Домохозяйкам о радиации. (Осторожно, много букв!!)
взят отсюда:
Радиация. В этом слове для нас всегда заложен некий мистический смысл. Это то, что невидимо, что невозможно почувствовать, но что убивает, проникая сквозь любую защиту. Такое определение можно часто услышать от людей, далеких от ядерной физики и дозиметрии.
Вторая половина нашего столетия кроме явных достижений человечества отличается тем, что огромное количество существующих предрассудков и страхов, связанных с привычными нам оккультными явлениями, пополнилось изрядной долей туманных слухов, порожденных атомной энергетикой, термоядерной программой, ядерными полигонами, флюорографией, радоновыми ваннами, лучевой онкотерапией и т. д. Радиофобия тоже принадлежит к нашим недавним благоприобретениям. Человеку всегда было свойственно бояться неведомого.
Радиофобия породила предрассудки, сравнимые разве что с метафизическими мифами 14 века, когда всерьез обсуждали вопрос происхождения ласточек из болотной тины. Чего стоит, например, мнение, что радиоактивное излучение, покинув источник, долгое время летает по комнате, подобно стае мух, оказывая на присутствующих людей крайне пагубное воздействие. Считают также, что частицы, из которых состоит излучение, пробивают дырки в коже и теле. Говорят, что радиоактивное заражение — это вроде СПИДа, но, в отличие от него, может передаваться при рукопожатии.
Цель этой небольшой публикации — помочь всем, кто хочет, разобраться в нагромождении фактов, слухов и разрозненных сведений о радиации, ее мнимой и действительной опасности, научиться пользоваться бытовыми дозиметрами, иметь представление о том, кто, где и как может измерить степень чистоты продуктов, одежды, земли и т. д., понять, чем отличается радиоактивное загрязнение от других типов техногенных загрязнений. Автор заранее приносит извинения специалистам в области дозиметрии за некоторую нестрогость и неформальность, имеющие место лишь в благих целях краткости и доступности изложения.
Итак, радиация. Радиация в переводе означает излучение, испускание чего-либо. Поэтому к понятию радиация можно отнести и свет, и радиоволны, и , вообще, любое излучение. Те излучения, которые обычно называют радиацией, относятся к ионизирующим излучениям. Ионизирующими эти излучения называют потому, что они вызывают ионизацию атомов среды, через которую проходят. (Считаем, что читателю известно, что вещество состоит из молекул, составленных из атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из ядра и электронов. Ионизацией называется процесс удаления или "выбивания" одного или нескольких электронов. При этом ядро и оставшиеся электроны образуют систему, имеющую положительный заряд и называемую ионом). Ионизированные атомы — ионы — сильно отличаются по своим химическим свойствам от обычных атомов. Например, ионизированный атом водорода в молекуле воды придает всей молекуле крайне агрессивный характер, позволяя ей разрушать другие молекулы, разрывая связь между атомами. (Подобными эффектами, главным образом, и обусловлено вредное воздействие ионизирующих излучений на живые организмы).
Ионизирующих излучений, с которыми приходится иметь дело каждому из нас, не так уж много — всего три вида. Они названы по трем первым буквам греческого алфавита — альфа, бета и гамма излучениями. Каждое из этих излучений представляет собой поток микроскопических частиц, несущихся с большой скоростью. Размеры этих частиц намного меньше размера атома, поэтому движение каждой из них в веществе можно сравнить с полетом пули в редком лесу. Так же, как пуля, попадая в мелкие ветви деревьев, постепенно тормозится и в конце концов падает на землю, частица ионизирующего излучения, выбивая по пути электроны из атомов, теряет скорость и энергию и останавливается в веществе, или поглощается (как если бы пуля попала в дерево). Ионизирующая частица опасна, пока имеет большую скорость. После остановки или поглощения она не производит ионизации атомов и, следовательно, не оказывает вредного воздействия.
