Что опаснее гамма или бета излучение

Особенности и типы радиационного излучения

Радиационное излучение образуется в результате реакций на уровне атомов. Процесс характеризуется выбросом потока микрочастиц, имеющих заряд: протонов, электронов, фотонов и нейтральных микроэлементов – нейтронов. Они определяют тип радиационного излучения.

Излучение подразделяется на энергетическое, к нему относятся потоки гамма и рентгеновских частиц, и атомное, в его основе лежит выделение элементов вещества: альфа, бета и гамма-частиц. Классифицируется излучение в зависимости от структуры частиц, расстояния их действия, способности проникать в ткани, клетки и степени воздействия на них, скорости излучения.
Практически все типы излучения, за исключением альфа-излучения можно обнаружить с помощью бытового дозиметра радиации.

Альфа-излучение (α)

Альфа-частицы – результат распада нестабильных изотопов атома. Они имеют положительный заряд, состоят из 2-х пар протонов и нейтронов. Частицы образуются в результате распада таких элементов, как радий, уран характеризуются низкой скоростью излучения – 20 000км/с, обладают небольшой проникающей способностью из-за высокой удельной массы. Препятствие небольшой толщины и плотности остановит альфа частицы. Защитой от них может стать даже бумага.

Низкая проникающая способность альфа частиц, их большой энергетический заряд, обуславливает высокий уровень взаимодействия с клетками организма. Это приводит к мутации, патогенным изменениям тканей. Альфа частицы оседают в организме человека, попадая через повреждения кожи, воду, воздух, оказывают на него длительное воздействие. Поэтому они опасны для живых организмов, вывести их из тканей практически невозможно.

Бета-излучение (β)

Появление бета-частиц обусловлено процессами, происходящими в ядре вещества. Их результат – изменение свойств нейтронов и протонов. В итоге образуется поток частиц с положительным зарядом. Этот тип излучения характеризуется:

Бета-частицы обладают способностью накапливаться в тканях и оказывать на них длительное ионизирующее воздействие. Его результатом становятся тяжелые онкологические заболевания.

Нейтронное излучение

Поток нейтронов образуется в результате техногенной деятельности – работы ректоров, взрывов ядерных боеприпасов. Не имеющие заряда частицы, имеют наибольшую дальность действия по сравнению с другими типами радиационного излучения. Человек получает опасную для жизни дозу излучения на расстоянии 1,3–1,5км от его источника.

Нейтроны глубоко проникают в ткани, провоцируя мутации, патогенные изменения. Защитой от таких частиц станет вода и другие вещества, где много водорода. Нейтронное излучение является наиболее опасным для человека из-за большого радиуса действия.

Рентгеновское излучение

В результате смены орбит электронов в структуре атома, образуются фотоны или электромагнитное, энергетическое излучение. Оно характеризуется:

Фотоны оказывают слабое воздействие на клетки, ткани живых организмов, поэтому широко используются в медицине для проведения диагностических исследований.

Гамма излучение (y)

Поток фотонов, образующийся в результате изменения энергетического состояния атомов. Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью, поэтому для защиты от него используется толстый слой металла или бетона. Его дальность действия достигает нескольких сотен метров. Гамма излучение не оказывает серьезного патогенного воздействия на клетки и ткани, менее опасно, чем альфа, бета или нейтронное.

Дозиметр – функциональные особенности

Прибор позволяет измерить дозу излучения, которую получают организмы за определенный промежуток времени. Не стоит его путать с радиометром, который показывает активность частиц. Он дает представление о радиационном фоне в то время, как дозиметр определяет мощность дозы излучения, что помогает оценить нанесенный человеку ущерб и его возможные последствия.

Источник

Виды радиоактивных излучений

Навигация по статье:

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:

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 излучение

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

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

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

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

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.

Рентгеновское излучение

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

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.

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

Видео: Виды радиации

Источник

Радиация не всегда страшна: что нужно знать об излучении

Что же такое радиация? Так называют различные виды ионизирующего излучения, то есть того, которое способно отрывать электроны от атомов вещества. Три основных вида ионизирующего излучения принято обозначать греческими буквами альфа, бета и гамма. Альфа-излучение — это поток ядер гелия-4 (практически весь гелий из воздушных шариков когда-то был альфа-излучением), бета — поток быстрых электронов (реже позитронов), а гамма — поток фотонов высокой энергии. Еще один вид радиации — поток нейтронов. Ионизирующее излучение (за исключением рентгеновского) — результат ядерных реакций, поэтому ни мобильные телефоны, ни микроволновые печи не являются его источниками.

Заряженное оружие

Из всех видов искусства для нас важнейшим, как известно, является кино, а из видов радиации — гамма-излучение. Оно обладает очень высокой проникающей способностью, и теоретически никакая преграда не способна защитить от него полностью. Мы постоянно подвергаемся гамма-облучению, оно приходит к нам сквозь толщу атмосферы из космоса, пробивается сквозь слой грунта и стены домов. Обратная сторона такой всепроникаемости — относительно слабое разрушающее действие: из большого количества фотонов лишь малая часть передаст свою энергию организму. Мягкое (низкоэнергетическое) гамма-излучение (и рентгеновское) в основном взаимодействует с веществом, выбивая из него электроны за счет фотоэффекта, жесткое — рассеивается на электронах, при этом фотон не поглощается и сохраняет заметную часть своей энергии, так что вероятность разрушения молекул в таком процессе значительно меньше.

Бета-излучение по своему воздействию близко к гамма-излучению — оно тоже выбивает электроны из атомов. Но при внешнем облучении оно полностью поглощается кожей и ближайшими к коже тканями, не доходя до внутренних органов. Тем не менее это приводит к тому, что поток быстрых электронов передает облученным тканям значительную энергию, что может привести к лучевым ожогам или спровоцировать, например, катаракту.

Альфа-излучение несет значительную энергию и большой импульс, что позволяет ему выбивать электроны из атомов и даже сами атомы из молекул. Поэтому причиненные им «разрушения» значительно больше — считается, что, передав телу 1 Дж энергии, альфа-излучение нанесет такой же ущерб, как 20 Дж в случае гамма- или бета-излучения. К счастью, проникающая способность альфа-частиц чрезвычайно мала: они поглощаются самым верхним слоем кожи. Но при попадании внутрь организма альфа-активные изотопы крайне опасны: вспомните печально известный чай с альфа-активным полонием-210, которым был отравлен Александр Литвиненко.

Нейтральная опасность

Но первое место в рейтинге опасности, несомненно, занимают быстрые нейтроны. Нейтрон не имеет электрического заряда и поэтому взаимодействует не с электронами, а с ядрами — только при «прямом попадании». Поток быстрых нейтронов может пройти через слой вещества в среднем от 2 до 10 см без взаимодействия с ним. Причем в случае тяжелых элементов, столкнувшись с ядром, нейтрон лишь отклоняется в сторону, почти не теряя энергии. А при столкновении с ядром водорода (протоном) нейтрон передает ему примерно половину своей энергии, выбивая протон с его места. Именно этот быстрый протон (или, в меньшей степени, ядро другого легкого элемента) и вызывает ионизацию в веществе, действуя подобно альфа-излучению. В результате нейтронное излучение, подобно гамма-квантам, легко проникает внутрь организма, но там почти полностью поглощается, создавая быстрые протоны, вызывающие большие разрушения. Кроме того, нейтроны — это то самое излучение, которое вызывает наведенную радиоактивность в облучаемых веществах, то есть превращает стабильные изотопы в радиоактивные. Это крайне неприятный эффект: скажем, с транспортных средств после пребывания в очаге радиационной аварии альфа-, бета- и гамма-активную пыль можно смыть, а вот от нейтронной активации избавиться невозможно — излучает уже сам корпус (на этом, кстати, и был основан поражающий эффект нейтронной бомбы, активировавшей броню танков).

