Что такое радиация?

Бета-распад.

Бета-распад наблюдается как у тяжелых, так и у легких ядер, например, у трития. Эти легкие частицы (быстрые электроны) обладают более высокой проникающей способностью. Так, в воздухе b-частицы могут пролететь несколько десятков сантиметров, в жидких и твердых веществах – от долей миллиметра до примерно 1 см. В отличие от a-частиц, энергетический спектр b-лучей не дискретный. Энергия вылетающих из ядра электронов может меняться почти от нуля до некоторого максимального значения, характерного для данного радионуклида. Обычно средняя энергия b-частиц намного меньше, чем у a-частиц; например, энергия b-излучения 228Ra составляет 0,04 МэВ. Но бывают и исключения; так b-излучение короткоживущего нуклида 11Ве несет энергию 11,5 МэВ. Долго было неясно, каким образом из одинаковых атомов одного и того же элемента вылетают частицы с разной скоростью. Когда же стало известно понятно строение атома и атомного ядра, появилась новая загадка: откуда вообще берутся вылетающие из ядра b-частицы – ведь в ядре никаких электронов нет. После того как в 1932 английский физик Джеймс Чедвиком открыл нейтрон, отечественные физики Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904–1994) и Игорь Евгеньевич Тамм и независимо немецкий физик Вернер Гейзенберг предположили, что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. В таком случае b-частицы должны образоваться в результате внутриядерного процесса превращения нейтрона в протон и электрон: n p + e. Масса нейтрона немного превышает суммарную массу протона и электрона, избыток массы, в соответствии с формулой Эйнштейна E = mc2, дает кинетическую энергию вылетающего из ядра электрона, поэтому b-распад наблюдается, в основном, у ядер с избыточным числом нейтронов. Например, нуклид 226Ra – a-излучатель, а все более тяжелые изотопы радия (227Ra, 228Ra, 229Ra и 230Ra) – b-излучатели.

Оставалось выяснить, почему b-частицы, в отличие от a-частиц, имеют сплошной спектр энергии, это означало, что одни из них обладают очень малой энергией, а другие – очень большой (и при этом движутся со скоростью, близкую к скорости света). Более того, суммарная энергия всех этих электронов (она была измерена с помощью калориметра) оказалась меньше, чем разность энергии исходного ядра и продукта его распада. Снова физики с толкнулись с «нарушением» закона сохранения энергии: часть энергии исходного ядра непонятно куда исчезала. Незыблемый физический закон «спас» в 1931 швейцарский физик Вольфганг Паули, который предположил, что при b-распаде из ядра вылетают две частицы: электрон и гипотетическая нейтральная частица – нейтрино с почти нулевой массой, которая и уносит избыток энергии. Непрерывный спектр b-излучения объясняется распределением энергии между электронами и этой частицей. Нейтрино (как потом оказалось, при b-распаде образуется так называемое электронное антинейтрино ) очень слабо взаимодействует с веществом (например, легко пронзает по диаметру земной шар и даже огромную звезду) и потому долго не обнаруживалось – экспериментально свободные нейтрино были зарегистрированы только в 1956 г. Таким образом, уточненная схема бета-распада такова: n p + . Количественную теорию b-распада на основе представлений Паули о нейтрино разработал в 1933 итальянский физик Энрико Ферми, он же предложил название нейтрино (по-итальянски «нейтрончик»).

Превращение нейтрона в протон при b-распаде практически не изменяет массу нуклида, но увеличивает заряд ядра на единицу. Следовательно, образуется новый элемент, смещенный в периодической таблице на одну клетку вправо, например: , , и т.д. (одновременно из ядра вылетают электрон и антинейтрино).

Почему внутреннее облучение гораздо опаснее внешнего?

Радиация проникает в наш организм двумя способами – от внешних источников и изнутри. Первый вид облучения менее опасен, так как частично нас защищают от него одежда, стены зданий, различные предметы.

Перед источниками радиоактивного загрязнения, проникшими в организм, мы совершенно беззащитны. Попадая внутрь с продуктами питания и водой, они беспрепятственно воздействуют на желудок, кишечный тракт, почки и другие жизненно важные органы.

