знаков, т.е. ионизировать ту среду в которую попали эти частицы или гамма кванты.

Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Терминология и теория

Для понимания основ допускаем, что всем известно о строении атомов всех веществ. Ядро и электроны, вращающиеся вокруг него, образуют систему с нейтральным зарядом. Если один или несколько электронов выбить из этой системы, атом приобретет определенный заряд и будет называться ион.

Выбивание электронов из системы ядро-электроны и есть процесс ионизации. Радиация — это и есть ионизирующее излучение, пучок частиц, выбивающих электроны, придающий атомам особенные свойства.

гамма излучение

Всего известно три вида излучений, способных привести к ионизации элементарных частиц. В названии использованы греческие буквы: альфа-, бета- и гамма-излучение.

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность – самопроизвольное превращение атомных ядер в ядра других элементов. Сопровождается ионизирующим излучением. Известно четыре типа радиоактивности:

  • альфа-распад – радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается альфа-частица;
  • бета-распад — радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается бета-частицы, т.е электроны или позитроны;
  • спонтанное деление атомных ядер — самопроизвольное деление тяжелых атомных ядер (тория, урана, нептуния, плутония и других изотопов трансурановых элементов). Периоды полураспада у спонтанно делящихся ядер составляют от нескольких секунд до 1020 для Тория-232;
  • протонная радиоактивность — радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускаются нуклоны (протоны и нейтроны).

Что такое изотопы?

Изотопы – это разновидности атомов одного и того же химического элемента, обладающие разными массовыми числами, но имеющие одинаковый электрический заряд атомных ядер и потому занимающие в периодической системе элементов Д.И. Менделеева одинаковое место. Например: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Различают изотопы устойчивые (стабильные) и неустойчивые – самопроизвольно распадающиеся путем радиоактивного распада, так называемые радиоактивные изотопы. Известно около 250 стабильных, и около 50 естественных радиоактивных изотопов. Примером устойчивого изотопа может служить Pb206, Pb208 являющийся конечным продуктом распада радиоактивных элементов U235, U238 и Th232.

Способы защиты

Как уже говорилось, природный фон не может стать существенным элементом заражения. Но после развития ядерной энергетики и освоения энергии полураспада радиоактивных частиц, облучение может настигнуть нас внезапно. Трагедия на Чернобыльской АЭС продемонстрировала миру неготовность к таким последствиям в освоении мирного атома.

Эффективны в целях защиты от гамма-излучения только специализированные убежища. Но и подвал дома ослабит воздействие от излучения в тысячу раз.

Не лишним будет и внимательное отношение к предметам со специальной маркировкой. Например, в датчиках пожароопасности используется радиоактивный плутоний. А циферблаты датчиков обледенения и водолазных часов содержится соль радия 226. Снаружи эти предметы не опасны, но не стоит их разбирать.

ПРИБОРЫ ДЛЯ измерения радиации и радиоактивности.

Для измерения уровней радиации и содержания радионуклидов на различных объектах используются специальные средства измерения:

  • для измерения мощности экспозиционной дозы гамма излучения, рентгеновского излучения, плотности потока альфа и бета-излучения, нейтронов, используются дозиметры различного назначения;
  • для определения вида радионуклида и его содержания в объектах окружающей среды используются спектрометрические тракты, состоящие из детектора излучения, анализатора и персонального компьютера с соответствующей программой для обработки спектра излучения.

В настоящее время в магазинах можно купить различные виды измерителей радиации различного типа, назначения, и обладающие широкими возможностями. Для примера приведём несколько моделей приборов, которые наиболее популярные в профессиональной и бытовой деятельности:

РАДЭКС МКС-1009

РАДЭКС МКС-1009 — профессиональный дозиметр-радиометр, был разработан для радиационного контроля денежных купюр операционистами банков, в целях исполнения «Инструкция Банка России от 04.12.2007 N 131-И «О порядке выявления, временного хранения, гашения и уничтожения денежных знаков с радиоактивным загрязнением»».

RADEX RD1503+ — лучший бытовой дозиметр от ведущего производителя, данный портативный измеритель радиации зарекомендовал себя временем. Благодаря простому использованию, небольшому размеру и низкой цене, пользователи назвали его народным, рекомендуют его друзьям и знакомым, не боясь за рекомендацию.

СРП-88Н (сцинтилляционный радиометр поиска) – профессиональный радиометр предназначен для поиска и обнаружения источников фотонного излучения. Имеет цифровой и стрелочный индикаторы, возможность установки порога срабатывания звукового сигнализатора, что значительно облегчает работу при обследовании территорий, проверки металлолома др. Блок детектирования выносной. В качестве детектора используется сцинтилляционный кристалл NaI. Автономный источник питания 4 элемента Ф-343.

