Радиация — понятие, виды, влияние на человека¶
Радиация (от лат. radiatio — «излучение») — это потоки частиц и электромагнитных волн, испускаемых атомами и ядрами атомов при их распаде или преобразовании. В бытовом смысле под радиацией чаще понимают ионизирующее излучение — излучение, способное отрывать электроны от атомов и молекул, образуя ионы. Именно этот процесс лежит в основе биологического действия радиации на живые организмы.
¶Природа радиации
В основе радиоактивности лежит нестабильность атомных ядер. Некоторые изотопы (разновидности химических элементов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов) не способны существовать долго: ядра распадаются, испуская частицы и излучение. Такие изотопы называют радиоактивными. Процесс распада самопроизвольный и не зависит от температуры, давления или химических реакций — управлять им практически невозможно.
Пример: уран-238 имеет период полураспада около 4,5 млрд лет — примерно столько же возраст Земли. У цезия-137 период полураспада — около 30 лет, у радия-226 — около 1600 лет.
¶Виды радиоактивного излучения
Различают три основных типа радиоактивного излучения:
| Тип | Состав | Проникающая способность | Блокируется |
|---|---|---|---|
| Альфа (α) | Ядра гелия (2 протона + 2 нейтрона) | Низкая — останавливаются листом бумаги, кожей | Бумага, кожа, одежда |
| Бета (β) | Электроны или позитроны | Средняя — проходят на несколько миллиметров в теле | Алюминиевый лист, стекло |
| Гамма (γ) | Электромагнитные волны высокой энергии | Высокая — проходят сквозь тело | Свинец, бетон, толстая сталь |
Кроме того, выделяют нейтронное излучение — потоки нейтронов, возникающие, например, при делении ядер в реакторах. Нейтроны обладают высокой проникающей способностью и требуют для остановки водородсодержащих материалов (вода, полиэтилен, бетон).
¶Единицы измерения
Для количественной характеристики радиации используют несколько единиц:
- Беккерель (Бк) — единица активности (число распадов в секунду). 1 Бк = 1 распад в секунду.
- Грей (Гр) — поглощённая доза излучения (энергия, переданная веществу). 1 Гр = 1 джоуль на килограмм.
- Зиверт (Зв) — эквивалентная и эффективная доза, учитывающая биологическую вредность不同类型 излучения. 1 Зв = 100 бэр.
В быту часто встречается устаревшая единица — рентген, а также дозиметры измеряют в микрорентгенах в час или микрозивертах в час.
¶Источники радиации
¶Естественные
Человек постоянно подвергается действию природной радиации. Источники:
- Космическое излучение (потоки частиц из космоса, усиливающиеся на высоте — поэтому доза облучения выше в самолётах и в горах).
- Радиоактивные элементы в земной коре: уран, торий, радий, калий-40.
- Радон — радиоактивный газ, выделяющийся из пород и почвы, накапливающийся в подвалах и плохо проветриваемых помещениях.
- Радиоактивный углерод-14, постоянно образующийся в атмосфере и содержащийся во всех живых организмах.
Средняя естественная доза облучения для жителя России — около 1–2 мЗв в год (миллизивертов), при этом в отдельных районах с гранитными породами или повышенным радоном она может быть выше.
¶Искусственные
- Медицинская диагностика: рентгенография, флюорография, КТ, сцинтиграфия. Одна флюорография даёт дозу порядка 0,01–0,05 мЗв, КТ брюшной полости — до 10–20 мЗв.
- Ядерная энергетика — выбросы при нормальной эксплуатции минимальны, но возможны аварии.
- Ядерное оружие — главный источник радиоактивного загрязнения при подрыве.
- Промышленность: радиография сварных швов, радиоизотопные источники в приборах.
- Бытовые предметы: калий-40 содержится в бананах (в ничтожных количествах), люминесцентные краски ранее содержали радий.
¶Действие радиации на человека
Ионизирующее излучение, проходя через тело, повреждает молекулы, прежде всего ДНК клеток. Последствия зависят от дозы, типа излучения, времени облучения и индивидуальной чувствительности.
Острая лучевая болезнь развивается при разовых дозах свыше 1 Зв: тошнота, выпадение волос, кровотечения, поражение костного мозга. Смертельная доза без лечения — около 4–6 Зв. Хроническое облучение малыми дозами повышает риск онкологических заболеваний и может вызывать лучевые поражения кожи, глаз (катаракта).
Пороговая доза для облучения населения — 1 мЗв в год сверх естественного фона (норма Роспотребнадзора). Для персонала, работающего с источниками излучения, допустимые дозы выше — до 20 мЗв в год в среднем за 5 лет.
¶Защита от радиации
Классические принципы защиты: время, расстояние, экранирование. Чем короче контакт с источником, чем дальше от него и чем толще преграда — тем меньше доза. Для альфа-излучения достаточно одежды, для бета — алюминия, для гамма — свинца или бетона толщиной в десятки сантиметров.
¶Радиация в России
Россия — одна из ведущих ядерных держав. На её территории работают десятки атомных электростанций, имеются предприятия по переработке отходов («Маяк» в Челябинской области), испытательные полигоны (Семипалатинский — на территории Казахстана, Новая Земля, Капустин Яр). Крупнейшие радиационные аварии в истории страны — взрыв на комбинате «Маяк» в 1957 году (Кыштымская авария) и Чернобыльская катастрофа 1986 года, последствия которой ощущались на территории России, Украины и Белоруссии.
¶Интересные факты
- Радиоактивность открыта Анри Беккерелем в 1896 году, а термин «радиоактивность» ввела Мария Склодовская-Кюри.
- Самые радиоактивные природные места на Земле — природные реакторы Окло в Габоне (около 2 млрд лет назад там самопроизвольно шла цепная реакция деления) и иранские горячие источники.
- В человеческом теле постоянно содержится около 4000 Бк радиоактивного калия-40 — это естественный фон организма.
¶Источники
- ГОСТ Р 21.101-2020. Основные требования к проектной и рабочей документации.
- Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» (№ 3-ФЗ от 09.01.1996).
- Справочник «Радиационная безопасность» под ред. Л. А. Ильина.
- Медицинская физика: учебник для вузов / под ред. Ю. И. Петрова.