Ранее мы уже рассказали нашим подписчикам самые базовые сведения о радиации: https://vk.com/wall-33580882_564947

Ранее мы уже рассказали нашим подписчикам самые базовые сведения о радиации: https://vk.com/wall-33580882_564947
А также дали понимание о том, какие энергии характерны для частиц радиоактивного излучения: https://vk.com/wall-33580882_564980
Пора двигаться дальше - ближе к практической плоскости.

Как стало понятно из прошлой публикации, для испускаемых радиоактивными изотопами частиц характерны совершенно ничтожные по бытовым меркам энергии. Но радиация - это не какая-то магия смерти: чтобы убить человека, гамма-излучение должно передать телу примерно столько же энергии, сколько несёт пистолетная пуля!

Очевидно, что опасна не одна частица, а очень-очень большое их количество. А потому первый параметр радиоактивного вещества, который нам стоит знать - это его активность. Т.е. число радиоактивных распадов, которое происходит за единицу времени.

Исторически активность измеряли в кюри (Ки) - это активность одного грамма радия-226. Сейчас же, в системе СИ, принята другая единица активности - беккерель (Бк). 1 Бк - это один распад в секунду. 1 Ки = 37 ГБк, т.е. в одном грамме радия-226 ежесекундно происходит 37 миллиардов распадов.

Когда определяют степень загрязнения чего-либо радиоактивными изотопами, обычно говорят об удельной активности. Например, в одном литре питьевой воды должно содержаться не более 10 Бк цезия-137, т.е. допустимая удельная активность - 10 Бк/л. А в одном килограмме сушеных грибов допускается уже 2500 Бк цезия-137, т.е. там допустимая удельная активность составляет 2,5 кБк/кг. Килограмм бананов без какого-либо загрязнения имеет активность на уровне 130 Бк, т.е. 130 Бк/кг: в бананах много полезного калия, а весь природный калий немного радиоактивен из-за примеси калия-40.
Если речь идёт о загрязнении поверхности, то удельную активность считают на единицу площади. Например, в норме допустимо выпадение ежегодно до 24 кБк того же цезия-137 на каждый квадратный метр почвы, т.е. 24 кБк/м^2.

Далее нам стоит узнать, как много энергии излучения мы получили. Т.е. знать поглощённую дозу. Исторически поглощённую дозу измеряли в радах. 1 рад - это 0,01 Дж энергии на 1 кг массы тела. Сейчас, в системе СИ, используют грей (Гр) - 1 Дж/кг. Т.е. если человек массой 70 кг поглотил 70 Дж энергии от какой-либо радиации, то поглощённая доза у него - 1 Гр. Ну или 100 рад.

Если вспомнить первую публикацию, то можно заметить, что быстрые нейтроны в десять, а альфа частицы - в двадцать раз разрушительнее бета- и гамма-излучения при равной энергии. Чтобы учесть это придумана эквивалентная доза. Исторически она измерялась в "биологических эквивалентах рада" - бэрах. Сейчас вместо неё используют зиверты (Зв). 1 бэр - это такая доза любого излучения, которая нанесёт тот же вред здоровью, что и 1 рад гамма-излучения. 1 Зв, соответственно, такая доза любого излучения, которая нанесёт вред, аналогичный 1 Гр гамма-излучения. 1 Зв = 100 бэр.

В тех же бэрах и зивертах измеряется эффективная доза: эта величина учитывает не только особенности конкретного типа излучения, но и то, какие органы подверглись облучению, а какие - нет. Если человек облучился равномерно, каждый участок тела получил одинаковую поглощённую дозу одного и того же излучения, то эффективная и эквивалентная дозы совпадают. В противном случае возможны различия, т.к. руки, например, очень стойкие к радиации, а вот спинной мозг - прямо наоборот.

Как не сложно догадаться, эффективную дозу сложнее всего выяснить, но именно она определяет то, какие последствия будут для организма.
При эффективной дозе в 1 Зв/100 бэр может начаться острая лучевая болезнь. При дозе в 4 Зв/400 бэр половина людей умирает в течении примерно месяца после облучения. Чтобы получить такую дозу при равномерном облучении среднему мужчине массой 75 кг нужно поглотить 300 Дж гамма-излучения - как энергия пули Макарова. При дозе в 10 Зв/1000 бэр развивается кишечная форма острой лучевой болезни - шансы на выживание, даже при качественном лечении, стремятся к нулю. Такую дозу получит средний мужчина, поглотивший 750 Дж гамма-излучения - как энергия пули револьвера .357 Magnum.

Впрочем, описанные выше ужасные последствия происходят только при быстром наборе дозы - за несколько часов или ещё быстрее, когда у организма нет времени восстанавливать повреждения. Т.е. важна не только сама доза, но и мощность дозы - то, какую дозу человек получает за единицу времени. Чаще всего единицей времени выбирают час, т.е. измеряют мощность поглощённой дозы в рад/ч или Гр/ч, а эквивалентной и эффективной - в бэр/ч и Зв/ч. Впрочем, 1 Зв/ч - это очень и очень большая мощность дозы, да и 1 рад/ч - тоже немало. На практике чаще всего используются миллионные доли этих единиц: мкрад/ч, мкбэр/ч, мкГр/ч и мкЗв/ч.

Нормальный фоновый уровень гамма-радиации на улице обычно находится в пределах 5-15 мкрад/ч, 0,05-0,15 мкГр/ч, 5-15 мкбэр/ч и, соответственно, 0,05-0,15 мкЗв/ч. По нормативам в помещениях, за счёт природных радиоактивных изотопов в стройматериалах, допускается уровень радиации, который на 0,20 мкЗв/ч выше, чем на улице в этой местности. К счастью, на практике разница обычно не превышает 0,05 мкЗв/ч, так что у вас дома, скорее всего, уровень гамма-излучения укладывается в 0,10-0,20 мкЗв/ч. Если уровень радиации оказался более 0,30 мкЗв/ч, то это уже повод обратиться в санэпидемстанцию. Но не стоит пугаться, если такие показания дозиметр выдал где-нибудь в общественном месте: гранитная облицовка, используемая, например, в подземных переходах, на станциях метро, вокруг памятников и т.д., легко может создавать фон в 0,50, а то и 0,60-0,70 мкЗв/ч - это нормально. Предполагается, что вы не будете жить в подземном переходе, а потому существенного облучения не получите. Но вот уровень радиации в районе 1,00 мЗв/ч и выше однозначно говорит о необходимости вызова МЧС: в норме такие мощности дозы бывают только на специализированных объектах. Ну и в салоне летящего самолёта, кстати: на большой высоте атмосфера уже не так эффективно поглощает космическое излучение, так что уровень радиации возрастает.

Так, ну а где же рентгены? - спросит любопытный читатель. Рентген (Р) - это единица так называемой экспозиционной дозы. Это то, сколько ионов рентгеновское и гамма-излучение рождает в сухом воздухе. Конкретнее 1 Р - это 2 082 000 000 пар ионов на 1 кубический сантиметр сухого воздуха при нормальном давлении. В рентгенах принципиально не может измеряться никакое излучение, кроме рентгеновского и гамма! Ну и даже в случае гамма-излучения воздух - это не человек... На заре развития ядерной физики радиацию очень часто измеряли в рентгенах, т.к. экспозиционную дозу можно очень точно измерить с помощью весьма простых датчиков - ионизационных камер. Но сейчас экспозиционную дозу используют разве что "по старой памяти", чтобы простому обывателю было привычнее.
Известно, что сухой воздух, получивший экспозиционную дозу в 1 Р, получает поглощённую дозу 8,8 мГр (8800 мкГр) или 0,88 рад. Ну а одновременно с поглощённой дозой в 1 Гр воздух получает экспозиционную дозу в 114 Р (1 рад даёт 1,14 Р). Учитывая, что дозиметры зачастую имеют погрешность в районе +/-20% или даже более, зачастую считают, что 1 Р = 1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Зв. Но, разумеется, это лишь условность. Правильный пересчёт рентгенов (которые, напомню, определены для воздуха) в зиверты (которые определены для человека) требует знания точного спектра излучения.

Ну что же, теперь вы можете разобраться во всех тех хитросплетениях чисел, что нам сообщают СМИ и должностные лица, комментируя радиационные инциденты, и готовы двигаться дальше!

#радиация #радиоактивность #ликбез #безопасность

Напоминаем, что вы можете включится в разработку нашей Программы, один из пунктов которой: "1.3. Гражданская безопасность - от пожара и техногенных катастроф".