Что такое мкзв ч. В каких единицах измеряется радиация? Предельные нормы. Воздействие радиационного загрязнения на организм человека
Космическое излучение Земли, а также техногенные и природные радионуклиды, участвуют в формировании радиационного фона. Радиационный фон – это излучение от техногенных и природных источников, под воздействием которого находится человек.
Общие сведения
После Чернобыльской катастрофы в атмосферу было выброшено около 40 видов искусственных радионуклидов. Наибольшую опасность для человека представляют такие вещества, как стронций, цезий, плутоний, йод. Период полураспада некоторых из них достигает 25 тысяч лет.
По данным организации, которая занимается проблемами окружающей среды, радионуклиды признаны самыми токсичными веществами. На территории бывшего СССР длительное время существовали ядерные полигоны, где проводились испытания ядерного оружия, а также хранились опасные отходы. Наиболее известными считаются «Маяк» и полигон в городе Семипалатинске.
Источники радиоактивного излучения
Человек получает дозу облучения из внешних, космических источников, также под воздействием внутренних радионуклидов, находящихся в организме. Средняя доза радиации от внешнего и внутреннего воздействия источников составляет порядка 200 мбэр/год.
Промышленная деятельность человека напрямую влияет на образование в атмосфере радионуклидов и изотопов. Они извлекаются из недр земли в процессе добывания угля, нефти, газа, минеральных удобрений.
Подвергнуться воздействию природных радионуклидов возможно даже у себя дома. Такие материалы, как кирпич, дерево, бетон, выделяют небольшое количество радона.
Находясь длительное время в непроветриваемом помещении, человек рискует получить большую дозу этого радионуклида. Негативное влияние на здоровье оказывают калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220.
Степень воздействия космического излучения на человека зависит от того, в какой местности он проживает. Люди, живущие в горах, имеют более высокий риск облучения, чем те, кто живет в низине. Известно, что те, кто проживают низко над уровнем моря, получают порядка 300 мкЗв/год. Причина тому – экранизирующие свойства воды. Средний объем излучения, поступающего из космоса, которому подвергается человек за год, равен 350 мкЗв.
Радиационный фон и его виды
В состав радиационного фона природного происхождения входит космическое излучение, а также природные радионуклиды, которыми заполнена водная поверхность, земная кора, атмосфера в целом. Его величина оставалась неизменной много тысяч лет. Существует несколько районов, где величина воздействия радиации на человека значительно выше. Это объясняется тем, что неглубоко в почве залегает ториевая или урановая руда, выходят родоновые источники.
Естественный радиационный фон составляет излучение, которое попадает из космоса, вследствие переработки радиоактивных элементов, находящихся в недрах Земли, в стройматериалах, пище. Наибольшую опасность представляют собой радионуклиды 40К и 222Rn. Природный радиационный фон образовался и развивался одновременно с развитием биосферы. Космогенные радионуклиды участвовали в процессе формирования коры Земли. Сдвиги и впадины в ней – места, где радионуклиды были высвобождены на земную поверхность, мощность ионизирующего излучения повышалась. С течением времени степень радиоактивности снижалась.
Естественный радиационный фон может стать технологически измененным по причине трансформации ионизирующего излучения. Искусственный радиационный фон является следствием распада ядерных отходов энергетики.
Степень воздействия искусственных источников радиации проиллюстрирована в таблице:
Деятельность человека как источник проявления радиации
Начиная с середины XX века уровень радиации от техногенного воздействия возрос до отметки 15 мкР/ч. Это произошло по ряду причин:
- проведение испытаний ядерного оружия;
- сжигание органического топлива;
- перераспределение минеральных веществ, которые добываются из земли;
- выбросы вредных веществ вследствие аварий на АЭС и предприятиях.
К техногенным относятся различные источники проникающей радиации:
- аппараты медицинской диагностики;
- рентгеновская аппаратура;
- установки энергетического и исследовательского профиля;
- радиационная дефектоскопия.
Вследствие ядерных реакций образуются трансурановые радионуклиды. Они отличаются повышенной токсичностью. Наиболее опасными являются плутоний, америций.
По степени токсичности радионуклиды подразделяются на 4 группы:
- особо высокая токсичность;
- высокая токсичность;
- средняя токсичность;
- низкая токсичность (не несут серьезной опасности для человека).
Измерение уровня облучения радиацией
Понятие «норма радиационного фона» появилось еще в 20-х годах прошлого века. Уровень допустимого облучения находился на отметке 600 мЗв/год. К середине XX века это значение опустилось до 50 мЗв/год, а в 1996 году 20 мЗв/год. Показатель нормы вводился для обследования медперсонала, в особенности врачей-рентгенологов.
Человек испытывает на себе влияние излучения повсеместно. Радиоактивная доза в определенном количестве присутствует в организме всегда. Когда норма излучения в организме превышена во много раз, может наступить смерть.
Допустимая норма радиации для человека (воздействие естественного фона) составляет от 0,05 мкЗв/час до 0,5 мкЗв/час. Особо опасно подвергаться воздействию техногенного излучения в большом объеме. Радионуклиды и изотопы накапливаются в теле человека, провоцируя заболевания, в первую очередь онкологические.
Уровень радиации – это максимально допустимая дозировка фонового уровня ионизирующего излучения (измеряется в микрозивертах). Допустимый уровень радиации в закрытом помещении составляет 25 мкР/ч. Единица излучения радиации – микрозиверты в час. Вероятность развития рака резко повышается, если человек облучился дозой радиации свыше 11.42 МкЗв/час. Более половины людей, облучившихся дозой свыше 570.77 МкЗв за один раз, умирает за 3-4 недели. Предельно допустимый уровень излучения от источников естественного происхождения считается нормальным в пределах до 0,57 мкЗв/час. Нормальный радиационный фон, исключая влияние радона, составляет 0,07 мк/час.
