Термин «радиация» происходит от латинского слова radius и означает «луч». В самом широком смысле слова радиация охватывает все существующие в природе виды излучений — радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет и, наконец, ионизирующее излучение. Все эти виды излучения, имея электромагнитную природу, различаются длиной волны, частотой и энергией.
Существуют также излучения, которые имеют другую природу и представляют собой потоки различных частиц, например, альфа-частиц, бета-частиц, нейтронов и т.д.
Каждый раз, когда на пути излучения возникает барьер, оно передает часть или всю свою энергию этому барьеру. И от того, насколько много энергии было передано и поглощено в организме, зависит конечный эффект облучения. Всем известны удовольствие от бронзового загара и огорчение от тяжелейших солнечных ожогов. Очевидно, что переоблучение любым видом радиации чревато неприятными последствиями.
Для здоровья человека наиболее важны ионизирующие виды излучения. Проходя через ткань, ионизирующее излучение переносит энергию и ионизирует атомы в молекулах, которые играют важную биологическую роль. Поэтому облучение любыми видами ионизирующего излучения может так или иначе влиять на здоровье. К их числу относятся:
- Альфа-излучение — это тяжелые положительно заряженные частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, крепко связанных между собой. В природе альфа-частицы возникают в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или вдыхаемым воздухом, оно облучает внутренние органы и становится потенциально опасным.
- Бета-излучение — это электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Во время аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году пожарные получили ожоги кожи в результате очень сильного облучения бета-частицами. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.
- Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.
- Рентгеновское излучение аналогично гамма-излучению, испускаемому ядрами, но оно получается искусственно в рентгеновской трубке, которая сама по себе не радиоактивна. Поскольку рентгеновская трубка питается электричеством, то испускание рентгеновских лучей может быть включено или выключено с помощью выключателя.
- Нейтронное излучение образуется в процессе деления атомного ядра и обладает высокой проникающей способностью. Нейтроны можно остановить толстым бетонным, водяным или парафиновым барьером. К счастью, в мирной жизни нигде, кроме как непосредственно вблизи ядерных реакторов, нейтронное излучение практически не существует.
В отношении рентгеновского и гамма-излучения часто употребляют определения «жёсткое» и«мягкое». Это относительная характеристика его энергии и связанной с ней проникающей способности излучения («жёсткое» — большие энергия и проникающая способность, «мягкое» — меньшие).
Ионизирующие излучения и их проникающая способность
[600x213]
[600x211]
[600x210]
[600x215]
Радиоактивность
Число нейтронов в ядре определяет, является ли данное ядро радиоактивным. Чтобы ядро находилось в стабильном состоянии, число нейтронов, как правило, должно быть несколько выше числа протонов. В стабильном ядре протоны и нейтроны так крепко связаны между собой ядерными силами, что ни одна частица не может выйти из него. Такое ядро всегда будет оставаться в уравновешенном и спокойном состоянии. Однако ситуация совсем иная, если число нейтронов нарушает равновесие. В этом случае ядро обладает избыточной энергией и просто не может удерживаться в целости. Рано или поздно оно выбросит свою избыточную энергию.
Различные ядра высвобождают свою энергию разными способами: в форме электромагнитных волн или потоков частиц. Такая энергия называется излучением.
Радиоактивный распад
Процесс, в ходе которого нестабильные атомы испускают свою избыточную энергию, называется радиоактивным распадом, а сами такие атомы — радионуклидом. Легкие ядра с небольшим числом протонов и нейтронов становятся стабильными после одного распада. При распаде тяжелых ядер, например, урана, образующееся в результате этого ядро по-прежнему является нестабильным и, в свою очередь, распадается дальше, образуя новое ядро, и т.д. Цепочка ядерных превращений заканчивается образованием стабильного ядра. Такие цепочки могут образовывать радиоактивные семейства. В природе известны радиоактивные семейства урана и тория.
Представление об интенсивности распада дает понятие периода полураспада — периода, в течение которого произойдет распад половины нестабильных ядер радиоактивного вещества. Период полураспада каждого радионуклида уникален и неизменен. Один радионуклид, например, криптон-94, рождается в ядерном реакторе и очень быстро распадается. Период полураспада его меньше секунды. Другой, например, калий-40, образовался в момент рождения Вселенной и до сих пор сохранился на планете. Период полураспада его измеряется миллиардами лет.
Единицы измерения
В октябре 1960 г. в Париже Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц, которая получила название СИ. В СССР она была введена с 1 января 1963 г. в качестве государственного стандарта. В научно-технической литературе и средствах массовой информации до сих пор встречаются как системные, так и внесистемные единицы. Поэтому полезно знать и те и другие, а также соотношения между ними.
