Что такое радиация – опасность излучения и облучения

Содержание

1. Радиоактивные свойства элементов2. Ионизирующее излучение3. Измерение радиации4. Природный фон5. Использование радиации6. Влияние излучения на здоровье людей7. Способы защиты

Большинство физических явлений человек способен фиксировать с помощью органов чувств, дающих возможность оценить силу и опасность происходящего и принять защитные меры. Бури, пожары, грозы, сильная жара или мороз — все это можно увидеть, услышать и почувствовать. Радиоактивность не обладает свойствами менять привычные окружающие условия, не имеет звука, запаха, свечения, чем ставит людей в сложное положение, не позволяя отреагировать на опасность вовремя.

Радиоактивные свойства элементов

По сегодняшний день радиацию считают одним из самых загадочных, хотя и распространенных повсеместно явлений. Главный ее признак — ионизирующее (проникающее в материалы и живые ткани) невидимое излучение, которое может нанести невосполнимый вред здоровью и привести к смерти. Зафиксировать и измерить его возможно только с помощью специальной аппаратуры.

Радиация — отнюдь не какое-то новшество, она существовала всегда, представляя неотъемлемое свойство вселенной. Землю от потоков космического ионизирующего излучения защищает электромагнитное поле. Но радиоактивные источники есть на самой планете. Главное их свойство заключается в нестабильности ядер. Любое вещество состоит из мельчайших частиц — атомов, ядро которых несет положительный электрический заряд. Вокруг ядер вращаются отрицательно заряженные электроны, сохраняя нейтральность атома. Стабильность самого ядра обеспечивает равное число протонов и нейтронов, из которого оно состоит. У некоторых веществ ядра нестабильны — количество частиц в них неравное, число нейтронов увеличено. Периодически или постоянно лишние частицы вырываются из ядер в окружающее пространство и могут срывать и увлекать за собой легкие электроны, провоцируя ионизацию. Такие вещества называют изотопами. Они есть у многих химических элементов: йода, калия, висмута, свинца, урана, тория. Различные изотопы одного вещества формируют своеобразные группы, называемые нуклидами или радионуклидами. Процесс изменения ядер в них происходит непрерывно, в результате многочисленных цепочек превращений осуществляется полураспад — уменьшение вдвое существующих радиоактивных частиц. У каждого вещества этот временной интервал — период полураспада — свой и может составлять от нескольких часов до сотен лет.

Ионизирующее излучение

Результат каждого распада ядер сопровождается излучением энергии частиц, потоки которой различаются по скорости и проникающей способности.

  1. Альфа-частицы имеют положительный заряд, небольшую скорость и не проходят даже сквозь малые физические препятствия, останавливает их обычная бумага или ткань. Достигая поверхности тела живых существ, вглубь через целостную кожу они не проникают, но могут оказаться внутри в результате вдыхания воздуха, употребления пораженной воды, пищи. Открытые раны на пути следования потока также помогают попаданию радиации в организм.
  2. Бета-частицы представляют электронный поток. Его проникающая способность и скорость намного выше. В человеческое тело такое излучение проходит на глубину нескольких сантиметров. Преградой для него может быть толстое стекло.
  3. Нейтронное излучение имеет еще большую проникающую способность, остановить которую под силу листу металла или толще воды.
  4. Гамма-излучение — одно из наиболее опасных. Скорость и поражающая способность его настолько велики, что проходят через любые физические препятствия. Задержать его могут лишь толстый бетон или плиты из свинца.
  5. Рентгеновское излучение имеет сходство с гамма-потоком, но отличается меньшей скоростью и способностью проникать сквозь ткани.

Измерение радиации

Существуют специальные единицы, измеряющие поглощенное биологическими тканями излучение, а также так называемую эквивалентную дозу, учитывающую разницу в силе воздействия альфа-, бета-частиц, гамма- и рентгеновского потоков. Известно, что различные потоки при одинаковых поглощенных дозах вызывают неодинаковую степень поражения. Альфа-излучение при проникновении в организм разрушает в 20 раз сильнее, чем то же количество бета- или гамма-лучей.

В таблице приведены существующие единицы измерения радиации. Все они получили наименования благодаря ученым, посвятившим этому явлению свою деятельность.

Кюри (Км, Cu)

Беккерель (Бк, Bq)

1 Bq=1 распад

Измеряют активность радионуклидов — количество распадов

Рад (рад, rad)

Грей (Гр, Gy)

1 rad=0,01Gy

Измеряют величину поглощенной тканями излученной энергии

Зиверт (Зв, Sv)

Рентген (Р)

Бэр (бер, rem)

1Sv = 1Gy

1 rem=0,01Sv

1 Р=1000000 мкР

Единицы эквивалентной дозы (поглощенная с поправкой на коэффициент, учитывающий различную поражающую силу потоков)

Мощность радиации измеряют величиной дозы, которую объект получает в течение определенного времени. Общепринятой единицей измерения является мкР/ч (микрорентген в час), которая используется для выявления окружающего радиационного фона. Применяют также величины мкГр/ч, мкЗв/ч, равные 100 мкР/ч.

Для измерения задействуются специальные приборы-дозиметры, разработанные на основе способности ионизации газов, работы полупроводников, люминесценции. Счетчики Гейгера, благодаря простоте использования, применяются в профессиональной аппаратуре и быту и могут относительно точно обнаружить и зарегистрировать ионизирующие потоки бета- и гамма-излучения.

Природный фон

Воздействие природных источников радиации на окружающую среду образует естественный радиационный фон. К числу таких относятся:

  • солнце;
  • земная атмосфера, почва, химические элементы, вода;
  • организм человека.