При измерении и оценке радиации используется такое количество различных понятий и единиц, что обычному человеку немудрено и запутаться.
Экспозиционная доза пропорциональна количеству ионов, которые создает гамма- и рентгеновское излучения в единице массы воздуха. Ее принято измерять в рентгенах (Р).
Поглощенная доза показывает количество энергии излучения, поглощенное единицей массы вещества. Ранее ее измеряли в радах (рад), а сейчас – в греях (Гр).
Эквивалентная доза дополнительно учитывает разницу в разрушительной способности разных типов радиации. Ранее её измеряли в «биологических эквивалентах рада» — бэрах (бэр), а сейчас – в зивертах (Зв).
Эффективная доза учитывает ещё и различную чувствительность разных органов к радиации: например, облучать руку куда менее опасно, чем спину или грудь. Ранее измерялась в тех же бэрах, сейчас — в зивертах.
Перевод одних единиц измерения в другие не всегда корректен, но в среднем принято считать, что экспозиционная доза гамма-излучения в 1 Р принесёт организму такой же вред, как эквивалентная доза 1/114 Зв. Перевод рад в греи и бэров в зиверты очень прост: 1 Гр = 100 рад, 1 Зв = 100 бэр. Для перевода поглощённой дозы в эквивалентную используют т.н. «коэффициент качества излучения», равный 1 для гамма- и бета-излучения, 20 для альфа-излучения и 10 для быстрых нейтронов. Например, 1 Гр быстрых нейтронов = 10 Зв = 1000 бэр.
Природная мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего облучения обычно составляет 0,06 – 0,10 мкЗв/ч, но в некоторых местах может быть и менее 0,02 мкЗв/ч или более 0,30 мкЗв/ч. Уровень более 1,2 мкЗв/ч в России официально считается опасным, хотя в салоне самолёта во время перелёта МЭД может многократно превышать это значение. А экипаж МКС подвергается облучению с мощностью примерно 40 мкЗв/ч.

В природе нейтронное излучение весьма незначительно. По сути, риск подвергнуться ему существует лишь при ядерной бомбардировке или серьезной аварии на АЭС с расплавлением и выбросом в окружающую среду большей части активной зоны реактора (да и то лишь в первые секунды).

Газоразрядные счетчики

Радиацию можно обнаружить и измерить с помощью различных датчиков. Самые простые из них — ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку с газом (или воздухом), вдоль оси которой натянута проволочка — электрод. Между корпусом и проволочкой прикладывают напряжение и измеряют протекающий ток. Принципиальное отличие между датчиками лишь в величине прикладываемого напряжения: при небольших напряжениях имеем ионизационную камеру, при больших — газоразрядный счетчик, где-то посередине — пропорциональный счетчик.

Источник

Виды излучений: какое самое опасное из них для человека

Опасности радиационного облучения в быту

О негативном воздействии радиации на все живое наслышан каждый. Но не все знают, какое излучение наиболее опасно для человека и можно ли его встретить в быту.

Само слово радиация пришло к нам из латыни. В буквальном переводе термин означает «луч». Обыватели подразумевают под радиацией все известные современной науке излучения. Попадают под эту классификацию даже ультрафиолет и радиоволны.

Далеко не все форматы радиоактивного излучения является вредными. Но даже если они несут в себе множество побочных эффектов, в минимально допустимых дозировках их могут использовать во благо.

Электромагнитное излучение и человек

Электромагнитный фон естественного происхождения сопровождал человека всегда. Но с развитием технологий и прорывом в научной отрасли люди принялись создавать радиацию искусственного происхождения. Это ухудшило ситуацию, значительно повлияв на здоровье людей.

Каждый вид излучения отличается друг от друга:

Механизм распространения облучения в любом случае сохраняется одинаковым. Это означает, что любое излучение в формате электромагнитных волн способно распространяться в воздухе. Лучи представляют собой смешение электрического и магнитного поля, которое меняется согласно определенным правилам. Схематическая классификация излучения предусматривает сортировку на рабочие диапазоны.

Функционирование человеческого организма базируется на электромагнитной природе. Это означает, что все ткани и системы органов подвержены любому виду радиации. В обычной жизни фоновое облучение не несет никакой угрозы для слаженного биологического механизма в организме. Но если эта дозировка была превышена, то функционирование организма подвергается опасности. Искусственные волны электромагнитного происхождения вносят дезинформацию в организм.

Так проявляются нездоровые состояния, ведущие за собой патологические изменения. Характер этих изменений может существенно колeбaться.

Если двоих человек с приблизительно одинаковым уровнем здоровья облучать в идентичных условиях, последствия для здоровья у обоих будут разными. Это зависит от генетической предрасположенности и латентных болезней.

Как работает механизм облучения?

Даже самое опасное излучение для человека при кратковременном воздействии на организм может принести меньше вреда в перспективе, чем длительное и регулярное относительно безопасное облучение.