Таблица 1.
Величина |
Наименование и обозначение | Соотношение между единицами | |
|---|---|---|---|
| Единица СИ | Внесистемная единица | ||
| Активность радионуклида в источнике | беккерель (Бк) | кюри (Ки) | 1 Ки = 3,7·1010 расп/с = 3,7·1010 Бк 1 Бк = 1 расп/с 1 Бк = 2,7·10-11 Ки |
| Доза поглощенная | грей (Гр) | рад (рад) | 1 рад = 100 эрг/г = 1·10-2 Гр 1 Гр = 1 Дж/кг 1 Гр = 100 рад |
| Доза эквивалентная | зиверт (Зв) | бэр (бэр) | 1 бэр = k·1рад = 1·10-2Зв 1 Зв = k·1 Гр = 100 бэр |
| Мощность эквивалентной дозы | зиверт в секунду (Зв/с) | бэр в секунду (бэр/с) | 1 бэр/с = k·1рад/с = 1·10-2 Зв/с 1 Зв/c = k·1 Гр/c = 100 бэр/с |
| Доза эффективная | зиверт (Зв) | бэр (бэр) | 1 бэр = k·1рад = 1·10-2Зв 1 Зв = k·1 Гр = 100 бэр |
| Доза экспозиционная | кулон на килограмм (Кл/кг) | рентген (Р) | 1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3,88·103 Р |
| Мощность экспозиционной дозы | ампер на килограмм (А/кг) | рентген в секунду(Р/с) | 1 Р/с = 2,58·10-4 А/кг 1 А/кг = 3,88·103 Р/с |
| Удельная поверхностная активность радионуклида | беккерель на квадратный метр (Бк/м2) | кюри на квадратный километр (Ки/км2) | 1 Ки/км2 = 3,7·104 Бк/м2 1 Бк/м2 = 2,7·10-5 Ки/км2 |
Дозиметрические приборы, которые выпускаются в настоящее время, позволяют измерять дозу и мощность эквивалентной дозы. Но до сих можно встретить приборы, которые измеряют дозу и мощность экспозиционной дозы в единицах Р и Р/час (или производных единицах), соответственно. С погрешностью до 5% можно считать, что экспозиционная доза в рентгенах и эквивалентная доза рентгеновского и гамма-излучения в бэр совпадает. Таким образом, чтобы перевести показания такого прибора в эквивалентную дозу можно воспользоваться приближенным соотношением: 1 Зв = 100 Р.
Некоторые единицы, приведенные в таблице 1, представляют собой большую величину. Например, кюри очень большая величина, поэтому обычно используют дольные единицы:
- нанокюри, 1 нКи = 1·10-9 Ки = 3,7·101 Бк,
- микрокюри, 1 мкКи = 1·10-6 Ки= 3,7·104 Бк,
- милликюри, 1 мКи = 1·10-3 Ки = 3,7·107 Бк.
Беккерель, напротив, очень маленькая величина, поэтому часто используют кратные единицы:
- килобеккерель, 1 кБк = 1·103 Бк,
- мегабеккерель, 1 МБк = 1·106 Бк,
- гигабеккерель, 1 ГБк = 1·109 Бк.
Зиверт также большая единица для измерения дозы излучения, поэтому на практике чаще используются дольные единицы: микрозиверт (мкЗв), миллизиверт (мЗв).
Приставки и множители для образования десятичных, кратных и дольных единиц приведены в табл. 2.
Таблица 2. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц
| Множитель | Приставка | Обозначение |
|---|---|---|
| 1018 | экса | Э |
| 1015 | пета | П |
| 1012 | тера | Т |
| 109 | гига | Г |
| 106 | мега | М |
| 103 | кило | к |
| 102 | гекто | г |
| 101 | дека | да |
| 10-1 | деци | д |
| 10-2 | санти | с |
| 10-3 | милли | м |
| 10-6 | микро | мк |
| 10-9 | нано | н |
| 10-12 | пико | п |
| 10-15 | фемто | ф |
| 10-18 | атто | а |
АЭС, действующие на территории РФ [510x292]
На сегодняшний день в России функционирует 10 атомных станций, основная часть которых расположена в европейской части страны. Действующие энергоблоки поставляют для внутреннего и внешнего рынка около 17% от общего числа всей производимой у нас энергии.
Радиационная авария
26 апреля 2011 года исполняется 25 лет со дня катастрофы на чернобыльской АЭС. Экономический ущерб от нее более чем в 3 раза превысил положительный экономический эффект от работы всех АЭС Советского Союза с 1954 по 1990 годы. Чернобыльские радиоактивные выпадения были зафиксированы в 22 странах Европы, Америки, Азии. Сотни тысяч жителей были вынуждены переселяться с загрязненных территорий. Десятки тысяч погибли в результате болезней, вызванными чернобыльскими загрязнениями.