Кора земли — один из самых мощных источников ионизирующего излучения. Бесцветный, не имеющий запаха радиоактивный газ радон распространен повсеместно в грунте и артезианской воде. Выходя из-под земли наружу, он скапливается вблизи поверхности, проникает в стены нижних этажей зданий. По этой причине нежелательно долго находиться в непроветриваемых помещениях.

Любое ионизирующее излучение оставляет изменения в живых тканях, способно поглощаться различными материалами и предметами, накапливаясь в них. Естественный фон может меняться буквально через каждые несколько шагов, усиливаться или уменьшаться с течением времени. Колебания его зависят от наличия зданий, промышленных предприятий, дорожного покрытия, рельефа местности. В высокогорных районах он неизменно повышен. Норма радиации подразумевает нахождение излучения в пределах, безопасных для здоровья живых организмов.

Нормальный радиационный фон в умеренных широтах составляет 8–12 мкг/ч на открытой местности и 15–25 мкг/ч в замкнутом пространстве зданий. Кратковременные превышения показателей в несколько раз вреда здоровья не нанесут.

Нормы радиационной безопасности установлены и контролируются в соответствии с федеральными законами. Существуют регламентированные показатели для окружающей атмосферы и воздуха в помещениях, продуктов питания, воды, строительных материалов, техники.

Использование радиации

Кроме природной радиации, частью реальности являются искусственные, созданные для достижения технических целей:

  • электростанции, использующие атомное топливо;
  • места разработок химических радиоэлементов;
  • ядерные полигоны: места проведения испытаний, захоронения отходов;
  • военная атомная техника;
  • медицинская, научная аппаратура: приборы для рентгенологического и флюорографического обследования, лучевой терапии.

Находясь на службе человечества, радиация приносит немало пользы:

  • стало возможным снабжение электричеством и теплом регионов, лишенных естественных источников топлива;
  • в археологии и геологии с ее помощью выявляются места залежей необходимых пород, строение грунта;
  • в медицине применение радиологических и флюорографических методов диагностики позволяет обнаруживать очаги патологии организма, а лучевой терапии — разрушать раковые клетки.

Тем не менее техногенная радиация, в отличие от природной, способна вызывать необратимые изменения на обширных площадях и наносить непоправимый ущерб всему живому. Примерами служат аварии на АЭС, взрывы ядерных боеголовок. Загрязнение среды продуктами распада делает невозможным безопасное пребывание в ней живых существ.

Влияние излучения на здоровье людей

Процесс облучения живых тканей радиационными потоками вызывает ионизацию — отрыв электронов, выделение свободных радикалов, распад атомных связей в клетках, сложную цепочку превращений молекул клеток. Чем мощнее эти потоки, тем выше полученная доза, а значит, степень происходящих модификаций и разрушений в организме. Результатом подобного воздействия становятся необратимые изменения обмена веществ, деятельности внутренних органов, состава крови, злокачественные образования, потеря зрения, иммунитета. Радиационное излучение обладает мутагенным действием, нарушает строение ДНК клеток. Информация о «поломках» накапливается в геноме, вызывая тяжелые заболевания не только у пострадавшего человека, но и у следующих поколений. Особенно опасно облучение для активно делящихся железистых и клеток детских организмов, в которых оно вызывает мощный мутагенез.

Кроме того, одни ткани и органы обладают большей чувствительностью к воздействию облучения, чем другие. Например, легкие и половые органы человека при одной поглощенной дозе подвержены большей степени риска образования рака, чем головной мозг, пищевод, кишечник или мочевой пузырь.

В зависимости от того, насколько сильной оказывается облучающая доза, возможно быстрое развитие лучевой болезни или отсроченные ее проявления. Человек, подвергшийся воздействию радиации, не становится источником излучения, находиться с ним рядом можно. Но если внутри организма есть радионуклиды, вокруг неизбежно возникает повышение фона. «Фонят» любые материалы, предметы обихода и одежды, побывавшие в зоне поражения. Какой-либо адаптации или устойчивости тканей к воздействию смертельных лучей не существует.

Опасность развития острой или хронической лучевой болезни появляется при достижении полученных в течение года 150 Р и более или 50 Р за короткий промежуток. Массивное однократное облучение в 600–700 Р приводит к быстрому распаду клеток организма и гибели, которая наступает немедленно или в течение нескольких последующих дней. Подобное вероятно при нахождении вблизи неисправных ядерных реакторов без специальной защиты, нарушении техники безопасности при работе с радионуклидами.

Развитие лучевой болезни по причине повышения природного фона маловероятно, но, учитывая возможность техногенных аварий, загрязнения местности радиационными отходами, использования недостаточно проверенных строительных материалов и товаров, произведенных в неблагополучных условиях, не стоит пренебрегать приборами дозиметрии. Использование бытового дозиметра позволит убедиться в опасениях или развеять их при нахождении рядом с потенциальным источником радиации.

Способы защиты

Уберечься от больших доз проникающей радиации в быту довольно сложно. К действенным методам защиты ученые относят время, пространственные расстояния и физические препятствия. От источника излучения в помещении или на открытой местности необходимо как можно быстрее удалиться. Хорошо, если радиоактивное вещество будет ограждено множественными плотными преградами и стенами.

В случае получения организмом повышенных ионизирующих доз в результате работы или пребывания на загрязненной территории пострадавшим назначают прием специальных противорадиационных препаратов и лечебную диету.

Некоторыми защитными свойствами в отношении нуклидов обладает алкоголь, плоды с содержанием антиоксидантов: черника, виноград, гранаты, смородина, клюква.