Человеческое тело выступает проводником при условии соответствия частотам менее 10 Гц. Особенно это касается нервной системы, которая считается особо чувствительной системой каждого организма.

С бaнaльным повышением температуры тела способен справиться отлаженный механизм теплоотдачи. Но если речь заходит об электромагнитных волнах с высокой частотой, то тут сpaбатывает другой биологический принцип. У пациента прослеживается заметное повышение температуры попавших под облучение тканей. Это приводит к серьезным последствиям, часть из которых считается необратимыми.

При облучении СВЧ с показателем более 50 микрорентген в час у больного развиваются клеточные нарушения. Они будут выражаться в следующих негативных последствиях:

Особо опасные виды облучения

Центральной угрозой, исходящей от радиации, является проникающая способность. Она основывается на процессе излучения и последующего поглощения энергии. Процесс производится благодаря квантам – определенным порциям энергии. Если длина посылаемой волны отличается маленьким показателем, то воздействие квантов будет максимально сильным.

Изучая, какой вид излучения обладает наибольшей проникающей способностью, исследователи пришли к выводу, что их существует два:

Коварства добавляет тот факт, что в момент облучения пострадавший вообще может ничего не чувствовать. Радиация работает на перспективу. Пагубное воздействие зачастую дает о себе знать через время. Степень и тяжесть поражения полностью зависят от типа и глубины луча, а также времени облучения.

Помимо такого варианта влияния кванты несут в себе еще одну потенциальную опасность. Их способность ионизировать атомы провоцирует различные генные мутации. Они передаются по наследству, и исправить их практически не представляется возможным. Наследственная мутация способна развиться даже при минимальной дозе облучения.

Из-за всей этой информации некоторые люди начинают паниковать, отказываясь от рентгенологического обследования при острой необходимости. Но все аппараты в медицинских учреждениях настроены так, чтобы пациент получал лишь минимально вынужденную дозу радиации. Тут бояться нечего.

В общей сложности за всю жизнь накопленное облучение в организме не должно превысить предельно допустимую нормы в 32 Рентгена. На практике это эквивалентно сотням рентгеновским снимкам, которые делаются с маленькими временными интервалами.

Гораздо сложнее обстоит ситуация с гамма-облучением. Оно происходит по причине распада некоторых радиоактивных элементов.

Жесткая составляющая ультрафиолетовых лучей «умеет» не только производить ионизацию молекул. Она также генерирует значительные поражения глазной сетчатки. После ряда исследований стало понятно, что органы зрения больше всего страдают от волн, длина которых соответствует светло-салатному цветовому спектру. Это эквивалентно параметрам от 555 нм до 565 нм.

При наступлении сумерек чувствительность человеческого зрения несколько смещается в сторону коротких волн. Они соответствуют длине в радиусе 500 нм (синий цвет).

Особенности влияния альфа-излучения

Помимо вредоносного гамма-излучения существует еще группа бета-лучей и альфа-частиц. По своей природе две последних категории не сильно отличаются. Разница заключается только в длине волны и проникающей способности. Но, по сравнению с вредом от гамма-лучей, бета и особенно альфа считаются более благосклонными к живому организму.

С точки зрения длины волн, альфа-излучение считается самым опасным, так как отличается огромной силой воздействия. Но из-за все той же длины волн (она очень мала) в быту альфа-облучение редко когда наносит значительный урон организму.

Поражение живых клеток с последующим почти мгновенным отмиранием – характерная черта альфа-излучения. Но тут радует тот факт, что такой луч теряет разрушительную силу буквально в 3-4 сантиметрах от объекта излучения. Если оградить живой организм от радиационного источника даже обычным листом бумаги, его негативное воздействие сойдет на нет.

Источники радиации в повседневности

Установив самое опасное излучение для человека, сознательные граждане начинают искать способы защититься от него.

Любой электрический прибор в доме современного человека может расцениваться в качестве первоисточника электромагнитного облучения искусственного происхождения. Из-за них человек, незаметно для себя, снижает собственный иммунитет и ухудшает текущее состояние эндокринной системы.

В процессе исследования связи между радиацией бытового характера и ее влиянием на организм человека была установлена доказанная закономерность. Ученые доказали, что образование злокачественных опухолей может напрямую зависеть от места проживания человека. Если его дом находится прямо под линией высоковольтных передач, то шансы получить онкологический диагноз повышаются.

