Альфа-частица
А́льфа-части́ца (α-частица) — положительно заряженная частица, образованная двумя протонами и двумя нейтронами; ядро атома гелия-4 ( ). Альфа-частицы могут вызывать ядерные реакции; в первой искусственно вызванной ядерной реакции (Э. Резерфорд, 1919, превращение ядер азота в ядра кислорода) участвовали именно альфа-частицы. Поток альфа-частиц называют альфа-лучами или альфа-излучением.
Краткие факты: Символ:, Ядро изотопа: .
- 1 Образование
- 2 Свойства
- 3 Проникающая способность
- 4 Детектирование
- 5 Воздействие на электронику
- 6 Воздействие на человека
Образование [ ]
[1] Альфа-частицы возникают при альфа-распаде ядер, при ядерных реакциях и в результате полной ионизации атомов гелия-4. Например, в результате взаимодействия ядра лития-6 с дейтроном могут образоваться две альфа-частицы: 6 Li+ 2 H= 4 He+ 4 He. Альфа-частицы составляют существенную часть первичных космических лучей; большинство из них являются ускоренными ядрами гелия из звёздных атмосфер и межзвёздного газа, некоторые возникли в результате ядерных реакций скалывания из более тяжёлых ядер космических лучей. Альфа-частицы высоких энергий могут быть получены с помощью ускорителей заряженных частиц.
Свойства [ ]
[2] Масса альфа-частицы составляет 4,001506179125(62) атомной единицы массы (около 6,644656⋅10 −27 кг), что эквивалентно энергии 3,727379240(82) ГэВ. Спин и магнитный момент равны нулю. Энергия связи составляет 28,11 МэВ (7,03 МэВ на нуклон). Заряд альфа-частицы равен удвоенному элементарному заряду, или примерно 3,218·10 −19 Кл.
Проникающая способность [ ]
[3] Тяжёлые заряженные частицы взаимодействуют в основном с атомными электронами и поэтому мало отклоняются от направления своего первоначального движения. Вследствие этого пробег тяжёлой частицы R измеряют расстоянием по прямой от источника частиц до точки их остановки. Обычно пробег измеряется в единицах длины (м, см, мкм), а также поверхностной плотности материала (или, что равнозначно, длины пробега, умноженной на плотность) (г/см 2 ). Выражение пробега в единицах длины имеет смысл для фиксированной плотности среды (например, часто в качестве среды выбирается сухой воздух при нормальных условиях). Физический смысл пробега в терминах поверхностной плотности — масса единицы площади слоя, достаточного для остановки частицы.
Подробнее: Среда, Энергия α-частиц, МэВ .
Детектирование [ ]
[4] Детектируются альфа-частицы с помощью сцинтилляционных детекторов, газоразрядных детекторов, кремниевых pin-диодов (поверхностно-барьерных детекторов, нечувствительных к бета- и гамма-излучению) и соответствующей усилительной электроники, а также с помощью трековых детекторов. Для детектирования альфа-частиц с энергиями, характерными для радиоактивного распада, необходимо обеспечить малую поверхностную плотность экрана, отделяющего чувствительный объём детектора от окружающей среды. Например, в газоразрядных детекторах может устанавливаться слюдяное окно с толщиной в несколько микрон, проницаемое для альфа-частиц. В полупроводниковых поверхностно-барьерных детекторах такой экран не нужен, рабочая область детектора может непосредственно контактировать с воздухом. При детектировании альфа-активных радионуклидов в жидкостях исследуемое вещество смешивается с жидким сцинтиллятором.
