Какие источники излучения являются самыми мощными

Радиация

Радиация — совокупность разновидностей ионизирующих излучений, т. е. микрочастиц и физических полей, способных ионизировать вещество.

излучение альфа-частиц – обладает сильной ионизацией – это достаточно тяжелые ядра гелия с положительным зарядом;
излучение бета-частиц – это поток заряженных электронов, по проникающей способности значительно превосходит альфа-частицы;
гамма-излучение – похоже на видимый световой поток, а по своей природе – это короткие волны электромагнитного излучения, способные проникать в окружающие предметы;
рентгеновское излучение – электромагнитные волны с меньшей энергией, чем гамма-излучение. Солнце – естественный и не менее мощный источник рентгеновских лучей, но слои атмосферы обеспечивают защиту от солнечного излучения;
нейтроны – электрически нейтральные частицы, которые возникают около работающих атомных реакторов. Доступ на такую территорию всегда ограничен.

Влияние радиационного излучения на здоровье человека зависит от его конкретного вида, периода времени и частоты воздействия.
Гамма-излучение для человека считается самым опасным.
Альфа-излучение, хотя и обладает малой проникающей способностью, опасно в случае попадания альфа-частиц непосредственно в организм человека (в легкие или пищеварительную систему).
При излучении бета-частиц необходимо защитить кожные покровы человека и не допустить их попадания внутрь.
При работе с рентгеновским оборудованием необходимо соблюдать меры защиты, поскольку излучение от него является мутагенным фактором, что приводит к мутации генов – изменению генетического материала клетки.

серьезные заболевания – лейкоз, рак (легких, щитовидной железы),
инфекционные осложнения, нарушение обмена веществ, катаракту,
генетические нарушения (мутации), врожденные пороки,
выкидыши и бесплодие.

Источники ионизирующего излучения в окружающей среде

Ионизирующее излучение — это широкое понятие, объединяющее альфа, бета, гамма, рентгеновское и нейтронное излучение. Под ним в науке понимают мощный поток энергии, способный отрывать или присоединять электроны к атомам. Это придает нейтральным, уравновешенным атомам и молекулам положительный или отрицательный электрический заряд, превращая их в ионы. По сравнению с нейтральными молекулами ионы обладают большей физической и химической активностью.

Разные вещества ионизируются неодинаково. Например, щелочным металлам для приобретения заряда, а точнее, для отрыва первого электрона, достаточно видимого света. Чтобы проделать то же с серебром, нужно втрое больше энергии.

Источники ионизирующего излучения бывают естественными, то есть, природными, и искусственными — созданными человеком. Естественные источники суммарно больше влияют на человека.

В первую очередь, это радионуклиды, которые есть в составе руд. Процессы выветривания выносят их в грунтовые и даже артезианские воды, в почву, в атмосферу.
Второй естественный источник ионизирующего излучения — космические лучи. Часть их поглощается атмосферой, но при этом образуются тритий, радиофосфор, радиоуглерод.

Оба вида природных источников ионизирующего излучения создают радиационный фон Земли и вносят в него примерно равный вклад.

Интенсивность естественного фона зависит от природных условий: высоты местности над уровнем моря и наличием поблизости залежей радиоактивных веществ либо газа радона.

Чем местность выше, а залежи ближе, тем выше фон, он может достигать 4 мЗв в год (как при миелографии — рентгенологическом исследовании спинного мозга).
На равнинах, далеких от залежей полезных ископаемых, естественный фон составляет не более 2 мЗв в год — как при компьютерной томографии головы, а зачастую и меньше.

Искусственные источники излучения используются в медицине и промышленности. Привычный рентгеновский аппарат – это искусственный источник ионизирующего излучения. Он не причиняет пациентам вреда, но, несомненно, воздействует на них. То же касается томографа, некоторых препаратов для контрастных рентгенологических или радиологических исследований.

Важный источник ионизирующего излучения – уголь и углеводороды – нефть и природный газ. Залегают они глубоко, но при добыче и транспортировке их влияние на радиационный фон становится заметным. При сжигании или переработке радиационный фон может снижаться, но не исчезает, поэтому выхлопные газы могут значительно повысить фон. Газы оседают вдоль дорог, и постоянный (его уже нельзя назвать естественным) радиационный фон в таких местах становится выше, хоть и незначительно.

Вклад в локальное повышение радиационного фона вносят:

энергетика (АЭС, автономные источники);
разведка, добыча и переработка полезных ископаемых;
пищевая и медицинская промышленность (стерилизация излучением);
медицина и фармакология (терапия и диагностика с применением источников радиации);
отрасли промышленности, где применяется радиационный неразрушающий контроль качества изделий;
транспорт (оборудование для досмотра пассажиров, перевозка радиоактивных материалов);
наука (различные исследовательские установки, радиоактивные метки и другие);
захоронение ядерных отходов.

Громкие ядерные события — катастрофы или испытания оружия — вносят небольшой вклад в статистику, на их долю приходится не более 1% от всего излучения искусственных источников. Однако именно они наносят наибольший вред здоровью людей: фон быстро поднимается до опасных значений.

Радиологический контроль — важный элемент охраны труда. Поиск источников ионизирующего излучения важен при подготовке к строительству, приобретении угодий, на которых планируется вести хозяйственную деятельность любого направления, а также при покупке жилья, если застройщик не предоставляет результаты исследования, выполненного сертифицированной лабораторией.

Бытовые источники радиации — минералы и украшения

Радиоактивные минералы не редкость — самым распространенным и опасным, на мой взгляд, является минерал чароит — красивый полудрагоценный камень, часто бывает инкрустирован в кольца, ожерелья и серьги. И хотя сам чароит не радиоактивен, в нем очень часто встречаются вкрапления радиоактивного тория-232 (обычно черные вкрапления). Несмотря на то, что радиоактивный фон от этих минералов и не сильно превышен относительно вышеперечисленного, ношение таких украшений солидно увеличивает дозовую нагрузку на человека.

Радиоактивный гранит — большинство гранита фонит из-за высокого содержания природного урана и тория. Существуют ГОСТы, не допускающие применения в строительстве жилых домов многих сортов гранита, но часто их не соблюдают и радиоактивные гранитные кухонные мойки, плиты, столы и подоконники годами облучают своих хозяев. Большую опасность могут представлять коллекции минералов, ведь не секрет, что на любой выставке минералов легко можно купить радиоактивные минералы (коих сотни разновидностей), некоторые из них достаточно опасны в неумелых руках. Например, некоторые ураносодержащие минералы могут быть достаточно радиоактивны и активно источать газ радон.

Радиоактивные минералы и украшения

Радиоактивность может быть не только у минералов, из которых изготавливают ядерное топливо для атомных электростанций. Иногда источником ионизирующего излучения может стать даже вполне безобидный минерал или самоцветный камень, который не является урановой рудой и из которого возможно изготовлена ваза, шкатулка или пепельница, стоящая где-нибудь на шкафу или это может быть камень, находящийся в ювелирном украшении. Давайте узнаем, что же является тому причиной. Некоторые природные минералы красивы и обладают неповторимой игрой рисунка и цветовой гаммы. Одним из таких минералов является чароит. Это поделочный камень различных оттенков фиолетового цвета довольно широко применяется в камнерезном деле.

Одной из особенностей чароита является то, что этот минерал может быть радиоактивным из-за присутствия в его массе включений минералов, содержащих торий и уран. В зависимости от места добычи, химического состава радиоактивность его может варьироваться в пределах от обычных фоновых значений, когда минерал не содержит опасных включений и до образцов, у которых мощность излучения превышает природный фон в несколько раз. Косвенным признаком того, что изделие из чароита может быть радиоактивным, это наличие в массе минерала темных и даже черных включений. Повышенный радиационный фон могут иметь и облицовочная плитка из натурального гранита, и даже камни, находящиеся в ювелирных украшениях. В этом случае имеет факт радиационного облагораживания драгоценных камней.

Иногда для того, чтобы изменить или усилить окраску драгоценного камня, его облучают различными видами радиоактивных излучений при помощи мощных ускорителей или даже ядерных реакторов. Таким образом, из низкосортного минерала удается сделать вполне достойный образец. Но дело в том, что после такой процедуры минерал может остаться слегка радиоактивным из-за наличия в его составе радиоактивных изотопов, образовавшихся после его облучения. Опасность таких украшений состоит в том, что они находятся в непосредственной близости от владелицы. Будь это перстень или кулон с радиационно-обработанным камнем, он день за днем облучает организм и доза, полученная от такого “подарка” в течение длительного времени, может быть значительной.

К сожалению, в результате эволюции человек не приобрел органа, который предупреждал бы нас о радиационной опасности, но это досадное упущение можно восполнить. Для этого не требуется развивать в себе экстрасенсорные чувства, а достаточно иметь дозиметр – прибор для обнаружения и измерения радиоактивного излучения. Прибор позволит вовремя обнаружить радиационную опасность и защитит от неприятных, а порой и опасных сюрпризов в виде украшений из радиационно-облагороженных минералов и других источников ионизирующего излучения, одними из которых могут быть даже предметы кухонной посуды или изделия из так называемого уранового стекла. Речь о такой «опасной посуде» пойдет в следующем разделе нашего каталога.

Ионизирующее излучение и его последствия для здоровья

Ионизирующее излучение – вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- и рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета- и альфа-частицы). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Нестабильные элементы, образующиеся при распаде и испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами.

Все радионуклиды идентифицируются уникальным образом по виду испускаемого ими излучения, энергии излучения и периоду полураспада.

Активность, используемая в качестве показателя количества присутствующего радионуклида, выражается в единицах, называемых беккерелями (Бк): один беккерель – это один акт распада в секунду. Периодом полураспада называют время, необходимое для того, чтобы активность радионуклида в результате распада уменьшилась наполовину от его первоначальной величины. Период полураспада радиоактивного элемента – время, в течение которого происходит распад половины его атомов. Оно может находиться в диапазоне от долей секунды до миллионов лет (например, период полураспада йода-131 составляет 8 дней, а период полураспада углерода-14 – 5730 лет).

Источники излучения

Человек каждый день подвергается воздействию естественного и искусственного излучения. Естественное излучение имеет много источников, включая более 60 природных радиоактивных веществ, присутствующих в почве, воде и воздухе. Главным источником естественного излучения является радон – природный газ, выделяющийся из горных пород и почвы. Радионуклиды ежедневно вдыхаются человеком из воздуха и поступают в пищеварительный тракт с пищей и водой.

Человек подвергается также воздействию естественной радиации космических лучей, особенно на большой высоте. В среднем 80% ежегодной дозы, которую человек получает от фонового излучения, приходится на естественные наземные и космические источники излучения. Уровни такого излучения варьируются в разных географических зонах, а в некоторых районах его уровень может быть в 200 раз выше среднемирового показателя.

На человека воздействует также излучение из искусственных источников различного происхождения, от производства атомной энергии до использования радиации в медицинских целях при диагностике и лечении заболеваний. Самыми распространенными на сегодняшний день искусственными источниками ионизирующего излучения являются медицинские устройства, в частности рентгеновские аппараты и компьютерные томографы.

Воздействие ионизирующего излучения

Человек может подвергаться воздействию ионизирующего излучения при различных обстоятельствах: в быту или общественных местах (облучение в общественных местах), на рабочем месте (профессиональное облучение) или при получении медицинской помощи (медицинское облучение).

Излучение может воздействовать на человека внутренними или внешними путями.

Внутреннее воздействие ионизирующего излучения имеет место при вдыхании радионуклидов, их поступлении в пищеварительный тракт или проникновении в кровоток (например, в результате инъекции, ранения). Внутреннее воздействие прекращается, когда радионуклид выводится из организма самопроизвольно (с экскрементами) или в результате лечения.

Внешнее радиоактивное заражение может возникать при оседании радиоактивных веществ из воздуха (пыль, жидкость, аэрозоли) на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела мытьем. Подвергнуться ионизирующему излучению можно также из внешнего источника, например при применении рентгеновского оборудования в медицинских целях. Внешнее облучение прекращается, когда его источник экранируется или человек покидает облучаемое поле.

Для целей защиты от радиации можно выделить три ситуации воздействия ионизирующего излучения: планируемое облучение, существующая подверженность и аварийное облучение. Планируемое облучение имеет место в ситуациях намеренного внедрения и использования источников излучения с определенными целями, например при медицинском применении таких источников для диагностики или лечения заболеваний у пациентов или их использовании на производстве или в ходе научных исследований. Существующая подверженность имеет место тогда, когда излучение уже присутствует и от него необходимо вырабатывать меры защиты; примерами служат воздействие радона в жилых и рабочих помещениях, а также воздействие фонового естественного излучения в окружающей среде. Ситуации аварийного облучения являются результатом непредвиденных происшествий, в частности ядерных аварий или злонамеренных действий, и требуют срочного принятия ответных мер.

На использование излучения в медицине приходится 98% всей дозы облучения населения из всех искусственных источников; оно составляет 20% от общего воздействия на население. Ежегодно в мире проводится более 4200 миллионов радиологических обследований в целях диагностики, 40 миллионов процедур с использованием ядерных материалов и 8,5 миллиона процедур лучевой терапии.

Последствия ионизирующего излучения для здоровья

Радиационное повреждение тканей и/или органов зависит от полученной дозы облучения или поглощенной дозы, которая выражается в грэях (Гр). Потенциальный ущерб от поглощенной дозы зависит от вида излучения и чувствительности различных тканей и органов.

Способность ионизирующего излучения причинить вред оценивается при помощи эффективной дозы. Единицей эффективной дозы, в которой учитывается вид излучения и чувствительность тканей и органов, является зиверт (Зв). Она позволяет измерять ионизирующее излучение с точки зрения потенциала нанесения вреда. Важным параметром, помимо количества радиации (дозы), является скорость поступления (мощность) дозы, которая выражается в микрозивертах в час мкЗв/час или миллизивертах в год (мЗв/год).

Облучение, превышающее определенные пороговые значения, может нарушить функционирование тканей и/или органов и вызвать острые реакции, такие как покраснение кожи, выпадение волос, радиационные ожоги или острый лучевой синдром. Эти реакции являются более выраженными при более высоких дозах и более высокой мощности дозы. Так, пороговая доза острого лучевого синдрома составляет приблизительно 1 Зв (1000 мЗв).

Если доза облучения является низкой и/или воздействует длительный период времени (низкая мощность дозы), обусловленный этим риск существенно снижается, поскольку в этом случае увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. При этом не исчезает риск возникновения долгосрочных последствий излучения, таких как катаракта или рак, которые могут проявиться спустя годы или даже десятилетия. Подобные последствия возникают не всегда, однако их вероятность пропорциональна дозе облучения. Риск последствий выше у детей и подростков, поскольку они гораздо более чувствительны к воздействию радиации по сравнению со взрослыми людьми.

Эпидемиологические исследования, проведенные среди подвергшегося облучению населения, например людей, выживших после взрыва атомной бомбы или получавших лучевую терапию, демонстрируют значительное увеличение риска развития рака при дозах выше 100 мЗв. По данным проведенных в последнее время эпидемиологических исследований среди лиц, подвергавшихся медицинскому облучению в детском возрасте (КТ в детском возрасте), риск развития онкологических заболеваний может повышаться даже при более низких дозах (в диапазоне 50–100 мЗв).

Воздействие ионизирующего излучения на плод в утробе матери может вызвать повреждение головного мозга плода при сильной дозе свыше 100 мЗв на 8–15 неделях беременности и 200 мЗв на 16–25 неделях беременности. В ходе исследований с участием беременных было установлено, что облучение до 8 недели или после 25 недели беременности не создает риска для развития головного мозга плода. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака после облучения плода в утробе матери аналогичен риску после облучения в раннем детском возрасте.

Деятельность ВОЗ

Деятельность ВОЗ направлена на повышение эффективности радиационной защиты пациентов, работников и населения во всем мире. Организация предоставляет государствам-членам научно обоснованные руководства, методики и специализированные рекомендации по актуальным вопросам защиты здоровья населения, связанным с воздействием ионизирующего излучения. Уделяя основное внимание медико-санитарным аспектам радиационной защиты, ВОЗ вырабатывает мероприятия по оценке радиационных рисков, их ограничению и распространению информации о них.

В соответствии с одной из своих основных функций – «установление норм и стандартов, содействие их соблюдению и мониторинг их осуществления» – ВОЗ совместно с семью другими международными организациями внесла вклад в разработку, продвижение и утверждение международных основных норм безопасности (ОНБ) и в настоящее время содействует внедрению ОНБ на территории своих государств-членов.