Чтобы снизить негативное влияние бытового электромагнитного излучения, эксперты рекомендуют придерживаться простых советов:

Если вас не покидает чувство опасности в собственном доме из-за предполагаемого повышенного уровня радиации, сделайте замеры облучения. Для этого предусмотрен специальный дозиметр. В инструкции к прибору будут прописаны допустимые значения в разных средах. При этом в разных странах оценочные критерии могут разниться.

Когда раскошеливаться на спецтехнику не хочется, можно воспользоваться старым «дедовским способом». Отключите все электроприборы в доме и включайте их поочередно. Подходя к каждому отдельно взятому включенному устройству, подносите к нему включенный радиоприемник. Если возле установки будет прослеживаться треск и другие помехи, это свидетельствует о сильном электромагнитном излучении.

Так можно выявить самые опасные приборы в доме и стараться избегать их эксплуатации по мере возможности.

Почему самым опасным для человека излучением является радиация

Потоки элементарных частиц, электромагнитных волн или осколки микроскопического размера атомов, которые обладают способностью ионизировать вещества или вступать с ними в химические реакции. Процесс сопровождается поглощением теплоты и образованием веществ с большей энергией, распад которых провоцирует выброс или излучение положительно, отрицательно заряженных свободных электронов. Под их воздействием в клетках организма людей образуются свободные радикалы, которые нарушают естественные биологические процессы метаболизма, роста и развития, разрушают иммунную систему. Это и есть механизм возникновения и действия радиации, которая является самым опасным ионизирующим излучением, как для всех живых организмов, так и для человека.

Как радиация может попасть в организм

Люди ежедневно подвергаются облучению естественными, а так же искусственно созданными бытовыми и производственными радионуклидами или радиоактивными элементами. Источники ионизирующего излучения окружают человека повсюду:

Невидимое ионизирующее излучение приводит к поражению всех без исключения систем жизненно важных органов, провоцирует самое опасное заболевание, как лучевая болезнь.

Радиационное излучение: виды и свойства

Спонтанное беспричинное изменение химического или внутреннего состава нестабильных нуклидов, атомных ядер, которые распадаются, приводит к образованию новых элементарных радиоактивных частиц, появлению радиации. Какие виды радиоактивного излучения бывают:

Провоцируют мутации, лучевую болезнь, ожоги.

Чтобы защититься от альфа-частиц, будет достаточно одежды, которая пропускает через себя 50% излучения бета. Для предупреждения проникновения этого вида радиации следует использовать металлические экраны, подойдут застекленные окна. От нейтронного облучения поможет и обычная вода, полиэтилен, парафин. Но самым и наиболее опасным для человека излучением является поток гамма. Лучшая защита от него — свинец.

Дозы облучения радиацией

Чтобы определить биологический механизм действия ионизирующего электромагнитного излучения на единицу массы вещества организма, используются величины грей (Гр) или рад (рад), указывают на поглощенную дозу радиации. Эквивалентная доза рассчитывает проникновение и влияние радионуклидов на живые организмы, измеряется в греях (Гр). Экспозиционную дозу представляет ионизация воздуха в рентгенах (Р). Индивидуально рассчитать количество необходимого облучения можно с помощью эффективной эквивалентной дозы в зивертах (Зв) или бэрах (бэр).

В каких единицах чаще всего измеряют радиацию:

Эти показатели используются в соответствии с принятой Международной системой единиц физических величин. Применяются для обозначения степени и уровня ионизирующего излучения, оценки наносимого ущерба здоровью людей.

Опасная доза радиации

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, cмepтельное значение радиации для человека в рентгенах:

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.

Воздействие радиации на человека

Допустимая доза ионизирующего радиационного излучения не должна превышать показателя 0,3 мкЗв за 1 час. По статистике Всемирной организации здравоохранения эффективная эквивалентная доза облучения людей за год в микрозивертах, мкЗв, составляет:

Данные количественные показатели свидетельствуют о том, что самым опасным и угрожающим для здоровья человека излучением является именно радиация. Ее последствия ежегодно фиксируются в виде генетических мутаций и патологий у новорожденных детей, онкологических заболеваниях и нарушениях работы организма у взрослых, ослаблении иммунной системы. Наблюдается резкое понижение средней продолжительности жизни до 66 лет.