Особую опасность излучение представляет для лиц, чья профессиональная деятельность предполагает постоянное столкновение с облучением. Мероприятия по предупреждению облучения среди медперсонала сводятся к установлению допустимого предела излучения.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) радиоактивного излучения рассчитывается исходя из данных о виде и периоде распада ионизирующих частиц.
Если человек регулярно соприкасается с радиоактивными элементами, ему необходимо знать о том, как себя защитить. Разработаны и внедрены в практику допустимые уровни загрязнения одежды и средств защиты после дезинфекции. Максимально допустимый уровень загрязнения отражен в таблице ниже.
Существует средняя суточная норма для человека. Она равна 0,0027 млЗв / в сутки.
Опасность воздействия облучения на организм
Нормальный радиационный фон не наносит ущерба жизни и здоровью человека. К наиболее пагубным последствиям облучения радиацией относятся соматические заболевания, а также генетические, которые отражаются на уровне ДНК.
Установлено, что систематическое облучение оказывает на организм человека более щадящее действие, чем однократное, поскольку радиационное повреждение имеет свойство восстанавливаться.
Опасные вещества накапливаются в организме неравномерно. Иммунная система угнетается под воздействием радионуклидов, что отражается на повышенной восприимчивости человека к определенным заболеваниям, в особенности онкологическим. Пищеварительная и дыхательная системы страдают больше всего.
Через них в первую очередь поступают радионуклиды. Концентрация поглощенных вредных веществ в них в 2-3 раза выше, чем в других органах. В норме безопасный уровень радиационного фона составляет 50 мкР/час.
Крупные российские города и мегаполисы отличаются повышенным фоном радиации. Это объясняется последствиями аварии в Чернобыле, перемещением радиоактивной пыли, непрерывной работой крупных промышленных предприятий, выбросов транспорта и ТЭЦ. Пагубными последствиями от воздействия радиации для человека становятся ухудшение самочувствия, развитие онкологических заболеваний, различные мутации на генном уровне, которые приводят к общему снижению качества жизни.
Провести измерение радиоактивного излучения может любой человек, приборы сегодня легко найти в продаже.
Какова безвредная и смертельная доза радиации для человека и что нужно знать, чтобы правильно оценить опасность?
Рассмотрим ниже.
Что имеют в виду под словами «естественный радиационный фон»?
Это радиация, создаваемая солнечным, космическим излучением, а также из природных источников. Она воздействует на живые организмы непрерывно.
Биологические объекты, предположительно, к нему адаптированы. К ней не относятся скачки радиации, возникающие из-за деятельности, осуществляемой на планете людьми.
Когда говорят безопасная доза радиации, имеют в виду именно естественный фон. В какой бы зоне человек ни находился, он получает в среднем 2400 мкЗв/год из воздуха, космоса, земли, продуктов питания.
Внимание:
- Естественный фон – 4-15 мкР/час. На территории бывшего Союза уровень радиации колеблется от 5 до 25 мкР/ч.
- Допустимый фон – 16-60 мкР/час.
Космическое излучение неравномерно охватывает земной шар, нормальная интенсивность на полюсах – выше (магнитное поле земли на экваторе сильнее отклоняет заряженные частицы). А также допустимый уровень зависит от высоты над уровнем моря ( солнечного излучения на высоте 10 км над уровнем моря – 0,2 мбэр/час, на высоте 20 км – 1,6).
Определённое количество получает человек при авиаперелетах: при длительности 7-8 часов на высоте 8 км на турбовинтовом самолете со скоростью ниже скорости звука составит 50 мкЗв.
Внимание: влияние радиоактивного излучения на живые организмы полностью еще не изучено. Малые дозы не вызывают явных, доступных для наблюдения и изучения симптомов, хотя, вероятно, оказывают отложенный, системный эффект.
Вопрос влияния небольших количеств является спорным, одни специалисты утверждают, что к естественному фону человек адаптирован, другие считают, что абсолютно безопасным нельзя считать ни один предел, в том числе нормальный радиационный фон.
Виды радиационного фона
Их необходимо знать, чтобы суметь оценить, где и когда могут встречаться дозы, смертельные для организма человека.
Виды фона:
- Естественный. В дополнение к внешним источникам, в организме есть внутренний источник – природный калий.
- Технологически измененный естественный. Его источники – природные, однако искусственно обработанные. Например, это могут быть извлеченные из недр земли природные ископаемые, из которых впоследствии были изготовлены стройматериалы.
- Искусственный. Под ним понимают загрязнение земного шара искусственными радионуклидами. Начал формироваться с развитием ядерного оружия. Составляет 1-3% от естественного фона.
Существуют списки городов России, в которых количество лучевых воздействий стало аномально высоким (из-за техногенных катастроф): Озерск, Северск, Семипалатинск, посёлок Айхал, город Удачный.
Как измеряют
Измерять могут либо на местности, либо – если измерение проводится с медицинскими целями — в тканях организма.
Измеряют дозиметрами, которые через несколько минут показывают мощность различных видов излучения (бета и гамма), а также поглощаемую дозу в час. Альфа-лучи бытовые приборы не улавливают.
Потребуется профессиональный, при измерении необходимо, чтобы прибор находился рядом с источником (сложно, если нужно измерить уровень излучения из земли, на которой уже построено строение). Для определения количества радона используют бытовые радиометры радона.
Единицы измерения
Часто можно встретить «радиационный фон в норме составляет 0,5 микрозиверт/час», «норма – до 50 микрорентген в час». Почему единицы измерения разные и как они соотносятся друг с другом. Значение часто может совпадать, например, 1 Зиверт = 1 Грей. Но у многих единиц разное смысловое наполнение.