Расстояние, на которое частица проникает в вещество, называется пробегом частицы. Альфа, бета и гамма излучения состоят из разных типов частиц, названных альфа и бета-частицами и гамма-квантами.
Альфа-частицы — самые массивные, они производят мощную ионизацию на своем пути, но очень быстро тормозятся. Их пробеги составляют всего несколько десятков микрометров, поэтому альфа-частицы не проходят даже сквозь лист писчей бумаги.
Бета-частицы представляют собой электроны, движущиеся с очень большими скоростями. Они не такие сильноионизирующие, как альфа-частицы, и пробеги их больше. В человеческое тело бета-частицы способны углубиться на несколько миллиметров.
Гамма-излучение состоит из гамма-квантов, которые, хотя и рассматриваются как частицы, являются в то же время и электромагнитным излучением, таким, как солнечный свет, радиоволны и рентгеновские лучи. Их отличие заключается лишь в большой энергии, которую несет каждый гамма-квант. Гамма-излучение всегда распространяется со скоростью света, тогда как другие частицы имеют скорости намного меньшие, но, по нашим меркам, все равно огромные — несколько сот или тысяч километров в секунду.
Большие скорости перемещения частиц ионизирующих излучений означают, что эти частицы очень быстро исчезают. После вылета из источника ионизирующая частица через короткое время (равное приблизительно нескольким миллиардным долям секунды) либо поглощается, либо тормозится и останавливается. Поэтому, конечно, частицы не могут летать по комнате подобно мухам. Теперь мы вплотную подошли к одному из важнейших вопросов, связанных с ионизирующими излучениями. Откуда берутся все вышеупомянутые частицы?
Почти всегда частицы ионизирующих излучений вылетают из ядра атома какого-либо элемента. При этом говорят, что ядро претерпевает радиоактивный распад. Распадаться (и испускать частицы) могут ядра атомов не всех элементов, а только тех, которые называются радиоактивными. Причем часто один и тот же элемент может существовать в разных видах, которые называются изотопами. Если изотоп, например, йода, радиоактивен, то говорят "радиоактивный йод". Про изотоп, не являющийся радиоактивным, говорят "стабильный". Каждый радиоактивный изотоп имеет время жизни. Ведь если ядро распалось, испустив частицу, оно уже не может принимать участие в таком же распаде. Поэтому, имея 100 ядер, из которых постепенно убывают ядра, испустившие частицы, мы скоро получим 50 ядер, потом 1, а потом радиоактивный элемент полностью распадется и радиоактивность исчезнет. Для удобства определения времени жизни радиоактивных изотопов используют понятие периода полураспада. Это время, за которое распадается половина ядер радиоактивного изотопа.
Периоды полураспадов бывают самые разные — от одной миллиардной доли секунды до нескольких миллиардов лет. Все вещества состоят из различных изотопов различных элементов. Среди них имеются радиоактивные. Их можно разделить на две группы. Одни образовались (и образуются) в природе естественным путем (таковы, например, природный уран, торий, радиоактивный калий, радиоактивный углерод, радий и некоторые другие элементы). Другие появились благодаря деятельности человека при ядерных испытаниях, работе АЭС, ускорителей и термоядерных установок. Это искусственные радиоактивные изотопы. Всего их известно более 1000. Они находят применение в науке, медицине, промышленности.
В обиходе мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью. Известно, что в состав бетона, из которого строят наши дома, входит щебень, который добывают в карьерах, измельчая горные породы. Практически в любых горных породах, а в особенности в вулканических — гранитах и базальтах — есть некоторое количество урана и тория. Это очень древние элементы. Они образовались вместе с нашей планетой. Их периоды полураспада составляют 4,5 миллиарда лет и 14 миллиардов лет. Интересная особенность этих элементов состоит в том, что распадаясь, они превращаются в другие (тоже радиоактивные) изотопы, а те, в свою очередь, в третьи и так далее больше 10 раз. При этом происходит испускание альфа и бета частиц и гамма-квантов. Поскольку уран и торий входят в состав стен, потолков и полов наших домов, то в домах всегда присутствует радиоактивное излучение. Обычно учитывают только гамма-излучение, поскольку альфа- и бета-частицы, как правило, не выходят из стен, поглощаясь в их толще.