ДБГ-06Т – предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения. Источник питания гальванический элемент типа «Корунд».

ДРГ-01Т1 — предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения.

ДБГ-01Н – предназначен для обнаружения радиоактивного загрязнения и оценки с помощью звукового сигнализатора уровня мощности эквивалентной дозы фотонного излучения. Источник питания гальванический элемент типа «Корунд». Диапазон измерения от 0.1 мЗв*ч-1 до 999.9 мЗв*ч-1

РКС-20.03 «Припять» — предназначен для контроля радиационной обстановки в местах проживания, пребывания и работы.

Дозиметры позволяют измерять:

  • величину внешнего гамма-фона;
  • уровни загрязнения радиоактивными веществами жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей
  • суммарное содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в продуктах питания и других объектах внешней среды (жидких и сыпучих)
  • уровни загрязнения радиоактивными веществами жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей;
  • суммарное содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в продуктах питания и других объектах внешней среды (жидких и сыпучих).

Как выбрать измеритель радиации и другие приборы для измерения радиации вы можете прочитать в статье «Бытовой дозиметр и индикатор радиоактивности. как выбрать?«

Какие виды ионизирующего излучения существуют?

Виды ионизирующего излучения. Основными видами ионизирующего излучения, с которыми нам чаще всего приходится сталкиваться являются: Альфа-излучение Бета-излучение Гамма-излучение Рентгеновское излучение

Конечно существуют и другие виды излучения (нейтронное), но с ними мы сталкиваемся в повседневной жизни значительно реже. Различие этих видов излучения заключается в их физических характеристиках, в происхождении, в свойствах, в радиотоксичности и поражающем действии на биологические ткани.

Источники радиоактивности могут быть природными или искусственными. Природные источники ионизирующего излучения это естественные радиоактивные элементы находящиеся в земной коре и создающие природный радиационный фон, это ионизирующее излучение приходящее к нам из космоса. Чем больше активность источника (т.е. чем больше в нем распадается атомов за единицу времени), тем больше он испускает за единицу времени частиц или фотонов.

Искусственные источники радиоактивности могут содержать радиоактивные вещества полученные в ядерных реакторах специально или являющиеся побочными продуктами ядерных реакций. В качестве искусственных источников ионизирующего излучения могут быть и различные электровакуумные физические приборы, ускорители заряженных частиц и др. Например: кинескоп телевизора, рентгеновская трубка, кенотрон и др.

Альфа-излучение (α -излучение) — корпускулярное ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, ядерных превращениях. Ядра гелия имеют значительную массу и запас энергии до 10 Мэв (мегаэлектрон-вольт). Обладая незначительным пробегом в воздухе (до 50 см) представляют наибольшую опасность для биологических тканей при попадании на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при попадании внутрь организма в виде пыли или газа (радий-222). Токсичность альфа-излучения определяется очень высокой плотностью ионизации, т.е. альфа-частица расходует весь запас энергии на создание на небольшом отрезке пути пробега очень большого количества пар ионов противоположного знака.

Бета-излучение (β -излучение) — корпускулярное электронное или позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, которое возникает при превращениях ядер или нестабильных частиц (например, нейтронов). Характеризуется граничной энергией спектра Еb , или средней энергией спектра.

Поток электронов (бета-частиц) способен проходить в воздухе расстояние до нескольких метров (в зависимости от энергии), в биологических тканях величина пробега бета-частицы измеряется несколькими сантиметрами. Бета-излучение, как и альфа-излучение, наибольшую опасность представляет при контактном облучении, т.е при попадании внутрь организма, на слизистые оболочки и при загрязнении кожных покровов.

Гамма-излучение (γ -излучение) – коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны < 0,1 нм, которое возникает при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом (см. Тормозное излучение), аннигиляции электронно-позитронных пар и т.д. Этот поток квантов энергии, обладает волновыми и корпускулярными свойствами, не имеет электрического заряда. Высокая проникающая способность гамма-излучения объясняется отсутствием электрического заряда и значительным запасом энергии. Поэтому для ослабления потока гамма-излучения используются вещества отличающиеся значительным массовым числом (свинец, вольфрам, уран и др.) и всевозможные составы высокой плотности (различные бетоны с наполнителями из металла).