При одинаковом количестве радиоактивных веществ облучение изнутри опаснее потому, что:

  • Продолжительность воздействия значительно увеличивается, так как радионуклиды «бомбардируют» здоровые клетки постоянно.
  • Концентрация радиоактивных веществ в отдельных органах достигает очень высоких значений из-за неравномерного распределения источников радиации в тканях.
  • Воздействие наиболее опасного альфа-излучения ничем не ограничено, в то время как при внешнем обучении эти радиоактивные частицы частично задерживаются роговым слоем кожи.
  • Доза радиации становится максимальной из-за предельно малого расстояния от радиоактивных веществ до органов и тканей.
  • Отсутствуют возможности использовать способы защиты (удаление от источника, экранирование).

При внутреннем облучении радиацией через питание опасными становятся все виды ионизирующего излучения. Их разрушительное действие сохраняется до тех пор, пока радиоактивные вещества не распадутся или не покинут организм в результате физиологического обмена веществ.

Какие продукты больше подвержены радиоактивному загрязнению?

Самое большое количество радионуклидов накапливают:

  • Овощи: капуста, кабачки, помидоры, огурцы, лук, чеснок, перец, морковь.
  • Ягоды: смородина, крыжовник, клюква, черника.
  • Фрукты: яблоки, вишня, груша (в основном загрязняются радиоактивными веществами через почву).
  • Грибы: польские, рыжики, маслята обыкновенные, лисички, грузди, волнушки, подберезовики.
  • Рыба: щука, карась, окунь, линь.
  • Мясо: говядина, баранина, птица.

Как уменьшить вредное воздействие радиации через питание?

Молоко. Загрязненное радиацией молоко необходимо переработать с отделением водной фазы, в которой остаются радионуклиды цезия и стронция. В полученных таким образом сливках и жирном молоке количество радиоактивных веществ существенно снижается. При изготовлении сыров способом молочнокислого сбраживания удается уменьшить содержание радиоактивных веществ до 12 %. Сыворотку и пахту, полученные после переработки молочных продуктов, следует утилизировать. Концентрация радионуклидов в них настолько высока, что эти продукты нельзя скармливать даже животным.

Свежее мясо. При варке мяса 60 % радиоактивных веществ переходит в бульон, поэтому первую воду через 10 минут после закипания необходимо слить. Перед приготовлением мясо желательно замочить в подсоленной воде на полчаса.

Овощи. Уменьшить радиоактивное загрязнение всех овощей и фруктов помогает снятие кожуры, промывание и замачивание в воде с добавлением соли. Так, 4-часовое вымачивание в воде картофеля выводит из корнеплодов до 40 % радиоактивных веществ. Удалить от 30 % до 50 % радиоактивных веществ из моркови, свеклы и томатов помогает также тушение.

Грибы. Чтобы снизить содержание цезия-137 в грибах, их нужно очистить от остатков мха и почвы, снять кожицу со шляпок (у некоторых видов). Затем замочить на 2 часа, после чего отварить в течение 40-60 минут в подсоленной и подкисленной уксусом воде. Отвар за это время следует слить 3 раза. Эти меры дают возможность полакомиться даже теми грибами, первоначальный уровень загрязнения которых был высок.

Как помешать процессу накопления радионуклидов в организме?

Риск вредного воздействия радиации через питание снижается при употреблении в пищу:

  • витаминно-минеральных комплексов (по рекомендации врача);
  • продуктов с высоким содержанием калия – изюма, бананов, кураги;
  • продуктов, богатых кальцием – сыров, творога, сырой моркови, капусты;
  • цветных овощей и ягод – свеклы, клубники, черники;
  • продуктов с высоким содержанием серных аминокислот – яичного белка, мяса, рыбы, бобовых, творога;
  • пищевых волокон, которые содержатся в крупах, овощах, фруктах, отрубях.

Мощную защиту от вредного воздействия радиации обеспечивает микроэлемент селен. Он содержится в грибах вешенках, морепродуктах, кокосе, печени птицы, куриных яйцах, чесноке.

Чтобы вывести радионуклиды из организма, врачи рекомендуют также пить больше жидкостей. В некоторых случаях назначают прием отваров мочегонных трав курсами. Полезны и продукты с высоким содержанием пектина – яблоки, слива, свежие соки с мякотью, мармелад, фруктовые желе.

Не все проблемы от АЭС

Так что для тесного контакта с радиацией совсем не обязательно идти работать на АЭС или выходить в космос без скафандра. Достаточно просто пойти работать в гражданскую авиацию и получить приличную дозу излучения. Поэтому они официально классифицируются как «работающие в условиях радиации» — как никак, близость к космосу дает о себе знать. То есть летая под куполом небесным, мы получаем фоновую дозу, превышающую суточную в 4 раза.