Как уже говорилось, уран и торий могут, распадаясь превращаться в другие радиоактивные элементы. Одним из них является инертный газ радон. Он альфа-радиоактивен, имеет период полураспада около 4 суток и легко диффундирует сквозь стены. В закрытых и не проветриваемых помещениях радон способен накапливаться в заметных количествах. Радон представляет некоторую опасность, поскольку, попадая в легкие, облучает их сильноионизирующими альфа-частицами.
В обычной жизни накопление радона маловероятно, но в складских помещениях, бетонных бункерах, шахтах, проложенных в породах, богатых ураном и торием, необходимо учитывать такую возможность. Чтобы быть спокойным за свои легкие в собственной квартире достаточно ежедневного проветривания.
Еще один древний изотоп радиоактивный калий. Его период полураспада — 1.2 миллиарда лет. Калий входит в состав очень многих минералов, он есть в растениях, животных и человеке. Поэтому все они являются источниками гамма-излучения. Например, из тела взрослого человека вылетает более 100000 гамма-квантов в минуту. А один килограмм картофеля излучает более 30000 гамма-квантов в минуту. От стен своей квартиры мы получаем около 10 гамма-квантов в секунду через каждый сантиметр тела. Точно такая же ситуация ожидает нас повсюду на Земле. И в поле, и в лесу, и в реке, и особенно в горах — везде есть гамма-излучение.
Еще одним заметным источником излучений является наше родное светило. Солнце посылает на Землю не только свет и тепло, но также и мощные потоки заряженных частиц. Благодаря магнитному полю Земли частицы не достигают ее поверхности, тормозясь за пределами атмосферы. Иногда н
Радиация. В этом слове для нас всегда заложен некий мистический смысл. Это то, что невидимо, что невозможно почувствовать, но что убивает, проникая сквозь любую защиту. Такое определение можно часто услышать от людей, далеких от ядерной физики и дозиметрии.
Вторая половина нашего столетия кроме явных достижений человечества отличается тем, что огромное количество существующих предрассудков и страхов, связанных с привычными нам оккультными явлениями, пополнилось изрядной долей туманных слухов, порожденных атомной энергетикой, термоядерной программой, ядерными полигонами, флюорографией, радоновыми ваннами, лучевой онкотерапией и т. д. Радиофобия тоже принадлежит к нашим недавним благоприобретениям. Человеку всегда было свойственно бояться неведомого.
Радиофобия породила предрассудки, сравнимые разве что с метафизическими мифами 14 века, когда всерьез обсуждали вопрос происхождения ласточек из болотной тины. Чего стоит, например, мнение, что радиоактивное излучение, покинув источник, долгое время летает по комнате, подобно стае мух, оказывая на присутствующих людей крайне пагубное воздействие. Считают также, что частицы, из которых состоит излучение, пробивают дырки в коже и теле. Говорят, что радиоактивное заражение — это вроде СПИДа, но, в отличие от него, может передаваться при рукопожатии.
Цель этой небольшой публикации — помочь всем, кто хочет, разобраться в нагромождении фактов, слухов и разрозненных сведений о радиации, ее мнимой и действительной опасности, научиться пользоваться бытовыми дозиметрами, иметь представление о том, кто, где и как может измерить степень чистоты продуктов, одежды, земли и т. д., понять, чем отличается радиоактивное загрязнение от других типов техногенных загрязнений. Автор заранее приносит извинения специалистам в области дозиметрии за некоторую нестрогость и неформальность, имеющие место лишь в благих целях краткости и доступности изложения.