Рентгеновское излучение (Тормозное). Рентгеновское излучение по своим физическим свойствам аналогично гамма-излучению, но природа его совсем другая. Оно образуется в рентгеновской трубке в результате торможения электронов на вольфрамовой мишени. Энергия рентгеновского излучения не может быть больше величины напряжения поданного на трубку. Это электромагнитное излучение с длиной волны 10-5-10-2 нм. Излучается при торможении быстрых электронов в веществе (непрерывный спектр) и при переходах электронов из внешних электронных оболочек атома на внутренние (линейчатый спектр). Источники – рентгеновская трубка, некоторые радиоактивные изотопы (например бета-излучатели), ускорители и накопители электронов (синхротронное излучение).

Что такое источник излучения?

Источник ионизирующего излучения (источник излучения) — объект, который содержит радиоактивное вещество, или техническое устройство, которое создает или в определенных условиях способно создавать ионизирующее излучение.

Что такое радионуклиды?

Радионуклиды. Радиоактивные вещества ( уран-238, радий-226, торий-232 и др.) и изотопы стабильных химических элементов, отличающиеся массовым числом и неустойчивым состоянием атомов (стронций-90, цезий-134 и 137, америций-241) называются радионуклидами.

Что такое период полураспада?

Период полураспада. Продолжительность существования радиоактивного элемента, т.е. пока он не превратится в стабильный химический элемент, ( конечный распада продуктом любого радионуклида) характеризуется периодом полураспада – интервалом времени, в течение которого число ядер данного радионуклида уменьшается в два раза. Это означает, что уровень радиоактивного загрязнения территории составляющий 4 Кюри/км.кв , для радионуклида с периодом полураспада 30 лет (цезий-137) через 30 лет будет составлять 2 Кюри/км.кв, через следующие 30 лет эта остаточная активность уменьшиться снова в два раза и будет составлять 1 Кюри/км.кв, через следующие 30 лет (т.е через 90 лет от момента заражения) 0,5 Кюри/км.кв и т.д.

Как это работает?

Суть механизма разрушающего воздействия гамма-квантов:

  • На своем пути кванты оставляют за собой ионы, которые, в свою очередь, становятся источником ионизации.
  • Проходя через клетки живого организма, часть молекул разрушается и превращается в яд.
  • Это излучение является сильнейшим мутагеном, который вызывает изменения на всех уровнях генетического материала.

Наиболее подвержены повреждениям те клетки организма, которые быстро делятся. Мутации передаются последующим поколениям клеток, усугубляя положение. Так, первыми страдают система образования клеток крови, лимфатические узлы, репродуктивные клетки, пищеварительные органы и волосяные сумки.

В каких единицах измеряется радиоактивность?

Мерой радиоактивности радионуклида в соответствии с системой измерений СИ, является его активность, которая измеряется в Беккерелях (Бк). Один Бк равен 1 ядерному превращению в секунду. Кроме того, в качестве меры радиоактивности широко используется не системная величина Кюри (Ки) и ее производные (милликюри, микрокюри и т.д.). Численно 1 Кюри = 3.7*1010 Бк, а 1 Бк = 0.027нКи (наноКюри). Содержание активности в единице массы вещества характеризуется удельной активностью, которая измеряется в Бк/кг (л).

В каких единицах измеряется ионизирующее излучение (рентгеновское и гамма)?

Мерой воздействия ионизирующего излучения является экспозиционная доза и измеряется она в Рентгенах (Р) и его производных (млР, мкР), а количественную сторону его характеризует мощность экспозиционной дозы,, которая измеряется в Рентгенах/сек (Р/сек.) и его производных (млР/час, мкР/час, мкР/сек).

Рентген – это доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой на 0.001293 г воздуха образуются ионы с суммарным зарядом в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака.

Эквивалентная доза – она равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества ионизирующего излучения (Например: коэффициент качества гамма-излучения составляет 1, а альфа-излучения – 20).

Единица измерения эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рентгена) и его дольные единицы: миллибэр (мбэр) микробэр ( мкбэр) и т.д., 1 бэр = 0,01 Дж/кг-1. Единица измерения эквивалентной дозы в системе СИ – зиверт, Зв,

1Зв=1Дж/кг-1= 100 бэр.

1 мбэр = 1*10-3 бэр; 1 мкбэр = 1*10-6 бэр;

Поглощенная доза — количество энергии ионизирующего излучения которое поглощено в элементарном объеме, отнесенной к массе вещества в этом объеме.

Единица поглощенной дозы – рад и его дольные значения, 1 рад = 0,01 Дж/кг.

Единица поглощенной дозы в системе СИ – грей, Гр, 1Гр=100рад=1Дж/кг-1

Доза – это сокращенное название эквивалентной дозы — мощности экспозиционной дозы умноженной на время экспозиции, единица измерения бэр.

