Что называется альфа излучением. Радиоактивность: альфа-, бета-, гамма-излучение. Химические методы защиты

5.3. ЗАЩИТА ЛЮДЕЙ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Воздействие ионизирующих излучений на организм человека

Ионизирующие излучения применяют для исследования изношенности деталей машин, выявления дефектов в отливках, поковках и сварных швах, испытания смазочных масел и контроля автоматизированных технологических процессов при ремонте машин.
При проведении указанных исследований применяют рентгеновские лучи и радиоактивные изотопы.
Так, например, изношенность деталей двигателей внутреннего сгорания исследуют методом радиоактивных индикаторов (меченых атомов). В данном случае радиоактивные изотопы предварительно вводят в трущиеся поверхности деталей. По мере износа этих деталей частицы металла, содержащие радиоактивную примесь, попадают в смазку, которая становится радиоактивной. По интенсивности излучения смазки определяют степень и скорость износа деталей.
К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское, альфа-, бета-, гамма-излучения и др.
Альфа-излучение представляет собой поток ядер атомов гелия. Проникающая способность альфа-частиц, т.е. способность проходить через слой какого-либо вещества определенной толщины, небольшая. Поэтому внешнее воздействие альфа-частиц на живой организм не является опасным. Однако альфа-частицы обладают высокой ионизирующей способностью, и их попадание внутрь организма через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или раны вызывает серьезные заболевания.
Бета-излучение состоит из потока электронов. Они имеют значительно большую проникающую, но меньшую ионизирующую способность по сравнению с альфа-частицами. Именно высокая проникающая способность электронов является опасным фактором при облучении этими частицами.
Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны. Они не только глубоко проникают в организм, но и оказывают сильное ионизирующее воздействие. Вследствие этого гамма-излучение чрезвычайно опасно для человека.
Ионизация тканей организма приводит к их разрушению в связи с расщеплением воды (ее содержание в живой ткани составляет 72%) и вступлением образовавшихся веществ в химическую реакцию с белковыми соединениями.
Чувствительность различных организмов к ионизирующему излучению неодинакова. Так, экспозиционная доза рентгеновского излучения, при которой гибнет половина организмов, подвергнувшихся облучению, равна для людей 500Р. Смертельной для человека является доза гамма- или рентгеновских лучей, составляющая 500...600Р.
Облучение может вызвать выпадение волос, ломкость ногтей, нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта, появление катаракты, изменения в наследственных функциях, острую или хроническую лучевую болезнь.
В течение жизни человек подвергается воздействию радиоактивного излучения, исходящего от почвы и сооружений, но оно, как правило, не вызывает существенных изменений в организме.

Нормы радиационной безопасности

Мощность экспозиционной дозы естественного радиационного фона составляет 3...25мкР/ч в зависимости от местных условий, а среднегодовой естественный фон колеблется в пределах от 70 до 150мР. В горных районах, где радиоактивные вещества встречаются
в природных условиях, естественный фон выше, чем в равнинных.
При выполнении расчетов полагают, что мощность дозы естественного радиационного фона равна 10мкР/ч, или 240мкР/сут.
В соответствии с требованием обеспечения безопасных условий при работе с радиоактивными веществами и ионизирующими излучениями Нормами радиационной безопасности НРБ-76/89 установлены предельно допустимые дозы (ПДД) ионизирующих излучений и среднегодовые допустимые концентрации (СДК) радиоактивных веществ в воде и в воздухе.
С учетом последствий влияния ионизирующих излучений на организм человека выделены три категории облучаемых лиц:
. категория А - персонал (лица, которые непосредственно работают с источниками ионизирующих излучений или по роду своей работы могут подвергнуться облучению);
. категория Б - отдельные лица, проживающие на территории, где дозы излучения могут превысить установленные предельные значения;
. категория В - население в целом.
Предельно допустимые дозы при внешнем и внутреннем облучении установлены для четырех групп критических органов или тканей:
. I группа - все тело, хрусталик, красный костный мозг;
. II группа - мышцы, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и др.
. III группа - костная ткань, щитовидная железа и кожный покров (кроме кожи, костей, предплечий, лодыжек и стоп);
. IV группа - кости, предплечья, лодыжки и стопы.
Предельно допустимые дозы для персонала и отдельных представителей населения регламентированы НРБ-76/87. Согласно этим нормам предельно допустимая мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения для всего организма составляет 5бэр в год, или 100мбэр в неделю. Бэр представляет собой биологический эквивалент рентгена, равный количеству энергии любого вида излучения, которое, будучи поглощено в биологической ткани единичной массы, вызывает такой же биологический эффект, что и доза гамма- или рентгеновских лучей, равная одному рентгену.
Предельная экспозиционная доза ионизирующего излучения для всего организма при работе непосредственно с радиоактивными источниками, определяется по формуле

Где D - доза, бэр; N - возраст, годы; 18 лет - минимальный возраст персонала.