Всего существует 5 главных единиц:
- Рентен – единица является внесистемной. 1 Р = 1 БЭР, 1 Р примерно равен 0,0098 Зв.
- БЭР – это устаревшая мера измерения того же самого, доза, воздействующая на живые организмы как рентгеновские или гамма-лучи мощностью 1 Р. 1 БЭР = 0,01 Зв.
- Грей – поглощенная. 1 Грей соответствует 1 Джоулю энергии излучения на массу 1 кг. 1 Гр = 100 Рад = 1 Дж/кг.
- Рад – внесистемная единица. Также показывает дозу поглощенной радиации на 1 кг. 1 рад – это 0,01 Дж на 1 кг (1 рад = 0,01 Гр).
- Зиверт – эквивалентная. 1 Зв, составляющий 1Гр равен 1 Дж/1 кг или 100 БЭР.
Для примера: 10 мЗв (миллизивертов) = 0,01 Зв = 0,01 Гр = 1 Рад = 1 БЭР = 1 Р.
В системе СИ прописаны Грей, Зиверт.
Существует ли вообще безопасная доза?
Порога безопасности не бывает, это было установлено ученым Р. Зивертом еще в 1950 году. Конкретные цифры могут описать диапазон, предугадать их воздействие возможно только ориентировочно. Даже малая, допустимая доза может вызывать соматические или генетические изменения.
Сложность в том, что увидеть повреждения сразу возможно не всегда, они проявляются некоторое время спустя.
Все это затрудняет исследование вопроса и вынуждает ученых придерживаться осторожных, приблизительных оценок. Именно поэтому безопасный уровень облучения для человека – это диапазон значений.
Кем устанавливаются нормы
Вопросами нормирования и контроля в РФ занимаются специалисты Госкомсанэпиднадзора. В нормах СанПиНа учтены рекомендации международных организаций.
Документы:
- НРБ-99. Это основной документ. Прописаны нормативы отдельно для гражданского населения и работников, чей труд предполагает контакты с источниками радиации.
- ОСПОР-99.
Поглощенная доза
Она показывает, какое количество радионуклидов было поглощено организмом.
Допустимые дозы облучения согласно НРБ-99:
- За год – до 1 мЗв, что составляет 0,57 мкЗв/ч (57 микрорентген/час). За любые пять лет подряд – не более 5 мЗв. В год — не более 5 мЗв. Если человек получил дозу облучения за год 4 мЗв, за прочие четыре года должно быть не более 1 мЗв.
- За 70 лет (берется как средняя продолжительность всей жизни) – 70 мЗв.
Обратите внимание: 0,57 мкЗв/ч – это верхнее значение, считается, что безопасно для здоровья – в 2 раза меньше. Оптимально: до 0,2 мЗв/час (20 микрорентген/час) – именно на эту цифру и стоит ориентироваться.
Внимание: эти нормы радиационного фона не учитывают естественный уровень, который колеблется в зависимости от местности. Порог для жителей равнин будет ниже.
Это пределы для гражданского населения. Для профессионалов они в 10 раз выше: допустимо 20 мЗв/год за 5 лет подряд, при этом необходимо, чтобы в один год выходило не более 50.
Допустимая, для человека зависит и от длительности облучения: без вреда для здоровья можно провести несколько часов при внешнем облучении 10 мкЗв (1 миллирентген/час), 10-20 минут – при нескольких миллирентген. Выполняя рентген грудной клетки пациент получает 0,5 мЗв, что составляет половину годовой нормы.
Нормы согласно СанПин
Поскольку значительная часть радиации поступает с продуктами питания, питьевой водой и из воздуха, СанПиНом введены нормы, которые позволят оценить эти источники:
- Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
- В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
- Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.
Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.
Обязательно оценивается зараженность стройматериалов: уран, торий, калий в сумме должны составлять не более 370 Бк/кг. Оценивается и участок под строительство (промышленное, индивидуальное): гамма-лучи у земли – не больше 0,3 мкЗв/ч, радон – не больше 80 мБк/кв.м*с.
Что делать, если радиоактивность питьевой воды выше указанной нормы (2,2 Бк/кг)?
Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.
Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.
Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы). Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.
Смертельная доза
Какая доза будет смертельной?
В одном из произведений Бориса Акунина рассказывается об острове Ханаан. Святые отшельники не подозревали, что охраняемый ими «кус сферы небесной» — метеорит, угодивший в месторождение урана. Излучение этого природного делителя приводило к смерти через год.
Но один из «охранников» отличался богатырским здоровьем – он позже других полностью облысел, и прожил в два раза дольше, чем прочие.
Этот литературный пример четко показывает, насколько вариативным может быть ответ на вопрос, какова смертельная доза радиации для человека.
Существуют такие цифры:
- Смерть – свыше 10 Гр (10 Зв, или 10000 мЗв).
- Угроза для жизни – дозировка более 3000 мЗв.
- Лучевую болезнь вызовет более 1000 мЗв (или 1 Зв, или 1 Гр).
- Риск различных заболеваний, в том числе раковых – более 200 мЗв. До 1000 мЗв говорят о лучевой травме.
Однократное облучение приведет к:
- 2 Зв (200 Р) – снижение лимфоцитов в крови на 2 недели.
- 3-5 Зв – выпадение волос, облезание кожи, необратимое бесплодие, 3,5 Зв – у мужчин временно исчезают сперматозоиды, при 5,5 – навсегда.
- 6-10 Зв – смертельное поражение, в лучшем случае еще несколько лет жизни с очень тяжелой симптоматикой.
- 10-80 Зв – кома, смерть через 5-30 мин.
- От 80 Зв – смерть мгновенно.
Смертность при лучевой болезни зависит от полученной дозы и состояния здоровья, при облучении более 4,5 Гр смертность – 50%. Также лучевую болезнь подразделяют на различные формы, в зависимости от полученного количества Зв.
