Радиоактивностью называют способность некоторых веществ к самопроизвольному распаду их ядра с выделением при этом процессе энергии, которая, в свою очередь, и называется радиацией. Она способна воздействовать на различные вещества, изменяя их заряд, превращая их в ионы. Чтобы разобраться, в каких единицах измеряется радиация, нужно определиться, с какой стороны будет рассматриваться это физическое явление.
Содержание
Виды радиационного излучения
Радиация может быть нескольких различных видов, каждый из которых характеризуется собственными поражающими факторами. Радиационный фон, который присутствует на Земле, подразделяется на естественный (имеющий природное происхождение) и искусственный (имеющий техногенное происхождение). Так, любой человек постоянно находится в поле того или иного источника радиации.
Реакция ядерного распада широко применяется для получения энергии. На её основе построены все АЭС. Ядерное топливо обладает поразительной эффективностью и энергоёмкостью. Так, чтобы нагреть 100 тонн воды, потребуется радиоактивный изотоп массой всего лишь 1 г.
Радиационные волны подразделяются на:
- альфа-волны;
- бета-волны;
- гамма-волны;
- нейтронное излучение.
Альфа-излучение возникает при ядерном распаде тяжёлых химических элементов, среди которых уран, радий, торий и прочие. Их зона поражения ограничена небольшим расстоянием, считаемым от места возникновения: в воздухе — примерно 8−10 см, в биологических средах — всего лишь 0,01−0,05 мм.
Альфа-волны не могут проникнуть даже сквозь лист обыкновенной бумаги и клетки ороговевшего эпителия. Однако если частицы всё же попадут в человеческих организм, например, посредством участков кожи с нарушенной целостностью покровов или через ротовую полость, то, проникнув в кровяное русло, они разнесутся по всему организму и осядут преимущественно в эндокринных железах и лимфатических узлах, что приведёт к внутреннему отравлению, тяжесть которого будет зависеть от полученной дозы.
Бета-излучение представляет собой поток электронов при ядерном распаде радиоактивных элементов. Бета-частицы способны проникать в человеческих организм на расстояние до 20 см. Бета-излучение нашло широкое применение в лучевой терапии при лечении онкологических заболеваний.
Нейтронное излучение — поток электрически нейтральных частиц. Для него характерны наибольшая сила и глубина проникновения. Данные волны применяются в качестве ускорителя других частиц в научных целях на промышленных предприятиях, а также в различных лабораторных исследованиях.
Гамма-излучение также обладает достаточно высокой проникающей способностью. Оно не несёт в себе заряженных частиц и, следовательно, не попадает под действие магнитных и электрических полей. Применяется в следующих областях:
- Медицина: лучевая терапия.
- Пищевая промышленность: консервирование.
- Отрасль космической промышленности.
- Геофизические исследования.
Гамма-частицы способны вызывать острую лучевую болезнь (ОЛБ) при единичных больших дозах облучения, и хроническую — при длительном воздействии ионизирующего фактора.
Измерение радиационного излучения
При слове «радиация» у многих людей в мозге возникает картины страшной аварии на Чернобыльской АЭС. Однако люди каждый день подвергаются воздействию тех или иных ионизирующих факторов. Для измерения этого ионизирующего излучения существует ряд приборов. Соответственно, существуют и единицы измерения, и допустимые нормы радиационного фона.
К основным источникам радиации относятся:
- природные радиоактивные вещества, окружающие человека (70%);
- медицинские аппараты: рентген, томограф и прочие (10%);
- космическая солнечная радиация (именно от неё человечество защищает озоновый слой) (15%);
- бытовые электроприборы (5%).
Проверку на величину радиационного фона и силу излучения проводят с помощью специальных приборов, которые позволят с точностью определить, насколько интенсивно излучение в исследуемом участке. Чаще всего замеры проводят в следующих местах и случаях:
- при наличии рядом явного источника радиационного заражения (вблизи атомных электростанций);
- во время путешествий и походов по неизвестной территории, где рядом может находиться радиоактивный источник;
- перед строительством жилого дома или при приобретении квартиры.
Необходимо помнить, что очистить заражённый участок практически невозможно (период полураспада многих радиоактивных элементов составляет миллионы и миллиарды лет). Соответственно, всё, что можно сделать, измерив радиационный фон и обнаружив, что он превышает предельно допустимый, как можно скорее покинуть заражённое место.
Единицы измерения радиации
Контроль ионизирующего излучения предполагает проведение замеров с последующим соотнесением результатов с определёнными нормами, прописанными в нормативно-правовых документах. Эти же документы регулируют, например, то, что поставщики определённой продукции должны предоставлять данные о её соответствии определёнными нормам, касательно ионизирующего излучения.
