Енциклопедія довідники радіоактивність

Поняття і визначення

Радіоактивність - нестійкість ядер деяких атомів, що виявляється в їх здатності до мимовільних перетворень (розпаду), що супроводжується виділенням іонізуючого випромінювання - радіацією.

Вплив радіації на людину називають опроміненням. Причиною впливу є передача енергії випромінювання клітин організму. Опромінення викликає порушення обміну речовин, лейкоз і злоякісні пухлини, зміна структури клітин, променеве безпліддя, променеву катаракту, променевої опік, променеву хворобу.

Наслідки опромінення сильніше позначаються на діляться клітинах, в зв'язку з чим для дітей опромінення набагато небезпечніше, ніж для дорослих.

За сучасним нормам максимально допустимим рівнем радіації в приміщенні є перевищення над рівнем фону на відкритій місцевості не більше ніж на 0,20 мкЗв / год (200 Нзв / ч). Якщо потужність ефективної дози гамма-випромінювання в приміщеннях перевищує потужність дози на відкритій місцевості більш ніж на 200 Нзв / ч, то необхідно проведення захисних заходів.

Звідки взялося таке думка? Ну, по-перше, зараз ні для кого не секрет, що існує природний радіаційний фон і це така ж складова і невід'ємна частина природи, як повітря, вода і сонячне світло. Жити без нього не можна. Вірніше, можна, але миші, ізольовані від будь-якого фонового впливу, відчувають себе набагато гірше своїх вільних побратимів. Тобто для організму вплив природного радіаційного фону - це щось на зразок «халявної» енергетичного підживлення. Короткочасне і одноразове збільшення фону стимулює багато процесів відповідають за функціонування імунітету і оновлення клітин. Ще є версія, що в далекій давнині фон був багаторазово вище і, за рахунок мутагенного впливу, утворилося безліч різних тварюк земних. Потім фон різко впав і за останні десять тисяч років жодного нового зайця або берези у Матінки Природи створити не вийшло. Приблизно так.

Є у цієї теорії і затяті противники і їх набагато більше, ніж прихильників. Противники ці дотримуються концепції лінійного безпорогового ефекту радіації (ЛБЕ), згідно з якою нешкідливих доз немає, шкідливі будь-, але по-різному. Є ліміт встановлений природою, а все, що понад - вже зайве, а значить - шкідливе. Розробив концепцію шведський фізик Зиверт, він же придумав ефективну еквівалентну дозу, за що і був увічнений в якості її одиниці.

Звідки береться радіаційний фон? Перш за все, загальний фон треба розділяти на природний і неприродний техногенний. Техногенний, зрозуміло, фабрики, заводи, Чорнобиль, і телевізор в кожному будинку. Плюс щорічна флюорографія.

У свою чергу, джерелами радіації визначальними природний фон є, як це не банально звучить - небо і земля. З космосу на нас летять всі мислимі і не мислимі види випромінювання, здатні спопелити на своєму шляху все живе. Однак, фільтруючи через атмосферу (особливо через багатостраждальний озоновий шар), на землю потрапляє, то що потрапляє і ніякого впливу ми не відчуваємо. Від землі назустріч невпинно піднімається газ радон, продукт розпаду радіоактивних елементів. Елементи ці в різних кількостях є під всією поверхнею землі і радон виділяється всюди і постійно - і в Антарктиді під пінгвінами, і в Африці під пігмеями, і прямо зараз у нас з підвалу. Тому в задушливих підвальних приміщеннях радіаційний фон завжди вище, ніж на горищі.

Оскільки радіація не пахне, її присутність доводиться визначати і вимірювати за допомогою різноманітної дозиметричної апаратури. Деякі індивідууми іноді заявляють, що відчувають зміни в своєму організмі навіть при найменшому і короткочасному зміні радіаційного фону, наприклад, після ортопантомографії. Можна з упевненістю сказати, що це ніяка не надчутливість, а просто істерика або брехня. У Хірасіме - там, звичайно так, все різко відчули, а тут - не той випадок.

Для вимірювання потужності випромінювання і отриманої дози існує багато різних одиниць, але населення наше між собою ці одиниці, як правило, не розрізняє і все, що пов'язано з випромінюванням міряють в «рентгенах». Рентгени у нас випромінюють, отримують, їх хапають, вони літають, утворюються і накопичуються. Відразу слід сказати, що рентген зараз вважається одиницею позасистемної і замість нього офіційно використовується «Кулон на кілограм» - Кл / кг. Однак Кулон, через некруглої своєї, одиниця дуже незручна і тому, для різного роду розрахунків досі допускається використання одиниці рентгена. Загалом, рентген - це така кількість випромінювання, при впливі якого в 1 кубічному сантиметрі повітря утворюється 2,08х10 9 пар іонів. І все. Інше - не рентген.

У рентгенах вимірюють кількість генерованого випромінювання або експозиційну дозу. Тобто, це кількість енергії, яке, можна сказати, в вашу сторону вилетіло, і має впасти, якщо нічим не оберігатися. Те, що впало і залишилося в організмі, називається поглинутою дозою і вимірюється в Греях. Грей - це 1 джоуль енергії на 1 кг живої ваги. За старим 1 Гр дорівнює 100 рад (Radiation Absorbed Dose) і виходить він при впливі експозиційної дози в 100 рентген. Однак, радий, як і бер (біологічний еквівалент рентгена) - теж одиниці позасистемні і зараз не використовуються. Замість них використовується Зиверт. Що таке Зиверт? Ось якщо на Вас (не дай Бог, звичайно!) Впав 1 Грей променевої енергії, то, проникаючи всередину тканини, промінь послаблюється за рахунок тканинного поглинання. В результаті, грубо кажучи, від цілого впав на шкіру джоуля на кілограм, з урахуванням коефіцієнта тканинного ослаблення, залишається 0,85. Але вже всередині, в тканинах - це і є Зіверт. Доза, яка вимірюється в зіверт, називається еквівалентною, тобто відповідає певному виду випромінювання (# 945 ;, # 946 ;, # 947 ;, X-R). Однак, для рентгенівського випромінювання поглинена і еквівалентна дози вважаються рівними. Поступила в тканини енергія виконує певну роботу і здатна викликати в організмі будь-якої ефект. Для оцінки можливих ефектів, як швидких, так і ймовірних віддалених (стохастичних) використовують поняття - ефективна еквівалентна доза. Визначається вона з розрахунку впливу на весь організм шляхом знаходження середнього числа від еквівалентних доз, отриманих 12-ма найбільшими проблемними місцями організму. Цими «місцями» є: статеві залози, молочні і щитовидна залози, червоний кістковий мозок, легені, наднирники, поверхня найближчій кісткової тканини і ще 5 найбільш схильних до впливу ділянок при даному виді дослідження. У нашому випадку це мова, очей, слинні залози, кришталик і гіпофіз.

Так що ж, все-таки таке 1 Зіверт? Це така ефективна еквівалентна доза, яка виходить при поглиненої дози в 1 Грей. А що таке 1 Грей - багато чи мало? Якщо поставити 100 нормальних здорових мужиків і кожному одномоментно роздати по Грею, то велика ймовірність того, що половина з них захворіє на променеву хворобу. Інакше кажучи, поглинена доза в 1 Гр в 50% випадків викликає розвиток променевої хвороби в різних її проявах. Лікування при такій дозі відбувається спонтанно. Абсолютно смертельна доза для людини - 6 Гр. Тому Грей, або те ж саме Зиверт - це дуже велика доза. Якщо не брати участь в ліквідації радіаційних катастроф, не наражатися на променевої терапії з приводу пухлини і не намагатися створити в сараї атомну бомбу - таку дозу навряд чи можна десь просто так отримати. Тому більш широке застосування знаходять менші одиниці.

Розділивши 1 Зіверт на 1000 ми отримуємо мілізіверт. Тобто 1 мЗв - це одна тисячна Зіверт. Знову ж, скільки це - 1 мілізіверт?

Якщо прибрати техногенний фон і забратися в самий екологічно чистий район, де не роблять флюорографію, чи не смердять кочегарки і не добувають уран - природний фон там буде приблизно 0,5-1,0 мілізіверт на рік (1 мЗв). Гранично допустимої для життєдіяльності людини величиною фону вважається 5 мЗв на рік. Якщо брати планету в цілому, то середній природний фон становить 2 мЗв. Однак, «середня температура по лікарні» - зовсім не означає, що у всіх палатах однаково прохолодно. У Чернобльской зоні, в одному з численних Болівійських Сан-Паулу і подекуди на півдні Африки фон перехльостує усі мислимі межі і - нічого, люди живуть. Коротше - 1 мілізіверт на рік - це така доза, яка вважається абсолютно безпечною при додаванні її до середнього природного фону, і саме стільки відпущено нам на рік для проведення рентгенографії, згідно з СанПіН і НРБ. Але, мілізіверт, знову ж таки, величина досить велика. Наприклад, звичайна плівкова флюорографія забезпечує дозу близько 0,5-0,8 мілізівертів. Тому, ділимо мілізіверт ще на тисячу. Отримуємо - мікрозіверта.

Мікрозіверта - 1 мкЗв - це одна тисячна мілізівертів або одна мільйонна Зіверт. Тобто, плівкова флюорограма дорівнює 500-800 мкЗв, а цифрова 60 мкЗв. Комп'ютерна томограма черепа, зроблена на покроковому томографі забезпечує 1000-15000 мкЗв, на сучасному спіральному - 400-500 мкЗв, а на щелепно-лицевій томографі з площинним сенсором, типу PICASSO або ACCUITOMO - 45-60 мкЗв. Відчуйте різницю.

Тепер - зведена інформація про одиниці виміру, пов'язаних з радіоактивністю.

Зіверт (Зв) - одиниця еквівалентної та ефективної еквівалентної доз в системі СІ. 1 Зв дорівнює еквівалентній дозі, при якій твір величини поглиненої дози в греях (в біологічній тканині) на коефіцієнт W дорівнюватиме 1 Дж / кг. Іншими словами, це така поглинена доза, при якій в 1 кг речовини виділяється енергія в 1 Дж. У загальному випадку: 1 Зв = 1 Гр * W = 1 Дж / кг * W = 100 рад * W = 100 бер

При W = 1 (для рентгенівського, гамма-, бета-випромінювань, електронів і позитронів) 1 Зв відповідає поглиненої дози в 1 Гр: 1 Зв = 1 Гр = 1 Дж / кг = 100 рад = 100 бер.

Приклад. Якщо в будь-якому місці зафіксовано фон (від гамма-випромінювання) в 25 мкР / год, то за 1 годину перебування в цьому місці людина отримає еквівалентну дозу (ЕД) в 0,25 мкЗв. За тиждень відповідно: ЕД = 25 мкР / год * 168 годину = 4200 мкбер = 0,042 мЗв, а за рік: ЕД = 25 мкР / год * 8760 год = 219000 мкбер = 2,19 мЗв. Але якщо така ж поглинена доза буде створена # 945; -випромінюванням (наприклад, при внутрішньому опроміненні), то з урахуванням коефіцієнта якості (20) еквівалентна доза за 1 годину складе: ЕД = 25 мкР / год * 20 * 1 годину = 5 мкЗв, тобто вона буде еквівалентна поглиненої дози від рентгенівського, гамма-, бета-випромінювань, в 500 мкрад (5 мкГр).

Беккерель (Бк, Bq)

Одиниця активності нукліда в радіоактивному джерелі (в системі СІ). Один бекерель відповідає одному розпаду в секунду для будь-якого радіонукліда.

Грей (Гр, Gy)

Одиниця поглиненої дози в системі СІ. Являє собою кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглиненої одиницею маси будь-якого фізичного тіла, наприклад тканинами організму. 1 Гр = 1Дж / кг

позасистемні одиниці радіокатівності

Кюрі (Кі, Cu)

Одиниця активності ізотопу.

радий (радий, rad)

Одиниця поглиненої дози випромінювання D.

бер (бер, rem)

Одиниця еквівалентної дози H

Рентген (Р, R), Кулон на кілограм (Кл / кг, C / kg)

Експозиційна доза, X

Радий-грам (радий * г, rad * g), Грей-кг (Гр * кг, Gy * kg)

Інтегральна доза випромінювання