Имеет значение и вид облучения (гамма, бета, альфа), время облучения (большая мощность в короткий промежуток или та же самая небольшими порциями), какие именно участки тела подверглись облучению, или оно было равномерным.
Ориентируйтесь на приведенные выше цифры и помните о важнейшем правиле безопасности – здравом смысле.
Зиверт (обозначение: Зв, Sv
) - сравнительно новая единица измерения СИ (1979г) эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения. 1 зиверт - это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе 1 Гр. Единица названа в честь шведского учёного Рольфа Зиверта.
При определении эффективной дозы учитывается биологическое воздействие радиации, она равна поглощённой дозе, умноженной на коэффициент качества, зависящий от вида излучения и характеризует биологическую активность того или иного вида излучения.
Раньше (а иногда и сейчас) использовалась единица бэр (биологический эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man) - устаревшая внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. 100 бэр равны 1 зиверту.
Допустимые и смертельные дозы для человека
Эквивалентная доза (E, HT) отражает биологический эффект облучения. Это поглощённая доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения(WR) или коэффициент качества. При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
Естественное фоновое ионизирующее излучение приблизительно равно 2-3 мЗв/год.
Для практических прикидок можно пользоваться следующими соображениями:
При однократном равномерном облучении всего тела и не оказании специализированной медицинской помощи смерть наступает в 50 % случаев при:
дозе порядка 3-5 Зв из-за повреждения костного мозга в течение 30-60 суток;
дозе порядка 10±5 Зв из-за повреждения желудочно-кишечного тракта и лёгких в течение 10-20 суток;
дозе ›15 Зв из-за повреждения нервной системы в течение 1-5 суток.
Помните, что накапливается, а дозы суммируются!
UPdt.
Чему соответствуют различные дозы облучения в зивертах.
– 0,005 мЗв (0,5 мбэр) – ежедневный в течение года трехчасовой просмотр телепередач;
– 10 мкЗв (0,01 мЗв или 1 мбэр) – перелет самолетом на расстояние 2400 км;
– 1 мЗв (100 мбэр) – фоновое облучение за год;
– 5 мЗв (500 мбэр) – допустимое облучение персонала в нормальных условиях;
– 0, 03 Зв (3 бэр) – облучение при рентгенографии зубов (местное);
– 0, 05 Зв (5 бэр) – допустимое облучение персонала атомных электростанций в нормальных условиях за год;
– 0,1 Зв (10 бэр) – допустимое аварийное облучение населения (разовое);
– 0,25 Зв (25 бэр) – допустимое облучение персонала (разовое);
– 0,3 Зв (30 бэр) – облучение при рентгеноскопии желудка (местное);
– 0,75 Зв (75 бэр) – кратковременное незначительное изменение состава крови;
– 1 Зв (100 бэр) – нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни;
– 4,5 Зв (450 бэр) – тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных);
– 6 – 7 Зв (600 – 700 бэр) и более – однократно полученная доза считается абсолютно смертельной. (Вместе с тем в медицинской практике имеются случаи выздоровления больных, которые получили радиационное облучение в 6 – 7 Зв (600 – 700 бэр)).
Наиболее вероятные эффекты при различных значениях доз облучения и мощностей дозы, отнесенные к целому телу
10000 мЗв (10 Зв) ‑ При кратковременном облучении причинили бы немедленную болезнь и последующую смерть в течение нескольких недель
Между 2000 и 10000 мЗв (2 – 10 Зв) ‑ При кратковременном облучении причинили бы острую лучевую болезнь с вероятным фатальным исходом
1000 мЗв (1 Зв) ‑ При кратковременном облучении, вероятно, причинили бы временное недомогание, но не привели бы к смерти. Поскольку доза облучения накапливается в течение времени, то облучение в 1000 мЗв, вероятно, привело бы к риску появления раковых заболеваний многими годами позже
50 мЗв/в год ‑ Самая низкая мощность дозы, при которой возможно появление раковых заболеваний. Облучение при дозах выше этой приводит к увеличению вероятности заболевания раком
20 мЗв/в год ‑ Усредненный более чем за 5 лет – предел для персонала в ядерной и горнодобывающих отраслях промышленности.
10 мЗв/в год ‑ Максимальный уровень мощности дозы, получаемый шахтерами, добывающими уран
3 – 5 мЗв/в год ‑ Обычная мощность дозы, получаемая шахтерами, добывающими уран
3 мЗв/в год ‑ Нормальный радиационный фон от естественных природных источников ионизирующего излучения, включая мощность дозы почти в 2 мЗв/в год от радона в воздухе. Эти уровни радиации близки к минимальным дозам, получаемым всеми людьми на планете.
0.3 – 0.6 мЗв/в год ‑ Типичный диапазон мощности дозы от искусственных источников излучения, главным образом медицинских
Облучение подстерегает нас в самых неожиданных местах, потому так важно знать безопасную дозу радиации для человека и его организма.
Еще недавно человечеству казалось, что радиация не способна нанести большого урона человеку и его жизнедеятельности, однако, каждый, кто непосредственно сталкивался с подобным излучением, почувствовал на себе всю опасность данного процесса. Сегодня знамениты эксперименты Марии Кюри, которая контактировала с излучением на протяжении продолжительного срока.
Незнание опасности привело не только к скоропостижной и мучительной смерти великой женщины, но и к необходимости ее захоронения в полной изоляции на долгие годы. До сих пор саркофаг, в котором находится исследователь, излучает опасные дозы радиации, способные навредить человеку.
