Le rayonnement est pas toujours terribles: tout ce que vous vouliez savoir à ce sujet

Qu'est - ce que le rayonnement? On appelle les différents types de rayonnements ionisants, qui est celui qui est capable d'arracher des électrons d'atomes du matériau. Trois principaux types de rayonnements ionisants est généralement désignés par les lettres grecques alpha, bêta et gamma. Le rayonnement alpha - un courant d'hélium-4 noyaux (pratiquement tout l'hélium des ballons était une fois le rayonnement alpha), bêta - un flux d'électrons rapides (positrons moins), et gamma - un flux de photons de haute énergie. Un autre type de rayonnement - flux de neutrons. rayonnement (sauf pour X-ray) ionisant - le résultat de réactions nucléaires, donc pas de téléphones portables ou les fours à micro-ondes ne sont pas sa source.

arme chargée

De toutes les formes les plus importantes pour nous d'art, comme nous le savons, il est un film, un type de rayonnement - rayons gamma. Il a un pouvoir de pénétration très élevé, et théoriquement aucun obstacle ne peut le protéger complètement. Nous sommes constamment exposés à un rayonnement gamma, il vient à nous à travers l'épaisseur de l'atmosphère de l'espace, se brise à travers la couche de sol et les murs des maisons. Le revers de cette vsepronikaemosti - relativement faible action dommageable: à partir d'un grand nombre de photons, seule une petite partie du corps pour donner à votre énergie. Doux (faible énergie) des rayons gamma (et X) interagit essentiellement avec la matière, assommant des it électrons par l'effet photoélectrique, rigide - est dispersée par des électrons, tandis que le photon est pas absorbé et conserve une grande partie de leur énergie, de sorte que la probabilité de destruction des molécules dans un tel le processus est beaucoup moins.

Le rayonnement bêta dans leur impact proche du rayonnement gamma - il frappe également des électrons des atomes de carbone. Mais l'irradiation externe est complètement absorbé par la peau et le tissu le plus proche de la peau avant d'atteindre les organes internes. Cependant, ceci conduit au fait que les transferts d'électrons rapides de fil d'énergie significative des tissus irradiés, ce qui peut conduire à des brûlures ou de déclenchement rayonnement, telles que la cataracte.

Le rayonnement alpha transporte une quantité considérable d'énergie et beaucoup d'élan, ce qui lui permet de frapper les électrons des atomes et même les atomes des molécules. Par conséquent, ils ont provoqué la «destruction» est beaucoup plus - il est considéré que, en faisant passer le corps 1 J énergie alpha rayonnement provoque autant de dégâts que le 20 J dans le cas de rayonnement gamma ou bêta. Heureusement, le pouvoir de pénétration de particules alpha sont extrêmement faibles: ils sont absorbés par la couche supérieure de la peau. Mais en cas d'ingestion isotopes alpha-actifs sont extrêmement dangereux: rappelez-vous le thé infâme avec l'alpha-actif polonium 210, qui a été empoisonné Alexander Litvinenko.

danger Neutre

Mais la première place dans le classement du danger, bien sûr, tenir des neutrons rapides. Le neutron n'a aucune charge électrique et donc ne pas interagir avec les électrons et les noyaux avec - seulement avec le "contact direct". Le flux de neutrons rapides peut passer à travers la couche de matériau en moyenne de 2 à 10 cm, sans aucune interaction avec elle. Et dans le cas d'éléments lourds dans la face de l'âme, le neutron ne dévié sur le côté, presque sans perdre d'énergie. Et dans une collision avec un noyau d'hydrogène (proton) neutron passe environ la moitié de son énergie, frapper un proton de sa place. Il est le proton rapide (ou, dans une moindre mesure, l'élément de base d'une autre lumière) et provoque l'ionisation d'une substance, agissant comme un rayonnement alpha. En conséquence, le rayonnement neutronique, comme les rayons gamma peuvent facilement pénétrer dans le corps, mais il est presque complètement absorbé, la création d'un protons rapides, ce qui provoque une grande destruction. En outre, les neutrons - c'est la lumière qui est induite radioactivité dans les matériaux irradiés, qui est, se transforme en isotopes radioactifs stables. Ceci est un effet extrêmement désagréable: par exemple, un véhicule après un séjour dans le foyer de l'accident de rayonnement alpha, bêta et la poussière de gamma-actif peut être lavé, mais par neutrons fuite d'activation est impossible - respire le corps même (ce qui, soit dit en passant, a été fondée effet saisissant de la bombe à neutrons, activé par l'armure de réservoirs).

La nature du rayonnement de neutrons est très faible. En fait, le risque d'être soumis à lui existe seulement si une attaque nucléaire ou un accident grave à la centrale nucléaire pour faire fondre et de libérer dans l'environnement le plus du coeur du réacteur (et même alors que dans les premières secondes).

compteurs de décharge

Rayonnement peut être détecté et mesuré par les différents capteurs. Le plus simple d'entre eux - chambres d'ionisation, compteurs proportionnels et à décharge de gaz Geiger-Muller. Ils sont tube métallique à paroi mince avec le gaz (ou l'air), l'axe le long duquel le fil est tendu - électrode. Entre le boîtier et le fil est appliquée la tension et mesurer le flux de courant. La principale différence entre les capteurs que dans l'ampleur de la tension appliquée: avoir une chambre d'ionisation à haute tension à faible - compteur de décharge de gaz quelque part au milieu - un compteur proportionnel.