Самые опасные излучения для человека

Новые технологии постоянно совершенствуются, они давно стали необходимым атрибутом современной жизни. Электромагнитные излучения окружают человека практически постоянно, он находится под их воздействием дома, на работе и даже на улице. Технологические достижения с одной стороны сделали жизнь более комфортной, но все чаще специалисты говорят о вреде электромагнитных волн, излучаемых многочисленными электроприборами.

Принцип механизма облучения

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

Природа происхождения, виды излучений

Влияние таких волн на организм связан с особенностями его функционирования, которое основано на принципах передачи электросигналов. Все системы и органы подвержены радиации, особую опасность для биологического механизма представляет повышенная дозировка излучения, это может привести к нарушению нормальных процессов. В результате могут развиваться различные заболевания, характер патологических изменений в каждом отдельном случае отличается, многое зависит от генетики и скрытых болезней.

Опасность для человека представляют относящиеся к ионизирующему классу излучения, специалисты различают 5 основных разновидности:

Центральной угрозой является проникающая способность, она базируется на процессах излучения и поглощения, который обеспечивается за счет квантов. Короткие волны отличаются более сильным воздействием, в соответствии с этим принципом наибольшую опасность представляют рентгеновское и гамма — излучения.

Опасные излучения

Излучение имеет накопительный характер, происходит абсолютно незаметно для человека, последствия проявляются через определенное время, тяжесть и степень поражения зависит от вида, глубины и продолжительности облучения. Потенциальная опасность квантов заключается также в свойствах ионизировать атомы, в результате чего в организме развиваются различные мутации. Они передаются следующим поколениям и не поддаются коррекции, мутационные процессы могут развиваться даже при минимальных дозах облучения.

По этой причине некоторые люди часто отказываются от рентгена, хотя все оборудование в поликлиниках излучает минимальное количество квантов. Принцип заключается в том, что за всю жизнь организм должен получить не более 32 Рентген, для этого пациент должен сделать сотни снимков с минимальными интервалами.

Электромагнитное излучение в повседневной жизни

Сегодня в каждой квартире установлено несколько электроприборов, которые часто работают постоянно, одновременно и излучают искусственное излучение. Под его воздействием снижаются иммунные силы организма, ухудшается состояние эндокринной системы. В результате научных исследований была выявлена определенная закономерность, существует доказанная прямая зависимость бытовой радиации и состоянием организма. Появление злокачественных новообразований зависит от места жительства, при наличии высоковольтных линий повышается риск онкологии.

Для снижения отрицательного влияния излучения необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Проверить уровень излучение каждого прибора можно с помощью дозиметр, в аннотации указаны рекомендуемые параметры в разных средах, в других странах показатели нормы могут отличаться.

Виды излучений: какое самое опасное из них для человека

Излучения – неотъемлемая часть жизни современного человека. Исключить контакт с источниками, испускающими энергию в виде волн, практически невозможно. Дом, работа, трaнcпорт, отдых – везде человек подвергается опасности. Сталкиваясь с разными видами излучений, живой организм получает больший или меньший урон здоровью. Однако самым опасным излучением для человека является радиация – ее влияние чаще всего приводит к летальному исходу и необратимым последствиям.

Радиоактивное излучение как самое опасное для человека

Радиационное излучение (радиация) – наиболее опасно для человека. Отличительная особенность – способность ионизировать вещества, находящиеся на длинном расстоянии, нарушая естественные процессы жизнедеятельности живых организмов.

Это единственный вид излучения, обладающий такой высокой проникающей способностью. В отличие от остальных видов электромагнитных волн, радиоактивное излучение испускает не только энергию, но и мельчайшие частицы (атомы или их осколки), способные пронизывать все предметы и живые организмы насквозь.

Своим воздействием радиация способна нарушить свойства таких материалов, как металл, не говоря о живых организмах. Человеческий организм функционирует при помощи электромагнитных импульсов, нарушить которые радиации не составит труда.

Существуют несколько видов радиации, в основе деления которых лежит вид частиц, испускаемых при излучении и способность ионизировать вещества:

Попадание источника радиации в организм наносит наибольший урон: лучевая болезнь со cмepтельным исходом.