Еще один яркий пример вреда, нанесенного радиационным фоном – авария на знаменитой Чернобыльской АЭС. В апреле 1986 года во время рядовых испытаний на одном из энергоблоков, находящемся в непосредственной близости к рабочему городку Припять, произошел сильнейший взрыв, огромные дозы радиации обрушились не только на работников станции и жителей города, но и на большую часть Европы.
Сегодня, спустя несколько десятилетий, город ассоциируется с ужасом тех лет – жить здесь невозможно до сих пор из-за высокого радиационного фона, а саму станцию вынужденно упрятали в прочный стальной саркофаг.
Самым печальным является тот факт, что практически все, кто принимал непосредственное участие в ликвидации последствий аварии, скоропостижно скончались от лучевой болезни. Именно это заболевание может спровоцировать опасное излучение, а муки, в которых умирает пострадавший, напоминаю настоящее суровое наказание.
К сожалению, в то время мало кто знал, что радиация способна убить человека с такой удивительной легкостью, потому и последствия оказались весьма плачевными.
Что такое радиация?
На самом деле понятие радиации гораздо шире, чем мы привыкли думать. Ученые относя к этому термину излучения, распространяющиеся в виде элементарных частиц и квантовых потоков. Выделяется несколько видов радиации:
- Световая.
- Инфракрасная.
- Ультрафиолетовая.
- Ионизирующая.
Особенный интерес человечество проявляет к последнему виду излучения – ионизирующему. Именно оно обладает способностью проникать в клетки любого живого организма и разрушать важный элемент – белок, являющийся строительным инструментом для тканей.
Процессы, происходящие в результате подобного разрушения, могут привести не только к развитию серьезных патологий, но и к смерти живого организма, потому под словом «радиация» в современном мире понимается именно такое излучение.
Виды радиации
Большинство людей сегодня ошибочно считают, что любая радиация непременно несет за собой смертельную опасность. На деле все обстоит совершенно иначе, существует даже безопасная доза радиации для человека, не наносящая практически никакого урона при разовом воздействии. Конечно, если соприкасаться с излучением регулярно, эффект будет исключительно негативным – частицы имеют свойство скапливаться на одежде, вещах, волосах и даже коже человека.
Некоторое излучение человечество научилось использовать с целью получения собственной выгоды. Среди таких факторов применения можно отметить следующие:
- селекция различных видов животных;
- лечение опасных заболеваний, в том числе онкологии;
- народное хозяйство;
- энергетика.
Обратите внимание! Следует различать радиацию и радиоактивность. Несмотря на то что эти понятия тесно связаны между собой, разница в них очевидна. Радиация – это потоки энергии, способные существовать в открытом пространстве до соприкосновения с предметом или живым существом, а радиоактивность – это способность определенного предмета поглощать эти самые потоки.
Как было сказано выше, существует несколько видов радиационного излучения. Среди них можно выделить основные и самые распространенные:
- Альфа-излучение, основанное на положительно заряженных частицах с большой массой. Подобный вид излучения способен ионизировать организм, потому опасен для человека. Проникая в желудочно-кишечный тракт, частицы не распространяются по всему организму, так как восприимчивы к преградам.
- Бета излучение, чья проникающая способность замено выше, чем у предыдущего вида. Предотвратить облучение в этом случае поможет алюминиевый лист или деревянный саркофаг.
- Гамма-лучи и рентгеновское излучение – частицы, заряженные нейтрально. У них наблюдается максимальная проникающая способность, за счет чего возникает сильная опасность не только для человеческого, но и для любого другого живого организма. Защита от такого облучения состоит из создания плотного саркофага, например, созданного из стали, при этом слой должен составлять несколько сантиметров.
Помимо распределения излучений, основанного на характере лучей, существуют и другие разновидности радиации. Излучение может производиться как естественным путем, так и извлекаться в результате человеческого труда. Второй вариант чаще используется на промышленных предприятиях с целью получения энергии, и именно такой способ применялся на Чернобыльской АЭС.
Если говорить о природе, то основным источником радиационного фона на нашей планете является Солнце – звезда, находящаяся в непосредственной близости к Земле. Доза облучения, проникающая на поверхность, остается в рамках допустимого за счет озонового слоя, который эффективно поглощает лучи и не дает им уничтожить человечество.
Интересно, что даже человеческий организм, функционирующий в нормальном режиме, регулярно производи радиационные лучи, которые никак не сказываются на жизнедеятельности.
Искусственная радиация, как правило, возникает в процессе деятельности атомных электростанций, создания любого вида техники и даже ее применения. Использование радиоактивных изотопов в процессе лечения любого страшного заболевания также провоцирует появление лучей.
Обратите внимание! Отходы, регулярно выбрасываемые большинством предприятий, функционирующих на нашей планете, не только разрушают озоновый слой, но и создают повышенную радиационную опасность. Как правило, вещества, входящие в состав производственных отходов, требуют профессиональной утилизации, но предприятий, способных провести это процесс, сегодня очень мало.
Внешнее и внутреннее облучение
Помимо уже перечисленных категорий облучения, существует еще и распределение по типу облучения человека. Он напрямую зависит от вида проникновения вредного элемента в организм одним из следующих способов:
- Вредные вещества проникают в организм через пищеварительный тракт вместе с пищей или жидкостью, что полностью связано с образом жизни или характером работы пострадавшего.
- Излучение может проникать в организм и из внешней среды. Если человек работает на предприятии, непосредственно связанном с излучением, или проживает недалеко от подобного завода или станции, через его кожу и волосы в организм регулярно попадают вредные вещества, постепенно разрушающие строительные элементы всех систем организма.
Обратите внимание! Опасность радиационного облучения несут не только крупные предприятия, нацеленные на получение энергии или производство ресурсов, но даже простые строительные материалы, при изготовлении которых не соблюдалась или недостаточно соблюдалась технология и техника безопасности.
