в чем измеряется радиация дозиметром
Нормы радиации в помещении
Радиоактивное излучение окружает нас повсюду, в какой-то мере его имеют все предметы и даже сам человек. Представляет опасность не сама радиация, а когда её значение превысит некоторые значения. Одно дело, если человек подвергся радиации кратковременно и совсем другое, когда она воздействует длительное время, например, проживает в заражённой квартире. Забегая вперёд скажем, что для человека безопасная норма радиации определена в пределах 30 микрорентген в час (мкР/ч). Существуют ещё несколько единиц измерения. Другие нормы и единицы её измерения обсудим ниже.
Что такое радиоактивность
Что такое радиация
Радиация — это вид излучения заряженными частицами. Такое излучение, воздействуя на окружающие предметы, ионизирует вещество. В случае с человеком она не только ионизирует клетки, но и разрушает их или вызывает раковые заболевания.
Большинство элементов таблицы Менделеева инертны и безвредны, но некоторая часть имеет нестабильное состояние. Не вдаваясь в подробности описать её, можно так. Атомы некоторых веществ из-за непрочных внутренних связей распадаются. Это распад сопровождается выбросом альфа, бета-частиц и гамма-излучением.
Такой выброс сопровождается высвобождением энергии с различной проникающей способностью и оказывающем разное воздействие на ткани организма.
Виды радиации
Существует несколько видов радиоактивности, которые можно разделить на неопасные, малоопасные и опасные. Подробно останавливаться на них не будем скорее это для понимания с, чем можно столкнуться в помещении. Итак, это:
Альфа-излучение, бета и нейтронное представляют собой облучение частицами. Гамма и рентгеновское — это электромагнитное излучение.
В быту вам вряд ли предстоит встретиться с рентгеновским и нейтронным, так как они специфичны, а вот с остальными можно. Каждое из этих видов излучений имеет разную степень опасности, но, кроме этого, должно учитываться, какое количество облучения получил человек.
В чём измеряется радиация
Единиц измерения радиации несколько, но в основном на пользовательском уровне предпочитается рентген, ассоциативно связанный с ней. На таблице ниже они приведены. Рассматривать подробно их не будем, так как при необходимости узнать радиоактивный фон в квартире будут нужны, пожалуй, только 2.
На практике больше в ходу системная единица Зиверт (Зв), мЗв – миллизиверт, мкЗв – микрозиверт, названная в честь учёного Рольфа Зиверта. Зиверт единица измерения эквивалентной дозы, выражается в количестве энергии полученной на килограмм массы Дж/кг.
Выражение радиации в Рентгенах также используется хоть и менее широко. Однако конвертировать рентгены в зиверты не составит труда.
Уровень радиации которую может получить человека на процедурах и жизни
Надзор и нормативные документы
Надзор в этой сфере осуществляет Роспотребнадзор специальными службами. Контроль за состоянием радиоактивного загрязнения окружающей природной среды осуществляется Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а за уровнем радиационной безопасности населения — органами Министерства здравоохранения РФ.
В России дозы радиации для человека устанавливает СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009» и ОСПОРБ-99. По ним предельно допустимая доза радиации для человека составляет не более 5 мЗв или 0,5 БЭР, или 0,5 Р в год.
Нормы для человека
За длительные годы исследования радиации были определены безопасные и максимальные дозы. К сожалению, не только опытным путём, но и на практике. Такие события, как Хиросима и Чернобыль не прошли даром для планеты. Годы наблюдений за излучением показали, что превышение допустимой дозы радиации оставляет отпечаток на всех последующих поколениях.
Физические величины в которых измеряется радиация
Радиационный фон
С момента зарождения земли прошло 4,5 миллиарда лет, за это время радиоактивность, которая во время её формирования была просто гигантской, сошла почти на нет. Существующий естественный фон, который в нашей стране составляет 4–15 мкР в час, складывается из нескольких составляющих. Это:
Норма радиационного фона является значение до 0,20 мкЗв/час или 20 мкР/час. Допустимый фон считается уровень до 60 мкР/час или 0,6 мЗв. Для каждой страны он устанавливается свой, например, в Бразилии безопасный радиоактивный фон составляет 100 мкР в час.
Безопасная доза
Безопасной дозой радиации для человека является уровень, при котором можно жить и работать без последствий для организма. Этот уровень определён до 30 мкР/ч (0,3 мкЗв/час).
Допустимая доза
Допустимая доза радиации несколько больше безопасной и показывает уровень, при котором на организм оказывается воздействие радиации, но без негативных последствий для здоровья.
Допустимый уровень в год предполагает до 1 мЗв. Если это значение поделить на часы, то получим 0,57 мкЗв/ч.
Эта доза применяется и для расчёта среднего значения полученного излучения за несколько лет. Например, человек за 5 лет подряд должен получить 5 мЗв, но работая на вредном производстве, получил годовую в 3 мЗв. Следующие 4 года он не должен получить более 1 мЗв, чтобы выровнять значения и уменьшить риск заработать лучевую болезнь.
При полётах на высоте выше 10 км уровень излучения будет до 3 мкЗв/ч, что превышает норму в 10 раз. Получается, что за 4 часа можно получить максимальную, суммарную дозу до 12 мкЗв.
Излучение которое можно полечить в полёте
Смертельный уровень облучения
Опасной дозой можно принять уровень в 0,75 Зв. При таком значении происходит изменение в крови человека и хоть не бывает смертельных исходов сразу, но в будущем вероятность раковых заболеваний довольно высока.
Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.
Измерение радиации в квартире
Уровень радиации в помещении не должен превышать 0,25 мкЗв/час. Безопасным считаются помещение, в которых содержание радона не более 100 Бк на кубометр. При этом в производственных помещениях он может составлять до 300 Бк и 0,6 микроЗиверт.
Если нормы превышены, то принимаются меры к их снижению. При невозможности это сделать жильцы должны быть переселены, а помещение перепрофилировано в нежилое или идти под снос.
В СанПиН указано содержание тория, урана и калия-40 используемых на строительстве для возведения жилья. Общая доза от стеновых и отделочных материалов не должна быть выше 370 Бк/кг.
Материалы с повышенной радиоактивностью
При строительстве в советское время все материалы проходили проверку по ГОСТ. Поэтому разговоры о том что «хрущёвские» пятиэтажки имеют радиоактивность, не более чем миф. Основным источником радиации в квартире или любом другом помещении является газ радон.
Средняя радиоактивность некоторых строительных материалов
Основные строительные материалы: бетон, кирпич и дерево не представляют опасности и являются самыми безвредными. Однако в строительстве и в быте мы используем материалы, выделяющие довольно большое количество радона. К ним относятся:
Все материалы залегающие или добытые из земной коры могут иметь повышенный уровень радиации. Поэтому неплохо контролировать её самостоятельно.
Чем проверить наличие радиации
Проверить уровень радиации может возникнуть при покупке новой квартиры, квартиры в неблагополучном районе или использовании подозрительных материалов на строительстве дома. У человека нет органов чувств способных почувствовать радиацию и оценить опасность. Поэтому для её обнаружения необходимо наличие специализированных приборов — дозиметров.
Бытовые дозиметры для измерения радиации
Они могут быть бытовыми, профессиональными, промышленными или военными. В качестве чувствительного элемента могут использоваться различные датчики: газоразрядные, сцинтилляционные кристаллы, слюдяные счётчики Гейгера-Мюллера, термолюминесцентные лампы, пин-диоды.
Для замеров в домашних условиях нам доступны бытовые дозиметры. В зависимости от прибора он может выводить показания на дисплей в мкЗв/ч или мкР/ч. Некоторые приборы более близкие к профессиональным могут показывать в обоих вариантах. Следует учитывать, что бытовые дозиметры имеют довольно высокий уровень погрешности измерений.
В чем измеряется радиация
Ежедневно мы сталкиваемся с электромагнитным излучением. Солнечные лучи и сияние свечи, а также фотоэффект, выбивающий из внешнего слоя атомов электроны или потоки нейтрино, пронизывающие материю вокруг и не задевающие обычные атомы вещества. Все эти явления можно назвать относительно безопасными для человека. Многие из них используются в научных целях. К примеру, изучение строения атомарного ядра и его элементов осуществляется в ЦЕРН при помощи ускорения нейтронов для бомбардировки атомов. Этот процесс приводит к искусственному распаду ядра на составляющие, благодаря чему возможно детальнее изучать его части. Однако распад атомарного ядра встречается не только в массивной конструкции адронного коллайдера. Явление, которое люди симулируют в этой огромной машине, имеет более естественное происхождение, чем может показаться на первый взгляд. Если присмотреться ближе к Солнцу, то можно понять, что во внутренностях звезды происходит непрерывный процесс выделения энергии. Измерение солнечной радиации показывает наличие широкого спектра неполяризованного дневного света, в состав которого входят специфические виды электромагнитного излучения.
Рисунок 1. Эрнест Резерфорд и современная АЭС, в работе которой используются открытия ученого
Данный процесс обусловлен постоянным столкновением ядер с их последующим слиянием и выделением во внешнюю среду излишних протонов, нейтронов и остаточной энергии в виде волнового излучения. После эксперимента Резерфорда (Рисунок 1), доказавшего, что атомы можно разделять на части, люди поняли, что могут использовать это в свою пользу. Так человечество узнало о другом типе реакции – распаде атомного ядра с выделением энергии и побочных продуктов. Впоследствии этот принцип начал применяться для создания атомных электростанций. Во время работы реактора происходит контролируемое разложение тяжелых ядер на более легкие. В промышленности применяются стержни с сердечником из таких элементов как уран, торий и плутоний. Отталкиваясь от температуры активной зоны, в качестве оболочки используется алюминий, цирконий, нержавеющая сталь и графит. Неприятным развитием событий может стать утечка истощенных топливных элементов и возникновение радиоактивного загрязнения.
Что такое радиация и зачем ее замерять
Механизм возникновения заряженной частицы весьма прост: при разрушении ядра излишки нейтронов, протонов и электронов выбрасываются во внешнюю среду. Некоторые из них опасны для человеческого организма, в то время как остальные не представляют опасности и могут быть даже полезны. Все зависит от длительности, проведенной под непосредственным влиянием облучающих факторов.
Рисунок 2. По мнению создателей комиксов, радиация даёт обычным людям суперсилу, но в жизни, к сожалению, всё не так радужно
Существует множество типов радиоактивного излучения, которые способен выявить прибор для измерения радиации:
Благодаря современным технологиям измерение радиации специализированными приборами способно выявить каждый из представленных видов излучения.
Но все эти действия возможны только благодаря знанию о том, в чем измеряется радиация, и какие системные единицы применяются для ее определения.
В чем измеряется радиация
Ионизация органических тканей приводит к нарушению механизмов регенерации клеточных структур и возникновению раковых опухолей.
Рисунок 4. Влияние превышения допустимых доз радиации на организм человека
Поэтому очень важно проводить измерение уровня радиации окружающей среды при подозрении на повышенный уровень загрязнения. Для удобства измерения была придумана единица измерения радиации, выражающая количество поглощенной биологическими тканями энергии – Зиверт. Количество накопительного облучения, которое будет безопасным для человека – это 3.5-4 мЗв в течение одного года (Рисунок 4). Помимо Зиверта, существуют и другие единицы измерения.
Каждая из них обладает своими особенностями, необходимыми для как можно более точного установления дозы облучения:
Приборы измерения радиации
Такой широкий спектр различного рода загрязнителей нуждается в весьма точном и выверенном измерении. Вне зависимости от того, быт это или же промышленные мощности, нужны эффективные методы измерения радиации. С этой целью были созданы дозиметры – приборы, обладающие рядом свойств, благодаря которым можно точно сказать, какому типу излучения подвергается определенный участок местности.
Рисунок 5. Полупроводниковый детектор (1), Газоразрядный детектор (2), Сцинтилляционный детектор (3)
Они бывают различных типов (Рисунок 5):
В чем измеряется радиация на мерной шкале каждого из них – те же Рентгены, Зиверты и Греи.
Бытовые дозиметры
Рисунок 6. Варианты бытовых дозиметров
Обычно ошибка лежит в пределе от 25% до 35%. Обусловлено подобное наличием только одной газоразрядной камеры, что также сказывается на продолжительности измерений – от 40 секунд. Такие устройства не считаются средствами точного измерения и не подлежат специальной сертификации в государственных органах (Рисунок 6). Их применение ограничивается собственными нуждами в быту. Государственные структуры не принимают в расчет показания бытовых дозиметров из-за низкой точности и больших погрешностей. Индивидуальные счетчики Гейгера можно приобрести в свободном доступе. К сожалению, они ограничены не только точностью, но и диапазоном замеряемых частот.
Профессиональные дозиметры
Профессиональные дозиметры (Рисунок 7) обладают рядом преимуществ по сравнению с бытовыми. Первое, бросающееся в глаза различие – более широкий диапазон измеряемых частот и высокая точность. При более детальном рассмотрении можно обнаружить дополнительно встроенные функции. К примеру, замер альфа-частиц, рентгеновских лучей, бета-облучения в зоне загрязнения. Конструкционные особенности высокочувствительных элементов позволяют сократить время анализа до нескольких секунд. Это способствует оперативному измерению в полевых условиях. Также программное обеспечение обладает функционалом, который обеспечивает гибкие настройки: например, сообщения по достижению определенной дозы радиации; индивидуальные сигналы оповещения для различных типов радиационного воздействия. Данный тип устройств подлежит государственному учету и сертификации в ряде некоторых стран.