Защита от альфа-, бета- и гамма-излучений

Защита от ионизирующих излучений состоит в как можно большем снижении их интенсивности. Меры по обеспечению защиты от радиации включают в себя, в частности, выполнение санитарно-гигиенических требований к помещениям, где находятся источники излучения, и соблюдение личной гигиены.
Толщина экрана, необходимая для полного поглощения потока альфа-излучения, превосходит длину пробега альфа-частиц в материале, из которого он изготовлен. Вместо применения защитного экрана практикуется удаление облучаемого объекта от источника альфа-излучения. Защита от бета-излучения также связана с ослаблением его воздействия при помощи экрана.
С помощью рис.5.3 можно проиллюстрировать характер изменения интенсивности гамма-излучения при его распространении в веществе.
Из графика следует, что кривая интенсивности у-излучения не пересекается с осью абсцисс. Это означает, что гамма-излучение не
может быть полностью поглощено, какой бы ни была толщина слоя вещества или экрана. Можно лишь в определенной степени ослабить его интенсивность. Так, например, при толщине экрана d 0.5 интенсивность излучения ослабляется в 2 раза, а при толщине d 0.1 - в 10 раз.
Экраны, защищающие от воздействия у-излучения, изготавливают из свинца, вольфрама, нержавеющей стали, медных сплавов, чугуна, бетона и других материалов. Лучшими для этой цели считают вещества, имеющие большую атомную массу и значительную плотность.
Защитные экраны от гамма-лучей и нейтронов представляют собой сочетания материалов, имеющих большую плотность, с водой (например, свинец-вода, железо-вода или железо-графит).
Для смотровых иллюминаторов применяют прозрачные материалы, например свинцовые стекла или системы на основе жидкого наполнителя в стекле. Наполнителями в них могут служить бромистый и хлористый цинк.
Приемлемый уровень безопасности при работе с источником гамма-излучения достижим при определенных сочетаниях продолжительности
работы, расстояния до источника и его активности, которая зависит от массы вещества и убывает со временем.

Общие меры безопасности и радиационный контроль

Способы хранения и перевозки источников ионизирующих излучений, организация работы с ними и профилактические мероприятия по защите от облучения изложены в Основных санитарных правилах работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87. В соответствии с этими правилами при работе с источниками ионизирующих излучений необходимо проводить радиационный контроль - радио- и дозиметрический.
Методами радиометрического контроля можно определить загрязненность воздуха, одежды, поверхностей предметов и помещения радиоактивными веществами, тогда как дозиметрический контроль связан с измерением индивидуальных доз излучения, воздействующих на тех, кто работает с радиоактивными веществами, и интенсивность излучения на объектах, где эти вещества используются.
Радиометрический и дозиметрический контроль осуществляют ионизационным, сцинтилляционным, фотографическим и химическим методами.
В ионизационном методе используется свойство газов проводить электрический ток под действием радиоактивного излучения.
Сила тока, регистрируемая измерительным прибором, прямо пропорциональна интенсивности излучения. Сцинтилляционный метод основан на свойстве некоторых веществ люминесцировать под действием радиоактивного излучения. Фотоэмульсионный слой темнеет под действием радиоактивного излучения, причем степень потемнения зависит от дозы излучения. Это свойство используют в фотографическом методе контроля. Химический метод связан с изменением цвета некоторых растворов под действием излучения.
В зависимости от состояния радиоактивного вещества используют различные приборы и оборудование: рентгенометры, градуированные в рентгенах в час или миллирентгенах в час, и дозиметры, градуированные в рентгенах или радах.
Осуществляют три вида контроля: государственный, ведомственный и особый. Государственный контроль, выборочно проводимый радиологическим отделом территориального санэпиднадзора, направлен на выяснение общей радиационной обстановки путем анализа всех видов сырья и материалов, использующихся в данном регионе, от всех поставщиков.
При ведомственном контроле осуществляют систематическое наблюдение за содержанием радионуклидов в исходном минеральном сырье, строительных материалах, изделиях и конструкциях (при необходимости проводят контроль мощности экспозиционной дозы и объемной активности радона и дочерних продуктов его распада).
При особом контроле ведомственные организации осуществляют разовые проверки совместно со специальными отделами территориального санэпиднадзора.
Для измерения параметров радиоактивного излучения применяют различные приборы, в том числе индикаторный прибор СРП-68 или СРП-88Н (сцинтилляционный счетчик) и дозиметр типа ДРТ-ОГТ (газоразрядный счетчик).
Дозиметром ДРТ-ОГТ измеряют мощность экспозиционной дозы на рабочих местах, в смежных помещениях и на территории организаций, использующих радиоактивные вещества и другие источники ионизирующих излучений в санитарно-защитной зоне.
Он предназначен для работы в диапазоне температур 10...40°С при влажности воздуха до 90% (соответствует температуре 30°С) и атмосферном давлении 84...106,7кПа, в постоянных магнитных полях и интервале энергий фонов 0,05...3,0МэВ. Прибор измеряет мощность экспозиционной дозы в диапазонах 0,010...9,999мР/ч и 0,010...9,999Р/ч.
Типы и назначение дозиметрических приборов приведены ниже.