В настоящее время наиболее распространены кремниевые поверхностно-барьерные детекторы альфа-частиц, в которых на поверхности полупроводникового кристалла с проводимостью p-типа создаётся тонкий слой с проводимостью n-типа путём диффузионного введения донорной примеси (например, фосфора). Приложение обратного смещения к p-n-переходу обедняет чувствительную область детектора носителями заряда. Попадание в эту область альфа-частицы, ионизирующей вещество, вызывает рождение нескольких миллионов электронно-дырочных пар, которые вызывают регистрируемый импульс тока с амплитудой, пропорциональной количеству родившихся пар и, соответственно, кинетической энергии поглощённой альфа-частицы. Поскольку обеднённая область имеет очень малую толщину, детектор чувствителен лишь к частицам с высокой плотностью ионизации (альфа-частицы, протоны, осколки деления, тяжёлые ионы) и малочувствителен к бета- и гамма-излучению.
Воздействие на электронику [ ]
[5] Вышеописанный механизм рождения электронно-дырочных пар альфа-частицей в полупроводниках может вызвать несанкционированное переключение полупроводникового триггера при попадании альфа-частицы с достаточной энергией на кремниевый чип. При этом единичный бит в памяти заменяется нулевым (или наоборот). Для уменьшения количества таких ошибок материалы, используемые в производстве микросхем, должны обладать низкой собственной альфа-активностью.
Воздействие на человека [ ]
[6] Альфа-частицы, образованные при распаде ядра, имеют начальную кинетическую энергию в диапазоне 1,8—15 МэВ. При движении альфа-частицы в веществе, она создаёт сильную ионизацию окружающих атомов, и в результате этого очень быстро теряет энергию. Энергии альфа-частиц, возникающих в результате радиоактивного распада, не хватает даже для преодоления мёртвого слоя кожи, поэтому радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Внешнее альфа-облучение опасно для здоровья только в случае высокоэнергичных альфа-частиц (с энергией выше десятков МэВ), источником которых является ускоритель. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутрь тела, когда облучению подвергаются непосредственно живые ткани организма, весьма опасно для здоровья, поскольку большая плотность ионизации вдоль трека частицы сильно повреждает биомолекулы. Считается, что при равном энерговыделении (поглощённой дозе) эквивалентная доза, набранная при внутреннем облучении альфа-частицами с энергиями, характерными для радиоактивного распада, в 20 раз выше, чем при облучении гамма- и рентгеновскими квантами. Однако линейная передача энергии высокоэнергичных альфа-частиц (с энергиями 200 МэВ и выше) значительно меньше, поэтому их относительная биологическая эффективность сравнима с таковой для гамма-квантов и бета-частиц.
Таким образом, опасность для человека при внешнем облучении могут представлять α-частицы с энергиями 10 МэВ и выше, достаточными для преодоления омертвевшего рогового слоя кожного покрова. В то же время большинство исследовательских ускорителей α-частиц работает на энергиях ниже 3 МэВ.
Гораздо бо́льшую опасность для человека представляют α-частицы, возникающие при альфа-распаде радионуклидов, попавших внутрь организма (в частности, через дыхательные пути или пищеварительный тракт). Достаточно микроскопического количества α-радиоактивного вещества (например полония-210), чтобы вызвать у пострадавшего острую лучевую болезнь, зачастую с летальным исходом.
Какие заряды имеют альфа частица и атом
Физика ХХ века > Строение атома. Радиоактивность > Альфа-частица ( α ), бета-частица ( β ) , гамма-излучение ( γ )
| Содержание |
| Альфа-частица (α) — ядро атома гелия 4 2He. Имеет массу 4 а.е.м. = 6,68 . 10 -27 кг. Имеет заряд +2е = 3,2 . 10 -19 Кл. Состои из двух протонов 1 1Н и двух нейтронов 1 0n. Отклоняется магнитным (по правилу левой руки) и электрическим (в направлении силовых линий) полями. Обладает слабой проникающей способностью (например, легко задерживается листом бумаги) Бета-частица ( β ) — электрон 0 -1e. Имеет массу 1/1840 а.е.м. = 9,1 . 10 -31 кг. Имеет заряд е = -1,6 . 10 -19 Кл. Отклоняется магнитным (против правила левой руки) и электрическим (против направления силовых линий) полями. Проникающая способность лучше, чем у α — частиц (задерживается металлической пластинкой толщиной в несколько мм). Гамма-излучение ( γ ) — электромагнитные волны 0 0γ. Обладают очень высокой проникающей способностью. Не имеет массы покоя. Не имеет заряда. Не отклоняется ни магнитным, ни электрическим полями. Обладает сильной приникающей способностью (свинцовая пластина толщиной в 1 см не является для него заметным препятствием, ослабляя γ — излучение лишь в два раза) Дополнительно см. фильмы «Явление радиоактивности», «Проникающая способность радиоактивных излучений» |
Радиационная безопасность
Ионизирующее излучение (далее — ИИ) – это излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков, то есть к ионизации среды (см. рисунок 1). Такими свойствами обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи и др. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение не относят к ионизирующим излучениям.
