Что такое радиация?

Что такое радиация?

Радиация, за этим, красивым на слух словом скрывается опасный вид энергии губительный для всего живого, при этом его никто не видел. Радиация подкрадывается и убивает не заметно, чем же она опасна? Радиация в переводе с латинского "сияние", "излучение" – процесс распространения потока элементарных частиц и квантов электромагнитного излучения. Радиация вторгается в молекулы и атомы любого вещества повстречавшегося на её пути, вызывает возбуждение атомов и появление ионов (ионизацию), отсюда произошло другое название ионизирующее излучение.

Радиация – это естественный фактор окружающей среды, существовавший задолго до появления человечества и существующий на всём протяжении его развития (есть, даже теории что  радиации принадлежит не последняя  роль в появлении жизни на Земле).

Все виды радиации опасны?

В общем смысле под определение  радиации подпадает любой вид  излучения: инфракрасное (тепловое), ультрафиолетовое (солнечная радиация), видимое световое излучение, но только один вид – ионизирующее излучение несёт серьёзную опасность, вторгаясь в любую материю на своём пути, ионизируя и тем самым разрушая её. Ионизирующее излучение не ведает преград, ни бетон, ни железо, ни другой материал не могут сдержать его распространение. Ионизирующее излучение возникает в результате радиоактивного распада ядер некоторых элементов и, в зависимости от частиц его составляющих, подразделяется на два вида: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновские лучи, гамма-излучение) и корпускулярное излучение, представляющее собой потоки частиц (альфа-частиц, бета-частиц (электронов), нейтронов, протонов, тяжелых ионов и других). Наибольшее распространение имеют: альфа, бета, гамма и рентгеновское излучение.

Виды Ионизирующего  излучения

Альфа частицы, представляют собой часть атома, состоящую из 2-ух протонов и 2-ух нейтронов, имеющую положительный заряд и обладающую большой энергией (и разрушительной силой), но довольно громоздки и потому легко уловимы (даже плотная одежда или лист бумаги является для них преградой, при попадании на кожу частицы застревают в ней). Опасно лишь попадание альфа-частиц с пищей, но и этого стоит остерегаться.

Бета-излучение – это поток мельчайших заряженных частиц (электронов), имеет большую проникающую способность, для защиты от этого вида радиации, понадобится более толстая защита: лист алюминия толщиной в несколько мм, дерево в несколько см и т.д.

Гамма-излучение и близкое к нему по свойствам рентгеновское излучение, обладает наибольшей проникающей способностью – это высокоэнергетическое коротковолновое электромагнитное излучение, представляющее собой поток фотонов, имеет нулевой заряд и поэтому не отклоняется при воздействии магнитным полем. Для защиты от такого вида излучения понадобится толстый слой материала с тяжёлыми ядрами (свинец, обеднённый уран, вольфрам). Есть ряд веществ (бор, графит, кадмий), которые способны нейтрализовать гамма-излучение.

Единицы измерения  радиации

Радиация измеряется в  единицах энергии, которая поглощается  веществом (выделяется в веществе) при  прохождении через него ионизирующего  излучения.

Поглощённая доза измеряется в грэях, считается, что вещество получило дозу облучения в 1 грэй (Гр), если в результате облучения 1 кг вещества получил 1 Дж энергии. До перехода к международным единицам использовалась единица Рад, 1 Гр = 100 Рад.

Применяется, также такое  понятие, как экспозиционная доза излучения – величина, показывающая, какой заряд создаёт гамма- или рентгеновское излучение в единице объёма воздуха (степень ионизации). В международной системе СИ, единицей измерения является "кулон на кг" (Кл/кг), Внесистемной единицей измерения является "рентген", или равная ей ещё одна внесистемная единица "бэр". 1 Кл/кг = 3880 рентген (Р).

Эквивалентная доза – доза, рассчитывается с учётом коэффициентов и зависит от вида излучения, например, рентгеновское, гамма, бета-излучения, имеют коэффициент 1, а альфа-частицы 20. Э.д. измеряется в Зивертах, 1 Зв = 1 Гр, или бэрах.

Итого: 1 Гр = 1 Зв = 100 Бэр = 100 Рентген.

Эффективная доза – коэффициент, рассчитываемый индивидуально для каждого органа в зависимости от риска возникновения отдаленных последствий облучения. Э.д. кожи и щитовидной железы – 0.01, для половых органов – 0.2, для лёгких, желудка, кишечника – 0.12, для головного мозга – 0.025, для остальных тканей – 0.05.

Допустимые и  смертельные дозы для человека

Ионизирующее излучение  не может быть обнаружено органами чувств человека, только техническими средствами. Для регистрации и  измерения ионизирующего излучения  применяются специальные детекторы-дозиметры  – счетчики Гейгера-Мюллера.

Естественное фоновое излучение (создается естественными и техногенными источниками) составляет, в зависимости от места 10-30 мкР/час (0,1-0,3 мкЗв/час), уровень в 10 мкР/час даёт дозу облучения за год в 0,8 мЗв. При этом предельно допустимой дозой облучения для населения считается 1 мЗв, и всё большее количество учёных склоняются что её надо уменьшить (кстати в 1952 г безопасной считалась доза до 15 мЗв) и некоторый штаты США уже установили максимально допустимую дозу искусственного облучения на уровне 0,1 мЗв в год.

ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ  И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Ионизирующим называется излучение, которое прямо или косвенно вызывает ионизацию среды. Ионизирующее излучение, как и электромагнитное, не воспринимается органами чувств человека, поэтому оно особенно опасно.

Естественными источниками  ионизирующих излучений являются высокоэнергетические космические частицы, а также рассеянные в земной коре долгоживущие радиоизотопы -- калий-40, уран-238, уран-235, торий-232 и др., являющиеся источниками альфа- и бета-частиц, гамма-квантов и т.д. Распад урана и тория сопровождается образованием радиоактивного газа радона, который из горных пород постоянно поступает в атмосферу и гидросферу и присутствует в небольших концентрациях повсеместно.

Искусственными источниками  ионизирующих излучений являются радиоактивные выпадения от ядерных взрывов, выбросы атомных электростанций, заводов по переработке ядерного топлива, выбросы тепловыми электростанциями золы, содержащей естественные радиоактивные элементы -- торий и радий.

Виды ионизирующих излучений и их характеристики

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия (состоящих из двух положительных протонов и двух нейтральных нейтронов), испускаемых веществом при радиоактивном распаде или при ядерных реакциях. Их энергия не превышает нескольких МэВ.

Альфа-частицы обладают сравнительно большой массой, имеют низкую проникающую  способность и высокую удельную ионизацию.

Бета-излучение -- поток отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ.

Ионизирующая способность бета-частиц ниже, а проникающая способность  выше, чем альфа-частиц, так как  они обладают значительно меньшей  массой и при одинаковой с альфа-частицами  энергии имеют меньший заряд.

Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют.

Гамма-излучение -- электромагнитное (фотонное) излучение с очень короткой длиной волны (менее 0,1 нм), испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц.

Гамма-излучение обладает большой  проникающей способностью и малым  ионизирующим действием. Энергия его  находится в пределах 0,01...3МэВ.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник бета-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет совокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ.

Как и гамма-излучение, рентгеновское  излучение обладает ма-лой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.