Радиационная авария – это нарушение правил безопасной эксплуатации ядерно-энергетическойустановки, оборудования или устройства, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные проектом пределы их безопасной эксплуатации, приводящей к облучению населения и загрязнению окружающей среды.
Основными поражающими факторами таких аварий являются радиационное воздействие и радиоактивное загрязнение. Аварии могут сопровождаться взрывами и пожарами.
Радиационное воздействие на человека заключается в нарушении жизненных функций различных органов (главным образом органов кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта) и развитии лучевой болезни под влиянием ионизирующих излучений.
Радиоактивное загрязнение вызывается воздействием альфа-, бета- и гамма- ионизирующих излучений и обусловливается выделением при аварии непрореагированных элементов и продуктов деления ядерной реакции (радиоактивный шлак, пыль, осколки ядерного продукта), а также образованием различных радиоактивных материалов и предметов (например, грунта) в результате их облучения.
Предупредительные мероприятия
Уточните наличие вблизи вашего местоположения радиационно-опасных объектов и получите, возможно, более подробную и достоверную информацию о них. Выясните в ближайшем территориальном управлении по делам ГОЧС способы и средства оповещения населения при аварии на интересующем Вас радиационно-опасном объекте и убедитесь в исправности соответствующего оборудования.
Изучите инструкции о порядке Ваших действий в случае радиационной аварии.
Создайте запасы необходимых средств, предназначенных для использования в случае аварии (герметизирующих материалов, йодных препаратов, продовольствия, воды и т.д.).
Как действовать при оповещении о радиационной аварии
Находясь на улице, немедленно защитите органы дыхания платком (шарфом) и поспешите укрыться в помещении. Оказавшись в укрытии, снимите верхнюю одежду и обувь, поместите их в пластиковый пакет и примите душ. Закройте окна и двери. Включите телевизор и радиоприемник для получения дополнительной информации об аварии и указаний местных властей. Загерметизируйте вентиляционные отверстия, щели на окнах (дверях) и не подходите к ним без необходимости. Сделайте запас воды в герметичных емкостях. Открытые продукты заверните в полиэтиленовую пленку и поместите в холодильник (шкаф).
Для защиты органов дыхания используйте респиратор, ватно-марлевую повязку или подручные изделия из ткани, смоченные водой для повышения их фильтрующих свойств.
При получении указаний через СМИ проведите йодную профилактику, принимая в течение 7 дней по одной таблетке (125 мг) калия йодида, а для детей до 2-х лет – ⅓ часть таблетки (40 мг). При отсутствии калия йодида используйте йодистый раствор: три-пять капель 5% раствора йода на стакан воды, детям до 2-х лет – одну-две капли.
Как действовать на радиоактивно загрязненной местности
Для предупреждения или ослабления воздействия на организм радиоактивных веществ:
- выходите из помещения только в случае необходимости и на короткое время, используя при этом респиратор, плащ, резиновые сапоги и перчатки;
- на открытой местности не раздевайтесь, не садитесь на землю и не курите, исключите купание в открытых водоемах и сбор лесных ягод, грибов;
- территорию возле дома периодически увлажняйте, а в помещении ежедневно проводите тщательную влажную уборку с применением моющих средств;
- перед входом в помещение вымойте обувь, вытряхните и почистите влажной щеткой верхнюю одежду;
- воду употребляйте только из проверенных источников, а продукты питания – приобретенные в магазинах;
- тщательно мойте перед едой руки и полощите рот 0,5%-м раствором питьевой соды.
Соблюдение этих рекомендаций поможет избежать лучевой болезни.
Как действовать при эвакуации
Готовясь к эвакуации, приготовьте средства индивидуальной защиты, в том числе подручные (накидки, плащи из пленки, резиновые сапоги, перчатки), сложите в чемодан или рюкзак одежду и обувь по сезону, однодневный запас продуктов, нижнее белье, документы, деньги и другие необходимые вещи. Оберните чемодан (рюкзак) полиэтиленовой пленкой.
Покидая при эвакуации квартиру, отключите все электро- и газовые приборы, вынесите в мусоросборник быстро портящиеся продукты, а на дверь прикрепите объявление «В квартире №___ никого нет». При посадке на транспорт или формировании пешей колонны зарегистрируйтесь у представителя эвакокомиссии. Прибыв в безопасный район, примите душ и смените белье и обувь на незараженные.