По виду частиц, входящих в состав ИИ, различают 3 основных вида радиоактивного излучения:
- Альфа-излучение – представляет собой поток альфа-частиц (ядер атомов гелия). Относятся к сильно ионизирующим частицам, быстро теряющим свою энергию при взаимодействии с атомами вещества. По этой причине альфа-излучение имеет маленькую проникающую способность (путь в веществе) и не способно проникнуть даже через слой обычной бумаги или кожу человека. Альфа-частицы опасны лишь при внутреннем облучении органов и тканей.
- Бета-излучение – представляет собой поток электронов. Из-за более низкой, чем у альфа-частиц, ионизирующей способности могут преодолеть большее расстояние в веществе (2-3 см. в биологической ткани).
- Гамма-излучение не состоит из частиц как альфа- и бета-излучения. Оно, так же как и свет Солнца, представляет собой электромагнитную волну, распространяющуюся со скоростью света. Ионизирующая способность гамма-излучения низка. Проникающая способность – самая большая (в биологических тканях гамма-кванты не задерживаются).
Также существует нейтронное излучение, но о нем немного позже.
Что такое нейтронное излучение?
Нейтронное излучение – это ядерное излучение, состоящее из потоков частиц с нейтральным зарядом (нейтронов). Проникающая способность нейтронов очень велика по причине отсутствия заряда и, как следствие, слабого взаимодействия с веществом. Но важно отметить, что характер взаимодействия нейтронов со средой сильно зависит от энергии частиц. По этой причине нейтроны разделяют на группы в зависимости от их энергии. Основные из них это тепловые и быстрые нейтроны. При этом энергия быстрых нейтронов в миллиарды раз больше энергии тепловых нейтронов. Больше – значит лучше!?
Но не в этом случае. Так, быстрые нейтроны, сталкиваясь со значительным количеством нуклонов (общее название для протонов и нейтронов в ядре), замедляются, а более медленные (тепловые) нейтроны, могут «спокойно» подойти к ядру и быть захваченными им, в результате происходит реакция превращения элемента. Именно эта реакция проложила дорогу к созданию ядерного реактора. В настоящее время тепловые нейтроны имеют большое значение не только для работы ядерных реакторов. Они широко используются для получения радиоактивных изотопов, изучения свойств ядер, структурного исследования кристаллов, исследования динамики атомов твердых тел, свойств молекул и т.д. узнать больше
Каковы медицинские аспекты воздействия ионизирующего излучения?
Радиоактивность – это самопроизвольное превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом. Радиоактивность — не новое явление. Оно существовало во Вселенной всегда. Радиоактивные материалы входят в состав Земли, и даже человек слегка радиоактивен, т.к. в любой живой ткани присутствуют в малейших количествах радиоактивные вещества.
Радиация для большинства людей — предмет непонятный. Радиация невидима и неосязаема, именно поэтому человек готов предполагать самое худшее, когда речь заходит о влиянии радиации на здоровье. Этот страх, в свою очередь, успешно эксплуатируется недобросовестными политиками, экологами и средствами массовой информации, которые заботятся не о том, чтобы правдиво и адекватно разъяснить населению, что же в действительности представляет собой радиация; наоборот, им зачастую выгодно создать вокруг этого явления негативный, зловещий ореол.