У слова «радиация» латинские корни. Radius на латыни означает луч. Вообще под радиацией понимаются все природные излучения. Это радиоволны, ультрафиолет, альфа излучение, даже обычный свет. Одни излучения вредны, другие могут стать даже полезными.

Образование

Возникновению альфа-частиц способствуют ядерный альфа-распад, ядерные реакции или полная ионизация атомов гелия-4. Первичные космические лучи в значительной мере состоят из альфа-частиц.

В основном, это ускоренные ядра гелия из потоков межзвёздного газа. Некоторые частицы возникают как сколы от более тяжёлых ядер космических лучей. Также возможно их получение при помощи ускорителя заряженных частиц.

Характеристика

Альфа излучение - разновидность излучений ионизирующих. Это поток тяжёлых частиц, заряженных положительно, движущихся со скоростью около 20000 км/сек и имеющих достаточную энергию. Основные источники этого типа излучения - радиоактивные изотопы веществ, имеющих свойства распада в связи со слабостью атомных связей. Такой распад способствует излучению альфа-частиц.

Главной особенностью этого излучения является его очень низкая проникающая способность. Этим оно отлично от иных типов ядерных излучений. Это вытекает из их высочайших ионизирующих способностей. Но на каждое действие ионизации затрачивается определённая энергия.

Взаимодействие тяжёлых заряженных частиц происходит чаще с атомными электронами, поэтому они почти не отклоняются от начального направления движения. Исходя из этого, путь частиц измеряется как прямое расстояние от источника самих частиц до той точки, где они останавливаются.

Измерение пробега альфа-частиц производится в единицах длины или поверхностной плотности материала. В воздухе величина такого пробега может составить 3 - 11 см, а в средах жидкой или твёрдой - только сотые доли миллиметра.

Воздействие на человека

Вследствие очень активной ионизации атомов, альфа-частицы интенсивно теряют энергию. Поэтому её недостаточно даже для проникновения сквозь омертвевший слой кожи. Это сводит риски радиационного облучения к нулю. Но если частицы были получены при помощи ускорителя, то они станут высокоэнергичными.

Главную опасность несут частицы, появившиеся в процессе альфа-распада радионуклидов. При попадании их внутрь организма даже микроскопической дозы хватит, чтобы возникла острая лучевая болезнь. И очень часто такое заболевание заканчивается летально.

Воздействие на электронную аппаратуру

Альфа-частицы создают в полупроводниках электронно-дырочные пары. Это может вызывать сбои в полупроводниковых приборах. Для предотвращения нежелательных последствий для производства микросхем применяют материалы, имеющие низкую альфа-активность.

Детектирование

Чтобы узнать, присутствует ли альфа излучение, и в каких значениях, необходимо его обнаружить и измерить. Для этих целей существуют детекторы - счётчики частиц. Эти приборы регистрируют как сами частицы, так и отдельные атомные ядра, и определяют их характеристики. Наиболее известным детектором является счётчик Гейгера.

Защита от альфа-частиц

Низкая проникающая способность альфа излучения делает его достаточно безопасным. Оно воздействует на организм человека только в особой близости от источника излучения. Достаточно листа бумаги, резиновых перчаток, пластиковых очков, чтобы надёжно защитить себя.

Наличие респиратора должно быть обязательным условием. Главная опасность - попадание частиц внутрь организма, поэтому дыхательные пути необходимо защищать особенно тщательно.

Польза альфа излучения

Применение этого типа излучения в медицине называется альфа-терапией. Она использует полученные при альфа-излучении изотопы - радон, торон, имеющие малые сроки жизни.

Разработаны и специальные процедуры, положительно влияющие на жизненно важные системы организма человека, а ещё оказывающие обезболивающие и противовоспалительные действия. Это радоновые ванны, альфа-радиоактивные компрессы, вдыхание воздуха, насыщенного радоном. В данном случае, альфа излучение - полезная радиоактивность.

Медики Великобритании успешно экспериментируют с новыми средствами, использующими воздействие альфа-частиц. Эксперимент производился на 992 пациентах, у которых простата была поражена раком поздних стадий. Результатом этого стало снижение смертности на 30%.

Выводы учёных говорят о том, что альфа-частицы являются безопасными для пациентов. Они и более эффективны в сравнении с использовавшимися обычно бета-частицами. Также воздействие их более точечное, и для разрушения раковой клетки требуется не больше трёх ударов. Бета-частицы такого же эффекта достигают после нескольких тысяч попаданий.

Источники излучения

Активно развивающаяся цивилизация и окружающую среду загрязняет активно. Радиоактивному загрязнению окружающего нас пространства способствуют объекты урановой промышленности, ядерные реакторы, предприятия радиохимической промышленности, захоронения радиоактивных отходов.

Также альфа и другие типы излучений возможны при использовании радионуклидов на объектах народного хозяйства. Космические исследования и сети радиоизотопных лабораторий тоже добавляют излучений в общую их массу.

Слово радиация, в переводе с английского "radiation" означает излучение и применяется не только в отношении радиоактивности, но целого ряда других физических явлений, например: солнечная радиация, тепловая радиация и др. Поэтому в отношении радиоактивности следует применять принятое МКРЗ (Международной комиссией по радиационной защите) и Нормами радиационной безопасности понятие "ионизирующее излучение".

ионизирующее излучение ( ИОНИЗИРУЮЩАЯ РАДИАЦИЯ )?

Ионизирующее излучение - излучение (электромагнитное, корпускулярное), которое при взаимодействии с веществом непосредственно или косвенно вызывает ионизацию и возбуждение его атомов и молекул. Энергия ионизирующего излучения достаточно велика, чтобы при взаимодействии с веществом, создать пару ионов разных знаков, т.е. ионизировать ту среду в которую попали эти частицы или гамма кванты.

Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность - самопроизвольное превращение атомных ядер в ядра других элементов. Сопровождается ионизирующим излучением. Известно четыре типа радиоактивности:

альфа-распад - радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается альфа-частица;
бета-распад - радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускается бета-частицы, т.е электроны или позитроны;
спонтанное деление атомных ядер - самопроизвольное деление тяжелых атомных ядер (тория, урана, нептуния, плутония и других изотопов трансурановых элементов). Периоды полураспада у спонтанно делящихся ядер составляют от нескольких секунд до 1020 для Тория-232;
протонная радиоактивность - радиоактивное превращение атомного ядра при котором испускаются нуклоны (протоны и нейтроны).

Что такое изотопы?

Изотопы - это разновидности атомов одного и того же химического элемента, обладающие разными массовыми числами, но имеющие одинаковый электрический заряд атомных ядер и потому занимающие в периодической системе элементов Д.И. Менделеева одинаковое место. Например: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Различают изотопы устойчивые (стабильные) и неустойчивые - самопроизвольно распадающиеся путем радиоактивного распада, так называемые радиоактивные изотопы. Известно около 250 стабильных, и около 50 естественных радиоактивных изотопов. Примером устойчивого изотопа может служить Pb206, Pb208 являющийся конечным продуктом распада радиоактивных элементов U235, U238 и Th232.

ПРИБОРЫ ДЛЯ измерения радиации и радиоактивности.

Для измерения уровней радиации и содержания радионуклидов на различных объектах используются специальные средства измерения:

для измерения мощности экспозиционной дозы гамма излучения, рентгеновского излучения, плотности потока альфа и бета-излучения, нейтронов, используются дозиметры различного назначения;
для определения вида радионуклида и его содержания в объектах окружающей среды используются спектрометрические тракты, состоящие из детектора излучения, анализатора и персонального компьютера с соответствующей программой для обработки спектра излучения.

В настоящее время в магазинах можно купить различные виды измерителей радиации различного типа, назначения, и обладающие широкими возможностями. Для примера приведём несколько моделей приборов, которые наиболее популярные в профессиональной и бытовой деятельности:

Профессиональный дозиметр-радиометр, был разработан для радиационного контроля денежных купюр операционистами банков, в целях исполнения "Инструкция Банка России от 04.12.2007 N 131-И "О порядке выявления, временного хранения, гашения и уничтожения денежных знаков с радиоактивным загрязнением"".

Лучший бытовой дозиметр от ведущего производителя, данный портативный измеритель радиации зарекомендовал себя временем. Благодаря простому использованию, небольшому размеру и низкой цене, пользователи назвали его народным, рекомендуют его друзьям и знакомым, не боясь за рекомендацию.

СРП-88Н (сцинтилляционный радиометр поиска) - профессиональный радиометр предназначен для поиска и обнаружения источников фотонного излучения. Имеет цифровой и стрелочный индикаторы, возможность установки порога срабатывания звукового сигнализатора, что значительно облегчает работу при обследовании территорий, проверки металлолома др. Блок детектирования выносной. В качестве детектора используется сцинтилляционный кристалл NaI. Автономный источник питания 4 элемента Ф-343.

ДБГ-06Т - предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения. Источник питания гальванический элемент типа «Корунд».

ДРГ-01Т1 - предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) фотонного излучения.

ДБГ-01Н - предназначен для обнаружения радиоактивного загрязнения и оценки с помощью звукового сигнализатора уровня мощности эквивалентной дозы фотонного излучения. Источник питания гальванический элемент типа «Корунд». Диапазон измерения от 0.1 мЗв*ч-1 до 999.9 мЗв*ч-1

РКС-20.03 «Припять» - предназначен для контроля радиационной обстановки в местах проживания, пребывания и работы.

Дозиметры позволяют измерять:

величину внешнего гамма-фона;
уровни загрязнения радиоактивными веществами жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей
суммарное содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в продуктах питания и других объектах внешней среды (жидких и сыпучих)
уровни загрязнения радиоактивными веществами жилых и общественных помещений, территории, различных поверхностей;
суммарное содержание радиоактивных веществ (без определения изотопного состава) в продуктах питания и других объектах внешней среды (жидких и сыпучих).

Как выбрать измеритель радиации и другие приборы для измерения радиации вы можете прочитать в статье "Бытовой дозиметр и индикатор радиоактивности. как выбрать? "

Какие виды ионизирующего излучения существуют?

Виды ионизирующего излучения. Основными видами ионизирующего излучения, с которыми нам чаще всего приходится сталкиваться являются:

Конечно существуют и другие виды излучения (нейтронное), но с ними мы сталкиваемся в повседневной жизни значительно реже. Различие этих видов излучения заключается в их физических характеристиках, в происхождении, в свойствах, в радиотоксичности и поражающем действии на биологические ткани.

Источники радиоактивности могут быть природными или искусственными. Природные источники ионизирующего излучения это естественные радиоактивные элементы находящиеся в земной коре и создающие природный радиационный фон, это ионизирующее излучение приходящее к нам из космоса. Чем больше активность источника (т.е. чем больше в нем распадается атомов за единицу времени), тем больше он испускает за единицу времени частиц или фотонов.

Искусственные источники радиоактивности могут содержать радиоактивные вещества полученные в ядерных реакторах специально или являющиеся побочными продуктами ядерных реакций. В качестве искусственных источников ионизирующего излучения могут быть и различные электровакуумные физические приборы, ускорители заряженных частиц и др. Например: кинескоп телевизора, рентгеновская трубка, кенотрон и др.

Основными поставщиками радия-226 в окружающую природную среду являются предприятия занимающиеся добычей и переработкой различных ископаемых материалов:

добыча и переработка урановых руд;
добыча нефти и газа; угольная промышленность;
промышленность строительных материалов;
предприятия энергетической промышленности и др.

Радий-226 хорошо поддается выщелачиванию из минералов содержащих уран, этим его свойством объясняется наличие значительных количеств радия в некоторых видах подземных вод (радоновых применяемых в медицинской практике), в шахтных водах. Диапазон содержания радия в подземных водах колеблется от единиц до десятков тысяч Бк/л. Содержание радия в поверхностных природных водах значительно ниже и может составлять от 0.001 до 1-2 Бк/л. Существенной составляющей природной радиоактивности является продукт распада радия-226- радий-222 (Радон). Радон - инертный, радиоактивный газ, наиболее долгоживущий (период полураспада 3.82 дня) изотоп эманации *, альфа-излучатель. Он в 7.5 раза тяжелее воздуха, поэтому преимущественно накапливается погребах, подвалах, цокольных этажах зданий, в шахтных горных выработках, и т.д. * - эманирование- свойство веществ содержащих изотопы радия (Ra226, Ra224, Ra223), выделять образующиеся при радиоактивном распаде эманацию(радиоактивные инертные газы).

Считается, что до 70% вредного воздействия на население связано с радоном в жилых зданиях (см. диаграмму). Основным источником поступления радона в жилые здания являются (по мере возрастания значимости):

водопроводная вода и бытовой газ;
строительные материалы (щебень, глина, шлаки, золошлаки и др.);
почва под зданиями.

Распространяется радон в недрах Земли крайне не равномерно. Характерно его накопление в тектонических нарушениях, куда он поступает по системам трещин из пор и микротрещин пород. В поры и трещины он поступает за счет процесса эманирования, образуясь в веществе горных пород при распаде радия-226.

Радоновыделение почвы определяется радиоактивностью горных пород, их эманированием и коллекторными свойствами. Так, сравнительно слаборадиоактивные породы, оснований зданий и сооружений могут, представлять большую опасность, чем более радиоактивные, если они характеризуются высоким эманированием, или рассечены тектоническими нарушениями, накапливающими радон. При своеобразном «дыхании» Земли, радон поступает из горных пород в атмосферу. Причем в наибольших количествах - из участков на которых имеются коллекторы радона (сдвиги, трещины, разломы и др.), т.е. геологические нарушения. Собственные наблюдения за радиационной обстановкой в угольных шахтах Донбасса показали, что в шахтах, характеризующихся сложными горно-геологическими условиями (наличие множественных разломов и трещин в угле вмещающих породах, высокая обводненность и др.) как правило, концентрация радона в воздухе горных выработок значительно превышает установленные нормативы.

Возведение жилых и общественно-хозяйственных сооружений непосредственно над разломами и трещинами горных пород, без предварительного определения радоновыделения из почвы, приводит к тому, что в них из недр Земли поступает грунтовый воздух, содержащий высокие концентрации радона, который накапливается в воздухе помещений и создает радиационную опасность.

Техногенная радиоактивность возникает в результате деятельности человека в процессе которой происходит перераспределение и концентрирование радионуклидов. К техногенной радиоактивности относится добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание каменного угля и углеводородов, накопление промышленных отходов и многое другое. Уровни воздействия на человека различных техногенных факторов иллюстрирует представленная диаграмма 2 (А.Г. Зеленков "Сравнительное воздействие на человека различных источников радиации", 1990 г.)

Что такое "черные пески" и какую опасность они представляют?

Черные пески представляют собой минерал монацит - безводный фосфат элементов ториевой группы, главным образом церия и лантана (Ce, La)PO4, которые замещаются торием. Монацит содержит до 50-60% окисей редкоземельных элементов: окиси иттрия Y2O3 до 5%, окиси тория ThO2 до 5-10%, иногда до 28%. Удельный вес монацита составляет 4.9-5.5. С повышением содержания тория уд. вес возрастает. Встречается в пегматитах, иногда в гранитах и гнейсах. При разрушении горных пород включающих монацит, он накапливается в россыпях, которые представляют собой крупные месторождения.

Такие месторождения наблюдаются и на юге Донецкой области.

Россыпи монацитовых песков находящиеся на суше, как правило не вносят существенного изменения в сложившуюся радиационную обстановку. А вот месторождения монацита находящиеся у прибрежной полосы Азовского моря (в пределах Донецкой области) создают ряд проблем особенно с наступлением купального сезона.

Дело в том, что в результате морского прибоя за осенне-весенний период на побережье, в результате естественной флотации, скапливается значительное количество "черного песка", характеризующегося высоким содержанием тория-232 (до 15-20 тыс. Бк*кг-1 и более), который создает на локальных участках уровни гамма-излучения порядка 300 и более мкР*час-1. Естественно, отдыхать на таких участках рискованно, поэтому, ежегодно проводится сбор этого песка, выставляются предупреждающие знаки, закрываются отдельные участки побережья. Но все это не позволяет предотвратить нового накопления "черного песка".

Позволю высказать по этому поводу личную точку зрения. Причиной, способствующей выносу "черного песка" на побережье, возможно является тот факт, что на фарватере Мариупольского морского порта постоянно работают земснаряды по расчистке судоходного канала. Грунт, поднятый со дна канала, сваливается западнее судоходного канала, в 1-3 км от побережья (см. карту размещения мест свалки грунта), и при сильном волнении моря, с накатом на прибрежную полосу, грунт содержащий монацитовый песок выносится на побережье, где обогащается и накапливается. Однако все это требует тщательной проверки и изучения. И если это как, то снизить накопление "черного песка" на побережье, возможно, удалось бы просто переносом места свалки грунта в другое место.

Основные правила выполнения дозиметрических измерений.

При проведении дозиметрических измерений, прежде всего, необходимо строго придерживаться рекомендаций изложенных в технической документации на прибор.

При измерении мощности экспозиционной дозы гамма-излучения или эквивалентной дозы гамма-излучения необходимо соблюдать следующие правила:

при проведении любых дозиметрических измерений, если предполагается их постоянное проведения с целью наблюдения за радиационной обстановкой, необходимо строго соблюдать геометрию измерения;
для повышения достоверности результатов дозиметрического контроля проводится несколько измерений (но не менее 3-х), и вычисляется среднее арифметическое;
при выполнении измерений на территории выбирают участки вдали от зданий и сооружений (2-3 высоты); -измерения на территории проводят на двух уровнях, на высоте 0.1 и 1.0 м от поверхности грунта;
при измерении в жилых и общественных помещениях, измерения проводятся в центре помещения на высоте 1.0 м от пола.

При измерении уровней загрязнения радионуклидами различных поверхностей необходимо выносной датчик или прибор в целом, если выносного датчика нет, поместить в полиэтиленовый пакет (для предотвращения возможного загрязнения), и проводить измерение на максимально возможно близком расстоянии от измеряемой поверхности.

В ядрах одного и того же элемента число нейтронов может быть различным, а число протонов всегда одно и то же. Такие ядра называются изотопами . Например, в ядрах водорода всегда 1 протон, а число нейтронов может быть 0, 1, 2, 3, 4, 6.

Радиоактивность

Радиоактивность - явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента. При этом испускаются частицы, обладающие большой проникающей способностью.

Например, радиоактивный элемент радий превращается в другой химический элемент - радон с выделением гелия.

В 1899 г. Э. Резерфорд провел опыт, в результате которого было обнаружено, что радиоактивное излучение неоднородно. Существуют три различные частицы с разными зарядами. Альфа-частица - положительно заряженная (лишенный электронов атом гелия), бета-частица - отрицательно заряженная (электрон), и нейтральная гамма-частица (фотон).

Три вида излучения обладают разной проникающей способностью. Самые поникающие - гамма-лучи. Они легко проходят через вещество. Чтобы их остановить нужна свинцовая пластина толщиной 5 см, либо 30 см бетона, либо 60 см грунта.

Ядерные реакции

Альфа-распад

Пример:
где - альфа-излучение - ядра гелия.

Этот распад наблюдается для тяжелых ядер с А>200. При альфа-распаде одного химического элемента образуется другой химический элемент, который в таблице Менделеева расположен на 2 клетки ближе к ее началу, чем исходный.

Бета-распад

Пример:
где - бета-излучение - электроны.

При бета-распаде одного химического элемента образуется другой химический элемент, который расположен в таблице Менделеева в следующей клетке за исходным.

Гамма-излучение

Испускание гамма-излучения не приводит к превращениям элементов.

В ходе ядерной реакции суммарный электрический заряд и число нуклонов сохраняются. Ядерные реакции бывают двух типов: эндотермические (с поглощением энергии) и экзотермические (с выделением энергии). Если сумма масс исходного ядра и частиц, больше суммы масс конечного ядра и испускаемых частиц, то энергия выделяется, и наоборот.

Открытие протона:

Достаточно большой перечень вопросов породило необычайное открытие радиоактивности. Величайший прорыв в данной сфере сделал ученый Э. Резерфорд, который поместил в магнитное поле особый излучатель, а именно — радиоактивный. В итоге пучок распался на три составляющие.

Особенности излучения

На основе серии опытов, стало известно, что альфа-излучение – это поток положительных частиц, а их параметры абсолютно идентичны тем, которые имеются у ядер гелия. Что касается атома гелия, то у него только 2 электрона.

Помимо альфа-лучей, обнаружены гамма и бета, каждый из них обладает особой силой, имеет радиоактивность. Таким образом, можно смело утверждать, что излучение альфа – это дважды ионизированный атом гелия. Альфа является положительно заряженным, гамма – нейтральным, а что касается бета, то он является отрицательным лучом. Альфа, гамма, а также бета имеют сильные отличия, касающиеся способности проникающей. Простыми словами, гамма, альфа, бета отличны тем, что они поглощаются разными компонентами с различной интенсивностью.

Гамма – это лучи, напоминающие излучение рентгена, но их проникающая способность гораздо выше. Это приводило к мысли, что гамма лучи являются электромагнитными волнами. Однако сомнения отошли в сторону, когда обнаружили дифракцию гамма лучей на особых кристаллах также была определена их длина. Как ни странно, длина вол гамма лучей очень маленькая, а именно – до 10-11 сантиметров.

Что касается бета-лучей, то их рассматривали в качестве заряженной частицы. С бета было намного легче проводить эксперименты. Цель проведенных исследований – определит массу, заряд бета-лучей. Было установлено, что бета-частицы являются электронами, скорость движения которых приближена к скорости света.

Альфа-излучения имеют источники:

реакторы;
объекты промышленности урановой;
распад весьма тяжелых химических элементов, в результате чего наблюдается проявление ядер гелия;
эксперименты, которые осуществляются на ускорителях частиц, лабораториях радиоизотопных;
ускорение гелия.

Каждый из указанных лучей имеет собственный спектр излучения. Простыми словами, спектр – это распределение частиц согласно величинам измеряемым, которое приведено к определенным условиям. Спектр различают по виду частиц. Что касается альфа-спектра, то его принято считать дискретным.

Методы защиты

Альфа-излучения имеют свой спектр, а также определенную радиоактивность, которые способны оказывать пагубное воздействие на человека. Поражающая радиоактивность потока альфа-частиц не слишком велика.

Принято считать, что спектр подобного излучения неопасен, но не стоит забывать про радиоактивность. Проникновение массивных частиц в организм человека вместе с водой, едой или же сквозь кожный покров, имеется риск серьезного отравления. Осложнение возникает по причине мощного ионизирующего воздействия, формирования кислорода, окислителя, водорода свободного. За счет того, радиоактивность оказывает воздействие на мозг, скапливаясь в нем, наблюдается появления множества патологий, которые активно снижают адаптационные, защитные функции организма.

Не смотря не радиоактивность, альфа-частицы признаны наиболее безопасными, так как после внешнего облучения не требуются защитные средства. Опасность поджидает от внутреннего облучения, когда радиоактивность частиц действует более хитро. Для предотвращения неприятностей, достаточно не допустить попадание в организм радионуклидов, используя индивидуальную защиту:

одежда, сделанная из специального материала;
если кожа чувствительная, можно пользоваться кремом, дерматологической пастой;
для глаз подойдут щитки из специального оргстекла.

В перечень рекомендаций входит информация о воздействии пищевых продуктов на выведение, нейтрализацию радионуклидов в организме. Такая способность имеется у продуктов, которые богаты витамином С, В. Отлично помогают перепелиные яйца, но если доза облучения не слишком большая. Они считаются богатым источником аминокислот, витаминов и микроэлементов. Из растений, которые способны помочь, можно выделить топинамбур.

Сфера применения излучения

Кроме защиты от альфа-частиц, была разработана особая терапия с их использованием. Лечебный сеанс позволяет пользоваться изотопами, которые были получены при излучении, а именно – торон, радон, которые обладают небольшими сроками жизни, быстро ликвидируются из организма.

Примеры применения альфа-излучения в медицине:

пероральное применение воды радоновой;
прием ванны радоновой;
дыхательная процедура воздухом с радонами.

Доктора абсолютно и твердо уверены, что влияние альфа-частиц можно фокусировать, уничтожая раковые клетки. Подобная целебная терапия способна оказать седативное, обезболивающее, противовоспалительное влияние на человека. Рекомендовано к лечению опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистых и гинекологических недугов. Процедура проводится строго под контролем лечащего врача и специально обученного человека.