Любое место имеет радиационный фон. Однако в большинстве мест уровень радиации считается безопасным. Самый популярный её показатель — доза, единица энергии, которую способно поглотить вещество при прохождении через него радиоактивного излучения. Основные виды доз и их предельно допустимые значения:
Экспозиционная доза. Её замеряют при рентгеновском и гамма-излучении. Она показывает степень ионизации воздуха. Внесистемными единицами данного показателя являются рентгены или бэры. В системе СИ — [Кл/Кг].- Эффективная доза. Рассчитывается для каждого органа по отдельности. Соответственно, наибольшее распространение термин получил в медицинской среде. Мера — зиверт.
- Поглощённая доза. Единица измерения — грэй. Внесистемная — рад.
- Эквивалентная доза. Его величина зависит от типа излучения, так как в формуле присутствует коэффициент, отличный для каждого из видов радиационных волн.
Таким образом, на вопрос, в чём измеряется излучение, нельзя ответить однозначно, так как данный физический процесс имеет множество аспектов, каждый из которых можно рассматривать по отдельности.
Уровни безопасности при радиации
Есть строго определённые уровни безопасных величин радиационного фона для человека. Для каждой территории свойственен свой уровень радиационного фона. Безопасным и приемлемым показателем для человека является излучение, величиной 20 микрорентген в час, что соответствует 0,2 микрозивертам в час. Предельно допустимая доза, то есть, такая, что неспособна нанести вред человеческому организму, — 50 микрорентген в час или 0,5 микрозиверта в час. Любой фон, выше данных значений, является небезопасным, и долго пребывать в подобных участках крайне не рекомендуется.
Считается, что доза облучения, которую человек может вынести без особого вреда здоровью, — 10 микрозивертов. Если ионизирующее воздействие было очень кратковременным, то речь идёт о величине нескольких миллизивертов. Таким воздействием, например, обладает рентген-аппарат.
Важно! Человеческий организм способен накапливать облучение на протяжении всей жизни. Следует помнить, что порог подобного накопления — 700 миллизивертов. Его ни в коем случае нельзя пересекать!
Табличная инфографика, иллюстрирующая количество радиоактивного облучения, с которым человек сталкивается в повседневной жизни и которое может нанести вред здоровью. В таблице единицами измерения радиации являются миллизиверты [мЗв].
| Доза облучения | Описание |
| 0,01 мЗв | Доза облучения во время стоматологического рентгена. |
| 0,4 мЗв | Доза, которую получит женщина во время маммографии. |
| 1,02 мЗв | Дозировка в час, которая был зафиксирована на атомной электростанции в Фукусиме (Япония) 12 марта 2011 года. |
| 2,4 мЗв | Нормальный годовой уровень радиации. |
| 6,9 мЗв | Доза облучения во время флюорографии. |
| 10 мЗв | Доза облучения во время компьютерной томографии |
| 100 мЗв | Больший риск приобретения онкологического заболевания. |
| 350 мЗв | Воздействие на жителей Чернобыля, которые были переселены. |
| 400 мЗв | Максимально зафиксированный уровень излучения в час на АЭС в Фукусиме 14 марта 2011 года. |
| 700 мЗв | Через несколько часов после воздействия начинается неконтролируемая рвота. |
| 1000 мЗв | После воздействия подобной дозы шанс выжить составляет 50%. |
| 6000 мЗв | Средняя дозировка, которую получили ликвидаторы аварии на Чернобыльской АЭС. Они все умерли в течение месяца после трагедии. |
| 10 000 мЗв | Внутреннее кровотечение, смерть в течение двух недель после облучения. |
| 20 000 мЗв | Когнитивные нарушения, судороги и смерть в течение нескольких часов после облучения. |
Последствия облучения радиоактивными волнами
Поражение людей ионизирующим излучением может проявиться в виде лучевой болезни разной степени тяжести. Лучевая болезнь проявляется при дозе облучения, равной 1 зиверту. Увеличение дозы двукратно значительно увеличивает риск развития онкологического заболевания, а при трёхкратном увеличении велик риск смертельного облучения.
Первые симптомы лучевой болезни:
- диарея;
- синдром хронической усталости;
- тошнота, рвота;
- надсадный кашель;
- нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы.
Воздействие радиоактивных частиц может вызвать лучевые ожоги. При крупных дозах излучения происходит поражение эпителиоцитов, разрушение костной и мышечной тканей. Помимо ожогов, могут появляться метаболические нарушения, сопутствующие инфекции, лучевая катаракта и бесплодие.
Возможен также стохастический эффект, проявляющийся в появлении раковых опухолей. Чаще всего онкология возникает в молочной железе, щитовидной железе и нижних отделах кишечника.
Приборы для измерения радиации
В бытовых условиях для определения уровня радиации используются карманные дозиметры, которые можно использовать как в бытовых условиях, так и на заражённой территории. С помощью них также можно проводить проверку пищевых продуктов и прочих вещей на предмет заражения радиоактивными частицами. Подобные приборы широко используются туристами и специалистами-экологами.
Также для подсчёта ионизирующих частиц используют счётчик Гейгера, прибор, имеющий характерный стрекочущий звук. Он тоже является тем устройством, чем измеряют радиацию.