А если взглянуть с научной точки зрения — что же известно о действии ионизирующего излучения на организм человека?
Живая клетка на 60–70% состоит из воды. Поэтому поток частиц ионизирующего излучения, проникая в организм, взаимодействует, прежде всего, с водой, что приводит к ее радиационному разложению — этот процесс называется радиолизом воды.
Под действием радиации в клетках живых организмов образуются чужеродные химические соединения. Продукты радиолиза «атакуют» молекулярные структуры клеток, разрушают их, прерывают нормальное течение внутриклеточных процессов. В итоге, нормальное функционирование клеток нарушается, и при определенных дозах они гибнут. Но клетки человеческого организма обладают способностью «залечивать» радиационные повреждения.
Действительно, человек постоянно подвергается воздействию природной радиации, и в среднем облучается в год на 3,95 мЗв*. Кроме того, на Земле есть регионы, где природный фон превышает среднее по планете значение в разы и в десятки раз: в их число входят некоторые районы Франции, Финляндия, Швеция, Алтайский край, прибрежные территории юго-запада Индии, некоторые курорты Бразилии.
Миллионы жителей нашей планеты испытывают повышенную радиационную нагрузку за счет природных факторов, при этом, радиация не оказывает никакого влияния на их здоровье. Более того, многие районы с повышенным радиационным фоном являются признанными курортами (например, та же Финляндия, Кавказские Минеральные Воды, Карловы Вары и пр.).
Если перейти от слов к цифрам, то следует отметить следующее. Российские нормы — одни из самых жестких в мире. Так, Международное Агентство по Атомной Энергии (МАГАТЭ) признает безопасной для здоровья годовую дозу 50 мЗв. По российским нормам предельная годовая доза для персонала АЭС, работающего непосредственно в условиях воздействия ионизирующего излучения, составляет 20 мЗв. Контрольный уровень дозы, установленный в НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ, составляет 18 мЗв. Облучение персонала контролируется с помощью современных индивидуальных дозиметров — специальных приборов, которые выдаются каждому сотруднику перед входом в «грязную» зону и выводят информацию на цифровое табло. Такие же дозиметры выдаются и экскурсионным группам, посещающим ядерные установки.
Необходимо также помнить, что в НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ достаточно большой штат сотрудников, много отделов, множество видов работ, в большей части которых исключены дозовые нагрузки. Например, персонал, работающий в административном корпусе, вообще не подвергается облучению. Самые большие дозы получают рабочие, которые выполняют ремонтные работы на радиоактивно загрязненном оборудовании — на них приходится более 70% коллективной дозы. Но и они получают меньше установленной в Институте пороговой безопасной дозы в 18 мЗв в год.
* — по данным Федерального государственного статистического наблюдения за 2010 год (Информационный сборник: «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году»).
Какие источники ионизирующего излучения есть в НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ?
НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ – многопрофильный научный центр, на территории которого расположилось несколько научно-исследовательских комплексов и установок.
Высокопоточный реактор ПИК
Реактор ПИК по своим параметрам должен стать одним из лучших пучковых исследовательских реакторов в мире. На данный момент пучковых реакторов подобного класса в мире по пальцам пересчитать: HFR (Франция), модернизированный HFIR (США), FRM II (Германия). Не трудно заметить, что ввод в эксплуатацию реакторного комплекса ПИК обеспечит существенное увеличение доли России на мировых рынках оказания высокотехнологичных услуг по использованию нейтронных и ядерных методов в разработке новых материалов и изделий.
Большинство экспериментов на новом реакторе будет выполняться на выведенных нейтронных пучках. Развитая система нейтроноводов обеспечит одновременную работу до 40 экспериментальных станций.
Реактор ВВР-М
На реакторе ВВР-М уже более 50 лет идет активное и успешное освоение техники генерации холодных и ультрахолодных нейтронов. В настоящее время развернуты работы в области ядерной физики, физики твердого тела, воздействия излучения на электрические, механические и оптические свойства материалов. Кроме того, молодые специалисты установки, ставшие за короткий срок опытными операторами, ведут плодотворные исследования по физике и технике реактора, совершенствуют отдельные системы управления и защиты, исследуют водный режим, разрабатывают методики измерения активностей и загрязненностей и т.д.
Научно-исследовательский ускорительный комплекс СЦ-1000
Протонный синхроциклотрон СЦ-1000 является одной из базовых установок Института. Был введен в эксплуатацию в 1970 году и к сегодняшнему дню прошел уже несколько модернизаций.
Научно-исследовательский комплекс на базе СЦ-1000 используется для исследований в области физики элементарных частиц, структуры атомного ядра и механизма ядерных реакций, физики твердого тела, а также в области прикладной физики.
Циклотрон Ц-80
Изохронный ускоритель протонов обеспечит производство чистых радионуклидов для медицины и лечения офтальмологических больных методами протонной терапии. Комплексный пуск систем Ц-80 был произведен в декабре 2013 года. Циклотроны Ц-80 предвещают мировые позиции по производству сверхчистых радионуклидов.
Как защищены жители г. Гатчина и окружающая среда от воздействия ядерных установок НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ?
Ядерные установки НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ эксплуатируются надежно и безопасно, что подтверждается результатами регулярных проверок независимых органов (Ростехнадзор). Высокая степень безопасности обеспечена множеством факторов. Основной из них – последовательная реализация концепции глубоко эшелонированной защиты. Она основана на применении следующих систем:
- физические барьеры на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду (матрица тепловыделяющих элементов, оболочки тепловыделяющих элементов, корпус реактора, защитные боксы и трубные коридоры с поддонами, контаймент);
- технические и организационные меры по защите этих барьеров и сохранению их эффективности;
- организационные меры по защите персонала, населения и окружающей среды.
Принцип глубокоэшелонированной защиты предполагает также наличие такой концепции безопасности, которая предусматривает не только средства предотвращения аварий, но и средства управления последствиями аварий, обеспечивающих локализацию радиоактивных веществ в пределах гермооболочки.
Необходимо отметить также применение активных (то есть требующих вмешательства человека и наличия источника энергоснабжения) и пассивных (не требующих вмешательства оператора и источника энергии) систем безопасности. Кроме того, в НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ развита культура безопасности на всех этапах жизненного цикла: от выбора площадки (обязательно только в тех в местах, где отсутствуют запрещающие факторы) до вывода из эксплуатации.
Для защиты реактора от внешних воздействий сооружен железобетонный контейнер, часть которого находится внутри здания. При этом контейнер рассчитан на то, чтобы выдерживать колоссальные нагрузки – падение самолета, смерч, ураган, землетрясение или взрыв. Помимо основных функций, контейнер используется в качестве комплекса герметичных помещений (системы удержания радиоактивности).
На территории НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ и в близлежащих районах ведется мониторинг радиационной обстановки. Контроль радиационной обстановки осуществляет отдел радиационной безопасности Института. Подробнее — читать ответ на вопрос 6.
Как и чем обеспечивается контроль радиационной безопасности в НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ?
Обеспечение радиационной безопасности при эксплуатации установок является важной и приоритетной задачей персонала НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ. Персоналом отдела радиационной безопасности управления ядерной и радиационной безопасности Института и объектовых служб радиационной безопасности ведется постоянный контроль за радиационной обстановкой как на отдельных установках и территории института, так и на территории санитарно-защитной зоны (СЗЗ) Института и за её пределами. Граница санитарно-защитной зоны Института по радиационному, физическому (не радиационному) и химическому факторам воздействия на население представляет собой форму неправильного эллипса с радиусами R1 = 1.1 км вокруг трубы реактора ВВР-М и R2 = 0.9 км вокруг трубы реактора ПИК.
Параметры радиационной обстановки отслеживаются за счет:
- индивидуального дозиметрического контроля персонала;
- отбора проб воздуха из рабочих помещений радиационных объектов;
- контроля гамма-нейтронных полей;
- контроля загрязнения радиоактивными веществами кожных покровов, спецодежды, обуви, средств индивидуальной защиты персонала, рабочих поверхностей оборудования и помещений;
- контроля выбросов и сбросов радиоактивных веществ в окружающую среду;
- использования автоматизированной системы мониторинга радиационной обстановки (АСМРО);
- отбора проб окружающей среды на территории института, СЗЗ и за её пределами.
Радиационный контроль осуществляется с помощью стационарных блоков, устройств и установок; воздухоотборной системы; переносных и носимых приборов радиационного контроля.
Средние фоновые значения радиационной обстановки на территории Института, в СЗЗ и за её пределами находятся на уровне естественного радиационного фона порядка 0,12-0,16 мкЗв/ч (12-16 мкР/ч).
В Российской Федерации допустимые нормы облучения регламентируются Санитарными нормами и правилами СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/2009), согласно которым, годовая эффективная доза облучения населения не должна превышать 5 мЗв в год, а для персонала 50 мЗв в год. Данное ограничение дозы облучения не включает в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.
С радиационной обстановкой на территории Северно-Западного региона можно ознакомиться на карте радиационного фона Северно-Западного региона от ФГБУ «Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»
Кто и как контролирует безопасность ядерных установок НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ?
Ядерные установки (далее – ЯУ) на всех этапах своей жизнедеятельности обязаны удовлетворять установленным требованиям безопасности. Это достигается, в том числе, соблюдением требований норм и правил в области использования атомной энергии и условий действия выданных Институту лицензий на вид деятельности в области использования атомной энергии.
Контролирующим органом выступают Северо-Европейское Межрегиональное Управление по надзору за ядерной и радиационной безопасностью Ростехнадзора и Федеральное медико-биологическое агентство. Надзорные органы ставят для себя следующие основные задачи:
- следить за соблюдением требований ядерной, радиационной, технической и пожарной безопасности при обращении с ядерными материалами, а также с радиоактивными веществами и радиоактивными отходами;
- организовывать и осуществлять проверки (плановые и внеплановые инспекции) и контроль за соблюдением поднадзорными ЯУ и организациями законодательства Российской Федерации нормативных правовых актов, норм и правил в области использования атомной энергии, требований технических регламентов в области использования атомной энергии. Также проводятся проверки, направленные на оценку достоверности сведений, содержащихся в документах, обосновывающих обеспечение безопасности заявленной деятельности, представляемых организациями для получения лицензий Ростехнадзора;
- участвовать в рассмотрении документов и в работе комиссий в процессе выдачи определенным категориям работников разрешений на право ведения работ в области использования атомной энергии.
В каких отношениях НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ с экологическими движениями?
НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ находится в тесных партнерских отношениях с Гатчинским экологическим движением. Движение зародилось в 1990 году и поставило своей целью вложить в молодое поколение экологические знания, с самого раннего детства привить бережное отношение к природе и окружающей среде. На лекциях и семинарах Школьной Экологической Инициативы юные исследователи знакомятся с проблемами современной экологии и путями их решения в интересной творческой форме.
Экологическое движение выпускает собственную публикацию. Познакомиться подробнее с экологическим движением можно на их официальном сайте
Суммарная α-β радиоактивность
Описание: показатель, характеризующий радиационную безопасность водных ресурсов. Составляется из двух частей – альфа- и бета-активности.
Что такое α-радиоактивность
Под данным понятием подразумевается наличие радиоактивных веществ, чье излучение сопровождается выбросом альфа-частиц.
Альфа-частица – это мельчайшая частица, которая несет положительный заряд +2. Она состоит из двух протонов и двух нейтронов, что соответствует строению ядра гелия-4. Возникает при ядерных реакциях, ионизации гелия и распаде ядер тяжелых атомов. Основное свойство альфа-излучения – его малая проникающая способность, которая сильно зависит от плотности вещества и условий окружающей среды. К примеру, в воздушном пространстве альфа-излучение преодолевает от 25 до 105 миллиметров, а при контакте с человеческим организмом извне неспособно даже преодолеть эпителий.
α-радиоактивность в воде
Причиной обнаружения альфа-частиц в воде являются вещества, которые служат источником ионизирующего излучения. В их числе:
Следовательно, причиной радиоактивности воды может служить нахождение источника проб в зоне залегания подобных элементов и их изотопов. Кроме того, в теории излишняя радиоактивность может иметь место при нарушениях в хранении ядерного топлива, охлаждении реакторов АЭС и неправильной утилизации отходов. Однако на практике опасность радиации настолько очевидна, что за соблюдением таких правил строго следят.
Влияние альфа-радиоактивности на организм
Как уже было сказано, даже при интенсивном альфа-облучении извне для человеческого организма может не наступить неприятных последствий, поскольку кинетической энергии α-частицы не хватит даже для того, чтобы проникнуть через омертвевшую кожу.
Однако при концентрации таких частиц в употребляемой воде опасность значительно возрастает, так как они уже могут воздействовать непосредственно на органы. Даже микроскопического количества радионуклида будет достаточно, чтобы спровоцировать развитие острой лучевой болезни. Если же речь идет только о наличии альфа-радиоактивности, то побочным эффектом будет повреждение биомолекул.
Что такое β-радиоактивность
Бета-частицы представляют собой частицы с отрицательным зарядом, которые выходят из ядер нестабильных элементов при процессе бета-распада. Чаще всего речь идет об электроне с зарядом -1, но иногда источником может быть и его античастица – позитрон с зарядом +1.
В отличие от альфа-частиц, электроны и позитроны обладают увеличенной проникающей силой – в воздухе она составляет от 0,04 до 170 метров, в воде – до 19 см, а в алюминии – до 4,3 см, следовательно, такие вещества уже способны проникать в организм даже извне и оказывать на него разрушающее воздействие.
β-радиоактивность в воде
Причиной распространения бета-частиц в воде также служат атомы, участвующие в процессе β-распада. К ним относятся:
- Тритий (водород-3)
- Стронций-90
- Плутоний-238
- Иттрий-90
- Криптон-85
- И другие атомы или их изотопы
Воздействие бета-частиц на организм
В отличие от альфа-излучения, β-частицы способны проникать сквозь ткани, поэтому угроза для человеческого организма высока. При внешнем воздействии могут останавливаться одеждой, а на открытых участках вызывать ожоги кожи. При попадании внутрь организма практически не встречает препятствий и вызывает необратимые изменения в системе кроветворения и клетках слизистых оболочек и нервной системы. Большая доза облучения приводит к развитию ОЛБ.
Нормирование
Санитарными нормами и правилами не нормируется такой показатель, как суммарная радиоактивность, однако он может использоваться для того, чтобы убедиться в полном отсутствии радиации в воде или том, что ее уровень не превышает величины природного фона. Если же загрязнение будет обнаружено, потребуется провести дополнительное исследование, чтобы определить, какие именно частицы ионизируют воду и не превышает ли их концентрация ПДК.
Согласно требованиям российского СанПиН, предельная величина радиоактивности для питьевой воды составляет:
- Альфа активность – до 0,2 Бк/кг
- Бета активность – до 1,0 Бк/кг
Способы очистки
Очистка воды от радионуклидов называется дезактивацией. Важно помнить, что альфа- и бета-частицы имеют свой заряд, что делает способы их удаления сходными со способами очистки от ионов. Для дезактивации воды применяются следующие методы:
- Ионный обмен
- Фильтрование
- Перегонка
При использовании технологий дезактивации важно своевременно менять картриджи и прочие элементы, а также проводить регулярную проверку воды на выходе из сооружений на наличие ионизирующих частиц, чтобы убедиться в эффективности очистки.
О компании
за 5 минут