Получить облучение радиацией можно двумя способами:

Наиболее опасным считается второй способ облучения, так как источник радиации находится внутри и излучает негативную энергию, соприкасаясь с внутренними тканями. От внешнего контакта с частицами электромагнитного поля защищает одежда, воздух, стены.

Все виды радиации сопровождаются ионизацией клеток организмов, что приводит к появлению свободных радикалов, отравляющих соприкасающиеся клетки. Специалисты выявили определенную закономерность воздействия радиации на организм человека:

Опасность для детей возрастает в несколько раз. Чем младше ребенок, тем губительнее радиация воздействует на кости и головной мозг. Проявляется это в остановке роста костей, что приводит к патологиям, в головном мозге нарушаются процессы, приводящие к потере памяти, нарушению развития умственных способностей.

Для детей, находящихся в утробе матери, влияние особо пагубно в первом триместре. В этот период формируется кора головного мозга, а радиация нарушит этот процесс, и ребенок либо родится мертвым, либо с явными патологиями.

Радиация – разновидность электромагнитного излучения. Имеет еще несколько видов излучений, способных приносить вред здоровью человека: радиоволны, ультрафиолетовое, инфракрасное, лазерное.

Радиоволны и их влияние на человека

Радиоволны представляют собой низкочастотные волны (до 6 тыс. ГГц). Источников их излучения много: мобильные телефоны, радио, различные беспроводные устройства (Bluetooht), радионяни.

Человек и радиоволны могут существовать рядом долгие годы. Низкая приникающая способность радиоволн обеспечивает контакт только с кожными покровами. Они могут нагреваться, что чревато для человека повышенным потоотделением.

Смертельную угрозу радиоволны несут людям с проблемами сердца, у которых установлен сердечный кардиостимулятор. Этот прибор чувствителен к различным колебаниям в виде волн.

Инфракрасное излучение и его вред

Инфракрасное излучение – имеет электромагнитную природу, ему присущи волны длиной 0,76 мкм. Их основным источником является солнце, благодаря этой особенности солнце не только светит, но и греет. Все живые существа также излучают инфракрасные лучи, но невидимые человеческому глазу.

Большую угрозу ИК-свет несет для глаз. Длительное воздействие на сетчатку приводит к судорогам, водно-солевому дисбалансу, катаракте.

Оптическое излучение и его влияние на человека

Оптическое или лазерное излучение – характеризуется его видимостью в виде луча, а также атомной природой происхождения. Лазерное излучение схоже с природой света, но свет на улице – явление естественное, а лазер – вынужденное свечение.

Длинные лазерные волны не способны нанести вред живым существам, но короткие высокочастотные волны при длительном воздействии угрожают:

Ультрафиолетовое излучение и его негативное влияние

Ультрафиолетовое излучение – тесно связано с инфракрасным излучением. Особенностью УФ-лучей является химическая реакция, которая происходит во время излучения. Основным источником УФ-импульсов является солнце, но от его пагубных лучей защищает озоновый слой атмосферы.

Опасность представляют приборы в быту: сварочный аппарат, солярий, ультрафиолетовые лампы.

Длительное воздействие коротковолновых УФ-волн приводит не только к загару кожи, но и к ее травматизму. Способность проникать в глубокие слои кожи влечет за собой ожоги, и мутагенез (нарушение в клетках кожи на генном уровне). Как результат – онкологическое заболевание под названием меланома с пессимистическим прогнозом.

Важно! Глаза очень чувствительны к ультрафиолету, столкновение со средневолновым излучением приводит к электроофтальмии, то есть ожогу сетчатки.

Электромагнитные поля разных частот взаимодействуют с человеком постоянно и приносят ущерб в той или иной мере. Однако только радиация проникает в клетки организма незаметно, вызывая самые серьезные и необратимые последствия: мутация, генетические нарушения, онкологические опухоли. Эти последствия могут возникать не сразу, а спустя годы, ведь вывести радионуклиды из организма – дело многих лет.

Именно поэтому – это радиация, своевременно защититься от которой порой невозможно.

Виды излучений: какое самое опасное из них 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:

А для коварного альфа-излучения имеем:

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:

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 пyтaницей: 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.

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

Важно знать родителям о здоровье:

Источник