Мощность дозы – сокращенное название мощности эквивалентной дозы.

Мощность эквивалентной дозы – это отношение приращения эквивалентной дозы за интервал времени к этому интервалу времени, единица измерения бэр/час, Зв/час.

В каких единицах измеряется альфа- и бета-излучение?

Количество альфа- и бета-излучения определяется как величина плотности потока частиц с единицы площади, в единицу времени a-частиц*мин/см2, b-частиц*мин/см2.

Области применения гамма-излучения

Разобравшись с тем, что такое гамма-излучение, людей начинает интересовать сфера использования опасных лучей.

Согласно последним исследованиям, при неконтролируемом стихийном воздействии излучения из гамма-спектра последствия дают о себе знать нескоро. В особо запущенных ситуациях облучение может «отыграться» на следующем поколении, не имея видимых последствий для родителей.

Несмотря на доказанную опасность таких лучей, ученые все равно продолжают использовать это излучение в промышленных масштабах. Зачастую его применение встречается в таких отраслях:

  • стерилизация продуктов;
  • обработка медицинского инструментария и техники;
  • контроль над внутренним состоянием ряда изделий;
  • геологические работы, где требуется определить глубину скважины;
  • космические исследования, где нужно произвести замер расстояния;
  • культивирование растений.

В последнем случае мутации сельскохозяйственных культур позволяют использовать их для выращивания на территории стран, изначально к этому не приспособленных.

Применяются гамма-лучи в медицине при лечении различных онкологических заболеваний. Метод получил название лучевой терапии. Он направлен на то, чтобы максимально сильно воздействовать на клетки, которые делятся особо быстро. Но помимо утилизации таких вредных для организма клеток происходит убийство сопутствующих здоровых клеток. Из-за такого побочного эффекта врачи многие годы пытаются отыскать более результативные лекарства для борьбы с раком.

Но существуют такие формы онкологии и сарком, от которых избавиться любым другим известным науке методом не получится. Тогда и назначается лучевая терапия, чтобы в сжатые сроки подавить жизнедеятельность патогенных опухолевых клеток.

Что вокруг нас радиоактивно?

Практически все что нас окружает, да и сам человек. Радиоактивность в определенной мере является естественной средой обитания человека, если она не отличается от естественных уровней. На планете имеются участки территории со значительно повышенным уровнем радиационного фона, в нашем понимании, однако каких-либо серьезных отключений в состоянии здоровья населения не наблюдается, ибо это для них естественная среда обитания. Таким участок территории, например, является штат Керала в Индии.

Для правильного понимания, и что более важно, для правильной оценки, появляющихся иногда в печать устрашающих цифр, следует различать :

  • Естественную, природную радиоактивность;
  • Техногенную, т.е. изменение радиоактивности среды обитания под воздействием человека ( добыча ископаемых, выбросы и сбросы промышленных предприятий и много другое).

Как правило избавиться от элементов природной радиоактивности практически невозможно. Как можно избавиться от К40, Ra226, Th232, которые повсеместно распространены в земной коре и присутствуют практически во всем что нас окружает, да и в нас самих? А уменьшить влияние этих факторов на человека в наших с Вами силах.

Наглядным примером воздействия радиационных факторов (радиоактивности) на человека могут служить данные вклада различных факторов в суммарную годовую дозу человека, приведенные в книге А.Г. Зеленкова «Сравнительное воздействие на человека различных источников радиации», 1990 г.Диаграмма 1 Из всех природных радионуклидов наибольшую опасность для здоровья человека представляют продукты распада природного урана (U-238) — радий (Ra-226) и радиоактивный газ радон (Ra-222).

Основными поставщиками радия-226 в окружающую природную среду являются предприятия занимающиеся добычей и переработкой различных ископаемых материалов:

  • добыча и переработка урановых руд;
  • добыча нефти и газа; угольная промышленность;
  • промышленность строительных материалов;
  • предприятия энергетической промышленности и др.

Радий-226 хорошо поддается выщелачиванию из минералов содержащих уран, этим его свойством объясняется наличие значительных количеств радия в некоторых видах подземных вод (радоновых применяемых в медицинской практике), в шахтных водах. Диапазон содержания радия в подземных водах колеблется от единиц до десятков тысяч Бк/л. Содержание радия в поверхностных природных водах значительно ниже и может составлять от 0.001 до 1-2 Бк/л. Существенной составляющей природной радиоактивности является продукт распада радия-226- радий-222 (Радон). Радон – инертный, радиоактивный газ, наиболее долгоживущий (период полураспада 3.82 дня) изотоп эманации *, альфа-излучатель. Он в 7.5 раза тяжелее воздуха, поэтому преимущественно накапливается погребах, подвалах, цокольных этажах зданий, в шахтных горных выработках, и т.д. * — эманирование– свойство веществ содержащих изотопы радия (Ra226, Ra224, Ra223), выделять образующиеся при радиоактивном распаде эманацию(радиоактивные инертные газы).