Итак, радиация. Радиация в переводе означает излучение, испускание чего-либо. Поэтому к понятию радиация можно отнести и свет, и радиоволны, и , вообще, любое излучение. Те излучения, которые обычно называют радиацией, относятся к ионизирующим излучениям. Ионизирующими эти излучения называют потому, что они вызывают ионизацию атомов среды, через которую проходят. (Считаем, что читателю известно, что вещество состоит из молекул, составленных из атомов. Атомы, в свою очередь, состоят из ядра и электронов. Ионизацией называется процесс удаления или "выбивания" одного или нескольких электронов. При этом ядро и оставшиеся электроны образуют систему, имеющую положительный заряд и называемую ионом). Ионизированные атомы — ионы — сильно отличаются по своим химическим свойствам от обычных атомов. Например, ионизированный атом водорода в молекуле воды придает всей молекуле крайне агрессивный характер, позволяя ей разрушать другие молекулы, разрывая связь между атомами. (Подобными эффектами, главным образом, и обусловлено вредное воздействие ионизирующих излучений на живые организмы).
Ионизирующих излучений, с которыми приходится иметь дело каждому из нас, не так уж много — всего три вида. Они названы по трем первым буквам греческого алфавита — альфа, бета и гамма излучениями. Каждое из этих излучений представляет собой поток микроскопических частиц, несущихся с большой скоростью. Размеры этих частиц намного меньше размера атома, поэтому движение каждой из них в веществе можно сравнить с полетом пули в редком лесу. Так же, как пуля, попадая в мелкие ветви деревьев, постепенно тормозится и в конце концов падает на землю, частица ионизирующего излучения, выбивая по пути электроны из атомов, теряет скорость и энергию и останавливается в веществе, или поглощается (как если бы пуля попала в дерево). Ионизирующая частица опасна, пока имеет большую скорость. После остановки или поглощения она не производит ионизации атомов и, следовательно, не оказывает вредного воздействия.
Расстояние, на которое частица проникает в вещество, называется пробегом частицы. Альфа, бета и гамма излучения состоят из разных типов частиц, названных альфа и бета-частицами и гамма-квантами.
Альфа-частицы — самые массивные, они производят мощную ионизацию на своем пути, но очень быстро тормозятся. Их пробеги составляют всего несколько десятков микрометров, поэтому альфа-частицы не проходят даже сквозь лист писчей бумаги.
Бета-частицы представляют собой электроны, движущиеся с очень большими скоростями. Они не такие сильноионизирующие, как альфа-частицы, и пробеги их больше. В человеческое тело бета-частицы способны углубиться на несколько миллиметров.
Гамма-излучение состоит из гамма-квантов, которые, хотя и рассматриваются как частицы, являются в то же время и электромагнитным излучением, таким, как солнечный свет, радиоволны и рентгеновские лучи. Их отличие заключается лишь в большой энергии, которую несет каждый гамма-квант. Гамма-излучение всегда распространяется со скоростью света, тогда как другие частицы имеют скорости намного меньшие, но, по нашим меркам, все равно огромные — несколько сот или тысяч километров в секунду.
Большие скорости перемещения частиц ионизирующих излучений означают, что эти частицы очень быстро исчезают. После вылета из источника ионизирующая частица через короткое время (равное приблизительно нескольким миллиардным долям секунды) либо поглощается, либо тормозится и останавливается. Поэтому, конечно, частицы не могут летать по комнате подобно мухам. Теперь мы вплотную подошли к одному из важнейших вопросов, связанных с ионизирующими излучениями. Откуда берутся все вышеупомянутые частицы?