Дозы
Доза облучения, которая не нанесет вреда человеку, определяется не только из его индивидуальных показателей, но зависит о местности проживания человека и характера его работы. При длительном воздействии небольшого количества лучей организм начинает самостоятельную борьбу и адаптируется к условиям, тем самым защищая себя от серьезного поражения.
Величина, показывающая уровень облучения, определяется дозой, полученной за конкретный период времени.
- Экспозиционная доза, определяющая количество проникающих в организм гамма-лучей. Основной величиной, которая и отмечает количество, является рентген.
- Доза, которую смог поглотить человеческий или другой животный организм или даже предмет измеряется в так называемых «греях».
- Доза, допустимая для облучения организма, не влияющая на его нормальную жизнедеятельность, для каждого организма определяется в индивидуальном порядке.
- Полноценная доза полученного излучения рассчитывается также индивидуально и полностью зависит от продолжительности и вида облучения.
Нормы
Города и поселения, находящиеся в непосредственной близости от серьезных промышленных предприятий, регулярно находятся в опасности. Именно поэтому в таких поселениях производятся измерения радиационного фона для того, чтобы исключить возможное поражение граждан.
Средний показатель нормы составляет около пятидесяти микрорентген в час, но он может значительно меняться. Например, в зонах с повышенной радиацией нормальный показатель будет расти, а в экологически чистых зонах радиационный фон значительно уменьшается. Исследовать подобные показатели рекомендуется исходя из индивидуальных особенностей определенной территории.
Важно понимать, что при регулярном нахождении в зоне повышенного радиационного фона создается определенная опасность. Проникающие лучи воздействуют на весь человеческий организм, разрушая его структуру и препятствуя нормальному росту и развитию клеток.
Потому специалистам, работающим в зонах повышенной опасности, необходимо не только часто меняться сменами и покидать зараженное помещение, но и регулярно принимать душ, носить защитную одежду и проверять собственный радиационный фон.
Заражение
Стоит обратить внимание на то, что высокую опасность для человеческого здоровья несет не только разовое нахождение в неблагополучной зоне, но и регулярное воздействие небольшого количества гамма-лучей. Радиационным заражением принято считать облучение, которое способно нанести серьезный вред здоровью и жизни человека.
Основной группой риска являются люди, проживающие вблизи территорий, на которых происходили аварии или утечки вредоносного вещества, так как период распада у подобных элементов довольно длительный и может составлять десятки, а иногда и сотни лет.
Нормальный радиационный фон может быть нарушен в результате утечки, произошедшей при производстве или транспортировке вредного вещества, в результате техногенной катастрофы, а также при утере радиоисточников.
Обратите внимание! Самыми опасными веществами, которые могут стать причиной заражения, являются йод-131, стронций, цезий, кобальт и америций. В случае с этими веществами период полураспада может занимать от нескольких суток до нескольких лет, а в случае техногенных аварий на атомных станциях урон от выпадения подобных элементов максимален.
Видео: подробнее о радиации.
Опасные дозы
Несмотря на все меры предосторожности, которые существуют на большинстве современных предприятий, облучение радиацией до сих пор может нести смертельную опасность для людей. Убить человека за несколько дней может доза радиации, равная 15Гр, при этом она считается максимальной.
Уже на 3-4 Гр человек получает практически несовместимое с жизнью заражение, и половина пострадавших постепенно умирает. При заражении, равном 9Гр, умирает практически каждый пострадавший за редким исключением.
После подобного заражения у человека развивается лучевая болезнь, длительность которой зависит от количества лучей и вида заражения. Средняя продолжительность жизни пациентов редко достигает трех недель, хотя в истории были случаи, когда пострадавшие держались несколько месяцев. Смерть от такого заражения весьма мучительна, органы постепенно разрушаются, а первым симптомом считается общее недомогание и облысение.
Симптомы возникновения лучевой болезни полностью зависят от того, какое количество лучей попало в организм. Слабое отравление чаще всего сопровождается головокружениями, тошнотой и общим недомоганием, может проявляться рвотный позыв. При следующей степени существующие симптомы заметно усиливаются, начинается развитие патологических процессов и разрушение клеток.
Две последние стадии предполагают полное нарушение всех важных органов и их отказ, что приводит к мучительной смерти. Шансов на выздоровление у пациентов с серьезными поражениями практически нет, потому рекомендуется соблюдать все меры безопасности на предприятии и регулярно проводить проверки на радиационный фон.
Несмотря на то что такие вредные и опасные лучи нанесли непоправимый урон тысячам людей, сегодня именно они способны и спасти человеческую жизнь. Практически каждый сталкивается с рентгеновскими лучами, проходя медицинское обследование, а лечение лучами является одним из эффективных методов борьбы с онкологическими заболеваниями.
Возможно, когда-то человечество научится обращаться с опасными элементами и они станут частью повседневной жизни, но сегодня все еще важно обезопасить себя и своих близких от влияния такого негативного фактора.
Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 микрорентген в час [мкР/ч] = 0,01 микрозиверты в час [мкЗв/час]
Исходная величина
Преобразованная величина
грей в секунду эксагрей в секунду петагрей в секунду терагрей в секунду гигагрей в секунду мегагрей в секунду килогрей в секунду гектогрей в секунду декагрей в секунду децигрей в секунду сантигрей в секунду миллигрей в секунду микрогрей в секунду наногрей в секунду пикогрей в секунду фемтогрей в секунду аттогрей в секунду рад в секунду джоуль на килограмм в секунду ватт на килограмм зиверт в секунду миллизиверты в год миллизиверты в час микрозиверты в час бэр в секунду рентген в час миллирентген в час микрорентген в час
Коэффициент теплоотдачи
Подробнее о мощности поглощенной дозы и суммарной мощности дозы ионизирующего излучения
Общие сведения
Излучение - природное явление, которое проявляется в том, что электромагнитные волны или элементарные частицы с высокой кинетической энергией движутся внутри среды. В этом случае среда может быть либо материей, либо вакуумом. Излучение - вокруг нас, и наша жизнь без него немыслима, так как выживание человека и других животных без излучения невозможно. Без излучения на Земле не будет таких необходимых для жизни природных явлений как света и тепла. В этой статье мы обсудим особый тип излучения, ионизирующее излучение или радиацию, которая окружает нас везде. В дальнейшем в этой статье под излучением мы подразумеваем именно ионизирующее излучение.
Источники излучения и его использование
Ионизирующее излучение в среде может возникнуть благодаря либо естественным, либо искусственным процессам. Естественные источники излучения включают солнечное и космическое излучения, а также излучение некоторых радиоактивных материалов, таких как уран. Такое радиоактивное сырье добывают в глубине земных недр и используют в медицине и промышленности. Иногда радиоактивные материалы попадают в окружающую среду в результате аварий на производстве и в отраслях, где используют радиоактивное сырье. Чаще всего это происходит из-за несоблюдения правил безопасности по хранению радиоактивных материалов и работе с ними или из-за отсутствия таких правил.
Стоит заметить, что до недавнего времени радиоактивные материалы не считались опасными для здоровья, и даже наоборот, их использовали как целебные препараты, а также они ценились за их красивое свечение. Урановое стекло - пример радиоактивного материала, используемого в декоративных целях. Это стекло светится флюоресцентным зеленым светом благодаря тому, что в него добавлен оксид урана. Процент содержания урана в этом стекле относительно мал и количество выделяемой им радиации невелико, поэтому урановое стекло на данный момент считают безопасным для здоровья. Из него даже изготавливают стаканы, тарелки, и другую посуду. Урановое стекло ценится за его необычное свечение. Солнце излучает ультрафиолет, поэтому урановое стекло светится и в солнечном свете, хотя это свечение намного более выражено под лампами ультрафиолетового света.
У радиации множество применений - от производства электроэнергии до лечения больных раком. В этой статье мы обсудим, как радиация влияет на ткани и клетки людей, животных и биоматериала, уделяя особое внимание тому, как быстро и насколько сильно происходит поражение облученных клеток и тканей.
Определения
Вначале рассмотрим некоторые определения. Существует множество способов измерять радиацию, в зависимости от того, что именно мы хотим узнать. Например, можно измерить общее количество радиации в среде; можно найти количество радиации, которое нарушает работу биологических тканей и клеток; или количество радиации, поглощенной телом или организмом, и так далее. Здесь мы рассмотрим два способа измерения радиации.
Общее количество радиации в среде, измеряемое на единицу времени, называют суммарной мощностью дозы ионизирующего излучения . Количество радиации, поглощенное организмом за единицу времени, называют мощностью поглощенной дозы . Суммарную мощность дозы ионизирующего излучения легко найти с помощью широко распространенных измерительных приборов, таких как дозиметры , основной частью которых обычно являются счетчики Гейгера . Работа этих приборов более подробно описана в статье об экспозиционной дозе радиации . Мощность поглощенной дозы находят, используя информацию о суммарной мощности дозы и о параметрах предмета, организма, или части тела, которая подвергается излучению. Эти параметры включают массу, плотность и объем.
Радиация и биологические материалы
У ионизирующего излучения очень высокая энергия, и поэтому оно ионизирует частицы биологического материала, включая атомы и молекулы. В результате электроны отделяются от этих частиц, что приводит к изменению их структуры. Эти изменения вызваны тем, что ионизация ослабляет или разрушает химические связи между частицами. Это повреждает молекулы внутри клеток и тканей и нарушает их работу. В некоторых случаях ионизация способствует образованию новых связей.
Нарушение работы клеток зависит от того, насколько радиация повредила их структуру. В некоторых случаях нарушения не влияют на работу клеток. Иногда работа клеток нарушена, но повреждения невелики и организм постепенно восстанавливает клетки в рабочее состояние. В процессе нормальной работы клеток нередко случаются подобные нарушения и клетки сами возвращаются в норму. Поэтому если уровень радиации низок и нарушения невелики, то вполне возможно восстановить клетки до их рабочего состояния. Если же уровень радиации высок, то в клетках происходят необратимые изменения.
При необратимых изменениях клетки либо работают не так, как должны, либо перестают работать вовсе и отмирают. Повреждение радиацией жизненно важных и незаменимых клеток и молекул, например молекул ДНК и РНК, белков или ферментов вызывает лучевую болезнь. Повреждение клеток может также вызвать мутации, в результате которых у детей пациентов, чьи клетки поражены, могут развиться генетические заболевания. Мутации могут также вызвать чрезмерно быстрое деление клеток в организме пациентов - что, в свою очередь, увеличивает вероятность заболевания раком.
Условия, которые усугубляют влияние радиации на организм
Стоит отметить, что некоторые исследования влияния радиации на организм, которые проводили в 50-х - 70-х гг. прошлого века, были неэтичны и даже бесчеловечны. В частности, это исследования, проводимые военными в США и в Советском Союзе. Большая часть этих экспериментов была проведена на полигонах и в специально отведенных зонах для тестирования ядерного оружия, например на полигоне в Неваде, США, на ядерном полигоне на Новой Земле на нынешней территории России, и на Семипалатинском испытательном полигоне на нынешней территории Казахстана. В некоторых случаях эксперименты проводили во время военных учений, как например, во время Тоцких войсковых учений (СССР, на нынешней территории России) и во время военных учений Дезерт Рок в штате Невада, США.
Радиоактивные выбросы во время этих экспериментов принесли вред здоровью военных, а также мирных жителей и животных в окрестных районах, так как меры по защите от облучения были недостаточны или полностью отсутствовали. Во время этих учений исследователи, если можно их так назвать, изучали воздействие радиации на организм человека после атомных взрывов.
С 1946 по 1960-е эксперименты по влиянию радиации на организм проводили также в некоторых американских больницах без ведома и согласия больных. В некоторых случаях такие эксперименты проводили даже над беременными женщинами и детьми. Чаще всего радиоактивное вещество вводили в организм больного во время приема пищи или через укол. В основном главной целью этих экспериментов было проследить, как радиация влияет на жизнедеятельность и на процессы, происходящие в организме. В некоторых случаях исследовали органы (например, мозг) умерших больных, которые при жизни получили дозу облучения. Такие исследования проводили без согласия родных этих больных. Чаще всего больные, над которыми проводили эти эксперименты, были заключенными, смертельно больными пациентами, инвалидами, или людьми из низших социальных классов.
Доза радиации
Нам известно, что большая доза радиации, называемая дозой острого облучения , вызывает угрозу для здоровья, и чем выше эта доза - тем выше риск для здоровья. Нам также известно, что радиация влияет на разные клетки в организме по-разному. Наиболее сильно страдают от радиации клетки, которые подвергаются частому делению, а также те, что не специализированы. Так, например, клетки в зародыше, кровяные клетки, и клетки репродуктивной системы больше всего подвержены отрицательному влиянию радиации. Кожа, кости, и мышечные ткани менее подвержены воздействию, а самое малое влияние радиации - на нервные клетки. Поэтому в некоторых случаях общее разрушительное воздействие радиации на клетки, менее подверженные влиянию радиации меньше, даже если на них действует большее количество радиации, чем на клетки, более подверженные влиянию радиации.
Согласно теории радиационного гормезиса малые дозы радиации, наоборот, стимулируют защитные механизмы в организме, и в результате организм становится крепче, и менее подвержен заболеваниям. Необходимо заметить, что эти исследования на данный момент на начальной стадии, и пока неизвестно, удастся ли получить такие результаты за пределами лаборатории. Сейчас эти эксперименты проводят на животных и неизвестно, происходят ли эти процессы в организме человека. Из этических соображений трудно получить разрешение на такие исследования с участием людей, так как эти эксперименты могут быть опасны для здоровья.
Мощность дозы излучения
Многие ученые считают, что общее количество радиации, которому подвергся организм - не единственный показатель того, насколько сильно облучение влияет на организм. Согласно одной теории, мощность излучения - также важный показатель облучения и чем выше мощность излучения, тем выше облучение и разрушительное влияние на организм. Некоторые ученые, которые исследуют мощность излучения, считают, что при низкой мощности излучения даже длительное воздействие радиации на организм не несет вреда здоровью, или что вред для здоровья незначителен и не нарушает жизнедеятельность. Поэтому в некоторых ситуациях после аварий с утечкой радиоактивных материалов, эвакуацию или переселение жителей не проводят. Эта теория объясняет невысокий вред для организма тем, что организм адаптируется к излучению низкой мощности, и в ДНК и других молекулах происходят восстановительные процессы. То есть, согласно этой теории, воздействие радиации на организм не настолько разрушительно, как если бы облучение происходило с таким же общим количеством радиации но с более высокой мощностью, в более короткий промежуток времени. Эта теория не охватывает облучение на рабочем месте - при облучении на рабочем месте радиацию считают опасной даже при низкой мощности. Стоит также учесть, что исследования в этой области начались сравнительно недавно, и что будущие исследования могут дать совсем другие результаты.
Стоит также отметить, что согласно другим исследованиям, если у животных уже есть опухоль, то даже малые дозы облучения способствуют ее развитию. Это очень важная информация, так как если в будущем будет обнаружено, что такие процессы происходят и в организме человека, то вероятно, что тем, у кого уже есть опухоль, облучение приносит вред даже при малой мощности. С другой стороны, на данный момент мы, наоборот, используем облучение высокой мощности для лечения опухолей, но при этом облучают только участки тела, в которых имеются раковые клетки.
В правилах безопасности при работе с радиоактивными веществами нередко указывают максимально допустимую суммарную дозу радиации и мощность поглощенной дозы излучения. Например, ограничения по облучению, выпущенные Комиссией по ядерному надзору США (United States Nuclear Regulatory Commission) рассчитаны по годовым показателям, а ограничения некоторых других подобных агентств в других странах рассчитаны на помесячные или даже почасовые показатели. Некоторые из этих ограничений и правил разработаны на случай аварий с утечкой радиоактивных веществ в окружающую среду, но часто основной их целью является создание правил безопасности на рабочем месте. Их используют, чтобы ограничить облучение работников и исследователей на атомных электростанциях и на других предприятиях, где работают с радиоактивными веществами, пилотов и экипажей авиакомпаний, медицинских работников, включая врачей радиологов, и других. Более подробную информацию об ионизирующем излучении можно найти в статье поглощенной дозе радиации .
Опасность для здоровья, вызванная радиацией
| Мощность дозы излучения, мкЗв/ч | Опасно для здоровья |
|---|---|
| >10 000 000 | Смертельно опасно: недостаточность органов и смерть в течение нескольких часов |
| 1 000 000 | Очень опасно для здоровья: рвота |
| 100 000 | Очень опасно для здоровья: радиоактивное отравление |
| 1 000 | Очень опасно: немедленно покиньте зараженную зону! |
| 100 | Очень опасно: повышенный риск для здоровья! |
| 20 | Очень опасно: опасность лучевой болезни! |
| 10 | Опасно: немедленно покиньте эту зону! |
| 5 | Опасно: как можно быстрее покиньте эту зону! |
| 2 | Повышенный риск: необходимо принять меры безопасности, например в самолете на крейсерских высотах | .