Считается, что до 70% вредного воздействия на население связано с радоном в жилых зданиях (см. диаграмму). Основным источником поступления радона в жилые здания являются (по мере возрастания значимости):

  • водопроводная вода и бытовой газ;
  • строительные материалы (щебень, глина, шлаки, золошлаки и др.);
  • почва под зданиями.

Распространяется радон в недрах Земли крайне не равномерно. Характерно его накопление в тектонических нарушениях, куда он поступает по системам трещин из пор и микротрещин пород. В поры и трещины он поступает за счет процесса эманирования, образуясь в веществе горных пород при распаде радия-226.

Радоновыделение почвы определяется радиоактивностью горных пород, их эманированием и коллекторными свойствами. Так, сравнительно слаборадиоактивные породы, оснований зданий и сооружений могут, представлять большую опасность, чем более радиоактивные, если они характеризуются высоким эманированием, или рассечены тектоническими нарушениями, накапливающими радон. При своеобразном «дыхании» Земли, радон поступает из горных пород в атмосферу. Причем в наибольших количествах – из участков на которых имеются коллекторы радона (сдвиги, трещины, разломы и др.), т.е. геологические нарушения. Собственные наблюдения за радиационной обстановкой в угольных шахтах Донбасса показали, что в шахтах, характеризующихся сложными горно-геологическими условиями (наличие множественных разломов и трещин в угле вмещающих породах, высокая обводненность и др.) как правило, концентрация радона в воздухе горных выработок значительно превышает установленные нормативы.

Возведение жилых и общественно-хозяйственных сооружений непосредственно над разломами и трещинами горных пород, без предварительного определения радоновыделения из почвы, приводит к тому, что в них из недр Земли поступает грунтовый воздух, содержащий высокие концентрации радона, который накапливается в воздухе помещений и создает радиационную опасность.

Техногенная радиоактивность возникает в результате деятельности человека в процессе которой происходит перераспределение и концентрирование радионуклидов. К техногенной радиоактивности относится добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание каменного угля и углеводородов, накопление промышленных отходов и многое другое. Уровни воздействия на человека различных техногенных факторов иллюстрирует представленная диаграмма 2 (А.Г. Зеленков «Сравнительное воздействие на человека различных источников радиации», 1990 г.)

Что такое «черные пески» и какую опасность они представляют?

Черные пески представляют собой минерал монацит — безводный фосфат элементов ториевой группы, главным образом церия и лантана (Ce, La)PO4, которые замещаются торием. Монацит содержит до 50-60% окисей редкоземельных элементов: окиси иттрия Y2O3 до 5%, окиси тория ThO2 до 5-10%, иногда до 28%. Удельный вес монацита составляет 4.9-5.5. С повышением содержания тория уд. вес возрастает. Встречается в пегматитах, иногда в гранитах и гнейсах. При разрушении горных пород включающих монацит, он накапливается в россыпях, которые представляют собой крупные месторождения.

Такие месторождения наблюдаются и на юге Донецкой области.

Россыпи монацитовых песков находящиеся на суше, как правило не вносят существенного изменения в сложившуюся радиационную обстановку. А вот месторождения монацита находящиеся у прибрежной полосы Азовского моря (в пределах Донецкой области) создают ряд проблем особенно с наступлением купального сезона.

Дело в том, что в результате морского прибоя за осенне-весенний период на побережье, в результате естественной флотации, скапливается значительное количество «черного песка», характеризующегося высоким содержанием тория-232 (до 15-20 тыс. Бк*кг-1 и более), который создает на локальных участках уровни гамма-излучения порядка 300 и более мкР*час-1. Естественно , отдыхать на таких участках рискованно, поэтому, ежегодно проводится сбор этого песка, выставляются предупреждающие знаки, закрываются отдельные участки побережья. Но все это не позволяет предотвратить нового накопления «черного песка».

Позволю высказать по этому поводу личную точку зрения. Причиной, способствующей выносу «черного песка» на побережье, возможно является тот факт, что на фарватере Мариупольского морского порта постоянно работают земснаряды по расчистке судоходного канала. Грунт, поднятый со дна канала, сваливается западнее судоходного канала, в 1-3 км от побережья (см. карту размещения мест свалки грунта), и при сильном волнении моря, с накатом на прибрежную полосу, грунт содержащий монацитовый песок выносится на побережье, где обогащается и накапливается. Однако все это требует тщательной проверки и изучения. И если это как, то снизить накопление «черного песка» на побережье, возможно, удалось бы просто переносом места свалки грунта в другое место.

Основные правила выполнения дозиметрических измерений.

При проведении дозиметрических измерений, прежде всего, необходимо строго придерживаться рекомендаций изложенных в технической документации на прибор.

При измерении мощности экспозиционной дозы гамма-излучения или эквивалентной дозы гамма-излучения необходимо соблюдать следующие правила:

  • при проведении любых дозиметрических измерений, если предполагается их постоянное проведения с целью наблюдения за радиационной обстановкой, необходимо строго соблюдать геометрию измерения;
  • для повышения достоверности результатов дозиметрического контроля проводится несколько измерений (но не менее 3-х), и вычисляется среднее арифметическое;
  • при выполнении измерений на территории выбирают участки вдали от зданий и сооружений (2-3 высоты); -измерения на территории проводят на двух уровнях, на высоте 0.1 и 1.0 м от поверхности грунта;
  • при измерении в жилых и общественных помещениях, измерения проводятся в центре помещения на высоте 1.0 м от пола.

При измерении уровней загрязнения радионуклидами различных поверхностей необходимо выносной датчик или прибор в целом, если выносного датчика нет, поместить в полиэтиленовый пакет (для предотвращения возможного загрязнения), и проводить измерение на максимально возможно близком расстоянии от измеряемой поверхности.

Откуда это все берется?

Естественные источники гамма-излучения существовали задолго до освоения человеком ядерной физики. Искусственные источники – объекты ядерной энергетики – не зря вызывают повышенное внимание специалистов в сфере безопасности.

Важно помнить, что получить в быту дозы облучения, представляющие серьезную опасность для жизни, почти невозможно. И близость к объектам атомной энергетики тут ни при чем.

гамма излучение это

Из естественных возможностей облучения можно выделить внешнее и внутреннее. Внешнее происходит в нашей жизни постоянно – радиация Солнца и космических галактик, излучения горных пород, особенно вулканических, и воздуха. Внутреннее вызывается продуктами или водой, попадающими в наш организм.

Уровень излучения (радиационный фон) бывает далек от среднего показателя. Есть места, где он всегда повышен, например, высокогорные местности, вблизи вулканов, а еще на космических кораблях и в кабинах авиалайнеров.

Человечество приспособилось жить в существующих диапазонах излучений и сформировало определенный биологический запас прочности, что без видимых нарушений позволяет выдержать облучение во много раз большее.

гамма излучение

Какие радионуклиды представляют собой большую опасность?

Это достаточно провокационный вопрос. С одной стороны, более опасными являются короткоживущие, ведь они более активны. Но ведь после их распада сама проблема радиации теряет актуальность, в то время как долгоживущие представляют опасность в течение многих лет.

Удельную активность радионуклидов можно сравнить с оружием. Какое оружие будет более опасным: то, что делает пятьдесят выстрелов за минуту, или то, что стреляет один раз в полчаса? На этот вопрос ответить нельзя – все зависит от того, каков калибр оружия, чем оно заряжено, долетит ли пуля до цели, каким будет повреждение.

Когда произошло открытие

Открытие было совершено А. Беккерелем в 1896 г., когда он изучал взаимосвязь рентгеновских лучей с люминесценцией. Для проверки догадок ученый использовал химические соединения, среди которых была соль урана, светящаяся в темноте. Он подержал ее под лучами солнца и поместил в шкаф на фотопластину, упакованную в светонепроницаемую пленку.

После ее проявления Беккерель увидел точное изображение куска соли. С помощью люминесценции засветить бумагу было нельзя, поэтому ученый сделал вывод, что это произошло из-за рентгеновских лучей.

Так было впервые зафиксировано явление радиоактивности. Немного позднее Беккерелем было сделано сообщение в Академии наук в Париже об излучении при фосфоресценции. Через некоторое время в его открытие были внесены изменения. Этому послужило следующее событие.

Когда ученый в плохую погоду поместил соединение урана, не подвергающееся облучению, на фотопластину, его структура отразилась на снимке четко.

О своих исследованиях Беккерель рассказал позднее. В его работе была информация о радиации фосфоресцирующих тел. Затем ученый проводил много опытов с различными веществами, оставляющими след на пластине, и поделился теориями и знаниями с супругами Кюри, открывшими новые элементы — радий и полоний.