Почти всегда частицы ионизирующих излучений вылетают из ядра атома какого-либо элемента. При этом говорят, что ядро претерпевает радиоактивный распад. Распадаться (и испускать частицы) могут ядра атомов не всех элементов, а только тех, которые называются радиоактивными. Причем часто один и тот же элемент может существовать в разных видах, которые называются изотопами. Если изотоп, например, йода, радиоактивен, то говорят "радиоактивный йод". Про изотоп, не являющийся радиоактивным, говорят "стабильный". Каждый радиоактивный изотоп имеет время жизни. Ведь если ядро распалось, испустив частицу, оно уже не может принимать участие в таком же распаде. Поэтому, имея 100 ядер, из которых постепенно убывают ядра, испустившие частицы, мы скоро получим 50 ядер, потом 1, а потом радиоактивный элемент полностью распадется и радиоактивность исчезнет. Для удобства определения времени жизни радиоактивных изотопов используют понятие периода полураспада. Это время, за которое распадается половина ядер радиоактивного изотопа.
Периоды полураспадов бывают самые разные — от одной миллиардной доли секунды до нескольких миллиардов лет. Все вещества состоят из различных изотопов различных элементов. Среди них имеются радиоактивные. Их можно разделить на две группы. Одни образовались (и образуются) в природе естественным путем (таковы, например, природный уран, торий, радиоактивный калий, радиоактивный углерод, радий и некоторые другие элементы). Другие появились благодаря деятельности человека при ядерных испытаниях, работе АЭС, ускорителей и термоядерных установок. Это искусственные радиоактивные изотопы. Всего их известно более 1000. Они находят применение в науке, медицине, промышленности.
В обиходе мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью. Известно, что в состав бетона, из которого строят наши дома, входит щебень, который добывают в карьерах, измельчая горные породы. Практически в любых горных породах, а в особенности в вулканических — гранитах и базальтах — есть некоторое количество урана и тория. Это очень древние элементы. Они образовались вместе с нашей планетой. Их периоды полураспада составляют 4,5 миллиарда лет и 14 миллиардов лет. Интересная особенность этих элементов состоит в том, что распадаясь, они превращаются в другие (тоже радиоактивные) изотопы, а те, в свою очередь, в третьи и так далее больше 10 раз. При этом происходит испускание альфа и бета частиц и гамма-квантов. Поскольку уран и торий входят в состав стен, потолков и полов наших домов, то в домах всегда присутствует радиоактивное излучение. Обычно учитывают только гамма-излучение, поскольку альфа- и бета-частицы, как правило, не выходят из стен, поглощаясь в их толще.
Как уже говорилось, уран и торий могут, распадаясь превращаться в другие радиоактивные элементы. Одним из них является инертный газ радон. Он альфа-радиоактивен, имеет период полураспада около 4 суток и легко диффундирует сквозь стены. В закрытых и не проветриваемых помещениях радон способен накапливаться в заметных количествах. Радон представляет некоторую опасность, поскольку, попадая в легкие, облучает их сильноионизирующими альфа-частицами.
В обычной жизни накопление радона маловероятно, но в складских помещениях, бетонных бункерах, шахтах, проложенных в породах, богатых ураном и торием, необходимо учитывать такую возможность. Чтобы быть спокойным за свои легкие в собственной квартире достаточно ежедневного проветривания.
Еще один древний изотоп радиоактивный калий. Его период полураспада — 1.2 миллиарда лет. Калий входит в состав очень многих минералов, он есть в растениях, животных и человеке. Поэтому все они являются источниками гамма-излучения. Например, из тела взрослого человека вылетает более 100000 гамма-квантов в минуту. А один килограмм картофеля излучает более 30000 гамма-квантов в минуту. От стен своей квартиры мы получаем около 10 гамма-квантов в секунду через каждый сантиметр тела. Точно такая же ситуация ожидает нас повсюду на Земле. И в поле, и в лесу, и в реке, и особенно в горах — везде есть гамма-излучение.
Еще одним заметным источником излучений является наше родное светило. Солнце посылает на Землю не только свет и тепло, но также и мощные потоки заряженных частиц. Благодаря магнитному полю Земли частицы не достигают ее поверхности, тормозясь за пределами атмосферы. Иногда н