Farer ved strålingseksponering i hverdagen. Typer stråling Hva er stråling

Etter ulykken ved atomkraftverket i Fukushima feide nok en bølge av panikkradiofobi over verden. I Fjernøsten forsvant jod fra salg, og produsenter og selgere av dosimetre solgte ikke bare ut alle enhetene de hadde på lager, men samlet også forhåndsbestillinger for seks måneder eller et år i forveien. Men er stråling virkelig så ille? Hvis du kryper hver gang du hører det ordet, er denne artikkelen for deg.

Igor Egorov

Hva er stråling? Dette er navnet på ulike typer ioniserende stråling, det vil si en som er i stand til å rive av elektroner fra atomene til et stoff. De tre hovedtypene av ioniserende stråling er vanligvis betegnet med de greske bokstavene alfa, beta og gamma. Alfastråling er en strøm av helium-4-kjerner (praktisk talt alt helium fra ballonger var en gang alfastråling), betastråling er en strøm av raske elektroner (sjeldnere positroner), og gamma er en strøm av høyenergifotoner. En annen type stråling er nøytronfluksen. Ioniserende stråling (med unntak av røntgenstråler) er et resultat av kjernefysiske reaksjoner, så verken mobiltelefoner eller mikrobølgeovner er kilder til det.

Ladet våpen

Av all kunst er den viktigste for oss, som du vet, kino, og av typene stråling - gammastråling. Den har en meget høy penetreringskraft, og teoretisk sett kan ingen barriere beskytte fullstendig mot den. Vi er konstant utsatt for gammastråling, den kommer til oss gjennom atmosfærens tykkelse fra verdensrommet, bryter gjennom jordlaget og husveggene. Baksiden av slik all-permeabilitet er en relativt svak destruktiv effekt: av et stort antall fotoner vil bare en liten del overføre energien sin til kroppen. Myk (lavenergi) gammastråling (og røntgenstråler) samhandler hovedsakelig med materie, og slår ut elektroner fra den på grunn av den fotoelektriske effekten, hard stråling spres av elektroner, mens fotonet ikke absorberes og beholder en betydelig del av sin energi, så sannsynligheten for ødeleggelse av molekyler i en slik prosess er mye mindre.

Betastråling er nær gammastråling i sin effekt – den slår også elektroner ut av atomer. Men med ekstern bestråling absorberes den fullstendig av huden og vevet nærmest huden, uten å nå de indre organene. Dette fører imidlertid til at strømmen av raske elektroner overfører betydelig energi til det bestrålte vevet, noe som kan føre til strålingsforbrenning eller provosere for eksempel grå stær.

Alfastråling bærer betydelig energi og høy fart, som gjør at den kan slå elektroner ut av atomer og til og med selve atomene ut av molekyler. Derfor er "ødeleggelsen" forårsaket av dem mye større - det antas at etter å ha overført 1 J energi til kroppen, vil alfastråling forårsake samme skade som 20 J i tilfelle gamma- eller betastråling. Heldigvis er den gjennomtrengende kraften til alfapartikler ekstremt liten: de absorberes av det øverste laget av huden. Men ved inntak er alfa-aktive isotoper ekstremt farlige: husk den beryktede teen med alfa-aktiv polonium-210, som forgiftet Alexander Litvinenko.

Nøytral fare

Men førsteplassen i farevurderingen er utvilsomt okkupert av raske nøytroner. Nøytronet har ingen elektrisk ladning og interagerer derfor ikke med elektroner, men med kjerner - bare med et "direkte treff". En strøm av raske nøytroner kan passere gjennom et lag av materie, i gjennomsnitt fra 2 til 10 cm uten å interagere med det. Dessuten, i tilfelle av tunge elementer, som kolliderer med kjernen, avviker nøytronet bare til siden, nesten uten å miste energi. Og når den kolliderer med en hydrogenkjerne (proton), overfører nøytronet omtrent halvparten av energien til den, og slår protonet ut av sin plass. Det er dette raske protonet (eller, i mindre grad, kjernen til et annet lett element) som forårsaker ionisering i materien, og fungerer som alfastråling. Som et resultat trenger nøytronstråling, som gammakvanter, lett inn i kroppen, men absorberes nesten fullstendig der, og skaper raske protoner som forårsaker store ødeleggelser. I tillegg er nøytroner selve strålingen som forårsaker indusert radioaktivitet i bestrålte stoffer, det vil si at den gjør stabile isotoper til radioaktive. Dette er en ekstremt ubehagelig effekt: for eksempel, etter å ha vært i fokus for en strålingsulykke, kan alfa-, beta- og gammaaktivt støv vaskes av kjøretøy, men det er umulig å kvitte seg med nøytronaktivering - kroppen selv stråler (det var forresten basert på dette den skadelige effekten av en nøytronbombe som aktiverte pansringen til stridsvogner).

Dose og kraft

Ved måling og evaluering av stråling brukes så mange ulike konsepter og enheter at det ikke er overraskende for en vanlig person å bli forvirret.
Eksponeringsdosen er proporsjonal med antall ioner som gamma- og røntgenstråling skaper i en enhetsmasse luft. Det måles vanligvis i røntgener (R).
Den absorberte dosen viser mengden strålingsenergi som absorberes av en masseenhet av et stoff. Tidligere ble det målt i rad (rad), og nå - i grått (Gy).
Den ekvivalente dosen tar i tillegg hensyn til forskjellen i den destruktive evnen til ulike typer stråling. Tidligere ble det målt i "biologiske ekvivalenter av rad" - rems (rem), og nå - i sieverts (Sv).
Den effektive dosen tar også hensyn til ulike organers forskjellige følsomhet for stråling: for eksempel er bestråling av armen mye mindre farlig enn ryggen eller brystet. Tidligere målt i samme rem, nå i sievert.
Konverteringen av noen måleenheter til andre er ikke alltid riktig, men i gjennomsnitt er det generelt akseptert at en eksponeringsdose av gammastråling på 1 R vil føre til samme skade på kroppen som en ekvivalent dose på 1/114 Sv. Å konvertere rad til grå og rems til sievert er veldig enkelt: 1 Gy = 100 rad, 1 Sv = 100 rem. Å konvertere den absorberte dosen til en ekvivalent dose, den såkalte. "strålingskvalitetsfaktor", lik 1 for gamma- og betastråling, 20 for alfastråling og 10 for raske nøytroner. For eksempel, 1 Gy raske nøytroner = 10 Sv = 1000 rem.
Den naturlige ekvivalentdosehastigheten (ERR) for ekstern eksponering er vanligvis 0,06 - 0,10 µSv/h, men noen steder kan den være mindre enn 0,02 µSv/h eller mer enn 0,30 µSv/h. Et nivå på mer enn 1,2 μSv/t anses offisielt som farlig i Russland, selv om DER i kabinen til et fly under en flytur kan overskride denne verdien mange ganger. Og mannskapet på ISS er utsatt for stråling med en kraft på omtrent 40 μSv / t.

I naturen er nøytronstråling veldig liten. Faktisk eksisterer risikoen for å bli utsatt for det bare i tilfelle et atombombardement eller en alvorlig ulykke ved et atomkraftverk med nedsmelting og utslipp til miljøet til det meste av reaktorkjernen (og selv da bare i den første sekunder).

Gassutslippsmålere

Stråling kan oppdages og måles ved hjelp av en rekke sensorer. De enkleste av disse er ioniseringskamre, proporsjonale tellere og Geiger-Muller-tellere for gassutslipp. De er et tynnvegget metallrør med gass (eller luft), langs aksen som en ledning er strukket - en elektrode. En spenning påføres mellom kroppen og ledningen og strømmen som flyter måles. Den grunnleggende forskjellen mellom sensorene er bare i størrelsen på den påførte spenningen: ved lave spenninger har vi et ioniseringskammer, ved høye spenninger - en gassutladningsteller, et sted i midten - en proporsjonalteller.

Plutonium-238-kulen lyser i mørket som en en-watts lyspære. Plutonium er giftig, radioaktivt og utrolig tungt: ett kilo av dette stoffet passer i en kube med en side på 4 cm.

Ioniseringskamre og proporsjonale tellere gjør det mulig å bestemme energien som hver partikkel har overført til gassen. Geiger-Muller-telleren teller bare partikler, men avlesningene fra den er veldig enkle å motta og behandle: kraften til hver puls er tilstrekkelig til å sende den direkte til en liten høyttaler! Et viktig problem med gassutladningstellere er tellehastighetens avhengighet av strålingsenergien ved samme strålingsnivå. For å justere det brukes spesielle filtre som absorberer en del av det myke gamma og all betastråling. For å måle flukstettheten til beta- og alfa-partikler, er slike filtre gjort flyttbare. I tillegg, for å øke følsomheten for beta- og alfastråling, brukes "endetellere": dette er en skive med en bunn som en elektrode og en andre spiraltrådelektrode. Dekselet til endetellerne er laget av en veldig tynn (10–20 µm) plate av glimmer, som myk beta-stråling og til og med alfapartikler lett passerer gjennom.

LONGEVITY.RU. Kroppsbeskyttelse. Radioaktiv stråling (RI)

Hva er radioaktiv stråling (RI) og hva er faren for helsen vår

I denne delen skal vi snakke om radioaktiv stråling. Vi vil kort gjennomføre et pedagogisk program for de som ikke vet hva det er, eller bare oppdatere minnet om svært glemt informasjon, og også gi en liste over materialer som svekker eller fullstendig forsinker disse strålingene, og presenterer de maksimalt tillatte dosene.

Hvis du ikke har et spesielt ønske om å fordype deg i arten av opprinnelsen til radioaktiv stråling mer detaljert, kan du ganske enkelt se på den uthevede teksten.

Radioaktivitet er et naturlig fenomen når det er et spontant forfall av atomkjernene, der stråling oppstår.. Disse stråling har høy energi og er i stand til å ionisere alle stoffer i en eller annen grad, for eksempel:

luft;
vann;
metaller;
Bygningsmaterialer;
menneskekroppen osv.

Ioniseringen av et stoff er alltid ledsaget av en endring i dets grunnleggende fysisk-kjemiske egenskaper, og for et biologisk vev, for eksempel en menneskekropp, er det et brudd på dets vitale aktivitet, som til slutt kan føre til alvorlige sykdommer eller til og med forårsake organismens død.
Den ioniserende evnen til radioaktiv stråling avhenger av dens type og energi, samt egenskapene til det ioniserende stoffet og er estimert ved spesifikk ionisering, som måles ved antall ioner av dette stoffet skapt av stråling i en avstand på 1 cm.
Nederlaget til en person med radioaktiv stråling er mulig fra kilder av både kunstig og naturlig opprinnelse.
For tiden er det viktigste kunstige kilder radioaktiv forurensning av miljøet er:

uranindustrien, som er engasjert i utvinning, prosessering, anrikning og tilberedning av kjernebrensel;

atomreaktorer forskjellige typer, i kjernen av hvilke store mengder radioaktive stoffer er konsentrert;

radiokjemisk industri, ved foretakene hvor regenerering (behandling og gjenvinning) av brukt kjernebrensel utføres;

steder for behandling og deponering av radioaktivt avfall på grunn av utilsiktede ulykker forbundet med ødeleggelse av lagringsanlegg, kan de også være kilder til miljøforurensning;

bruk av radionuklider i samfunnsøkonomien i form av forseglede radioaktive kilder innen industri, medisin, geologi, landbruk og andre industrier;

atomeksplosjoner og den radioaktive forurensningen av området som oppstår etter eksplosjonen (det kan være både lokalt og globalt radioaktivt nedfall).

Naturlige strålekilder som produserer denne bakgrunnen er delt inn i to kategorier: ekstern og intern eksponering.

Ekstern eksponering skapes av radioaktive stoffer utenfor kroppen, som inkluderer kosmisk stråling, solstråling, stråling fra forskjellige radioaktive bergarter i jordskorpen, etc.

Intern eksponering skapes av radioaktive stoffer som har kommet inn i kroppen med luft, for eksempel den radioaktive gassen Radon, som bryter til overflaten fra dypet av jordens tarm , så vel som med vann og mat - når forurensning av landbruksprodukter og andre matprodukter skjer når radioaktivt nedfall oppstår i noen områder av jorden. Radon- tung gass uten smak, lukt og samtidig usynlig. Radon frigjøres fra jordskorpen overalt, men konsentrasjonen i uteluften varierer betydelig i ulike deler av kloden.
Så paradoksalt som det kan virke ved første øyekast, men den viktigste strålingen fra radon. en person mottar mens han er i et lukket, uventilert rom. Radon konsentreres innendørs kun når de er tilstrekkelig isolert fra det ytre miljøet. Ved å siver gjennom fundamentet og gulvet fra jorden eller, sjeldnere, slippes ut fra byggematerialer, samler radon seg opp i rommet.
Å tette lokalene for isolasjonsformål forverrer bare situasjonen, siden det gjør det enda vanskeligere for den radioaktive gassen å slippe ut.
De vanligste byggematerialene - tre, murstein og betong - avgir relativt lite radon. Granitt, pimpstein, produkter fra alumina-råmaterialer og fosforgips har mye høyere spesifikk radioaktivitet.
En annen, vanligvis mindre viktig, kilde til radon i boligområder er vann og naturgass. Konsentrasjonen av radon i vanlig brukt vann er ekstremt lav, men vann fra dype brønner eller artesiske brønner inneholder mye radon.
Hovedfaren kommer imidlertid ikke fra drikkevann, selv med høyt innhold av radon. Vanligvis inntar folk mesteparten av vannet i mat og i form av varm drikke, og når man koker vann eller tilbereder varme måltider, forsvinner radon nesten helt.
Den største faren er inntrengning av vanndamp med høyt radoninnhold i lungene sammen med innåndingsluften, som oftest oppstår på badet eller i damprommet (dampbad eller badstue).
Dessuten kan konsentrasjonen av radon i rommet øke markant dersom ovner og andre gassvarmeapparater ikke er utstyrt med avtrekkshette. I nærvær av et ekstrakt som kommuniserer med uteluften, oppstår ikke konsentrasjonen av radon i disse tilfellene.

Ved ekstern bestråling har den farligste strålingen høy penetreringskraft.

Ved intern bestråling har de farligste strålingene høy ioniseringsevne.

Det antas at ekstern stråling er mindre farlig, siden veggene i lokalene, klær, hud, spesielt verneutstyr, etc., beskytter oss mot det.
Intern bestråling påvirker ubeskyttet vev og organer, dvs. systemer i menneskekroppen, og på molekylært - cellenivå. Derfor påvirker intern eksponering kroppen mer enn den samme eksterne eksponeringen.
Av alle mulige ioniserende strålinger er følgende typer stråling de vanligste og har størst innvirkning på en levende organisme:

Gruppe av korpuskulær stråling

alfastråling (fluks av alfapartikler (heliumkjerner)),

betastråling (fluks av beta-partikler (elektroner)),

nøytronstråling (nøytronfluks).

Bølgestrålingsgruppe

gammastråling (fluks av gammakvanta (fotoner)),

røntgenstråler (røntgenstråler).

Corpuskulære stråling er strømmer av usynlige elementærpartikler, har masse og diameter.
Bølgestråling er av kvanteart. Dette er elektromagnetiske bølger i ultrakortbølgeområdet.

Hvor farlig er radioaktiv stråling?

alfastråling

Alfastråling er alfapartikkelstrøm forplanter seg med en starthastighet på rundt 20 tusen km/s. Deres ioniserende kraft er enorm, og siden en viss energi brukes på hver ioniseringshandling, så deres penetrasjonen er lav(banelengden i luft er 3-11 cm, og i flytende og faste medier - hundredeler av en millimeter).

Beskytter kroppen mot radioaktiv alfastråling

Helt forsinket av et ark tykt papir.

Ikke mindre pålitelig beskyttelse mot alfapartikler er menneskelige klær.

For så vidt alfastråling har den høyeste ioniserende kraften, men den laveste penetrerende kraften, ekstern eksponering for alfapartikler er praktisk talt ufarlig, men å få dem inn i kroppen er veldig farlig.

betastråling

betastråling - fluks av beta-partikler, som, avhengig av strålingsenergien, kan forplante seg med en hastighet nær lysets hastighet (300 tusen km/s). Ladningen av beta-partikler er mindre og hastigheten er større enn for alfapartikler, så de har mindre ioniserende, men større penetreringskraft. Banelengden til beta-partikler med høy energi er opptil 20 m i luft, opptil 3 cm i vann og levende vev, og opptil 1 cm i metall.

Beskytter kroppen mot radioaktiv betastråling

Beta-partikler absorberer nesten fullstendig vindus- eller bilglass og metallskjermer som er flere millimeter tykke.

Klær absorberer opptil 50 % av beta-partikler.

Med ekstern eksponering 20-25% av beta-partiklene trenger inn i kroppen til en dybde på ca. 1 mm, derfor utgjør ekstern betastråling en alvorlig fare kun når radioaktive stoffer kommer direkte på huden (spesielt på øynene) eller inne i kroppen.

nøytronstråling

nøytronstråling- er en nøytronfluks, hvis forplantningshastighet når 20 tusen km / s. Siden nøytroner ikke har en elektrisk ladning, trenger de lett inn i atomkjernene og fanges opp av dem. Ved en atomeksplosjon frigjøres de fleste nøytronene i løpet av kort tid. De trenger lett inn i levende vev og fanges opp av kjernene til dets atomer. Derfor nøytronstråling har en sterk skadevirkning når den utsettes for ekstern stråling.

Beskytter kroppen mot nøytronstråling

De beste beskyttelsesmaterialene mot nøytronstråling er materialer som inneholder lette hydrogen:

Vanlig polyetylen film;

parafin;

Vann osv.

Gammastråling

Gammastråling er elektromagnetisk stråling som sendes ut av atomkjernene under radioaktive transformasjoner. Det følger vanligvis med beta-forfall, sjeldnere alfa-forfall. I sin natur er gammastråling et elektromagnetisk felt med en bølgelengde på mindre enn 2x10~8 cm. Den sendes ut i separate deler (kvanter) og forplanter seg med lysets hastighet. Dens ioniserende evne er mye mindre enn beta-partikler, og enda mer for alfapartikler. På den annen side har gammastråling den høyeste gjennomtrengningskraften og kan forplante seg hundrevis av meter i luft. På grunn av høyeste penetrerende kraft Gammastråling er den viktigste faktoren i skadevirkningen av radioaktiv stråling ved ekstern eksponering.

Beskytter kroppen mot radioaktiv gammastråling

For å dempe energien to ganger, trengs et lag med materie (lag med halv dempning) med en tykkelse:

Vann - 23 cm;

Stål - ca 3 cm;

betong - 10 cm;

tre - 30 cm.

Tungmetaller som bly er god beskyttelse mot gammastråling.

Røntgenstråler

Røntgenstråler (røntgenstråler) var de første av alle ioniserende strålinger som ble oppdaget og de mest godt studert. De har samme fysiske natur (elektromagnetisk felt) og samme egenskaper som gammastråling. De utmerker seg først og fremst av produksjonsmetoden, og i motsetning til gammastråler er de av ekstranukleær opprinnelse. Stråling oppnås i spesielle vakuum røntgenrør under retardasjon (påvirkning på et spesielt mål) av raskt flygende elektroner.
Energien til røntgenkvanter er noe mindre enn gammastråler. de fleste radioaktive isotoper, henholdsvis, er deres penetreringskraft noe lavere. Dette er imidlertid mindre forskjeller. Derfor er røntgenstråler mye brukt i stedet for gammastråling, spesielt for eksperimentell bestråling av dyr, plantefrø osv. Til dette formål brukes røntgeninstallasjoner for å bestråle (gjennomlyse) mennesker.

Beskytter kroppen mot røntgenstråler

De beste beskyttelsesmaterialene mot røntgenstråler er også tungmetaller og spesielt bly.

Skader forårsaket i en levende organisme av ioniserende stråling vil være jo større jo mer energi den overfører til vev.

Bestrålingsdoser

Mengden strålingsenergi som absorberes av en masseenhet av den bestrålte organismen kalles den absorberte dosen og måles i SI-systemet i Grays (Gy).

1 Gy = 1 Joule/kg.

Denne verdien tar ikke hensyn til effektiviteten av virkningen av en viss type stråling på kroppen, derfor brukes i praksis en ekvivalent dose, lik den absorberte dosen multiplisert med strålingskvalitetsfaktoren. For gammastråling er for eksempel kvalitetsfaktoren omtrent én, og for alfastråling er den 20 ganger høyere, dvs. alfastråling er 20 ganger farligere enn gammastråling.

I SI-systemet måles ekvivalent dose i Sieverts (Sv, Sv)

1 Sv = 1 Gy x K

K - strålingskvalitetsfaktor.

For å karakterisere nivået av gammastråling brukes også konseptet eksponeringsdose, estimert av effekten av ionisering av tørr atmosfærisk luft.

Måleenheten for eksponeringsdose er Roentgen.

1 P = 0,01 Sv.

Dose er en karakteristikk av den integrerte effekten av stråling.

For å estimere doseakkumuleringshastigheten brukes begrepet doserate, dvs. mengden energi som absorberes per tidsenhet.
La oss ta med litt nyttig info:

Ekvivalent dosehastighet for den naturlige bakgrunnen er 0,15 µSv/h eller 15 µR/h.

Avhengig av lokale forhold kan det variere med 2 ganger. Det er ikke vanskelig å verifisere det den årlige dosen fra naturlig bakgrunn vil være 1 - 2 mSv eller 100 - 200 mR.

Grenseverdien for den årlige dosen fastsatt av normene er 5 mSv eller 0,5 R.

Grenseverdier er satt for de områdene eller forholdene der resultatene av menneskelige aktiviteter fører til en økning i intensiteten av stråling. Som du kan se, er det en 2-4 ganger margin i forhold til den naturlige bakgrunnen.

På den annen side, ifølge Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, en internasjonal organisasjon opprettet i regi av FN i 1955, bidraget til den årlige ekvivalentdosen fra kunstige strålingskilder er ca. 20 %. Av dem:

Røntgenmaskiner brukt til diagnostiske formål i medisin 20 %

Atomeksplosjoner i atmosfæren 1 %

Kjernekraft< 0,1%

Stråling er en av de farligste fysiske prosessene for mennesker, hvis ukontrollerte påvirkning kan føre til fatale konsekvenser.

Spesielt farlig for kjellere og kjellere, samt for de nedre etasjene i hus og konstruksjoner, er radioaktiv gass radon. Den stiger langs jordskorpens forkastninger, går inn i kjellere og halvkjellere, og skynder seg til de øvre etasjene gjennom ventilasjonssjakter og trapperom med luftstrømmer.

Informasjon om hvordan du beskytter deg selv og hvordan du beskytter deg mot radioaktiv stråling som forårsaker uopprettelig helseskade finner du i de aktuelle avsnittene og underkapitlene.

Ioniserende stråling (heretter - IR) er stråling, hvis interaksjon med materie fører til ionisering av atomer og molekyler, dvs. denne interaksjonen fører til eksitasjon av atomet og løsgjøring av individuelle elektroner (negativt ladede partikler) fra atomskallene. Som et resultat, fratatt ett eller flere elektroner, blir atomet til et positivt ladet ion - primær ionisering skjer. AI inkluderer elektromagnetisk stråling (gammastråling) og strømmer av ladede og nøytrale partikler - korpuskulær stråling (alfastråling, betastråling og nøytronstråling).

alfastråling refererer til korpuskulær stråling. Dette er en strøm av tunge positivt ladede a-partikler (kjerner av heliumatomer), som er et resultat av nedbrytning av atomer av tunge grunnstoffer som uran, radium og thorium. Siden partiklene er tunge, viser rekkevidden av alfapartikler i materie (det vil si banen de produserer ionisering på) å være svært kort: hundredeler av en millimeter i biologiske medier, 2,5-8 cm i luft. Således er et vanlig ark papir eller et ytre dødt hudlag i stand til å holde tilbake disse partiklene.

Stoffer som avgir alfapartikler har imidlertid lang levetid. Som et resultat av inntak av slike stoffer i kroppen med mat, luft eller gjennom sår, blir de ført gjennom kroppen ved blodstrøm, avsatt i organene som er ansvarlige for metabolisme og kroppsbeskyttelse (for eksempel milten eller lymfeknuter), dermed forårsaker intern eksponering av kroppen. Faren for slik intern eksponering av kroppen er høy, fordi. disse alfa-partiklene skaper et veldig stort antall ioner (opptil flere tusen par ioner per 1 mikron bane i vev). Ionisering forårsaker på sin side en rekke trekk ved de kjemiske reaksjonene som oppstår i materie, spesielt i levende vev (dannelse av sterke oksidanter, fritt hydrogen og oksygen, etc.).

betastråling(beta-stråler, eller en strøm av beta-partikler) refererer også til den korpuskulære typen stråling. Dette er en strøm av elektroner (β-stråling, eller oftere ganske enkelt β-stråling) eller positroner (β+-stråling) som sendes ut under radioaktivt beta-nedbrytning av kjernene til noen atomer. Elektroner eller positroner dannes i kjernen under transformasjonen av et nøytron til henholdsvis et proton eller et proton til et nøytron.

Elektroner er mye mindre enn alfapartikler og kan trenge dypt inn i stoffet (kroppen) med 10-15 centimeter (sammenlign med hundredeler av en millimeter for alfapartikler). Når den passerer gjennom et stoff, samhandler betastråling med elektronene og kjernene til atomene, bruker energien sin på dette og bremser bevegelsen til den stopper helt. Takket være disse egenskapene er det tilstrekkelig å ha en passende tykkelse på en organisk glassskjerm for beskyttelse mot betastråling. Bruken av betastråling i medisin for overflate-, interstitiell og intrakavitær strålebehandling er basert på de samme egenskapene.

nøytronstråling- en annen type corpuskulær type stråling. Nøytronstråling er en strøm av nøytroner (elementærpartikler som ikke har en elektrisk ladning). Nøytroner har ingen ioniserende effekt, men en meget betydelig ioniserende effekt oppstår på grunn av elastisk og uelastisk spredning på materiekjernene.

Stoffer bestrålet av nøytroner kan få radioaktive egenskaper, det vil si motta den såkalte induserte radioaktiviteten. Nøytronstråling produseres under drift av elementærpartikkelakseleratorer, i atomreaktorer, industri- og laboratorieinstallasjoner, under atomeksplosjoner osv. Nøytronstråling har den høyeste penetreringskraften. Det beste for beskyttelse mot nøytronstråling er hydrogenholdige materialer.

Gammastråling og røntgen er relatert til elektromagnetisk stråling.

Den grunnleggende forskjellen mellom disse to typene stråling ligger i mekanismen for deres forekomst. Røntgenstråling er av ekstranukleær opprinnelse, gammastråling er et produkt av forfall av kjerner.

Røntgenstråling, oppdaget i 1895 av fysikeren Roentgen. Dette er en usynlig stråling som kan trenge, om enn i varierende grad, inn i alle stoffer. Representerer elektromagnetisk stråling med en bølgelengde i størrelsesorden - fra 10 -12 til 10 -7. Kilden til røntgenstråler er et røntgenrør, noen radionuklider (for eksempel beta-emittere), akseleratorer og akkumulatorer av elektroner (synkrotronstråling).

Røntgenrøret har to elektroder - katode og anode (henholdsvis negative og positive elektroder). Når katoden varmes opp, oppstår elektronemisjon (fenomenet elektronemisjon fra overflaten av et fast stoff eller væske). Elektronene som sendes ut fra katoden akselereres av det elektriske feltet og treffer anodeoverflaten, hvor de brått bremses, noe som resulterer i røntgenstråling. I likhet med synlig lys forårsaker røntgenstråler sverting av fotografisk film. Dette er en av dens egenskaper, det viktigste for medisin er at det er en penetrerende stråling, og følgelig kan en pasient bli opplyst med dens hjelp, og siden. vev med ulik tetthet absorberer røntgenstråler på forskjellige måter - da kan vi diagnostisere mange typer sykdommer i indre organer på et veldig tidlig stadium.

Gammastråling er av intranukleær opprinnelse. Det skjer under forfallet av radioaktive kjerner, overgangen av kjerner fra en eksitert tilstand til grunntilstanden, under interaksjonen av hurtigladede partikler med materie, utslettelse av elektron-positron-par, etc.

Den høye penetreringskraften til gammastråling skyldes den korte bølgelengden. For å dempe strømmen av gammastråling brukes stoffer som har et betydelig massetall (bly, wolfram, uran, etc.) og alle slags høydensitetssammensetninger (ulike betonger med metallfyllstoffer).

Tidligere har folk, for å forklare det de ikke forstår, funnet opp forskjellige fantastiske ting - myter, guder, religion, magiske skapninger. Og selv om et stort antall mennesker fortsatt tror på denne overtroen, vet vi nå at alt har sin egen forklaring. Et av de mest interessante, mystiske og fantastiske temaene er stråling. Hva representerer det? Hva slags finnes det? Hva er stråling i fysikk? Hvordan absorberes det? Er det mulig å beskytte seg mot stråling?

generell informasjon

Så, følgende typer stråling skilles: bølgebevegelse av mediet, korpuskulær og elektromagnetisk. Mest oppmerksomhet vil bli viet til sistnevnte. Når det gjelder bølgebevegelsen til mediet, kan vi si at den oppstår som et resultat av den mekaniske bevegelsen til et bestemt objekt, noe som forårsaker en konsekvent sjeldnere eller kompresjon av mediet. Et eksempel er infralyd eller ultralyd. Korpuskulær stråling er en strøm av atompartikler som elektroner, positroner, protoner, nøytroner, alfa, som er ledsaget av naturlig og kunstig forfall av kjerner. La oss snakke om disse to for nå.

Innflytelse

Vurder solstråling. Dette er en kraftig helbredende og forebyggende faktor. Kombinasjonen av medfølgende fysiologiske og biokjemiske reaksjoner som oppstår med deltakelse av lys kalles fotobiologiske prosesser. De deltar i syntesen av biologisk viktige forbindelser, tjener til å skaffe informasjon og orientering i rommet (syn), og kan også forårsake skadelige konsekvenser, som utseendet av skadelige mutasjoner, ødeleggelse av vitaminer, enzymer, proteiner.

Om elektromagnetisk stråling

I fremtiden vil artikkelen utelukkende være viet til ham. Hva gjør stråling i fysikk, hvordan påvirker den oss? EMP er elektromagnetiske bølger som sendes ut av ladede molekyler, atomer, partikler. Antenner eller andre utstrålingssystemer kan fungere som store kilder. Bølgelengden til strålingen (oscillasjonsfrekvensen) sammen med kildene er av avgjørende betydning. Så, avhengig av disse parametrene, sendes gamma, røntgen, optisk stråling ut. Sistnevnte er delt inn i en rekke andre underarter. Så det er infrarød, ultrafiolett, radiostråling og også lys. Rekkevidden er opptil 10-13. Gammastråling genereres av eksiterte atomkjerner. Røntgenstråler kan oppnås ved retardasjon av akselererte elektroner, så vel som ved deres overgang til ikke-frie nivåer. Radiobølger setter spor mens de beveger seg langs lederne til utstrålingssystemer (for eksempel antenner) med vekselstrøm.

Om ultrafiolett stråling

Biologisk sett er UV-stråler de mest aktive. Ved kontakt med huden kan de forårsake lokale endringer i vev og cellulære proteiner. I tillegg er effekten på hudreseptorer fikset. Det påvirker refleksivt hele organismen. Siden det er et uspesifikk stimulant av fysiologiske funksjoner, har det en gunstig effekt på kroppens immunsystem, samt på mineral-, protein-, karbohydrat- og fettmetabolismen. Alt dette viser seg i form av en generell helseforbedrende, styrkende og forebyggende effekt av solstråling. Det bør også nevnes om individuelle spesifikke egenskaper som et visst bølgeområde har. Dermed bidrar effekten av stråling på en person i en lengde på 320 til 400 nanometer til erytem-bruningseffekten. I området fra 275 til 320 nm registreres svake bakteriedrepende og antirakitiske effekter. Men ultrafiolett stråling fra 180 til 275 nm skader biologisk vev. Derfor må det utvises forsiktighet. Langsiktig direkte solstråling, selv i et trygt spektrum, kan føre til alvorlig erytem med hevelse i huden og en betydelig forverring av helsen. Opp til en økning i sannsynligheten for å utvikle hudkreft.

Reaksjon på sollys

Først og fremst bør infrarød stråling nevnes. Det har en termisk effekt på kroppen, som avhenger av graden av absorpsjon av stråler av huden. Ordet "brenne" brukes for å karakterisere dens innflytelse. Det synlige spekteret påvirker den visuelle analysatoren og funksjonstilstanden til sentralnervesystemet. Og gjennom sentralnervesystemet og til alle menneskelige systemer og organer. Det skal bemerkes at vi ikke bare påvirkes av graden av belysning, men også av fargespekteret til sollys, det vil si hele spekteret av stråling. Så fargeoppfatning avhenger av bølgelengden og påvirker vår emosjonelle aktivitet, så vel som funksjonen til ulike kroppssystemer.

Rødt begeistrer psyken, forsterker følelser og gir en følelse av varme. Men den blir fort sliten, bidrar til muskelspenninger, økt pust og økt blodtrykk. Oransje fremkaller en følelse av velvære og moro, mens gul er oppløftende og stimulerer nervesystemet og synet. Grønn beroliger, er nyttig under søvnløshet, med overarbeid, øker den generelle tonen i kroppen. Lilla farge har en avslappende effekt på psyken. Blått beroliger nervesystemet og holder musklene i god form.

liten digresjon

Hvorfor, med tanke på hva stråling er i fysikk, snakker vi mer om EMP? Faktum er at det er i de fleste tilfeller de mener det når de tar opp temaet. Den samme korpuskulære strålingen og bølgebevegelsen til mediet er en størrelsesorden mindre og mindre kjent. Svært ofte, når de snakker om strålingstypene, mener de bare de som EMP er delt inn i, noe som er grunnleggende feil. Når alt kommer til alt, når vi snakker om hva stråling er i fysikk, bør oppmerksomhet rettes mot alle aspekter. Men samtidig legges det vekt på de viktigste punktene.

Om strålekilder

Vi fortsetter å vurdere elektromagnetisk stråling. Vi vet at det er en bølge som oppstår når et elektrisk eller magnetisk felt blir forstyrret. Denne prosessen tolkes av moderne fysikk fra synspunktet til teorien om korpuskulær-bølge dualisme. Så det er anerkjent at minimumsdelen av EMR er et kvante. Men sammen med dette antas det at den også har frekvensbølgeegenskaper, som hovedkarakteristikkene avhenger av. For å forbedre mulighetene for å klassifisere kilder, skilles det ut ulike emisjonsspektra for EMP-frekvenser. Så dette:

Hard stråling (ionisert);
Optisk (synlig for øyet);
Termisk (det er også infrarødt);
Radiofrekvens.

Noen av dem er allerede vurdert. Hvert utslippsspektrum har sine egne unike egenskaper.

Kildenes natur

Avhengig av opprinnelsen kan elektromagnetiske bølger oppstå i to tilfeller:

Når det er en forstyrrelse av kunstig opprinnelse.
Registrering av stråling som kommer fra en naturlig kilde.

Hva kan sies om den første? Kunstige kilder er oftest en bivirkning som oppstår som følge av driften av ulike elektriske apparater og mekanismer. Stråling av naturlig opprinnelse genererer jordens magnetfelt, elektriske prosesser i planetens atmosfære, kjernefysisk fusjon i solens tarmer. Graden av intensiteten til det elektromagnetiske feltet avhenger av strømnivået til kilden. Konvensjonelt er strålingen som registreres delt inn i lavt og høyt nivå. De første er:

Nesten alle enheter utstyrt med en CRT-skjerm (som en datamaskin).
Ulike husholdningsapparater, alt fra klimasystemer til strykejern;
Tekniske systemer som gir strøm til ulike objekter. Eksempler inkluderer strømkabler, stikkontakter, strømmålere.

Høynivå elektromagnetisk stråling er besatt av:

Strømledninger.
All elektrisk transport og dens infrastruktur.
Radio- og TV-tårn, samt mobile og mobile kommunikasjonsstasjoner.
Heiser og annet løfteutstyr hvor det benyttes elektromekaniske kraftverk.
Enheter for å konvertere spenning i nettverket (bølger som kommer fra en distribusjonsstasjon eller transformator).

Tildel særskilt utstyr som brukes i medisin og avgir hard stråling. Eksempler inkluderer MR, røntgenapparater og lignende.

Påvirkningen av elektromagnetisk stråling på mennesker

I løpet av en rekke studier har forskere kommet til den triste konklusjonen at langvarig eksponering for EMR bidrar til en reell eksplosjon av sykdommer. Imidlertid oppstår mange lidelser på genetisk nivå. Derfor er beskyttelse mot elektromagnetisk stråling relevant. Dette skyldes at EMR har et høyt nivå av biologisk aktivitet. I dette tilfellet avhenger resultatet av påvirkningen av:

Strålingens natur.
Varighet og intensitet av påvirkning.

Spesifikke øyeblikk av påvirkning

Alt avhenger av plasseringen. Absorpsjon av stråling kan være lokal eller generell. Som eksempel på det andre tilfellet kan vi nevne effekten kraftledninger har. Et eksempel på lokal eksponering er elektromagnetiske bølger som sendes ut av en elektronisk klokke eller mobiltelefon. Den termiske effekten bør også nevnes. På grunn av vibrasjonen av molekylene blir feltenergien omdannet til varme. Mikrobølgeemittere fungerer etter dette prinsippet, som brukes til å varme opp ulike stoffer. Det skal bemerkes at når man påvirker en person, er den termiske effekten alltid negativ, og til og med skadelig. Det skal bemerkes at vi hele tiden blir bestrålt. På jobb, hjemme, beveger seg rundt i byen. Over tid forsterkes den negative effekten bare. Derfor blir beskyttelse mot elektromagnetisk stråling mer og mer viktig.

Hvordan kan du beskytte deg selv?

I første omgang må du vite hva du har å forholde deg til. Dette vil hjelpe en spesiell enhet for måling av stråling. Det vil tillate deg å vurdere sikkerhetssituasjonen. I produksjonen brukes absorberende skjermer for beskyttelse. Men dessverre er de ikke designet for bruk hjemme. Det er tre retningslinjer å begynne med:

Hold deg på trygg avstand fra enheter. For kraftledninger, fjernsyns- og radiotårn er dette minst 25 meter. Med CRT-skjermer og TV-er er tretti centimeter nok. Elektroniske klokker bør ikke være nærmere enn 5 cm. Og radio og mobiltelefoner anbefales ikke å bringes nærmere enn 2,5 centimeter. Du kan velge et sted ved hjelp av en spesiell enhet - et fluksmåler. Den tillatte strålingsdosen fastsatt av den bør ikke overstige 0,2 μT.
Prøv å redusere tiden du har til å bestråle.
Slå alltid av elektriske apparater som ikke er i bruk. Tross alt, selv når de er inaktive, fortsetter de å sende ut EMP.

Om den tause morderen

Og la oss avslutte artikkelen med et viktig, om enn ganske dårlig kjent emne i vide sirkler - stråling. Gjennom hele livet, utviklingen og eksistensen ble en person bestrålet av en naturlig bakgrunn. Naturlig stråling kan konvensjonelt deles inn i ekstern og intern eksponering. Den første inkluderer kosmisk stråling, solstråling, påvirkning av jordskorpen og luft. Selv byggematerialene som hus og strukturer er laget av genererer en viss bakgrunn.

Strålingsstråling har en betydelig gjennomtrengningskraft, så det er problematisk å stoppe den. Så for å isolere strålene fullstendig, er det nødvendig å gjemme seg bak en blyvegg, 80 centimeter tykk. Intern eksponering oppstår når naturlige radioaktive stoffer kommer inn i kroppen sammen med mat, luft og vann. Radon, thoron, uran, thorium, rubidium, radium kan finnes i jordens tarmer. Alle blir absorbert av planter, de kan være i vann - og når de spiser mat kommer de inn i kroppen vår.

Strømmer av elementærpartikler, elektromagnetiske bølger eller mikroskopiske fragmenter av atomer som har evnen til å ionisere stoffer eller inngå kjemiske reaksjoner med dem. Prosessen er ledsaget av absorpsjon av varme og dannelse av stoffer med høyere energi, hvis forfall provoserer utslipp eller utslipp av positivt, negativt ladede frie elektroner. Under deres påvirkning dannes frie radikaler i cellene i menneskekroppen, som forstyrrer de naturlige biologiske prosessene for metabolisme, vekst og utvikling, og ødelegger immunsystemet. Dette er mekanismen for fremveksten og virkningen av stråling, som er den farligste ioniserende strålingen, både for alle levende organismer og for mennesker.

Hvordan stråling kan komme inn i kroppen

Mennesker blir daglig utsatt for naturlig stråling, samt kunstig skapte husholdnings- og industrielle radionuklider eller radioaktive elementer. omgi en person overalt:

kosmiske eller alfastråler;
solenergi termonukleære reaksjoner;
spontant radioaktivt forfall av naturlig stråling. Radon, uran, rubidium;
kunstig skapte radioaktive isotoper;
atomreaktorer. Frigjøring av radioaktivt strontium - 90, krypton - 85, cesium - 137;
moderne akseleratorer av elementært ladede partikler, røntgen, MR og strålebehandling. Brukes i medisinske institusjoner for behandling av kreft;
intern eksponering. Penetrasjon av stråling utføres av innåndet luft, konsumert væske og mat. Polonium, bly, uran.

Usynlig ioniserende stråling fører til nederlag av alle systemer av vitale organer uten unntak, provoserer den farligste sykdommen, som strålingssykdom.

Strålingsstråling: typer og egenskaper

En spontan urimelig endring i den kjemiske eller indre sammensetningen av ustabile nuklider, atomkjerner som forfaller, fører til dannelsen av nye elementære radioaktive partikler, utseendet av stråling. Hvilke typer radioaktiv stråling er:

alfa. En partikkel som er kjemisk representert ved kjernen til et heliumatom. Bevegelseshastigheten er 20 km/s. Den mister raskt energi, så det er ingen risiko for penetrering av radionuklider ved ekstern eksponering. Representerer en fare når den utsettes internt, penetrerende evne - 3-11 cm Å komme inn i fordøyelses- og luftveisorganene, provoserer strålingssykdom og død;
beta. En ladet partikkel dannes som et resultat av beta-nedbrytning. Den forplanter seg med nesten lysets hastighet. Isotopen forårsaker alvorlige stråleforbrenninger. Kan forårsake strålesyke. Lengden på løpeturen når 20 meter;
gamma. Elektromagnetisk stråling, som har stor penetreringskraft, 2 × 10-10 meter. Dens egenskaper er nær røntgenstråler. Resultatet av gammastråling for en person er akutte og kroniske former for strålingssyke, utseendet til onkologiske sykdommer;
nøytron. Stråler dannes fra en elektrisk ustabil partikkel. De er superraske. provosere alvorlig strålingsskade;
røntgen. Foton energi. I medisin oppnås de med ladet partikkelakselerator og brukes mye for å diagnostisere sykdommer.

Fremkalle mutasjoner, strålesyke, brannskader.

For å beskytte mot alfapartikler vil det være nok klær som passerer 50 % av betastrålingen gjennom seg selv. For å forhindre inntrengning av denne typen stråling, bør metallskjermer brukes, det vil gjøre glassvinduer. Vanlig vann, polyetylen, parafin vil også hjelpe fra nøytronbestråling. Men den farligste og farligste strålingen for mennesker er gammafluksen. Det beste forsvaret mot det er bly.

Strålingseksponeringsdoser

For å bestemme den biologiske mekanismen for virkningen av ioniserende elektromagnetisk stråling per masseenhet av en organismes substans, brukes verdiene av grå (Gy) eller rad (rad), som indikerer den absorberte strålingsdosen. Ekvivalentdosen beregner penetrasjonen og effekten av radionuklider på levende organismer og måles i gråtoner (Gy). Eksponeringsdosen er ionisering av luft i røntgener (P). Mengden stråling som trengs kan beregnes individuelt ved å bruke den effektive ekvivalentdosen i sievert (Sv) eller rem (rem).

Hva er den vanligste enheten for å måle stråling?

1 Sv = 100 R
1 Sv = 100 rem;
1 µSv = 0,000001 Sv.

Disse indikatorene brukes i samsvar med det aksepterte internasjonale systemet for enheter av fysiske mengder. De brukes til å indikere graden og nivået av ioniserende stråling, for å vurdere skaden på menneskers helse.

Farlig dose stråling

For å beregne virkningen av stråling på menneskekroppen ble det opprettet en enhet for radioaktivitet, som er representert ved verdien av røntgen (R), dens biologiske ekvivalent er rem (rem) eller sievert (Sv). Formelen for å beregne mengden stråledose: 100 roentgens = 1 rem = 1 Sv. Tenk på den tillatte strålingen og den farligste, dødelige verdien av stråling for mennesker i røntgener:

mindre enn 25. Symptomer på lesjonen oppdages ikke;
50 . Midlertidig forverring av helse, svakhet;
100 . Tegn på forgiftning, som kvalme, oppkast, opprørt tarm, mage, nedsatt immunitet;
150 . Den mottatte dosen av stråling fører til døden i 5 % av tilfellene. Hos de resterende pasientene observeres forgiftning;
200 . Produksjonen av antistoffer av immunsystemet er svekket. Giftige skader varer fra 14 dager til 21 dager. Dødeligheten er 25 %;
300-350 . Alvorlige symptomer på strålingseksponering. Hår- og hudintegumenter er forstyrret, hos menn oppstår seksuell impotens;
350-500 . Farlig dose stråling. Manifestert i form av alvorlig strålesyke. Død inntreffer hos 50 % av mennesker innen 1 måned;
over 500. Den dødelige dosen av stråling for mennesker er 90-100 %. Fører til døden innen 14 dager. Fullstendig ødeleggelse av immunforsvaret, benmarg og dysfunksjon av fordøyelsessystemet, gallesystemet.

Det er ganske vanskelig å bestemme nivået av stråleskade på en person i tide, i små mengder viser det ikke symptomer som er karakteristiske for strålesyke. Og bare ved hjelp av en spesialdesignet enhet, et dosimeter eller en geigerteller, er det mulig å måle verdien av elektromagnetisk eksponering. I store doser er den farligste strålingen for alle representanter for omverdenen, inkludert mennesker, stråling, ioniserende stråling.

Effekten av stråling på mennesker

Den tillatte dosen av ioniserende stråling bør ikke overstige 0,3 μSv per 1 time. I følge statistikken til Verdens helseorganisasjon er den effektive ekvivalente eksponeringsdosen for mennesker per år i mikrosieverter, µSv:

kosmisk stråling - 32;
kjernekraft - 0,01;
medisinsk diagnostikk og terapeutiske prosedyrer - 169;
byggematerialer - 37;
intern eksponering - 38;
naturlig stråling - 126.

Disse kvantitative indikatorene indikerer at stråling er den farligste og mest truende for menneskers helse. Konsekvensene blir registrert årlig i form av genetiske mutasjoner og patologier hos nyfødte barn, onkologiske sykdommer og lidelser i kroppen hos voksne, svekkelse av immunsystemet. Det er en kraftig nedgang i gjennomsnittlig levealder til 66 år.