Последующие опыты и исследования привели к тому, что в 1900 г. Поль Виллар открыл гамма-излучение при исследовании радия. Термин гамма-лучи впервые был использован Э. Резерфордом в 1903 г. Позднее он и Э. Андраде доказали электромагнитную природу гамма-потока.

Опасность гамма-лучей

Гамма-излучение: понятие, источники, применение и способы защиты

В силу своих свойств радиация гамма-спектра обладает очень высокой проникающей способностью. Чтобы её задержать, нужна свинцовая стена толщиной не менее пяти сантиметров.

Кожные покровы и прочие защитные механизмы живого существа не являются препятствием гамма-излучению. Оно проникает прямо в клетки, оказывая разрушительное воздействие на все структуры. Облучённые молекулы и атомы вещества сами становятся источником излучения и провоцируют ионизацию других частиц.

В результате этого процесса из одних веществ получаются другие. Из них составляются новые клетки с другим геномом. Ненужные при строительстве новых клеток остатки старых структур становятся токсинами для организма.

Наибольшая опасность радиационных лучей для живых организмов, получивших дозу радиации, в том, что они не способны ощущать наличие в пространстве этой смертельной волны. А также в том, что у живых клеток нет никакой специфической защиты от разрушительной энергии, которую несёт гамма ионизирующее излучение. Наибольшее влияние этот вид радиации оказывает на состояние половых клеток, несущих молекулы ДНК.

Разные клетки организма по-разному ведут себя в гамма-лучах, и обладают разной степенью устойчивости к воздействию этого вида энергии. Однако ещё одним свойством гамма-излучения является кумулятивная способность.

Однократное облучение небольшой дозой не наносит непоправимого разрушительного воздействия на живую клетку. Именно поэтому радиационным излучениям нашлось применение в науке, медицине, промышленности и других областях человеческой деятельности.

Принцип механизма облучения

Кратковременное воздействие самого вредного излучения не представляет такой опасности, как постоянное нахождение в зоне относительно безопасных лучей. Человеческий организм представляет собой проводник для волн частотой до 10 Гц, под удар попадает нервная система, отличающейся повышенной чувствительностью по сравнению с другими органами. На небольшое повышение температуры реагирует система терморегуляции, под воздействием высокочастотных волн механизм реагирования несколько изменяется, повышается температура попавших под воздействие тканей и органов, что вызывает серьезные последствия, в некоторых случаях осложнения могут стать необратимыми.

Облучение микроволновой печи 50 мкР/ч приводит к развитию клеточных нарушений, в результате возникают следующие отклонения:

  • дисфункции систем и органов;
  • обострения хронических болезней;
  • появление на свет мертворожденных детей.

Основные источники

Организм человека постоянно подвергается радиоактивному воздействию. Около 80% отводится космическим лучам. Естественная радиация происходит из-за 60 радиоактивных элементов, находящихся в почве, воздухе и воде. К основным источникам природного излучения относят инертный газ радон, который исходит из горных пород и земли.

Радиоактивные волны получают путем соударения электронов с большой энергией от ускорителей с пучками видимого света, создаваемого лазером. Часть радионуклидов поступает с едой.

Распространенными источниками гамма-лучей стали:

  • ридионуклиды, используемые в легкой промышленности и сельском хозяйстве;
  • стройматериалы;
  • медицинские аппараты;
  • аварии, взрывы и выбросы на радиохимических заводах;
  • радиохимическая промышленность.

На радиоактивный фон влияет географическое положение. В некоторых областях радиация превышает допустимые нормы в сотни раз.

Нормы и дозы

0.22 — 0,30 МкЗв/час — Обычный радиационный фон, которому подвергаются все люди в повседневной жизни; 1.00 МкЗв/час — Облучение получаемое экипажем самолета совершающего перелет Токио — Нью-Йорк через Северный полюс; 2.28 МкЗв/час — Средний допустимый уровень облучения для работников атомной промышленности; 11.42 МкЗв/час — Уровень резко увеличивающий вероятность развития рака; 40.00 МкЗв/час на протяжении жизни – Основание для эвакуации людей после катастрофы в Чернобыле; 114.15 МкЗв разовая доза — Вызывает лучевую болезнь с тошнотой и пониженным содержанием белых телец в крови, но не летальный исход; 570.77 МкЗв разовая доза – Половина людей получивших такую дозу радиации, умирает в течение месяца.