Les chambres d'ionisation et compteurs proportionnels aident à déterminer l'énergie qui transmet le gaz chaque particule. Geiger-Muller estime que des particules, mais la lecture de celui-ci est très facile à recevoir et à traiter: la puissance de chaque impulsion est suffisante pour l'amener directement au petit haut-parleur! Une question importante des compteurs de décharge - dépendance du taux de comptage de l'énergie de rayonnement au même niveau de rayonnement. Pour sa mise à niveau en utilisant des filtres spéciaux, en absorbant une partie de la gamma douce et le rayonnement bêta tous. Pour mesurer la bêta flux et les particules alpha rendre ces filtres amovibles. En outre, pour améliorer la sensibilité à un rayonnement bêta et alpha appliqué "comptes finaux»: il est un disque à fond comme une électrode et une deuxième électrode à fil hélicoïdal. Compteurs embout est fabriqué à partir d'un très mince (10? 20 microns) plaque de mica, qui passe facilement par rayonnement bêta doux, et même les particules alpha.

Semiconducteurs et scintillateurs

Au lieu de la chambre d'ionisation, on peut utiliser un capteur semi-conducteur. L'exemple le plus simple est une diode classique à laquelle une tension inverse: les particules en contact avec une jonction pn génère des porteurs de charge supplémentaires qui conduisent à l'apparition de l'impulsion de courant ionisant. Pour augmenter la sensibilité, utiliser ce qu'on appelle pin-diode, entre les couches où p- et n-couche semi-conductrice a un semi-conducteur non dopée relativement épaisse. De tels capteurs sont compacts et peuvent mesurer les particules d'énergie avec une grande précision. Mais le volume de leur zone sensible est faible, et donc la sensibilité est limitée. En outre, ils sont beaucoup plus coûteux que le gaz de décharge.

Un autre principe - le calcul et la mesure de la luminosité des foyers qui se produisent dans certaines matières dans l'absorption des rayonnements ionisants particules. Pour voir à l'œil nu, ces foyers est impossible, mais des dispositifs spéciaux très sensibles - tubes photomultiplicateurs - sont capables. Ils vous permettent même de mesurer la variation de la luminosité au fil du temps, ce qui caractérise la perte d'énergie de chaque particule individuelle. Les capteurs sur ce principe est appelé scintillateur.

radiant

Pour une protection contre les éléments lourds les plus efficaces gamma-rayonnement tels que le plomb. Plus le nombre d'éléments dans le tableau périodique, plus il semble que l'effet photoélectrique. Le degré de protection dépend de l'énergie de rayonnement des particules. Même plomb atténue le rayonnement de césium 137 (662 keV) est seulement deux fois pour chaque 5 mm de son épaisseur. Dans le cas du cobalt-60 (1173 et 1333 keV) pour doubler l'atténuation nécessaire au cours de centimètres de plomb. Seulement pour le rayonnement gamma mous, tels que le rayonnement de cobalt-57 (122 keV), une protection sérieuse et sera une mince couche assez de plomb: 1 mm lui affaiblir dix fois. Donc, costumes anti-radiation des films et des jeux informatiques, en réalité, ne protège que contre les rayons gamma mous.

Le rayonnement bêta est complètement absorbé par la protection d'une certaine épaisseur. Par exemple, la bêta-césium-137 rayonnement avec une énergie de 514 keV maximale (174 keV et moyenne) est complètement absorbé dans l'épaisseur de la couche d'eau de 2 mm ou 0,6 mm d'aluminium totale. Mais conduire à la protection contre les rayonnements bêta est pas nécessaire d'utiliser une inhibition trop rapide des bêta-électrons conduit à la formation d'un rayonnement X-ray. Afin d'absorber entièrement la lumière du strontium-90, il est nécessaire d'au moins 1,5 mm de plomb, mais formé à absorber les rayons X tout nécessaire centimètre!

D'un rayonnement alpha externe pour protéger la plus simple: il suffit de papier. Cependant, la majorité des particules alpha dans l'air ne passe pas, et cinq centimètres, de sorte que la protection peut être nécessaire, sauf dans le cas d'un contact direct avec la source radioactive. Beaucoup plus important pour la protection contre la pénétration des isotopes de l'alpha-actif dans le corps, qui utilise un masque respiratoire, et idéalement - une combinaison étanche à l'air avec le système respiratoire isolé.

Enfin, les neutrons rapides est préférable de protéger le matériau riche en hydrogène. Par exemple, les hydrocarbures, la meilleure option - polyéthylène. Essai de collision avec des atomes d'hydrogène, le neutron perd rapidement de l'énergie, ralentit, et il devient vite incapable de provoquer une ionisation. Cependant, ces neutrons activent peut toujours, qui est converti en un marqueur radioactif, les isotopes stables sont nombreux. Par conséquent, une protection neutronique est souvent le bore, qui absorbe très fortement si lent neutrons thermiques (appelés) ajouté. Hélas, l'épaisseur de polyéthylène pour une protection fiable doit être d'au moins 10 cm. Ainsi, il se révèle pas beaucoup plus léger qu'un plomb de protection contre les rayonnements gamma.

Comprimés de rayonnement

Le corps humain est plus de trois-quarts de l'eau, de sorte que l'action principale de rayonnements ionisants - radiolyse (décomposition de l'eau). Les radicaux libres résultants provoquent des réactions en cascade avalanche pathologiques à l'apparition des "fragments" secondaires. En outre, les dommages aux rayonnements des liaisons chimiques dans les molécules d'acides nucléiques, ce qui provoque la désintégration et dépolymérisation de l'ADN et de l'ARN. enzymes essentielles inactivés, ayant dans son groupe composition sulfhydryle - SH (adénosinetriphosphatase, suktsinoksidaza, hexokinase, carboxylase, cholinestérase). Dans ce cas violé les processus de biosynthèse et le métabolisme énergétique des organelles endommagées dans le cytoplasme sont libérés des enzymes protéolytiques, l'auto-digestion commence. Sont particulièrement à risque de cellules germinales, des cellules sanguines, des cellules progénitrices du tractus gastro-intestinal et des lymphocytes, mais les neurones et les cellules musculaires à des rayonnements ionisants sont tout à fait stables.

Les médicaments qui peuvent protéger contre les effets des rayonnements, ont été développés activement dans le milieu du XX e siècle. Plus ou moins efficace et adapté pour une utilisation de masse étaient juste quelques aminothiols tels que la cystamine, la cystéamine, aminoetilizotiurony. En fait, ils sont des donateurs - des groupes SH, les mettre sous un coup au lieu de "native".

Le rayonnement est tout autour de nous

Pour faire face à la radiation "face à face", l'accident est pas nécessaire. Les matières radioactives sont largement utilisés dans la vie quotidienne. La radioactivité naturelle a de potassium - un élément très important pour tous les êtres vivants. En raison de la "Fonit" faible impureté K-40 isotope dans le sel de potassium alimentaire naturel et la potasse. Certains objectifs plus anciens utilisent le verre avec un soupçon d'oxyde de thorium. Cet élément est ajouté dans certains des électrodes de soudage modernes pour l'argon. Jusqu'au milieu du XXe siècle, le matériel utilisé activement avec rétro-éclairage basé sur le radium (Radium aujourd'hui remplacé par le tritium moins dangereux). Certains détecteurs de fumée utilisent un émetteur alpha sur la base de l'américium 241 ou du plutonium-239 fortement (oui, le même que celui utilisé pour fabriquer des bombes nucléaires). Mais ne vous inquiétez pas - les blessures de toutes ces sources est beaucoup moins de dégâts de l'inquiétude à ce sujet.

La dose et la puissance

Dans la mesure et l'évaluation du rayonnement en utilisant un ensemble de concepts et d'unités.

• - Dose d'exposition proportionnelle au nombre d'ions qui créent le gamma et de rayons X par unité de masse d'air. Elle est généralement mesurée en rœntgens (R).
• - Dose absorbée - la quantité d'énergie de rayonnement absorbée par une unité de masse d'une substance. Auparavant, il a été mesuré en rad (rad), et maintenant mesurée en gray (Gy).
• - La dose équivalente prend plus en compte la différence de la capacité destructrice des différents types de rayonnements. Auparavant, il a été mesuré dans le "équivalent biologique heureux" - rem (rem), maintenant- en sievert (Sv).
• - La dose efficace permet une sensibilité différente à des organismes de rayonnement: alors irradier la main est moins dangereux que le dos ou la poitrine. Auparavant, mesurée dans les mêmes rems, maintenant - en sievert.

Traduction d'une unité à l'autre ne sont pas toujours vrai, mais on considère que la dose d'exposition du rayonnement gamma en P 1 apportera des dommages au corps est identique à une dose équivalente de 1/114 Sv. Traduction heureux dans Greys et Berov en Sievert est très simple: 1 Gy = 100 rad, 1Zv = 100ber. Pour convertir la dose absorbée de rayonnement équivalent à l'aide du facteur de qualité 1 pour le rayonnement gamma et bêta, 20 pour le rayonnement alpha et 10 pour les neutrons rapides. Par exemple, 1 Gy rapide neutrons 10Zv = 1000 = rem.

• - Débit de dose équivalent naturel (EDR) de rayonnement externe est généralement 0,06 - 0,10mkZv / h, mais dans certains endroits peut être inférieure à 0,02 mSv / h ou plus de 0,30 mSv / h. Niveau plus 1,2mkZv / h en Russie est officiellement considéré comme dangereux, mais dans la cabine pendant la DER de vol à plusieurs reprises peut dépasser cette valeur. Et l'équipage de l'ISS est irradié avec une capacité d'environ 40 mSv / h.