И коль уж речь зашла о профессиях, люди, живущие рядом с угольными электростанциями, получают большую дозу излучения, чем те, кто живет рядом с АЭС. Просто в угле очень много радиоактивных изотопов, как, собственно, и в сигаретном дыме.

Норма радиоактивного излучения

Институт медико-биологических проблем формирования здоровья в Москве пришел к выводу, что продолжительность жизни на 20% зависит от состояния здоровья, еще на 20% от окружающей среды, на 10% от уровня медобслуживания и на 50% от образа жизни, режима питания и отдыха. Радиоактивное излучение составляет 5% экологическим проблем цивилизации.

Какие бывают нормы радиоактивности?

Радиоактивное облучение техногенного характера совместно с естественными источниками не должно превышать индивидуальную предельно допустимую дозу (ИПДД).

НРБ – нормы радиационной безопасности, выделяют 2 категории граждан, подвергающихся воздействию радиации.

Категория А – профессиональные сотрудники, которые работают с источниками ионизирующих излучений.

Категория B – часть населения, вынужденная проживать или работать в местах, где могут находиться радиоактивные вещества.

При ликвидации аварий превышение дозовых пределов допускается только ради спасения жизни людей и отсутствия возможности принять меры защиты.

Участвовать в спасательных мероприятиях могут только мужчины старше 30 лет, при их добровольном согласии в письменном виде, после полного информирования о возможных последствиях для здоровья.

Действующие нормы радиационного фона

Радиация в повседневной жизни

Нормы радиации являются усредненными, полученными по результатам клинических исследований больных, получивших дозы радиации различного уровня. Полученные суммарные дозы люди могут получать за разные промежутки времени. Чем больше сила излучения, тем опаснее могут быть последствия и сложнее лечение. Поэтому и определение, что такое нормальный радиационный фон, устанавливается на законодательном уровне и является величиной для регламентирования условий проживания или труда на предприятии.

Правила радиационной безопасности касаются таких категорий граждан:

  • военнослужащие, проходящие службу на атомных подводных лодках и надводных кораблях;
  • персонал АЭС;
  • люди, проживающие на территории с высоким радиационным фоном;
  • профессиональные спасатели и работники аварийных бригад, работающие на объектах атомной энергетики;
  • работники медицины, которые имеют дело с приборами, содержащими радиоактивные элементы;
  • ученые, работающие с радиоактивным материалом.

Предельной границей радиации считается значение, равное 50 микрорентген в час. Однако, если в течение года, получая через равные промежутки времени небольшие дозы излучения, человек получит суммарно 1 рентген, то это будет для него практически безопасно. Радиация постепенно из организма выводится. Действующие сегодня нормы радиоактивной безопасности определяют предельную дозу полученного за жизнь облучения в пределах 60-70 рентген.

Если брать уровень воздействия радиационного фона и гамма-излучения в микрозивертах в час, то допустимой границей безопасности считается:

  • просмотр телевизора 3 часа в день на протяжении года (0,005 мЗв);
  • длительный перелет на самолете (0,01 мЗв);
  • нахождение на открытой местности в солнечную погоду (1 мЗв);
  • работа на атомных электростанциях (0,05 мЗв).

Опасной считается доза 11 мкЗв в час. Она повышает риск онкологических заболеваний.

Радиация в медицине

Радиация в медицине используется все чаще. Например, изотоп технеция-99 вводят в тело пациента для «подсветки» больного органа. Радионуклид излучает гамма-кванты с энергией 140 кэВ. Применение ионизирующего излучения в медицине – изотопы талия и тантала для детализированных снимков сердца.

После 1926 г. более 100 тыс. женщин-техников радиологии длительное время наблюдали врачи. Они пришли к выводам, что состояние здоровья специалисток не отличается от контрольной группы.

Проверки последствий многократного облучении в клиниках больных не показали избытка заболеваний лейкемией. Ученые склонны считать, что в 15-30% случаях существует ремиссия, за счет стимулирующего действия радиоактивности.

Также польза радиации – во вращающемся радиоактивном источнике, который находится в камерах при топографических исследованиях.

Космическое излучение

Космическое излучение — это поток элементарных частиц, излучаемых космическими объектами в результате их жизни или при взрывах звезд.