Использование

Области применения гамма-излучения:

  • Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием γ-лучами.
  • Консервирование пищевых продуктов.
  • Гамма-стерилизация специй, зерна, рыбы, мяса и других продуктов для увеличения срока хранения[6].
  • Стерилизация медицинских материалов и оборудования.
  • Лучевая терапия.
  • Уровнемеры.
  • Гамма-каротаж в геофизике.
  • Гамма-высотомер, измерение расстояния до поверхности при приземлении спускаемых космических аппаратов.

Опасная доза радиации

Почему самым опасным для человека излучением является радиация

Для осуществления расчёта воздействия на организм человека радиационного излучения была создана единица измерения радиоактивности, которая представлена значением рентген (Р), его биологическим эквивалентом является бэр (бэр) или зиверт (Зв). Формула для вычислений количества дозы облучения: 100 рентген = 1 бэр = 1 Зв. Рассмотрим допустимое излучение и самое максимально опасное, смертельное значение радиации для человека в рентгенах:

  1. менее 25. Симптомы поражения не обнаруживаются;
  2. 50. Временное ухудшение состояния здоровья, слабость;
  3. 100. Признаки отравления, как тошнота, рвотные позывы, расстройство работы кишечника, желудка, снижение иммунитета;
  4. 150. Полученная доза радиации приводит к летальному исходу в 5% случаев. У остальных пациентов наблюдается интоксикация;
  5. 200. Нарушается выработка антител иммунной системой. Токсическое поражение продолжается от 14 дней до 21 дня. Смертность составляет 25%;
  6. 300-350. Выраженные симптомы облучения радиацией. Нарушаются волосяные и кожные покровы, у мужчин наступает половое бессилие;
  7. 350-500. Опасная доза радиации. Проявляется в форме тяжелой лучевой болезни. Смерть наступает у 50% людей в течение 1 месяца;
  8. более 500. Смертельная доза радиации для человека в 90-100%. К летальному исходу приводит за 14 дней. Полное разрушение иммунной системы, костного мозга и дисфункция органов пищеварения, желчевыводящей системы.

Вовремя определить уровень поражения человека радиацией достаточно сложно, в малых количествах не проявляет характерные для лучевой болезни симптомы. И только с помощью специально разработанного прибора, дозиметра или счетчика Гейгера, можно измерить значение электромагнитного воздействия. В больших дозах самым опасным для всех представителей окружающего мира, включая человека, излучением является радиационное, ионизирующее излучение.

Примечания

  1. Д. П. Гречухин.
    Гамма-излучение // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (тт. 1—2); Большая Российская энциклопедия (тт. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.
  2. РМГ 78-2005. Излучения ионизирующие и их измерения. Термины и понятия. М.: Стандартинформ, 2006.
  3. Согласно практической транскрипции, правильным вариантом передачи фамилии является Вильяр
    , однако данный вариант не встречается в источниках.
  4. 123
    The discovery of gamma rays Архивировано 16 марта 2005 года. (англ.)
  5. Gerward L.
    Paul Villard and his Discovery of Gamma Rays // Physics in Perspective. — 1999. — Vol. 1. — P. 367—383.
  6. В РФ планируется программа гамма-стерилизации сельхозпродукции (рус.). РИА Новости (28 сентября 2010). Проверено 28 сентября 2010. Архивировано 25 августа 2011 года.

Как электромагнитное излучение влияет на человека

Электромагнитное излучение распространяется в воздухе в виде электромагнитных волн, которые представляют собой совокупность электрического и магнитного полей, изменяющихся по определённому закону. В зависимости от частоты его условно делят на диапазоны.

влияние электромагнитного излучения

Процессы передачи информации внутри нашего организма имеют электромагнитную природу. Пришедшие электромагнитные волны вносят дезинформацию в этот отлаженный природой механизм, вызывая вначале нездоровые состояния, а затем и патологические изменения по принципу «где тонко там и рвётся». У одного — это гипертония, у другого — аритмия, у третьего — гормональный дисбаланс и так далее.

Механизм действия излучения на органы и ткани

Каков же механизм действия излучения на органы и ткани человека? При частотах меньших 10 Гц тело человека ведёт себя подобно проводнику. Особенно чувствительна к токам проводимости нервная система. С небольшим повышением температуры тканей вполне справляется механизм теплоотдачи, функционирующий в организме.

Иное дело электромагнитные поля высокой частоты. Их биологический эффект выражается в заметном повышении температуры облучаемых тканей, вызывающих обратимые и необратимые изменения в организме.

У человека, получившего дозу СВЧ-облучения свыше 50 микрорентген в час, могут появиться нарушения на клеточном уровне:

  • мертворождённые дети;
  • нарушения в деятельности различных систем организма;
  • острые и хронические заболевания.
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий