Радиация представляет собой ионизирующее излучение микроскопических частиц и физических полей. К радиационному излучению не относятся ультрафиолетовые лучи и диапазон видимого света. Способностью ионизировать встречное вещество не обладают радиоволны и микроволны, это не радиация. Смертельная доза для человека не создается искусственно при помощи химических процессов, радиация относится к физическому действию.
Мощностью радиационного излучения называется количество ионизации за определенный временной промежуток. Для мощности существует единица измерения - микрорентген в час.
Полученная доза измеряется суммарной дозой, определяемой мощностью излучения, умноженной на время действия микрочастиц, таким образом, высчитывается смертельная доза радиация для человека, которая приводит к летальному исходу. Для измерения эквивалентной дозы используется зиверт (Зв), мощность для расчета определяется в зивертах в час (Зв/ч).
Для расчета эквивалентной дозы от воздействия лучей различных типов принимают во внимание интенсивность искомого излучения по отношению к зиверту. Например, при определении суммарной дозы от действия гамма-лучей приравнивают 100 рентген к 1 Зв. Мелкие дозы, меньше 1 Зв высчитывают в отношении:
Стандартным распространенным устройством для определения мощности дозы или мощности, направленной на прибор и на оператора прибора, является дозиметр. Дозиметрия проводится за время подверженности радиации, например, рабочая смена или время выполнения спасательных работ.
Смертельная доза радиации для человека в рентгенах зависит от интенсивности излучения в месте нахождения работника, если суммарный показатель насчитывает более 600 единиц, то такое облучение опасно для жизни. Обследуются перевозимые грузы, предметы, измеряется фон от построек и зданий. Каждый человек, посещающий места с опасностью радиационного загрязнения, приобретает дозиметр в постоянное личное пользование.
Собираясь в незнакомую местность, например, горы, озера, отправляясь в поход или за ягодами и грибами, берут прибор для обследования местности перед длительным нахождением. Определяется интенсивность излучения участка перед строительством или при покупке земли. не понижается и не удаляется со стен зданий и предметов, поэтому предварительно выявляется опасность с помощью дозиметра.
Некоторые атомы содержат неустойчивые ядра, способные превращаться или распадаться. Этот процесс способствует освобождению свободных ионов. Возникает энергетически мощное, способное воздействовать на окружающее вещество и провоцировать появление новых ионов отрицательного и положительного заряда. Смертельная доза радиации в рад возникает при облучении человека 600 рад, при этом 100 рад (внесистемная единица) = 100 рентгенам.
Действие различных факторов и обстоятельств вызывает повышенный радиационный фон:
Опасными для человека является излучение микрочастиц, приводящее к заболеваниям организма и смертельным случаям. Величина воздействия зависит от разновидности лучей, продолжительности действия и частоты:
Эквивалентная фиксированная эффективная доза представляет собой определение доз радиации на организм в результате поступления некоторого количества вредного вещества. Этот показатель учитывает чувствительность внутренних органов и время нахождения радиоактивного вещества в теле (иногда в течение всей жизни). В некоторых случаях смертельная доза радиации в рентгенах измеряется для одного выбранного органа.
Амбидентный эквивалент дозы определяется величиной, которую мог бы получить человек, если бы присутствовал на территории, где делается дозиметрия, показатель измеряется в зивертах.
Любое излучение, приводящее к образованию в окружающей среде электрических частиц с различными знаками, считается ионизирующим. Рассеянный радиационный фон постоянно сопровождает человека, его создает космическое излучение, влияние солнца, природные источники радионуклидов, другие составляющие биосферы.
Для работы в опасных условиях персонал защищают специальными костюмами, соблюдают нормы безопасности. Облучение организм получает на рабочем месте при физических и химических опытах, проведении дефектоскопии, медицинских исследованиях, геологических изысканиях и др.
Смертельная доза радиации для человека в рад составляет свыше 600 единиц и приводит к летальному исходу. Облучение в дозе от 400 до 600 рад способствует появлению лучевой болезни и может вызвать мутацию генов. Действие ионизированного преображения организма мало изучено, мутации проявляют себя через поколения. Разброс времени дает право сомневаться, появилась мутация от радиоактивного влияния или вызвана другими причинами.
Мутации по виду делят на доминантные, появляющиеся в короткий период после действия облучения и рецессивными. Второй вид проявляет себя, если мать и ребенок имеют один мутантный ген. Мутация не просыпается несколько поколений или не беспокоит человека совсем. Перерождение плода трудно определяется в случае преждевременных родов, если мутация не дает возможности зародышу достичь родового возраста.
В постановке болезни большое влияние оказывает радиация. Смертельная доза облучения приводит к летальному исходу, но не менее опасны уровни облучения от 200 до 600 р, вызывающие лучевую болезнь. Радиация поражает человека после однократного мощного воздействия или при постоянном проникновении радиационного излучения небольшой мощности. Примером служит работа рентгенологов, не выдерживающих постоянного облучения и заболевающих характерными заболеваниями.
Наиболее опасным является действие радиации на неокрепший организм до 15 лет. О размере дозы единого мнения нет, исследователи приводят разные дозы допуска в 50, 100 и 200 р. Патогенез изучается в исследовательских институтах, лучевой лейкоз становится более доступным для лечения.
Изучение действия радиации на человека затруднено тем, что для появления обобщенных данных исследуются большие группы людей, что невозможно без специального эксперимента. Какая смертельная доза радиации является летальной, а какие уровни вызывают онкологические опухоли человека нельзя судить по эксперименту над животными.
В смысле выделения опасной дозы, вызывающей раковые опухоли, нет определенных данных. Любая доза полученной радиации дает толчок организму для начала деления агрессивных клеток. По частоте проявления болезни подразделяют следующим образом:
Являются постоянная головная боль, нарушение движения, координации жестов, тошнота, рвота, головокружение, расстройства желудка и кишечника. Какая доза радиации смертельна для человека:
Определены стандартные действия для населения, если на территории радиация. Смертельная доза облучения опасна для жизни, поэтому для уменьшения летальных исходов организовывается эвакуация людей в сооружения, которые по степени защиты делят на капитальные бомбоубежища, подвалы, деревянные строения и автомобили. Лучше всего защищает первый тип строения, остальные рассматриваются как экстренные временные пристанища.
К эффективным мерам относят защиту органов дыхания, воды и продовольственных припасов. Укрытие предметов первой необходимости делают заранее, если существует опасность выброса или взрыва. Употребляют противорадиационные медикаменты, не применяют для питания молоко в свежем виде.
Производится регулярная и обеззараживание местности, при любом удобном случае люди эвакуируются за пределы зараженного района. Уменьшение внутреннего облучения за счет исключения захвата пыли обеспечивается респираторами, эффективными в 80% случаев. Меньший показатель дает марлевая повязка из четырех слоев, но используют все имеющиеся под рукой средства защиты. В качестве накидки применяют в крайнем случае, полиэтиленовую пленку.
В заключение следует упомянуть, что радиационная загрязненность местности не уменьшается, опасность заражения человека сводится к минимуму применением индивидуальных средств защиты и контролем полученной дозы облучения с помощью дозиметров.
В я попробовал внести ясность в путаницу среди обилия дозиметрических единиц измерения. Теперь же я хочу в доступном виде объяснить как расшифровывать показания дозиметра.
В дозиметрии используются только показатели поглощённой эквивалентной эфективной дозы. Она измеряется в зивертах. Среди важных режимов измерений выделяют определение накопленной поглощённой дозы.
Дело в том, что организм способен накоплять всю поглощённую за свою жизнь радиацию в виде необратимых изменений тканей и органов а так же радионуклидов, оседающих во внутренних тканях. Поскольку в природе постоянно присутствует некоторое фоновое излучение, то человек за свою жизнь накопляет дозу от 100 до 700 мЗв (милизивертов). Этот показатель рассчитан на 70 лет жизни. При таком раскладе совсем не трудно рассчитать норму полученой накопленой дозы за год или в сутки. Получается, что в год мы «должны» собрать норму в 1,43 - 10 мЗв, а за сутку, соответственно 0,004 - 0,027 мЗв. Накопленый эквивалент дозы измерятся после включения дозиметра и до тех пор, пока его не выключат или пока не обнулят результаты измерений.
Согласно показаниям моего дозимерта, за 32 часа и 48 минут я поймал 0,005 мЗв (мили зиверта) радиации, что вполне даже соответствует норме.
Но при некоторых «нестандартных ситуациях» бывает, что человек может поймать дозу излучения, во многие разы превышающую естественные фоновые показатели. Эту дозу можно накопить за раз (разовое облучение), кратковременно (облучение до 4-х суток подряд) или на протяжении многих лет.
20 мЗв/год - предел годовой дозы облучения для работников ядерной и других видов радиационно-опасных работ.
150 мЗв/год - увеличивает вероятность возникновения онкологических заболеваний.
250 мЗв - после достижения этого порога накопленной дозы ликвидатора аварии на ЧАЭС больше не допускали до опасной работы и отправляли из Чернобыля.
Это были варианты получения накопленных доз за длительное время.
При кратковременном облучении граница предельно допустимой накопленой дозы поднимается.
До 0,01 мЗв - эту дозу можно не учитывать.
Если за одну смену рабочий имеет риск превысить порог в 0,2 мЗв , такая работа относится к радиационно опасным и предполагает ношение дозиметра.
До 100 мЗв - допустимое разовое (!) аварийное облучение населения. Медицинскими методами каких-либо заметных отклонений в строении тканей и органов не наблюдается.
Разовое облучение свыше 200 мЗв считается потенциально опасным, критическим для здоровья.
Облучение дозой 500-1000 мЗв вызывает чувство усталости, наблюдаются умеренные изменения в составе крови. Состояние нормализуется через некоторое время. Но появляется вероятность появления в будущем онкологических заболеваний.
1000-1500 мЗв (1-1,5 Зв) за раз могут вызвать симптомы, указывающие на реакцию органов и систем - тошнота, рвота, нарушение работспособности. Возникают различные формы лучевой болезни.
После значения доз 1500 мЗв (1,5 Зв) и выше (высокие уровни облучения) принято измерять поглощённую дозу в грэях (1 Зв = 1 Гр). Очевидно, что облучённый объект уже не воспринимают как «биологический» (вот такой у нас, медиков, чёрный юмор).
1,5-2,5 Гр (1500-2500 мЗв)
- наблюдается кратковременная лёгкая форма лучевой болезни, которая появляется в виде выраженной, продолжающейся длительное время лейкопении (снижения числа лейкоцитов). В 30-50% случаев может наблюдаться рвота в первые сутки после облучения. При дозах больше 2 грэй - высок риск летального исхода.
2,5-4 Гр (2500-4000 мЗв) - возникает лучевая болезнь средней степени тяжести. У всех облученных в первые сутки после облучения наблюдается тошнота и рвота, резко снижается содержание лейкоцитов и появляются подкожные кровоизлияния. Такие дозы - вызывают существенный, непоправимый ущерб здоровью, облысение и белокровие.
Смертельные дозы проникающей радиации:
3-4 Гр (3000-4000 мЗв) - повреждение костного мозга, в течение месяца после облучения смертельный исход возможен у 50% облученных (без медицинского вмешательства).
4-7 Гр (4000-7000 мЗв) - развивается тяжелая форма лучевой болезни и высока смертность.
Свыше 7 Гр (7000 мЗв) - крайне тяжелая форма острой лучевой болезни. В крови полностью исчезают лейкоциты. Появляются множественные подкожные кровоизлияния. Смертность 100%. Причиной смерти, чаще всего являются инфекционные заболевания и кровоизлияния.
10Гр (10 зВ) - смерть в течение 2-3 недель.
15 Гр - 1-5 суток и всё.
Таким образом, накопленная эквивалентная эфективная доза является числом "показательным ". Она уже имеется и ничего с ней не сделаешь. Но есть ещё и показатель "предсказательный ". Он называется мощностью дозы эквивалентного эфективного облучения . Он тоже измеряется в зивертах/час, но показывает «будущее».
На моём дозиметре состоянием на 21:42 (29.01.2012) видно, что мощность эквивалентной эфективной дозы гамма-излучения на текущий момент составляет 0,16 мкЗв/час (микро зиверта в час) с погрешностью 20% (измерить настолько непостоянную величину, как радиоактивный распад можно лишь с погрешностью). Порог срабатывания сигнализации установлен на значение 0,3 мкЗв/час. Это значит, что можно быть увереным в том, что при текущем положении дел через один час я поймаю дозу в 0,16 мкЗв = 0,00016 мЗв . Этот показатель является в пределах допустимого фонового излучения.
0,2 мкЗв/час (~20 микрорентген/час) - наиболее безопасный уровень мощности фонового излучения.
0,3 мкЗв/час (~30 мкР/час) - предел безопасного фонового излучения, установленый санитарными нормами в Укранине.
0,5 мкЗв/час (~50 мкР/час) - верхний предел допустимой безопасной мощности дозы фонового излучения.
Сократив время непрерывного нахождения до нескольких часов - люди могут без особого вреда своему здоровью перенести излучение мощностью в 10 мкЗв/час , а при времени экспозиции до нескольких десятков минут - относительно безвредно облучение с интенсивностью до нескольких миллизивертов в час (при медицинских исследованиях - флюорография, небольшие рентгеновские снимки и др.).
В качестве базовой использовалась эта статья. В ней ещё очень много интересного. Описаны методы защиты от радиации а так же способ создания радиометра «из подручных средств».
Спасибо за внимание.
Врага нужно знать в лицо, поэтому хотя бы минимальные сведения о радиоактивном излучении необходимы всем. К сожалению, многое из того, что пишут и говорят обывательские СМИ о радиации и ее влиянии на живые организмы, далеко не всегда соответствует действительности, а еще большее - окутано плотной завесой мифов. Отсутствие достоверных знаний порождает страх, но проблема даже не в этом. А в том, что радиация в той или иной степени окружает нас повсюду, однако на ее наличие, а главное, на повышенный или даже критический уровень наши органы чувств не реагируют. Многие, не зная о наличии радиации, долго пребывают под ее воздействием, употребляют в пищу продукты питания и напитки, содержащие радиоактивные вещества. Многие, даже зная о повышенном радиационном фоне, предпочитают либо не замечать этого явления, либо прибегать к разного рода лжеметодам профилактики и борьбы, которые, скорее, вредят организму, нежели оказывают ему помощь и помогают нивелировать или хотя бы минимизировать вредные последствия.
Радиация - это излучение, существующее в нескольких видах и представленное альфа-, бета- и гамма-лучами:
Радиация опасна не сама по себе, а своим ионизирующим излучением, которое взаимодействует на атомном и молекулярном уровне с нашим организмом, разрывая в нем молекулярные связи и вызывая необратимые изменения.
Существует несколько разновидностей доз, являющихся основными физико-химическими характеристиками радиации:
Важным показателем радиации является и мощность дозы - величина дозы облучения за определенный промежуток времени, измеряемая в Зивертах в час (Зв/ч).
Существует также показатель «эффективная эквивалентная доза», используемый для расчета индивидуальной дозы, - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент радиационного риска, применяемый в зависимости от конкретного органа человека.
Ткани и органы по-разному воспринимают радиацию. Самые восприимчивые - красный костный мозг, половые железы и легкие. В наименьшей степени воспринимают воздействие, в частности, мышечные ткани и щитовидная железа. Эффективная эквивалентная доза измеряется в Зивертах и Бэрах, при этом 100 Бэров равны 1 Зиверту. При необходимости эффективную эквивалентную дозу можно рассчитать и для определенной группы людей.
| Органы человека | Коэффициент |
| Гонады (половые железы) | 0,2 |
| Красный костный мозг | 0,12 |
| Толстый кишечник | 0,12 |
| Желудок | 0,12 |
| Легкие | 0,12 |
| Мочевой пузырь | 0,05 |
| Печень | 0,05 |
| Пищевод | 0,05 |
| Щитовидная железа | 0,05 |
| Кожа | 0,01 |
| Клетки костных поверхностей | 0,01 |
| Головной мозг | 0,025 |
| Остальные ткани | 0,05 |
| Организм в целом | 1 |
Как уже упоминалось, любой организм постоянно находится под радиационным воздействием, при этом далеко не любой его уровень опасен. Допустимым считается фон 0,08-0,3 мкЗв/ч.
Среди основных источников радиационного воздействия (с указанием эффективных эквивалентных доз за год):
Учитывая, что каждый орган и каждая ткань по-разному воспринимают радиоактивное облучение, радиация воздействует на организм комплексно, вызывая различные изменения обратимого и необратимого характера: соматического (непосредственно у организма) и генетического (проявляющегося у потомков).
Радиации свойственна одна немаловажная особенность - однократное облучение определенной дозой радиации оказывает более опасное воздействие, нежели многократное облучение при аналогичном уровне дозировки. Небольшие дозы, даже серийного характера, довольно часто не приводят к необратимым последствиям, и организм может восстановиться.
При однократном воздействии гамма-лучей в определенной дозе последствия будут следующими:
100 зВ
— смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы
10—50 зВ
— смерть наступает через 1-2 недели вследствие внутренних кровоизлияний
4—5 зВ
— 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие поражения клеток костного мозга
1 зВ
— нижний уровень развития лучевой болезни
0,75
— кратковременные незначительные изменения состава крови
0,30
— облучение при рентгеноскопии желудка (разовое)
0,25
— допустимое аварийное облучение персонала (разовое)
0,1
— допустимое аварийное облучение населения (разовое)
0,05
— допустимое облучение персонала в нормальных условиях за год
0,005
— допустимое облучение населения в нормальных условиях за год
0,0035
— годовая эквивалентная доза облучения за счет всех источников излучения в среднем для жителя России
Практически каждому взрослому человеку известно, что радиация - явление опасное, способное приводить к серьезным и даже трагическим последствиям для организма, зачастую проявляемым лишь спустя некоторое время. При определенном уровне радиоактивного облучения наступает смерть - не от самого облучения, а от его последствий. Очень многие люди ассоциируют радиацию с неизбежной и мучительной смертью, поэтому не случайно, услышав о том, что где-то обнаружена радиация, люди начинают паниковать.
Радиация была, есть и будет всегда нашим окружением - как генерируемая самой планетой, так и поступающая из космоса. Это факт, который доказан научно и неоспорим. Однако до определенного уровня радиация не способна причинить никакого вреда человеку. Этот уровень - допустимая радиация , рассчитываемая для:
К сожалению, человеку не дано напрямую чувствовать радиационное воздействие и, тем более, оценивать его уровень. Измерить радиацию и определить ее различные характеристики можно только посредством специальных приборов - дозиметров.
Дозиметры в тех или иных разновидностях представляют собой большую группу приборов, ориентированных на разные условия применения, имеющих разные показатели точности и другие характеристики.
Хотя многие считают необходимым следить на радиоактивным фоном, даже самый простой прибор для измерения радиации - устройство не очень удобное для постоянного ношения при себе.
Наш проект предлагает иное и самое эффективное решение - уникальный дозиметр радиации «ДО-РА», позволяющий проводить замеры непосредственно со своего мобильного устройства. Данный измеритель радиации устанавливается на ваше устройство как наружный блок или может быть интегрирован во внутреннюю схему. В дополнение к нему поставляется программное обеспечение для работы. При использовании дозиметров и ПО вам не понадобится совершать какие-то специальные действия для осуществления замеров. Датчик и ПО сами будут проводить измерение радиации по заданной программе или по автоматическим настройкам.
Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды - это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза .
Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза - это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.
В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген (Р ). 1 Кл/кг = 3880 Р
При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза . Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.
В единицах системы СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название - Грэй (Гр ). 1 Гр - это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж . Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад . 1 Гр=100 рад .
Поглощённая доза — основополагающая дозиметрическая величина, не она отражает биологический эффект облучения.
Эквивалентная доза (E, HT,R ) отражает биологический эффект облучения. Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы . Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент - коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ ) или коэффициент качества данного вида излучения (WR ), отражающий его способность повреждать ткани организма.
При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв ) и измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг ). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является Бэр (до 1963 года — биологический эквивалент рентгена , после 1963 года — биологический эквивалент рада ). 1 Зв = 100 бэр .
Коэффициент качества - в радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ-излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать как «коэффициент качества вреда»).
Значения коэффициента качества ионизирующих излучений определены с учетом воздействия микрораспределения поглощенной энергии на неблагоприятные биологические последствия хронического облучения человека малыми дозами ионизирующих излучений. Для коэффициента качества существует ГОСТ 8.496-83 . ГОСТ как стандарт применяют при контроле степени радиационной опасности для лиц, подвергающихся во время работы облучению ионизирующим излучением. Стандарт не применяют при острых облучениях и во время радиотерапии.
ОБЭ конкретного вида излучения - отношение поглощённой дозы рентгеновского (или гамма) излучения к поглощённой дозе излучения при одинаковой эквивалентной дозе.
| Коэффициэнты качества для видов излучения: | |
| Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению | 1 |
| β-излучение(электроны, позитроны) | 1 |
| Мюоны | 1 |
| α-излучение с энергией меньше 10 МэВ | 20 |
| Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ | 5 |
| Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ | 10 |
| Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ | 20 |
| Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ | 10 |
| Нейтроны более 2 МэВ | 5 |
| Протоны, 2…5 МэВ | 5 |
| Протоны, 5…10 МэВ | 10 |
| Тяжёлые ядра отдачи | 20 |
Эффективная доза , (E , эффективная эквивалентная доза ) - величина, используемая в радиационной защите как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения (стохастических эффектов ) всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.
Разные части тела (органы, ткани) имеют различную чувствительность к радиационному воздействию: например, при одинаковой дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Эффективная эквивалентная доза рассчитывается как сумма эквивалентных доз по всем органам и тканям, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов, и отражает суммарный эффект облучения для организма.
Взвешенные коэффициенты устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы . Она также измеряется в Зивертах или Бэрах .
Фиксированная эффективная эквивалентная доза (CEDE - the committed effective dose equivalent )- это оценка доз радиации на человека, в результате ингаляции или употребления некоторого количества радиоактивного вещества. СЕDЕ выражается в бэрах или зивертах (Зв ) и учитывает радиочувствительность различных органов и время, в течение которого вещество остается в организме (вплоть до всей жизни). В зависимости от ситуации, СЕDЕ может также иметь отношение к дозе излучения определенного органа, а не всего тела.
Эффективная и эквивалентная дозы — это нормируемые величины, т.е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы — эквивалент амбиентной дозы , амбиентная доза ).
Амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — эквивалент дозы, который был создан в шаровом фантоме МКРЕ (международной комиссии по радиационным единицам) на глубине d (мм) от поверхности по диаметру, параллельному направлению излучения, в поле излучения, идентичном рассматриваемому по составу, флюенсу и энергетическому распределению, но мононаправленном и однородном, т.е. амбиентный эквивалент дозы Н*(d) — это доза, которую получил бы человек, если бы он находился на месте, где проводится измерение. Единица амбиентного эквивалента дозы — Зиверт (Зв ).
Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе - сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путем умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв. ), внесистемная единица - человеко-бэр (чел.-бэр ).
Кроме того, выделяют следующие дозы:
Мощность дозы (интенсивность облучения ) - приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например, мкР/час , Зв/час , бэр/мин , сЗв/год и др.).
Дозы радиации для человека
Излучение радиации .
Излучение - это физический процесс испускания и распространения при определенных условиях в материи или вакууме частиц и электромагнитных волн. Есть два вида излучения - ионизирующее и не ионизирующее. Второе включает тепловое излучение, ультрафиолетовый и видимый свет, радиоизлучение. Ионизирующее излучение появляется в том случае, если под воздействием высокой энергии электроны отделяются от атома и образуют ионы. Когда говорят о радиоактивном облучении, то, как правило, речь идет об ионизирующем излучении. Сейчас речь пойдет именно об этом виде радиации .
Ионизирующее излучение. Попавшие в окружающую среду радиоактивные вещества называют радиационным загрязнением. Оно связано в основном с выбросами радиоактивных отходов в результате аварий на атомных электростанциях (АЭС), при производстве ядерного оружия и др.
Измерение экспозиционной дозы
Радиацию нельзя увидеть, поэтому, чтобы определить наличие радиации, пользуются специальными измерительными приборами — дозиметром на основе счетчика Гейгера.
Дозиметр представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа.
Считывается число радиоактивных частиц, на экране отображается количество этих частиц в разных единицах, чаще всего - как количество радиации за определенный срок времени, например за час.
Влияние радиации на здоровье людей
Радиация вредна для всех живых организмов, она разрушает и нарушает структуру молекул ДНК. Радиация вызывает врожденные пороки и выкидыши, онкологического заболевания, а слишком высокая доза радиации влечет за собой острую или хроническую лучевую болезнь, а также смерть. Радиация - то есть ионизирующее излучение - передает энергию .
Единицей измерения радиоактивности является беккерель (1 беккерель - 1 распад в секунду) или cpm (1 cpm - распад в минуту).
Мера ионизационного воздействия радиоактивного излучения на человека измеряется в рентгенах (Р) или зивертах (Зв), 1 Зв = 100 Р = 100 бэр (бэр - биологический эквивалент рентгена). В одном зиверте 1000 миллизивертов (мЗв).
Для наглядности и примера:
1 рентген = 1000 миллирентген. (80 миллирентген = 0.08 рентген)
1 миллирентген = 1000 микрорентген. (80 микрорентген = 0.08 миллирентген)
1 микрорентген = 0.000001 рентген. (80 рентген = 80000000 микрорентген)
80 Зв = 80000 мЗв = 8000 Р
0,18 мкЗв/ч = 18 мкР/ч
80мР =800мкЗ.
Возьмём для примера расчёт (милли рентген — рентген в час) #1:
1.
80 мР в час = 0.08 Рентген
2.
100000 мР = 100 Рентген (Первые признаки лучевой болезни, по статистике, 10% людей, получивших такую дозу облучения, умирают через 30 дней. Может возникать рвота, симптомы проявляются после 3-6 часов после дозы и могут оставаться вплоть до одного дня. 10-14 дней бывает латентная фаза, ухудшается самочувствие, начинается анорексия и усталость. Иммунная система повреждена, возрастает риск инфекции. Мужчины временно бесплодны. Бывают преждевременные роды или потеря ребенка.)
3.
100/0.08 = 1250 часов/24 = 52 суток, находясь в загрязненном помещении или месте требуется, для того, чтобы появились первые признаки лучевой болезни.
Возьмём для примера расчёт (микро зиверт — микро рентген в час) #2:
1.
1 микро зиверт (мкЗв, µSv) — 100 микро рентген.
2.
Норма 0.20 мкЗв (20 мкр/ч)
Норма санитарная почти во всем мире — до 0.30 мк3в (30 мкр/ч)
Т.е 60 микрорентген = 0.00006 рентген.
3.
Или 1 рентген = 0,01 Зиверт
100 рентген = 1 Зиверт.
Как пример
11.68 мкЗ/ч = 1168 микроРентгена/ч = 1.168 миллирентгена.
1000 мкР (1мР) = 10.0 мкЗв = 0,001 Рентгена.
0.30 мкЗв = 30 мкР = 0,00003 Рентгена.
КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОСТРОГО (КРАТКОВРЕМЕННОГО) ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ, РАВНОМЕРНОГО ПО ВСЕМУ ТЕЛУ ЧЕЛОВЕКА
Исходная таблица включает также такие дозы и их эффекты:
- 300–500 Р — бесплодие на всю жизнь. Сейчас принято считать, что при дозе 350 Р у мужчин возникает временное отсутствие сперматозоидов в сперме. Полностью и навсегда сперматозоиды исчезают только при дозе 550 Р т,е при тяжелой форме лучевой болезни;
- 300–500 Р локальное облучения кожи, выпадают волосы, краснеет или слезает кожа;
- 200 Р снижение количества лимфоцитов на долгое время (первые 2–3 недели после облучения).
- 600-1000 Р смертельная доза, вылечиться невозможно, можно только продлить жизнь на несколько лет с тяжелыми симптомами. Наступает практически полное разрушение костного мозга, требующее трансплантации. Серьезное повреждение пищеварительного тракта.
- 10-80 Зв (10000-80000 мЗв, 1000-5000 Р) . Кома, смерть. Смерть наступает через 5-30 минут.
- Более 80 Зв (80000 мЗв, 8000 Р) . Мгновенная смерть.
Миллизиверты атомщиков и ликвидаторов
50 миллизивертов
— это годовая предельно допустимая доза облучения операторов на атомных объектах.
250 миллизивертов
— это предельно допустимая аварийная доза облучения для профессионалов-ликвидаторов. Необходимо лечение.
300 мЗв
— первые признаки лучевой болезни.
4000 мЗв
— лучевая болезнь с вероятностью летального исхода, т.е. смерти.
6000 мЗв
— смерть в течение нескольких дней.
1 миллизиверт (мЗв) = 1000 микрозивертов (мкЗв).
1 мЗв — это одна тысячная Зиверта (0,001 Зв).
Радиоактивность: альфа-, бета-, гамма-излучение
Атомы вещества состоят из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ядро – это устойчивое образование, которое сложно разрушить. Но, ядра атомов некоторых веществ обладают нестабильностью и могут излучать в пространство энергию и частицы.
Это излучение называют радиоактивным, и оно включает в себя несколько составляющих, которые назвали соответственно первым трем буквам греческого алфавита: α-, β- и γ- излучение. (альфа-, бета- и гамма-излучение). Эти излучения различны, разное и их действие на человека и меры защиты от него.
Альфа-излучение
Поток тяжелых положительно заряженных частиц. Возникает в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более 5 см и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним слоем кожи. Если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или воздухом, оно облучает внутренние органы и становится опасным.
Бета-излучение
Электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Во время аварии на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года пожарные получили ожоги кожи в результате очень сильного облучения бета-частицами. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренности человека.
Гамма-излучение
Фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами окружающей среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние органы. Толстые слои железа, бетона и свинца, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.
Как видно, альфа-излучение по его характеристикам практически не опасно, если не вдохнуть его частички или не съесть с пищей. Бета-излучение может причинить ожоги кожи в результате облучения. Самые опасные свойства у гамма-излучения. Оно проникает глубоко внутрь тела, и вывести его оттуда очень сложно, а воздействие очень разрушительно.
Без специальных приборов знать, что за вид радиации присутствует в данном конкретном случае нельзя, тем более, что всегда можно случайно вдохнуть частички радиации с воздухом.
Поэтому общее правило одно – избегать подобных мест.
Для справки и общей информации:
Вы летите в самолете на высоте в 10 км, где фон порядка 200-250 мкр/ч. Не сложно посчитать, какая доза будет при двух часовом перелёте.
Основными долгоживущими радионуклидами, обусловившими загрязнение с ЧАЭС, являются:
Стронций-90 (Период полураспада ~28 лет)
Цезий-137 (Период полураспада ~31 лет)
Америций-241 (Период полураспада ~430 года)
Плутоний-239 (Период полураспада - 24120 лет)
Прочие радиоактивные элементы (в том числе изотопы Йод-131, Кобальт-60, Цезий-134) к настоящему времени из-за относительно коротких периодов полураспада уже практически полностью распались и и не влияют на радиоактивное загрязнение местности.
(Просмотрено 113625 раз)