Источником космического излучения в основном являются взрывы «сверхновых», а также различные пульсары, черные дыры и другие объекты вселенной, в недрах которых идут термоядерные реакции. Благодаря непостижимо большим расстояниям до ближайших звезд, которые являются источниками космического излучения, происходит рассеивание космического излучения в пространстве и поэтому падает интенсивность (плотность) космического излучения. Проходя расстояния в тысячи световых лет, на своем пути космическое излучение взаимодействует с атомами межзвездного пространства, в основном это атомы водорода, и в процессе взаимодействия теряют часть своей энергии и меняют свое направление. Несмотря на это, до нашей планеты все равно со всех сторон доходит космическое излучений невероятно высоких энергий.

Космическое излучение состоит:

  • на 87% из протонов (протонное излучение)
  • на 12% из ядер атомов гелия (альфа излучение)
  • Оставшийся 1 % — это различные ядра атомов более тяжелых элементов, которые образовались при взрыве звезд, в ее недрах, за мгновение до взрыва
  • Так же в космическом излучении присутствуют в очень небольшом объеме — электроны, позитроны, фотоны и нейтрино

Все это продукты термоядерного синтеза происходящего в недрах звезд или последствия взрыва звезд.

Свой вклад в космическое излучение вносит ближайшая к нам звезда — Солнце. Энергия излучения от Солнца на несколько порядков ниже, чем энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса. Но плотность солнечной радиации выше плотности космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

Состав излучения от солнца (солнечная радиация) отличается от основного космического излучения и состоит:

  • на 99% из протонов (протонное излучение)
  • на 1 % из ядер атомов гелия (альфа излучение)

Все это продукты термоядерного синтеза проходящего в недрах Солнца.

Как мы видим, космическое излучение состоит из наиболее опасных видов радиоактивного излучения — это протонное и альфа излучение.

Если Земля не обладала бы газовой атмосферой и магнитным полем, то шансов у биологических видов на выживание просто бы не было

Но благодаря магнитному полю Земли, большая часть космического излучения отклоняется магнитным полем и просто огибает Земную атмосферу проходя мимо. Оставшаяся часть космического излучения, проходя сквозь атмосферу Земли, взаимодействуя с атомами газов атмосферы, теряет свою энергию. В результате множественных атомных взаимодействий и превращений до поверхности Земли вместо космического излучения, состоящего из протонного и альфа излучения, доходят потоки менее опасных и обладающими на порядки меньшими энергиями — это потоки электронов, фотонов и мюонов.

Что получаем в итоге?

В итоге, космическое излучение проходя защитные механизмы Земли, не только теряет почти всю свою энергию, но и претерпевает физическое изменение в процессе ядерного взаимодействия с газами атмосферы, превращаясь в фактически безопасное, обладающее низкой энергией излучение в виде электронов (бета излучение), фотонов (гамма излучение)и мюонов.

В пункте 9.1 МУ 2.6.1.1088-02 указано нормативное значение эквивалентной дозы радиации получаемой человеком от космического излучения, это

0,4 мЗв/год или

400 мкЗв/год или

0,046 мкЗв/час

Хроническая лучевая болезнь: степени и симптомы

Течение заболевания продолжительное. Осложняет диагностику и слабо выраженный характер медленно возникающих патологий. В некоторых случаях развитие изменений и нарушений в организме проявляется от 1 года и до 3 лет. Хронические лучевые поражения нельзя охарактеризовать одним признаком. Симптомы интенсивного облучения радиацией формируют ряд осложнений в зависимости от степени воздействия:

  • легкая. Нарушается работа желчного пузыря и желчевыводящих путей, у женщин нарушается менструальный цикл, мужчины страдают от полового бессилия. Наблюдаются эмоциональные изменения и расстройства. Сопутствующими признаками выступают отсутствие аппетита, гастрит. Поддается лечению при своевременном обращении к специалистам;
  • средняя. Люди, подверженные радиационному отравлению, страдают от вегето-сосудистых заболеваний, которые выражаются стойким низким артериальным давлением и периодическими кровотечениями из носа и десен, подвержены астеническому синдрому. Средняя степень сопровождается тахикардией, дерматитами, выпадением волос и ломкостью ногтей. Уменьшается количество тромбоцитов и лейкоцитов, начинаются проблемы со сворачиваемостью крови, повреждается костный мозг;
  • тяжелая. Прогрессирующие изменения в организме человека, как интоксикация, инфицирование, сепсис, выпадение зубов и волос, некроз и множественные кровоизлияния в результате приводят к летальному исходу.

Длительный процесс облучения в суточной дозе до 0,5 Гр, суммарном количественном показателе более 1 Гр и провоцирует хроническое лучевое поражение. Приводит к смерти от радиоактивного в тяжелой степени отравления нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной системы, дистрофии и дисфункции органов.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр).
Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред. Зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность ткани и органов. Она дает возможность измерить ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Зв учитывает вид радиации и чувствительность органов и тканей. 

Зв является очень большой единицей, поэтому более практично использовать меньшие единицы, такие как миллизиверт (мЗв) или микрозиверт (мкЗв). В одном мЗв содержится тысяча мкЗв, а тысяча мЗв составляют один Зв. Помимо количества радиации (дозы), часто полезно показать скорость выделения этой дозы, например мкЗв/час или мЗв/год.

Выше определенных пороговых значений облучение может нарушить функционирование тканей и/или органов и может вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более сильными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Например, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее риск долгосрочных последствий, таких как рак, который может проявиться через годы и даже десятилетия, существует. Воздействия этого типа проявляются не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Этот риск выше в случае детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации, чем взрослые.

Эпидемиологические исследования в группах населения, подвергшихся облучению, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы, или пациентов радиотерапии, показали значительное увеличение вероятности рака при дозах выше 100 мЗв. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50-100 мЗв).

Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе, превышающей 100 мЗв между 8 и 15 неделей беременности и 200 мЗв между 16 и 25 неделей беременности. Исследования на людях показали, что до 8 недели или после 25 недели беременности связанный с облучением риск для развития мозга плода отсутствует. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Что от неё бывает[править]

Если кратко — ничего хорошего. От радиации нельзя стать супергероем, суперзлодеем или существом, превращающим людей в супергероев с помощью укуса. Также от неё не вырастает щупалец, третьих ног и шестых пальцев. А что же от нее можно схватить?

  • Лучевую болезнь. Её основные симптомы — это разрушение костного мозга, отравление радиотоксинами

    Бывает не только острой (схватил сразу и много), но и хронической (хватал поменьше, но регулярно).

     — продуктами расщепления тушки радиацией (обломками белков и жиров, раздолбанных частицами), расстройства пищеварения и нервной системы. Самое опасное в этом списке — первое: костный мозг является кроветворным органом, и при его разрушении производство новых кровяных клеток останавливается и кровь быстро превращается в водицу. Отчего и наступает смерть.

  • Рак. Случайное и не гарантированное, но очень неприятное последствие облучения.
  • Генные мутации и хромосомные аберрации. Вот они, добрались до самой мякотки. На самом облучённом человеке они в основном никак не проявляются (если проявляются, то всё тем же раком), зато встают в полный рост при рождении потомства. И в большинстве случаев приводят к тому, что ребёнок просто не рождается, а происходит выкидыш или мертворождение. Или рождается, но хронически больной.
    • Яички легко поражаются, но после поражения спустя время относительно восстанавливаются (разумеется, шансы на рождения дефектного ребёнка и после «восстановления» не возвращаются к уровню непострадавшего человека). Почему так? Яички находятся вне тела и защищены только тонким слоем кожи. Так природа захотела, ибо спермогенез лучше протекает при температуре ниже температуры тела на градус. Поэтому так популярна шутка о просвинцованных трусах. При этом сам спермогенез — процесс постоянно обновляющийся: в процессе митоза все новые и новые клетки делятся напополам и образуют сперматозоиды. Миллионами. И если яички не были поражены фатально, т. е. до полной неспособности производить сперматозоиды, то шансы произвести здоровое потомство ненамного ниже среднего.
    • Яичники трудно поразить, но если уж они поражены — значит, отхватили дозу, от которой не восстановиться. Почему так? Женщина уже рождается с полным набором яйцеклеток. В дальнейшем часть из них будет понемногу созревать и каждый месяц покидать организм по нескольку штук за раз, а часть просто отомрёт, не достигнув созревания. Яичники спрятаны глубоко внутри тела и хорошо защищены — плюс. Минус в том, что клетки тела сами по себе не защита от тяжёлых частиц, и если яйцеклетка разрушится, то новой взять негде, а если под бомбёжку радиацией попал весь орган целиком — то он пострадает невосстановимо. Впрочем, учитывая, что тяжёлое облучение обычно приходится на весь организм, «пострадает невосстановимо» означает ещё и физическую невозможность выносить вообще какого-либо ребёнка и большие-пребольшие проблемы с гормональной системой на всю оставшуюся недолгую жизнь.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector