В чем измеряется уровень радиации: Единицы измерения и дозы радиации

Содержание

Единицы измерения и дозы радиации

Навигация по статье:


Содержание статьи

В каких единицах измеряется радиация и какие допустимые дозы безопасны для человека. Какой радиационный фон является естественным, а какой допустимым. Как перевести одни единицы измерения радиации в другие.


Допустимые дозы радиации

  • допустимый уровень радиоактивного излучения от естественных источников излучения, иначе говоря естественный радиоактивный фон, в соответствии с нормативными документами, может быть в течении пяти лет подряд не выше чем

    0,57 мкЗв/час


  • В последующие года, радиационный фон должен быть не выше  0,12 мкЗв/час



  • предельно допустимой суммарной годовой дозой, полученной от всех техногенных источников, является

    1 мЗв/год


Величина 1 мЗв/год, суммарно должна включать в себя все эпизоды техногенного воздействия радиации на человека.

Сюда входят все типы медицинских обследований и процедур, включает флюорографию, рентген зуба и так далее. Так же сюда относятся полеты на самолетах, прохождение через досмотр в аэропорту, получение радиоактивных изотопов с пищей и так далее.




В чем измеряется радиация

Для оценки физических свойств радиоактивных материалов применяются такие величины как:

  • активность радиоактивного источника (Ки или Бк)
  • плотность потока энергии (Вт/м2)

Для оценки влияния радиации на вещество (не живые ткани), применяются:

  • поглощенная доза (Грей или Рад)
  • экспозиционная доза (Кл/кг или Рентген)

Для оценки влияния радиации на живые ткани, применяются:

  • эквивалентная доза (Зв или бэр)
  • эффективная эквивалентная доза (Зв или бэр)
  • мощность эквивалентной дозы (Зв/час)



Оценка действия радиации на не живые объекты

Действие радиации на вещество проявляется в виде энергии, которую вещество получает от радиоактивного излучения, и чем больше вещество поглотит этой энергии, тем сильнее действие радиации на вещество. Количество энергии радиоактивного излучения, воздействующего на вещество, оценивается в дозах, а количество поглощенной веществом энергии называется — поглощенной дозой.

Поглощенная доза — это количество радиации, которое поглощено веществом. В системе СИ для измерения поглощенной дозы используется — Грей (Гр).

1 Грей — это количество энергии радиоактивного излучения в 1 Дж, которая поглощена веществом массой в 1 кг, независимо от вида радиоактивного излучения и его энергии.

1 Грей (Гр) = 1Дж/кг = 100 рад

Данная величина не учитывает степень воздействия (ионизации) на вещество различных видов радиации. Более информативная величина, это экспозиционная доза радиации.

Экспозиционная доза — это величина, характеризующая поглощённую дозу радиации и степень ионизации вещества. В системе СИ для измерения экспозиционной дозы используется — Кулон/кг (Кл/кг).

1 Кл/кг= 3,88*103 Р

Используемая внесистемная единица экспозиционной дозы — Рентген (Р):

1 Р = 2,57976*10-4 Кл/кг

Доза в 1 Рентген — это образование 2,083*109 пар ионов на 1см3 воздуха



Оценка действия радиации на живые организмы

Если живые ткани облучить разными видами радиации, имеющими одинаковую энергию, то последствия для живой ткани будут сильно отличаться в зависимости от вида радиоактивного излучения. Например, последствия от воздействия

альфа излучения с энергией в 1 Дж на 1 кг вещества будут сильно отличаться от последствий воздействия энергии в 1 Дж на 1 кг вещества, но только гамма излучения. То есть при одинаковой поглощенной дозе радиации, но только от разных видов радиоактивного излучения, последствия будут разными. То есть для оценки влияния радиации на живой организм недостаточно просто понятия поглощенной или экспозиционной дозы радиации. Поэтому для живых тканей было введено понятие эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза — это поглощённая живой тканью доза радиации, умноженная на коэффициент k, учитывающий степень опасности различных видов радиации. В системе СИ для измерения эквивалентной дозы используется —

Зиверт (Зв).

Используемая внесистемная единица эквивалентной дозы — Бэр (бэр): 1 Зв = 100 бэр.


Коэффициент k
Вид излучения и диапазон энергий Весовой множитель
Фотоны всех энергий (гамма излучение) 1
Электроны и мюоны всех энергий (бета излучение) 1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ (нейтронное излучение) 5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ (нейтронное излучение) 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ (нейтронное излучение) 10
Нейтроны > 20 МэВ (нейтронное излучение) 5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи) 5
Альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра (альфа излучение) 20

Чем выше «коэффициент k» тем опаснее действие определенного вида радиции для тканей живого организма.

Для более лучшего понимания, можно немного по-другому дать определение «эквивалентной дозы радиации»:


Эквивалентная доза радиации — это количество энергии поглощённое живой тканью (поглощенная доза в Грей, рад или Дж/кг) от радиоактивного излучения с учетом степени воздействия (наносимого вреда) этой энергии на живые ткани (коэффициент К).



Допустимые нормы радиации

В России, с момента аварии в Чернобыле, наибольшее распространение имела внесистемная единица измерения мкР/час, отражающая экспозиционная дозу, которая характеризует меру ионизации вещества и поглощенную им дозу. Данная величина не учитывает различия в воздействии разных видов радиации (альфа, бета, нейтронного, гама, рентгеновского) на живой организм.

Наиболее объективная характеристика это — эквивалентная доза радиации, измеряемая в Зивертах. Для оценки биологического действия радиации в основном применяется мощность эквивалентной дозы радиации, измеряемая в Зивертах в час. То есть это оценка воздействия радиации на организм человека за единицу времени, в данном случае за час. Учитывая, что 1 Зиверт это значительная доза радиации, для удобства применяют кратную ей величину, указываемую в микро Зивертах — мкЗв/час:

1 Зв/час = 1000 мЗв/час = 1 000 000 мкЗв/час.

Могут применяться величины, характеризующие воздействия радиации за более длительный период, например, за 1 год.

К примеру, в нормах радиационной безопасности НРБ-99/2009 (пункты 3.1.2, 5.2.1, 5.4.4), указана норма допустимого воздействия радиации для населения от техногенных источников 1 мЗв/год.

В нормативных документах СП 2.6.1.2612-10 (пункт 5.1.2) и СанПиН 2.6.1.2800-10 (пункт 4.1.3) указаны приемлемые нормы для естественных источников радиоактивного излучения, величиной 5 мЗв/год. Используемая формулировка в документах — «приемлемый уровень», очень удачная, потому что он не допустимый (то есть безопасный), а именно приемлемый.

Но в нормативных документах есть противоречия по допустимому уровню радиации от природных источников

. Если просуммировать все допустимые нормы, указанные в нормативных документах (МУ 2.6.1.1088-02, СанПиН 2.6.1.2800-10, СанПиН 2.6.1.2523-09), по каждому отдельному природному источнику излучения, то получим, что радиационный фон от всех природных источников радиации (включая редчайший газ радон) не должен составлять более 2,346 мЗв/год или 0,268 мкЗв/час. Это подробно рассмотрено в статье «Источники радиоактивных излучений». Однако в нормативных документах СП 2.6.1.2612-10 и СанПиН 2.6.1.2800-10 указана приемлемая норма для природных источников радиации в 5 мЗв/год или 0,57 мкЗ/час.

Как видите, разница в 2 раза. То есть к допустимому нормативному значению 0,268 мкЗв/час, без всяких обоснований применен повышающий коэффициент 2. Это скорее всего связано с тем, что нас в современном мире стали массово окружать материалы (прежде всего строительные материалы) содержащие радиоактивные элементы.

Обратите внимание, что в соответствии с нормативными документами, допустимый уровень радиации от естественных источников излучения 5 мЗв/год, а от искусственных (техногенных) источников радиоактивного излучения всего 1 мЗв/год.

Получается, что при уровне радиоактивного излучения от искусственных источников свыше 1 мЗв/год могут наступить негативные воздействия на человека, то есть привести к заболеваниям. Одновременно нормы допускают, что человек может жить без вреда для здоровья в районах, где уровень выше безопасного техногенного воздействия радиации в 5 раз, что соответствует допустимому уровню радиоактивного естественного фона в 5мЗв/год.

По механизму своего воздействия, видам излучения радиации и степени ее действия на живой организм, естественные и техногенные источники радиации не отличаются

.


Все же, о чем говорят эти нормы? Давайте рассмотрим:

  • норма в 5 мЗв/год, указывает, что человек в течении года может максимально получить суммарную дозу радиации, поглощённую его телом в 5 мили Зиверт. В эту дозу не входят все источники техногенного воздействия, такие как медицинские, от загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами, утечки радиации на АЭС и т.д.
  • для оценки, какая доза радиации допустима в виде фонового излучения в данный момент, посчитаем: общую годовую норму в 5000 мкЗв (5 мЗв) делим на 365 дней в году, делим на 24 часа в сутки, получим 5000/365/24 = 0,57 мкЗв/час
  • полученное значение 0,57 мкЗв/час, это предельно допустимое фоновое излучение от природных источников, которое считается приемлемым.
  • в среднем радиоактивный фон (он давно уже не естественный) колеблется в пределах 0,11 — 0,16 мкЗв/час. Это нормальный фон радиации.

Можно подвести итог по допустимым уровням радиации, действующим на сегодняшний день:

  • По нормативной документации, предельно допустимый уровень радиации (радиационный фон) от природных источников излучения может составлять 0,57 мкЗ/час.
  • Если не учитывать не обоснованный повышающий коэффициент, а также не учитывать действие редчайшего газа — радона, то получим, что в соответствии с нормативной документацией, нормальный радиационный фон от природных источников радиации не должен превышать 0,07 мкЗв/час
  • предельно допустимой нормативной суммарной дозой, полученной от всех техногенных источников, является 1 мЗв/год.


Можно с уверенность утверждать, что нормальный, безопасный радиационный фон в пределах 0,07 мкЗв/час, действовал на нашей планете до начала промышленного применения человеком радиоактивных материалов, атомной энергетики и атомного оружия (ядерные испытания).

А в результате деятельности человека, мы теперь считаем приемлемым радиационный фон в 8 раз превышающий естественное значение.

Стоит задуматься, что до начала активного освоения человеком атома, человечество не знало, что такое раковые заболевания в таком массовом количестве, как это происходит в современном мире. Если до 1945 года в мире регистрировались раковые заболевания, то их можно было считать единичными случаями по сравнению со статистикой после 1945 года.

Задумайтесь, по данным ВОЗ (всемирной организации здравоохранения), только в 2014 году на нашей планете умерли около 10 000 000 человек от раковых заболеваний, это почти 25% от общего количества умерших, то есть фактически каждый четвертый умерший на нашей планете, это человек умерший от ракового заболевания.

Так же по данным ВОЗ, ожидается, что в ближайшие 20 лет, число новых случаев заболевания раком будет увеличено примерно на 70% по сравнению с сегодняшним днем. То есть рак станет основной причиной смертности. И как бы тщательно, правительство государств с атомной энергетикой и атомным оружием, не маскировали бы общую статистику по причинам смертности от раковых заболеваний. Можно уверенно утверждать, что основной причиной раковых заболеваний, является воздействие на организм человека радиоактивных элементов и излучений.



Для справки:

Для перевода мкР/час в мкЗв/час можно воспользоваться упрощенной формулой перевода:

1 мкР/час = 0,01 мкЗв/час

1 мкЗв/час = 100 мкР/час

0,10 мкЗв/час = 10 мкР/час

Указанные формулы перевода — это допущения, так как мкР/час и мкЗв/час характеризуют разные величины, в первом случае это степень ионизации вещества, во втором это поглощённая доза живой тканью. Данный перевод не корректен, но он позволяет хотя бы приблизительно оценить риск.




Перевод величин радиации

Для перевода величин, введите в поле нужное значение и выберете исходную единицу измерения. После ввода значения, остальные величины в таблице будут вычислены автоматически.




Единицы измерения, применяемые в СМИ

Часто, при публичном объявлении информации о радиационном загрязнении, официальными структурами осознано применяются величины, которые не позволяет объективно оценить степень угрозы. Например, при освещении аварии АЭС Фукусима-1 в Японии, приводятся данные по плотности загрязнения почвы или воды радиоизотопами в Беккерелях на единицу объема, или указывается активность радиоизотопов в Кюри. Данные величины характеризуют лишь сам радиоактивный изотоп, указывая на количество распадов ядер элемента за единицу времени и не дают представления о его потенциальном воздействии на вещество или живые организмы.

Более объективной величиной, которая позволяет оценить степень опасности радиоактивного загрязнения, является указание эквивалентной дозы в Зивертах (Зв), мили Зивертах (мЗв) или микро Зивертах (мкЗв).

Это делается СМИ осознано, потому что, если было бы указано, что радиационный фон в Фукусиме составляет 100 мЗв/час (зарегистрированный факт), это равно 100 000 мкЗв/час, каждый может его сравнить с нормальным радиационным фоном для техногенных источников и понять, что радиационное загрязнение примерно в 1 000 000 раз выше допустимого уровня, который в соответствии с нормативным документом НРБ-99/2009, должен составлять 0,11 мкЗв/час или что соответствует 1000 мкЗв/год или 1 мЗв/год. Это означает, что при нахождении в зоне действия радиации в течении 30 минут, человек получит единовременную дозу радиации, которую он мог получать в течении всей своей жизни. То есть организм подвергся огромному сконцентрированному по времени энергетическому воздействию, что с большой вероятностью может привести к онкологии.



Другие единицы измерения радиации

  • Активность радиоактивного источника — ожидаемое число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени. Измеряется:
  • Беккерель (Бк) — единица в системе СИ.
    1 Бк = 1 распад/с
  • Кюри (Ки) — внесистемная единица.
    1 Ки = 3,7*1010Бк


Перевод величин радиоактивного распада

Для перевода величин, введите в поле нужное значение и выберете исходную единицу измерения. После ввода значения, остальные величины в таблице будут вычислены автоматически.




Видео: Единицы измерения и дозы радиации




Термины и определения

Радиация или ионизирующее излучение — это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации. Излучение радиации происходит при распаде атомов вещества или при их синтезе.

Радиоактивный распад — это самопроизвольное изменение состава или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путем испускания микрочастиц атомов или элементов, составляющих эти частицы (фотон).

Постоянная распада — статистическая вероятность распада атома за единицу времени.

Период полураспада — промежуток времени, в течении которого распадается половина данного количества радионуклида.

Эффективная эквивалентная доза — эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающая разную чувствительность различных тканей живого организма к радиации.

Мощность дозы — это изменение дозы за единицу времени.


В чём измеряется радиация, нормы для человека: в помещении, природе

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

Содержание статьи

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:

  1. альфа (α) излучение;
  2. бета (β) излучение;
  3. гамма (γ) излучение;
  4. нейтронное;
  5. рентгеновское.

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.

Виды радиации
  1. Зиверт – эквивалентная доза. 1 Зв = 100 Р = 100 БЭР = 1 Гр.
  2. Рентен — внесистемная единица — Кл/кг. 1 Р = 1 БЭР = 0,01 Зв.
  3. БЭР – аналог Зиверт, устаревшая внесистемная единица. 1 БЭР = 1 Р = 0,01 Зв.
  4. Грей – мощность поглощённой дозы – Дж/кг. 1 Гр = 100 Рад.
  5. Рад – доза поглощённой радиации Дж/кг. 1 рад – это 0,01 (1 рад = 0,01 Гр).

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.

1 Рентген равен 0,0098 Зв, но обычно значение в зиверт округляют до 0,01, что упрощает перевод. Так как это очень большие дозы в реальности пользуются гораздо меньшими значениями м – милли 10-3 и мк – микро 10-6 .  Отсюда 100 мкР = 1 мкЗв, или 50 мкР = 0,5 мкЗв. То есть используется множитель 100. Когда нужно перевести микрозиверты в микрорентгены нужно какое-то значение умножить на сто, а если нужно перевести рентгены в зиверты, то необходимо поделить.

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:

  • Природный, до 83%. Остаточная радиация от природных источников — газов, минералов.
  • Космическое излучение — 14%. Мощнейшим источником излучения является солнце. При уменьшении магнитного поля земли общий фон увеличится, что может привести к увеличению раковых заболеваний и мутаций. Второй фактор, снижающий излучение – это атмосфера. Летающие на самолётах и альпинисты получают повышенную дозу.
  • Техногенное – от 3 до 13%. С первого атомного взрыва прошло 75 лет. За время испытаний атомного оружия в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Кроме этого, техногенные аварии — Чернобыль, Фукусима. Добыча и транспортировка таких веществ, а также работающие АЭС. Всё вносит вклад в общий фон.
Доза радиации которую получает человек в течении года

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.

Как уже было замечено выше органы (печень, лёгкие, желудок, кожа) неравномерно воспринимают излучение. Лучевая болезнь начинается с дозы в 1–2 Зиверт и для некоторых это уже смертельная доза. Другие с лёгкостью перенесут заражение и выздоровеют.

Если исходить из статистики, то смертельной будет доза выше 7 Зиверт или 700 рентген.

Доза. Зиверт Воздействие на человека
1–2 Лёгкая форма лучевой болезни.
2–3 Лучевая болезнь. Смертность в течение первого месяца до 35%.
3–6 Смертность до 60%.
6–10 Летальный исход 100% в течение года.
10–80 Кома, смерть через полчаса
80 и более Мгновенная смерть

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.

Он относится к естественным источникам радиации, так как присутствует в земной коре и выделяется в окружающую среду, внося свою долю в общий радиационный фон. Проникая в помещение через фундамент и полы, он накапливается , увеличивая нормальный радиоактивный фон. Поэтому не стоит делать помещения слишком герметичными. Дополнительным источником поступления радона в дом является вода поступающая из артезианских скважин и газ.

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:

  • пемза;
  • гранит;
  • туф;
  • графит.

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.

Как измеряют радиоактивность?

Радиоактивное излучение не воспринимается напрямую нашими органами чувств. Но его можно обнаружить и измерить по косвенным признакам.

Методы обнаружения основаны на том факте, что излучение оставляет след или задерживается в той материи, через которую проходит. Специальные приборы – детекторы, используемые сегодня, имеют разную физическую основу (газовые, сцинтилляционные, полупроводниковые счетчики), но они используют один и тот же принцип: переводят фотоны, электроны или альфа-частицы излучения, в электрический сигнал, чтобы рассчитать количество распадов или иными словами количество беккерелей.

Несмотря на то, что 1 беккерель – это чрезвычайно маленькая радиоактивность, измерительные приборы, которыми располагает человечество, в большинстве случаев достаточно чувствительны, чтобы обнаружить радиоактивность.

Радиоактивность можно измерить как в лаборатории, так и с помощью переносных аппаратов, предназначенных для регистрации конкретного типа излучения.

Единицы измерения радиоактивности
Беккерель, грей и зиверт – три единицы, в которых измеряют радиоактивность, ее энергию и ее воздействие соответственно.

Как уже упоминалось, активность в беккерелях (Бк) равна числу атомов, распадающихся за секунду (1 Бк соответствует распаду одного атома за секунду). Ранее для обозначения числа распадов использовалась единица кюри – соответствующая тридцати семи миллиардам распадов за секунду, названная в честь первооткрывателей радия — Пьера и Марии Кюри.

Грей (Гр) – единица измерения количества энергии, которое выделятся в веществе при воздействии излучения. 1 Гр соответствует тому, что вещество получило один джоуль энергии в расчете на один килограмм массы, и определяет поглощённую дозу. Ранее использовалась единица «рад».

Зиверт (Зв) – единица биологического воздействия на организм в зависимости от типа излучения. 1 зиверт – это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Эквивалентная доза, характеризующая биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением, измеряется в Зивертах. Прежде использовалась единица Бер, составляющая 1 сотую Зиверта.

Измеряемая величина Определение Единица измерения
Радиоактивность Количество распадов в секунду Беккерель (Бк)
Поглощенная доза Количество энергии, полученное материей от излучения Грей (Гр)
Эквивалентная доза Воздействие излучения на организм Зиверт (Зв)

Прибор для измерения радиации в быту

Мониторинг уровня радиации в быту

Радиация вездесущая и всепроникающая. Радиоактивное загрязнение -одна из серьезных экологических проблем нашей страны. Многих людей волнует воздействие радиации на организм человека. Поэтому я решила узнать, безопасна ли радиационная обстановка, в которой я нахожусь чаще всего? Какую дозу облучения получаю я, моя семья и друзья, находясь дома и в школе? В ЗАТО (закрытом территориальном образовании), где проживаю я, многое связано с атомной отраслью. Электронные часы, установленные на одной из улиц нашего города, кроме всего прочего показывают уровень окружающего нас радиационного фона. Он всегда в норме. Но как обстоят дела с уровнем радиации в домашней обстановке? Ведь радиация имеет свойство накапливаться в предметах, проникать из земли в закрытые, плохо проветриваемые помещения, с водой в наши квартиры попадает радиоактивный газ радон. Особенно опасно влияние радиации на формирующийся детский организм. Вот почему важно знать, что нас окружает безопасная обстановка. 

Актуальность моей исследовательской работы обусловлена потребностью знать уровень окружающего радиационного фона в быту, а также необходимостью своевременного и простого информирования населения о возможных источниках радиации. Поскольку многие предметы вокруг нас могут быть источниками опасного излучения, например, различные бытовые устройства, мебель, стройматериалы. Кроме того, в нашем технически прогрессирующем мире, возрастает необходимость мониторинга радиационного фона из-за появления все новых искусственных источников радиации. Людям нужна информация, потому что им свойственно бояться того, чего они не видят. Поэтому целями моей работы стали следующие: 

— изучение, анализ данных, собранных в динамике, а также последующая  оценка изменения уровня бытовой радиации в домашних условиях; 

— тестирование бытового дозиметра, являющегося инновационной опытной разработкой специалистов – резидентов Сколково и Технопарка «Саров»; 

— разработка практических рекомендаций для снижения уровня бытовой радиации. 

 

Для достижения заявленных целей мной поставлены такие задачи:

1. Изучение явления радиации, её возможный вред и польза для здоровья человека и всего живого.

2. Знакомство с методами измерения радиационного фона, единицами его измерения, бытовыми измерительными приборами.

3. Овладение навыками и приемами работы с современными приборами (инновационным бытовым дозиметром), выявление достоинств и недостатков экспериментального прибора в процессе измерения.

4. Измерить уровень радиационного фона в быту с помощью прибора и выявить причины изменения этого фона, сравнить полученные данные с предельно допустимой нормой.

Школьники чаще всего находятся либо дома, либо в школе, поэтому объектом исследования в моей работе явились домашние помещения (спальня, гостиная, кухня, ванная комната), бытовые приборы (телевизор, сотовый телефон), школьные помещения (цокольный этаж — гардероб, столовая, классная комната на 3 этаже) и прилегающая территория (крыльцо). 

Материалы, использованные мной в исследованиях: опытный образец дозиметра «ДО-РА», сотовый телефон WindowsPhone, программное приложение для смартфонов «ДО-РА», зарядное устройство, шариковая ручка, блокнот.

Методы исследования: изучение специализированной литературы, практическое измерение и фиксирование результатов, сбор данных в динамике, сравнительный анализ, обсуждение, обобщение, представление результатов в табличной форме. 

 

Глава 1. Радиация вокруг нас  

1. 1 Естественный и искусственный радиационный фон  Радиация – это невидимые глазом лучи, которые способны проникать сквозь препятствия, например, сквозь предметы, не толстые стены, людей. И если этих лучей много, то они могут нанести вред здоровью человека вплоть до смертельного исхода. 

Все вещества в природе состоят из атомов. Многие из них имеют свойство радиоактивности. Есть два вида источников радиации. Один вид образуется в природе естественным путем (например, природный уран, торий, радон, радиоактивный калий, радиоактивный углерод, радий, полезные ископаемые, щебень, бетон и прочее). Земная кора содержит естественные радиоактивные элементы, создающие естественный радиационный фон. В горных породах, почве, атмосфере, водах, растениях и тканях живых организмов присутствуют радиоактивные нуклиды. 

Другие источники радиации появились благодаря деятельности человека при ядерных испытаниях, работе атомных электростанций (АЭС), излучение электронных устройств. Это искусственные радиоактивные источники. Они находят применение в науке, медицине, промышленности. 

Естественный радиационный фон формируется космическим излучением (16%) и излучением, создаваемым рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека, (84%). Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой (рисунок 1). 

В обиходе мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью. В состав бетона, из которого строят наши дома, входит щебень, который добывают в карьерах, измельчая горные породы. Практически в любых горных породах, а в особенности в вулканических — гранитах и базальтах — есть некоторое количество радиоактивных веществ — урана и тория. Они испускают радиоактивные частицы. Поскольку уран и торий входят в состав стен, потолков и полов наших домов, то в домах всегда присутствует радиоактивное излучение.

Уран и торий могут, распадаясь превращаться в другие радиоактивные элементы. Одним из них является инертный газ радон. Он радиоактивен и легко проникает сквозь стены. В закрытых и не проветриваемых помещениях радон способен накапливаться в заметных количествах 1.

Еще одним заметным источником излучений является наше родное светило. Солнце посылает на Землю не только свет и тепло, но также и мощные потоки заряженных частиц. Благодаря магнитному полю Земли частицы не достигают ее поверхности, тормозясь за пределами атмосферы. Иногда на полюсах Земли частицы долетают до верхних слоев атмосферы, создавая полярные сияния. 

Небольшой уровень естественного излучения называется радиационным фоном. По различным природным причинам, в зависимости от содержания радиоактивных элементов, фон может в разных местах отличаться в десятки раз, и это не оказывает никакого видимого влияния на людей или другие живые существа. Есть места, где радиационный фон всегда выше среднего. Это высокогорье, салоны и кабины самолетов, космические корабли. В этих местах главный вклад принадлежит космическому (солнечному) излучению. Поскольку человечество всегда существовало в условиях естественного облучения, то за многие сотни тысяч лет в наших организмах сформировались мощные механизмы защиты, которые позволяют без видимых последствий перенести облучение, в десятки и сотни раз превышающее естественный фон.

Рисунок 1. Источники радиоактивного излучения (природные и техногенные)

Радиоактивное загрязнение означает, что на какой-либо поверхности или в каком-либо объеме вещества находятся радиоактивные атомы в количестве, превышающем их естественное содержание.  

1.2 Вред и польза радиации

Всё может быть ядом и лекарством, говорил Авиценна, врач древних времен. Так и радиация в разных дозах может приносить как вред, так и пользу. Сейчас радиоактивные изотопы широко используются в сельском хозяйстве (предпосевное облучение семян для повышения урожайности), биологии и медицине. Используя радиацию, действительно можно изменять в нужном для человека направлении живые организмы.  

Ученые заметили одну особенность: чувствительность к радиации у разных живых организмов различна. Уровень радиации в окружающей среде не одинаков и не постоянен во времени. В больших дозах радиация губительна для всего живого. Если бы вдруг над Землей пропала бы атмосфера, то мы оказались бы беззащитны перед ионизирующим излучением из космоса и все бы погибли. 

При действии радиации на человека возможны три вида заболеваний: онкологические болезни различных органов, генетические повреждения, не влияющие на здоровье самого человека, но приводящие к появлению различных болезней или уродств у его потомков, зачатых и рожденных после облучения и лучевая болезнь. Кроме того, ослабленные болезнями люди, маленькие дети, беременные женщины чувствительны к радиации. 

Основные источники радиационного воздействия (эквивалентные дозы за год, мкЗв/год).

— Космическое излучение 32
— Облучение от стройматериалов и на местности 37
— Внутреннее облучение 37
— Радон 222, радон 220 126
— Медицинские процедуры 169
— Испытания ядерного оружия 1,5
— Ядерная энергентика 0,01
Всего: 400

 

1. 3 Чем измеряют радиацию

Радиационный мониторинг включает не только проведение радиологических измерений, но также их интерпретацию, использование данных для оценки уровня опасности и контроль над воздействием.

Радиоактивное излучение никак не воспринимается нашими органами чувств: 
его нельзя ни видеть, ни слышать, ни ощущать. Это увеличивает опасность. В быту мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью (основные источники – газ радон и строительные материалы, особенно щебень и бетон). Естественный радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Допустимым считается радиационный фон от 0,08 до 0,3 мкЗв/ч (рисунок 3). 

Рисунок 3. Размеры допустимого радиационного фона.

— до 0,20 мкЗв/ч норма 
— 0,2-0,3 мкЗв/ч повышен
— от 0,3 мкЗв/ч опасен  

На человека чаще воздействует природный, а не техногенный фон. В быту особую опасность представляет газ радон (он проникает из-под земли в подвалы, попадает в наши квартиры по трубам вместе с водой)  и строительные материалы. До 1980 года ни в одной стране мира не устанавливались нормативы на содержание радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в помещениях. И только в последние десятилетия, когда стало ясно, что радоновая проблема, включая вопросы нормирования и снижения доз облучения, имеет существенное значение, были введены нормативы для существующих и проектируемых зданий, рекомендованные Международным комитетом по радиационной защите (МКРЗ). 

Для измерения радиоактивности применяют разные единицы измерения. Величина дозы облучения за определенный промежуток времени измеряется в микро зивертах в час (мкЗв/ч). Используемый мной прибор мерял радиацию именно в этих единицах. Есть два вида приборов, замеряющих радиацию. Их часто путают. Прибор, измеряющий радиационный фон, называется радиометром. Прибор, измеряющий полученную человеком дозу — дозиметр. В своем исследовании я использовала радиометр ДО-РА.Uni (рисунок 4). Это инновационная разработка ученых Технопарка «Саров» и Сколково, производитель – компания ОАО «Интерсофт Евразия». Их прибор сертифицирован и предназначен для бытовых измерений. Прибор – это гаджет, совместимый со смартфонами, планшетами, ноутбуками. Чтобы он работал и передавал показания на экран – нужно установить соответствующее приложение. Я делала замеры с помощью сотового телефона WindowsPhone. Прибор «ДО-РА» отличается тем, что: имеет карманные размеры, отличается простотой измерений, совместим со смартфонами, планшетами и ноутбуками. Прибор экспериментальный, его показания следует перепроверять профессиональными измерительными устройствами. Из выявленных недостатков этого прибора в ходе моих исследований было то, что прибор работал в течение 6 минут, а затем переходил в режим симуляции. 

Рисунок 4. Прибор «ДО-РА» совместим со смартфонами.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Исследование уровня радиационного фона в быту.

2.1.Анализ уровня радиации дома и в школе.  

Опыт № 1. Измерение уровня радиации в квартире на 2-м этаже каменного дома.

Цель: исследовать уровень фона в спальне, гостиной, ванной и кухне, установить, безопасен он или нет, изменится ли фон после проветривания.  

Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.  

Ход опыта: включаем радиометр, заходим в комнату и ждем 1 минуту, фиксируем результат. Затем проветриваем помещение в течение 15 минут. Заходим  и снова включаем радиометр. Опять фиксируем результат.  

Наблюдение: во всех помещениях радиационный фон не превышал норму – 0,3 мкЗв/ч, однако в ванной комнате фон был выше чем в других исследуемых комнатах квартиры. После проветривания фон снижался на несколько сотых мкЗв/ч. 

Результаты замеров в доме в таблице:

Помещение Измерение до проветривания, мкЗв/час Измерение после проветривания, мкЗв/час
ванная 0,19 0,10
кухня 0,14 0,10
гостиная 0,12 0,07
спальня 0,14 0,08

Вывод: В непроветриваемых помещениях квартиры, особенно где течет вода и готовится пища  с использованием бытового газа,
радиационный фон оказался выше, чем в этих же комнатах после проветривания.

Опыт № 2. Измерение уровня радиации в школьных помещениях. 

Цель: определить уровень фона на крыльце, в цокольном этаже, столовой и на третьем этаже в учебном классе. Установить, где фон наименьший. 
Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.
Ход опыта: включаем радиометр, заходим в комнату и ждем 1 минуту, фиксируем результат.  
Наблюдение: во всех помещениях радиационный фон не превышал норму, но на третьем этаже фон был выше всего. Ниже всего фон был на улице. На крыльце школы. После проветривания радиационный фон снижался. 

Результаты опыта фиксировались в таблице:

Помещение Измерение до проветривания, мкЗв/час Измерение после проветривания, мкЗв/час
цокольный этаж 0,14 0,10
столовая 0,10 0,08 
кабинет на 3 этаже 0,19 0,14
крыльцо 0,07 0,07

Вывод: 1. Установлено, что в помещениях МБОУ «Лицей №15» радиационный фон, измеренный с помощью бытового радиометра ДО-РА до и после проветривания, оказался в пределах нормы.  2. Обнаружено, что в классной комнате третьего этажа радиационный фон выше фона подвального помещения. 3. Показано, что проветривание помещений уменьшает уровень радиационного фона в среднем на 0,04  мкЗв/час. Гипотеза (обсуждение результатов): стены кабинета построены из другого, более старого стройматериала, который дает излучение выше, чем в цоколе. Скорее всего в стенах класса было использовано много щебня, который и дает повышенное излучение. Для снижения фона необходим ремонт или частые влажные уборки. 

 

2.2 Анализ радиационного фона вокруг бытовых электроприборов. 

Опыт № 3. Измерение уровня радиации от бытовых электроприборов.  
Цель: исследовать уровень фона у экрана телевизора, монитора ноутбука, сотового телефона и микроволновки. Соответствует ли он норме?
Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.  
Ход опыта: включаем радиометр рядом с работающим прибором, ждем 1 минуту, фиксируем результат. Затем отходим на 1-2 метра и снова замеряем. 
Наблюдение: рядом с экраном работающего телевизора и сотового телефона фон был на грани нормы, чуть ниже – у микроволновки и ниже всех – у экрана ноутбука. В зависимости от удаления от прибора радиационный фон снижался. 

Рисунок 6. Замеры рядом с бытовыми приборами.

Результаты опыта фиксировались в таблице:
Прибор Измерение во включенном состоянии, мкЗв/час
сотовый телефон 0,29
телевизор 0,24-0,34
экран ноутбука 0,14
микроволновка 0,19

Вывод: Включенные бытовые приборы представляют большую опасность, нежели природные источники радиации (газ радон и стройматериалы). По мере удаления от экрана прибора радиационный фон снижается. 

 

2.3 Практические рекомендации по снижению уровня радиации Рекомендации по снижению радиационного фона в быту:

— Чаще проветривайте помещение, особенно маленькое (как ванная).

— Чаще бывайте на свежем воздухе.

— Не смотрите телевизор с близкого расстояния

— Долго не говорите по сотовому телефону, используйте громкую связь

— Не сидите часами у монитора компьютера 

— Находитесь как можно дальше от экрана телевизора или включенной микроволновки

— Отремонтируйте помещение, а если нет такой возможности почаще делайте влажную уборку

— Сочетайте занятия в классе с отдыхом (или физкультурой) на улице

— На лето уезжайте в деревню, так как в деревянном доме нет тех стройматериалов, которые дают повышенный радиационный фон как в каменном доме

 

Заключение

Проведя  исследовательскую работу, я пришла к следующим выводам, которые можно оформить в полезные советы и рекомендации по снижению уровня радиационного фона: 
— на уровень радиации в быту влияет проветривание, наличие источника воды, близость к земле, наличие в стройматериалах щебня, цемента и старой штукатурки, близкое расстояние до включенного электроприбора; 
— человек чаще подвергается воздействию природных источников радиации (газа радона и стройматериалов), но излучение бытовых приборов, хоть и не постоянное, но гораздо сильнее; 
— радиационный фон гораздо меньше на улице, чем дома. Фон снижается после проветривания; 
— замеры делались экспериментальным образцом инновационного прибора, прибор быстро отключался (через 6 минут переходил в режим симуляции, требовал частой зарядки), следует перепроверить показания профессиональными радиометрами. 
На основе моего исследования, в домашних условиях можно продолжить измерения радиационного фона другими приборами и в других помещениях, дать более полную информацию о безопасности уровня окружающей нас радиации в быту. Считаю цели моей работы достигнутыми, а задачи выполненными. 

 

Пешкова Александра Владиславовна,
обучающаяся во 2Б классе (8 лет) МБОУ «Лицей №15» 
Руководитель: Шишкина Светлана Владимировна, учитель начальных классов МБОУ «Лицей №15», (83130) 7-89-81 

В каких единицах измеряется радиация? Предельные нормы

Радиацией (или ионизирующим излучением) называется совокупность разных видов физических полей и микрочастиц, которые имеют способности ионизировать вещества.

Радиация делится на несколько видов и измеряется при помощи различных научных приборов, специально разработанных для этих целей.

Кроме того, существуют единицы измерения, превышающие показатели которых могут быть смертельными для человека.

Наиболее точные и достоверные способы измерения радиации

При помощи дозиметра (радиометра) можно максимально точно измерить интенсивность радиации, произвести обследование определенного места или конкретных предметов. Чаще всего приборы для измерения уровня радиации используют в местах:

  1. Приближенных к районам радиационного излучения (например, рядом с ЧАЭС).
  2. Планируемого строительства жилого типа.
  3. В необследованных, неизведанных местностях во время походов, путешествий.
  4. При потенциальной покупке объектов жилого фонда.

Так как очищение от радиации территории и предметов, находящихся на ней, является невозможным (растений, мебели, оборудования, конструкций), то единственный верный способ обезопасить себя – вовремя проверить уровень опасности и по возможности держаться от источников и зараженных участков как можно дальше. Поэтому в обычных условиях для проверки местности, продуктов, предметов обихода можно применять бытовые дозиметры, успешно выявляющие опасность и ее дозы.

Нормирование радиации

Целью контроля радиации является не просто измерение ее уровня, но и определение соответствий показателей установленным нормам. Критерии и нормативы безопасного уровня радиационного излучения прописаны в отдельных законах и общеустановленных правилах. Условия содержания техногенных и радиоактивных веществ регламентируются для следующих категорий:

  • Продуктов питания
  • Воды
  • Воздуха
  • Строительных материалов
  • Компьютерной техники
  • Медицинского оборудования.

Производители многих видов продуктовых или промышленных товаров обязаны по закону прописывать в условиях и сертификационных документах критерии и показатели соответствия радиационной безопасности. Соответствующие государственные службы довольно строго отслеживают различные отклонения или нарушения в этом плане.

Единицы измерения радиации

Уже давно доказано, что радиационный фон присутствует практически везде, просто в большинстве мест его уровень признается безопасным. Уровень радиации измеряется в определенных показателях, среди которых основными считаются дозы – единицы энергии, поглощаемые веществом в момент прохождения ионизирующего излучения через него.

Основные виды доз и единицы их измерения можно перечислить в таких определениях:

  1. Доза экспозиционная – создается при гамма- или рентгеновском излучении и показывает степень ионизации воздуха; внесистемные единицы измерения – бэр или «рентген», в международной системе СИ классифицируется как «кулон на кг»;
  2. Поглощенная доза – единица измерения – грэй;
  3. Эффективная доза – определяется в индивидуальном порядке для каждого органа;
  4. Доза эквивалентная – в зависимости от разновидности излучения, рассчитывается исходя из коэффициентов.

Радиационное излучение может быть определено только при помощи специальных средств и приборов. При этом существуют определенные дозы и установленные нормы, среди которых строго конкретизированы допустимые показатели, негативные дозы воздействия на человеческий организм и смертельные дозы.

Уровни безопасности радиационного излучения

Для населения установлены определенные уровни безопасных величин поглощаемых доз излучения, которые измеряются дозиметром.

На каждой территории есть свой естественный радиационный фон, но безопасным для населения считается величина, равная приблизительно 0,5 микрозиверт (µЗв) в час (до 50 микрорентген в час). При нормальном радиационном фоне наиболее безопасным уровнем внешнего облучения человеческого тела считается величина до 0,2 (µЗв) микрозиверт в час (значение, равное 20 микрорентгенам в час).

Самый верхний предел допустимого радиационного уровня – 0.5 µЗв — или 50 мкР/ч.

Соответственно, без вреда для здоровья человек может перенести излучение, мощность которого составляет 10 мкЗ/ч (микрозиверт), а при сокращении времени воздействия до минимума, безвредно излучение в несколько миллизивертов в час. Так воздействует флюорография, рентген – до 3 мЗв. Снимок больного зуба у стоматолога – 0,2 мЗв. Поглощаемая доза облучения имеет способность накапливаться в течение жизни, но сумма не должна пересекать порог в 100-700 мЗв.

Справка: Единицы измерения радиоактивности и доз облучения | Европа и европейцы: новости и аналитика | DW

Едва речь заходит об угрозе радиоактивного заражения местности или об опасности, которую ионизирующее излучение представляет для здоровья человека, как начинается путаница с единицами измерения: тут фигурируют то кюри, то беккерель, то рентген, то зиверт, то бэр, то грэй, а то и банановый эквивалент. Чтобы трезво оценивать реальное положение на тех же японских АЭС, необходимо четко понимать, что же означают те или иные единицы измерения радиоактивности и какие дозы облучения являются нормальными, какие — допустимыми, какие — опасными, а какие — смертельными. Попробуем в этом разобраться.

Начнем с измерения активности нуклида в радиоактивном источнике, то есть частоты ядерных превращений в нем. Для этого существуют две единицы: одна старая, внесистемная — кюри, другая более современная, системы СИ — беккерель. Один беккерель соответствует активности нуклида, при которой за 1 секунду происходит один распад. Однако сама по себе эта величина, хоть и очень важна в ядерной физике, на практике мало что говорит о радиоактивной нагрузке на окружающую среду и на человека.

Более важное практическое значение имеют единицы, которые служат для измерения доз ионизирующего излучения. Впрочем, тут нужно различать поглощенную, экспозиционную и эквивалентную дозы. В системе СИ первая измеряется в грэях, вторая — в кулонах на килограмм, третья — в зивертах. Есть, впрочем, и внесистемные единицы — рады, рентгены и бэры, то есть биологические эквиваленты рентгена. Поглощенная доза — это основная физическая величина, определяющая степень радиационного воздействия.

Коэффициент качества излучения

Но главной дозиметрической величиной, представляющей для нас наибольший интерес, является «эквивалентная» доза, поскольку именно она служит для оценки того ущерба, что наносится здоровью человека хроническим воздействием ионизирующего излучения. Причем речь идет об излучении произвольного состава — то есть эта величина содержит так называемый коэффициент качества излучения, поскольку разные его виды производят разный поражающий эффект. Существующий повсеместно естественный радиационный фон, а также некоторые медицинские процедуры приводят к тому, что каждый человек ежегодно получает в среднем эквивалентную дозу облучения от 2 до 5 миллизивертов. В Германии этот показатель составляет 4 миллизиверта. Даже для людей, профессионально связанных с радиоактивными материалами, годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 миллизивертов.

Летальной считается доза в 8 зивертов, доза половинной выживаемости, то есть доза, при которой погибает половина облученной группы людей, составляет 4-5 зивертов. На Чернобыльской АЭС около тысячи людей, находившихся рядом с реактором в момент катастрофы, получили дозы от 2 до 20 зивертов, что в ряде случаев оказалось смертельным. У ликвидаторов средняя доза составила около 100 миллизивертов, хотя иногда достигала 500 миллизивертов.

Банановый эквивалент

Что же касается бананового эквивалента, то эту единицу используют поборники атомной энергетики для характеристики источников ионизирующего излучения посредством сравнения их с уровнем радиоактивности обычного банана. Дело в том, что банан — как, впрочем, и многие другие продукты питания — обладает природной радиоактивностью вследствие наличия в нем калия-40 — радиоизотопа, активность которого составляет 32 беккереля. Известны случаи, когда системы обнаружения радиоактивных материалов в аэропортах срабатывали на обычный банан.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Вячеслав Юрин

В чем измеряется радиация. Единицы и особенности измерения радиации

Радиация и радиационное поле – это совокупность негативно заряженных ионов, которые при определенных обстоятельствах заряжаются энергией и могут видоизменять химическую и биологическую структуры, тем самым меняя заряд молекул и провоцируя различного рода изменения. Изменения эти могут быть как негативными, так и позитивными.

Если говорить о влиянии радиации на организм человека и о единицах измерения ионизирующих излучений, то это однозначно негативное явление, которое тем или иным образом сказывается на здоровье человека и может привести к необратимым последствиям и серьезным недугам. Однако радиационное поле сопровождает человека повсеместно и от этого фактора нельзя никак избавиться.


В чем измеряется уровень радиации? Радиоактивными могут являться многие природные породы и источники. Радиация может проникать в атмосферу Земли по причине космических взрывов или катаклизмов, радиация может оказаться повышенной в результате деятельности человека и военных разработок. В чем измеряется радиация? Сила радиационного потока и количество заряженных ионов измеряется традиционно в рентгенах.


Как измерить уровень радиации?


Для того чтобы определить силу радиационного потока и проанализировать ее влияние на живой организм, используются специальные приборы под название дозиметры и единицы дозы ионизирующего излучения рентгены. В чем измеряется доза поглощенной радиации? Такое оборудование считает количество заряженных ионов в определенной области, а затем сравнивает полученные результаты с допустимыми нормами, введенными как изначальное число. Показатели разницы и будут показателями настоящего радиационного фона.

Ионизирующее излучение в чем измеряется? Следует отметить, что максимально допустимыми нормами радиационного потока принято считать показатели не выше 1-3 рентген. Критически высокие дозы ионизированного вещества в воздухе могут навредить человеку, вызвать множество осложнений, заболеваний и воспалений.

Стоит сказать о том, что такую материю, как радиационный фон, дозиметрические величины и единицы их измерений человек не способен увидеть или почувствовать без специального оборудования и оснащения. Поэтому при радиационном влиянии и критическом заражении человек может ощутить опасность только тогда, когда ионизирующие элементы начнут негативно влиять на внутренние органы и системы и спровоцируют заболевания. К сожалению, когда у человека обнаруживают лучевую болезнь (заболевание, связанное с высокой дозой полученной радиации), — спасти или полностью вылечить человека уже практически невозможно.
 

Интенсивность радиации и ее влияние на человека


Как уже говорилось выше, наличие в воздухе ионизирующих веществ можно проанализировать и точно определить с помощью специального устройства — дозиметра. В каких единицах измеряется радиация? Дозиметр позволяет определять радиационное поле не только в человеческом организме, но и на предметах и продуктах питания.

Важно напомнить, что все радиационные элементы – это частицы с определенной способностью проникать через твердые поверхности. Проникаемость и единицы измерения радиации в таблице зависят напрямую от типа происхождения радиационного поля и от заряженности частиц, из которых она состоит. То есть, альфа-излучения, из которых может состоять ионизирующее вещество, могут практически не вредить человеку и никак не влиять на его самочувствие. Однако бета-лучи крайне быстро проникают внутрь тканей и органов и видоизменяют их биологическую структуру, из-за чего у человека могут диагностировать опухоли, раковые заболевания и отслоения слизистых оболочек.

Закажите бесплатно консультацию эколога

В чем измеряется радиация в единицах измерения и где используют дозиметры сегодня? Сегодня радиационное поле может проверить и проанализировать любой желающий человек, у которого есть дозиметр. Единицы, в чем измеряется радиация, — это рентгены или зиверты. Однако специальные научные проверки и профилактические измерения радиационного поля проводятся в следующих случаях:

  • Радиация и единицы измерения радиационного фона чаще всего проверяют на территории, которая прилегает к атомным электростанциям, а также на территории, которая может быть потенциально заражена в результате временных или серьезных аварий и неполадок в устройствах на АЭС. К примеру, после катастрофы на атомной электростанции в Чернобыле уровень радиационного поля проверялся не только в зоне отчуждения, но и на многих прилегающих к ней территориях и полях, по причине чего многие соседние села были также эвакуированы из-за заражения местности.
  • В чем измеряется излучение радиации? Радиационное поле стоит проверять перед началом строительства и планированием закладывания фундамента нового здания. По причине того, что многие подземные породы и источники могут выделять радиационные потоки, перед начало крупного строительства стоит убедиться в том, что выбранное место является максимально безопасным для проживания и не будет оказывать негативное влияние на организм.
  • Концентрацию ионизирующих веществ в воздухе в единицах измерения радиации зивертах или рентгенах стоит проверить, если вы планируете маршрут по неизведанным или давно заброшенным маршрутам в незнакомом месте, а также если вы планируете туристический поход в места, которые находятся неподалеку от атомных станций или химических лабораторий.
  • В чем измеряется солнечная радиация? Проверять уровень загрязненности воздуха на предмет радиационных элементов важно также при планировании приобретения частной собственности в незнакомом вам районе. Жилой фонд – это огромная база различной недвижимости, некоторый процент которой может быть представлен по крайне привлекательной цене по причине близости к опасным источникам или нахождения в зоне повышенного радиационного поля. Поэтому любая покупка крупного масштаба должна быть тщательно проверена.
В чем измеряется облучение радиацией? Следует отметить, что если человеческий организм можно частично очистить от радиационных элементов с помощью определенных продуктов питания и медикаментов, то открытую территорию или предметы очистить от ионизирующих веществ невозможно. Поэтому прежде чем покупать новый дом, планировать строительство или приобретать территорию в необследованной местности, убедитесь в том, что это место не является зараженным радиацией или находится на относительно безопасном расстоянии от источника радиации и ее распространителя. Бытовой дозиметр в этом случае будет отличным способом обезопасить свою жизнь и жизнь своих близких.
 

Нормы радиации для человека


Основной целью измерения концентрации в воздухе ионизирующих частиц является не выявление наличия радиации, но соответствие ее фона нормированным и безопасным для жизни показателям. В чем измеряется доза радиации? Стоит сказать о том, что показатели максимально допустимых и безопасных для человеческого здоровья доз радиации прописаны и стандартизированы в специальной таблице правил и основ радиационного обнаружения. Согласно этой таблице, максимально важными элементами и продуктами, имеющими способность содержать в себе повышенную дозу радиации в единицах измерения рентген, являются:
  1. Пищевые продукты, которые употребляются в пищу человеком.
  2. Вода и жидкости на ее основе.
  3. Воздух и воздушные массы, которые могут транспортировать радиационное излучение на большие территории под воздействием климатических условий.
  4. Строительные материалы и вещества, использующиеся для строительства.
  5. Компьютерная техника и другие электрические приборы и оборудование, которые могут содержать в своем теле ионизирующие вещества.
  6. Медицинские приборы и оснащение.

Следует отметить тот факт, что производители всех выше указанных групп товаров по законодательству обязаны предоставлять соответствующую документацию к продуктам, в которой прописаны нормы радиационных проверок и максимально допустимые показатели ионизирующих веществ в процессе их использования или функционирования. В связи с большим количеством негативных происшествий и катастроф радиационного характера, уровень ионизирующего загрязнения в единицах измерения радиации бэр в таких продуктах, а также на окружающих нас территориях строго контролируется и постоянно проверяется.


Зависимость радиации от географии


Ввиду того, что радиационный фон может быть как искусственного, так и естественного типа, ионизирующие вещества могут в большем количестве концентрироваться на определенных территориях, однако практически не обнаруживаться на других. По этой причине для отдельных географических зон разрабатывают разные таблицы радиационной активности, единиц измерения уровня радиации и допустимых норм ее влияния на человека. К примеру, люди, которые работают или проживают поблизости активного вулкана или ионизирующих подземных пород, могут получать большее количество радиации, нежели население, проживающее поблизости природных источников и экологически чистых лесов.

CDC Радиационные аварийные ситуации | Измерение радиации

Когда ученые измеряют радиацию, они используют разные термины в зависимости от того, обсуждают ли они радиацию, исходящую от радиоактивного источника, дозу радиации, поглощаемую человеком, или риск того, что человек пострадает от воздействия радиации (биологический риск). Этот информационный бюллетень объясняет некоторые термины, используемые при обсуждении измерения радиации.

Единицы измерения

Большинство ученых в международном сообществе измеряют радиацию с помощью Международной системы (СИ), единой системы мер и весов, которая произошла от метрической системы.Однако в Соединенных Штатах до сих пор широко используется обычная система измерения.

Используются разные единицы измерения в зависимости от того, какой аспект излучения измеряется. Например, количество излучения, испускаемого или испускаемого радиоактивным материалом, измеряется с использованием традиционной единицы кюри (Ки), названной в честь известного ученого Марии Кюри, или единицы СИ беккерель (Бк). Доза облучения, поглощенная человеком (то есть количество энергии, выделяемой радиацией в ткани человека), измеряется с использованием условных единиц рад или единиц СИ грей (Гр).Биологический риск облучения измеряется с использованием условной единицы бэр или единицы СИ зиверт (Зв).

Измерение испускаемого излучения

При обсуждении количества испускаемого или испускаемого излучения используется единица измерения — обычная единица Ки или единица СИ Бк.

Радиоактивный атом излучает или излучает радиоактивность, потому что в ядре слишком много частиц, слишком много энергии или слишком много массы, чтобы быть стабильным.Ядро разрушается или распадается в попытке достичь нерадиоактивного (стабильного) состояния. Когда ядро ​​распадается, энергия выделяется в виде излучения.

Ci или Bq используются для выражения количества распадов радиоактивных атомов в радиоактивном материале за период времени. Например, один Ci равен 37 миллиардам (37 X 10 9 ) распадов в секунду. Ci заменяется на Bq. Поскольку один Бк равен одному распаду в секунду, один Ки равен 37 миллиардам (37 X 10 9 ) Бк.

Ки или Бк могут использоваться для обозначения количества радиоактивных материалов, выброшенных в окружающую среду. Например, во время аварии на Чернобыльской электростанции, которая произошла в бывшем Советском Союзе, было выброшено в общей сложности 81 миллион Ки радиоактивного цезия (вид радиоактивного материала).

Измерение дозы излучения

Когда человек подвергается воздействию радиации, энергия откладывается в тканях тела. Количество энергии, выделяемой на единицу веса ткани человека, называется поглощенной дозой.Поглощенная доза измеряется с помощью обычного прибора рад или SI Гр .

Рад, что означает поглощенная доза излучения, был традиционной единицей измерения, но был заменен на Гр . Один Гр равен 100 рад.

Измерение биологического риска

Биологический риск человека (то есть риск того, что человек пострадает от воздействия радиации на здоровье) измеряется с использованием условной единицы бэр или единицы СИ Зв .

Чтобы определить биологический риск человека, ученые присвоили номер каждому типу ионизирующего излучения (альфа- и бета-частицы, гамма-лучи и рентгеновские лучи) в зависимости от способности этого типа передавать энергию клеткам тела. Это число известно как фактор качества (Q).

Когда человек подвергается радиационному облучению, ученые могут умножить дозу в рад на коэффициент качества, соответствующий типу радиации, и оценить биологический риск человека в бэмах. Таким образом, риск в rem = rad X Q.

Рем был заменен на Sv. Один Зв равен 100 бэр.

Сокращения для измерений радиации

Когда измеряемое количество излучения меньше 1, к единице измерения добавляются префиксы в виде сокращенного обозначения. Это называется научным обозначением и используется во многих научных областях, а не только для измерения радиации. В таблице ниже показаны префиксы для измерения излучения и соответствующие им числовые обозначения.

Сокращения для измерений радиации Таблица 1
Префикс Равно Сколько это стоит? Аббревиатура Пример
атто- 1 Х 10 -18 .000000000000000001 а ACI
фемто- 1 Х 10 -15 .000000000000001 f fCi
пико- 1 Х 10 -12 .000000000001 с. pCi
нано- 1 Х 10 -9 .000000001 n нКи
микро- 1 Х 10 -6 .000001 мкм мкКи
милли- 1 Х 10 -3 .001 кв.м мкКи
санти- 1 Х 10 -2 .01 c cSv

Когда измеряемая сумма равна 1000 (то есть 1 X 10 3 ) или выше, к единице измерения добавляются префиксы, чтобы сократить очень большие числа (также в экспоненциальной нотации).В таблице ниже показаны префиксы, используемые при измерении излучения, и соответствующие им числовые обозначения.

Сокращения для измерений радиации Таблица 2
Префикс Равно Сколько это стоит? Аббревиатура Пример
килограмм — 1 Х 10 3 1000 к кКи
мега- 1 Х 10 6 1 000 000 M MCi
гига — 1 Х 10 9 100 000 000 G ГБк
тера- 1 Х 10 12 100000000000 т ТБк
пета- 1 Х 10 15 100 000 000 000 000 P ПБк
exa- 1 Х 10 18 100 000 000 000 000 000 E EBq

Обычное радиационное облучение

Люди ежедневно подвергаются радиации из различных источников, таких как естественные радиоактивные материалы в почве и космические лучи из космоса (которых мы получаем больше, когда летаем в самолете).Некоторые распространенные способы облучения людей и соответствующие дозы показаны в таблице ниже.

Источник воздействия Доза в бэр Доза в зивертах (Зв)

Воздействие космических лучей во время полета туда и обратно из Нью-Йорка в Лос-Анджелес 3 мбэр 0,03 мЗв

Один стоматологический рентген 5 мбэр 0,05 мЗв

Один рентген грудной клетки 10 мбэр 0,1 мЗв

Одна маммограмма 70 мбэр 0,7 мЗв

Один год воздействия естественной радиации (от почвы, космических лучей и т. Д.).) 300 мбэр 3 мЗв

Для получения дополнительной информации

Для получения дополнительной информации об измерении радиации вы можете посетить веб-сайт с изображением внешнего значка Общества физиков здравоохранения или внешнего значка «Радиационная тема» Агентства по охране окружающей среды.

Для получения дополнительной информации о радиации посетите веб-сайт CDC по радиационным чрезвычайным ситуациям. Вы также можете позвонить на горячую линию общественного ответа CDC по телефону 800-CDC-INFO или 888-232-6348 (TTY).

Как измеряется радиационное облучение?

Около 150 человек, живущих или работающих вблизи поврежденных ядерных объектов Японии, прошли мониторинг на предмет потенциального радиационного облучения, и 23 из них были признаны нуждающимися в лечении.Как измеряется степень их воздействия?

Согласно Комиссии по ядерному регулированию США (NRC), «облучение» относится к количеству радиации, такой как рентгеновские лучи, гамма-лучи, нейтроны, альфа- и бета-частицы, присутствующие в воздухе. Экспозиция, обычно выражаемая в рентгенах, измеряется счетчиками Гейгера и аналогичными приборами. Счетчик Гейгера регистрирует, сколько газа, которое он содержит, ионизируется поступающими частицами излучения, и преобразует эту информацию в электронный сигнал.

Однако люди не поглощают всю радиацию, которой они подвергаются; большая часть его проходит прямо через их тела. Небольшое количество энергии, переносимой излучением, поглощается тканями тела, и это поглощенное количество измеряется в единицах «поглощенной дозы излучения» (рад). Радиация воздействует на разных людей по-разному, но бригады по безопасности используют практическое правило: один рентген гамма- или рентгеновского излучения обычно дает поглощенную дозу около 1 рад.Измеряя уровень радиации вокруг тела человека с помощью счетчика Гейгера, сотрудник службы безопасности может приблизительно определить поглощенную дозу этого человека.

Более сложная мера радиационного облучения, называемая эффективной дозой, учитывает вредность конкретного типа присутствующего излучения. В то время как эффективные и поглощенные дозы одинаковы для бета- и гамма-излучения, для альфа- и нейтронного излучения — типов, которые особенно опасны для человеческого организма, — эффективная доза имеет большее значение, чем поглощенная доза.Таким образом, мера эффективной дозы дает конкретную шкалу для определения того, насколько на самом деле опасен инцидент облучения. Единицами эффективной дозы являются «рентгеновский эквивалент человека» (бэр) и зиверт (Зв), где один Зв равен 100 бэр.

Средний человек получает эффективную дозу 0,36 бэр каждый год, 80 процентов которой поступает из естественных источников излучения, таких как радиоактивные материалы в коре и мантии Земли и источники в космическом пространстве. Оставшиеся 20 процентов эффективной дозы среднего человека являются результатом воздействия искусственных источников излучения, таких как рентгеновские аппараты, промышленные детекторы дыма, и продолжающихся осадков в результате испытаний ядерного оружия.

В США NRC ограничивает профессиональное облучение взрослых, работающих с радиоактивными материалами, до 5 бэр в год. Предел может быть увеличен до 25 бэр в случае возникновения чрезвычайной ситуации; этот уровень все еще не считается опасным.

Уровень радиации на Фукусиме вырос до 0,8 бэр в час после взрыва на одном из ядерных реакторов сегодня (15 марта). Если бы аварийные работники не были эвакуированы вскоре после этого, они получили бы свою ежегодную профессиональную дозу чуть более чем за 6 часов.

Хотя эта сумма потенциально опасна, она все же не была смертельной. Согласно NRC, «[Обычно] считается, что люди, подвергшиеся одновременному облучению примерно 500 бэр, скорее всего, умрут без лечения. Точно так же однократная доза в 100 бэр может вызвать у человека тошноту или покраснение кожи ( хотя выздоровление вероятно), и около 25 бэр могут вызвать временное бесплодие у мужчин.Однако, если эти дозы распределяются по времени, а не вводятся сразу, их эффекты, как правило, менее серьезны.»

Эта статья была предоставлена ​​ Life’s Little Mysteries , сайтом-партнером LiveScience. Следуйте за Натали Вулчовер в Twitter @nattyover

Измерение радиации: терминология и единицы

Этот ресурс является частью издания «Наука за демократические действия». 8 нет. 4, который включает глоссарий терминов, связанных с радиацией, и информацию об измерении радиации: устройства и методы. Также см. Соответствующий номер Energy & Security.14 по ионизирующему излучению.

( Некоторые из используемых ниже терминов определены в глоссарии IEER )


Ионизирующее излучение испускается при распаде радиоактивных веществ. Радиоактивный распад происходит, когда ядро ​​атома спонтанно распадается с испусканием частицы (альфа-частицы, электрона или одного или нескольких нейтронов).

Четыре формы ионизирующего излучения: альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи и, косвенно, нейтроны. У всех достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы, другими словами, удалить один или несколько электронов атома.

Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, что эквивалентно
ядру атома гелия. Альфа-частицы легко ионизируют материал, с которым контактируют, и передают энергию электронам этого материала. Альфа-частица может перемещаться по воздуху на несколько миллиметров, но в целом ее радиус действия уменьшается с увеличением плотности среды. Например, альфа-частицы не проникают через внешний слой кожи человека, но при вдыхании альфа-частицы могут повредить ткань легких.

Бета-частица представляет собой электрон или позитрон и намного легче альфа-частицы. Таким образом, для потери энергии бета-частицам требуется большее расстояние, чем альфа-частицам. Бета-частица средней энергии перемещается примерно на один метр в воздухе и на один миллиметр в тканях тела.

Гамма-лучи — это электромагнитное излучение. Радиоактивный элемент может испускать гамма-лучи (в дискретных пучках или квантах, называемых фотонов ), если ядро, оставшееся после альфа- или бета-распада, находится в возбужденном состоянии.Гамма-лучи могут проникать гораздо глубже, чем альфа- или бета-частицы; Фотон гамма-излучения высокой энергии может проходить через человека, вообще не взаимодействуя с тканями. Когда гамма-лучи взаимодействуют с тканями, они ионизируют атомы. Термин «рентгеновские лучи» также иногда используется для гамма-лучей, испускаемых в процессе радиоактивного распада, которые находятся в нижней части энергетического спектра электромагнитного излучения, возникающего в результате радиоактивного распада.

Нейтроны — нейтральные частицы, не имеющие электрического заряда.В отличие от альфа- и бета-частиц, они не взаимодействуют с электронами и не вызывают ионизацию напрямую. Однако нейтроны могут косвенно ионизироваться различными способами: упругими столкновениями, неупругим рассеянием, неупругим рассеянием, реакциями захвата или процессами откола. Эти процессы по-разному приводят к испусканию гамма-лучей, бета-излучения и, в случае откола, большего количества нейтронов. Для более подробного объяснения см. Последствия для здоровья воздействия низких уровней ионизирующего излучения (отчет BEIR V), National Academy Press, 1990, стр.15-17.

Измерение радиоактивности

Ионизирующее излучение можно измерить в электрон-вольтах, эргах и джоулях. электрон-вольт (сокращенно эВ) — это единица энергии, связанная с движением электронов. Электрон «прочно связан» в атоме водорода (один протон и один электрон). Чтобы отодвинуть этот электрон от протона, требуется энергия. Чтобы полностью отодвинуть этот электрон от протона, требуется 13,6 электрон-вольт энергии. Мы говорим тогда, что атом «ионизирован».На жаргоне «энергия ионизации» прочно связанного электрона в водороде составляет 13,6 электрон-вольт.

Электроны — очень легкие объекты, поэтому мы не ожидаем, что электрон-вольт представляет собой очень много энергии. Один электрон-вольт — это всего лишь 1,6 x 10 -19 джоулей энергии, другими словами, 0,16 миллиардной доли джоуля. Один джоулей (сокращенно Дж) эквивалентен количеству энергии, используемой одной ваттной лампочкой, зажженной в течение одной секунды. Энергия, связанная с радиоактивным распадом, колеблется от тысяч до миллионов электрон-вольт на ядро, поэтому распад одного ядра обычно приводит к большому количеству ионизаций.

Радиоактивность вещества измеряется количеством ядер, распадающихся в единицу времени. Стандартная международная единица радиоактивности называется беккерель (сокращенно Бк), что соответствует одному распаду в секунду (дпс). Радиоактивность также измеряется в кюри, исторической единице, основанной на количестве распада в секунду в одном грамме радия-226 (37 миллиардов). Следовательно, 1 кюри = 37 миллиардов Бк. Один пикокюри (одна триллионная кюри) = 0,037 Бк, а 1 Бк = 27 пикокюри.Радиоактивность также измеряется в единицах дезинтеграции в минуту (dpm). Один дпм = 1/60 Бк.

Удельная активность измеряет радиоактивность единицы массы вещества. Единицы измерения — кюри на грамм или беккерели на грамм. Это позволяет нам сравнивать, является ли вещество более или менее радиоактивным, чем другое. Удельная активность радионуклида обратно пропорциональна его атомному весу и периоду его полураспада.

Экологические и биологические измерения радиоактивности обычно выражаются как концентрации радиоактивности в почве, воде, воздухе или тканях.Примеры единиц включают пикокюри на литр, беккерели на кубический метр, пикокюри на грамм и распад в минуту на 100 квадратных сантиметров. Один пикокюри (сокращенно pCi) равен 10 -12 (или 0,000000000001) кюри. Иногда вес радиоактивного материала на единицу почвы или ткани может быть указан и выражен в частях на миллион или ppm, может быть выражен в единицах массы. Его можно преобразовать в единицы радиоактивности, поскольку мы знаем удельную активность различных радионуклидов.Распад в минуту на 100 квадратных сантиметров (dpm / 100 см 2 ) — это единица, обычно используемая для измерения поверхностного загрязнения объекта, такого как бетон или металл.

Измерение дозы

Размещение вашего тела рядом с радиоактивным источником приводит к облучению. Чтобы оценить опасность этого воздействия, необходимо вычислить поглощенную дозу . Это определяется как энергия, передаваемая определенной массе ткани. Доза обычно неоднородна по всему телу. Радиоактивное вещество может избирательно поглощаться различными органами или тканями.

Дозы облучения часто рассчитываются в единицах рад (сокращенно от r 900 10). Один рад равен 100 эрг / грамм, другими словами, 100 эрг энергии, поглощаемой одним граммом данной ткани тела. Эрг равен одной десятимиллионной джоуля. Сто рад равняется одному Джоуля на килограмм (Дж / кг), что также равно одной Грэй, (Гр), стандартной международной единице измерения дозы излучения. Предположим, нужно время? Затем мы говорим о мощности дозы (или дозе за единицу времени).Пример единиц мощности дозы — миллирад / час. В повседневном понимании джоуль (а тем более эрг) — это довольно небольшое количество энергии. Но с точки зрения потенциала ионизации молекул или элементов джоуль — это огромное количество энергии. Один джоуль ионизирующего излучения может вызвать десятки тысяч триллионов ионизаций.

Рентген измеряет степень ионизации воздуха, вызванную радиоактивным распадом ядер. В не костной биологической ткани один рентген эквивалентен примерно 0.93 рад. В воздухе один рентген равен 0,87 рад. Циферблаты, показывающие калибровку в мР / ч, показывают миллирентген в час.

С физической точки зрения, самый простой способ измерить влияние излучения — это измерить количество энергии, вложенной в данный вес материала. Однако выделение энергии — это только один из аспектов потенциальной радиации причинить
биологических повреждений. Ущерб, наносимый единицей вложенной энергии, больше, когда она передается на более короткое расстояние.Следовательно, альфа-частица, которая вкладывает всю свою энергию на очень короткое расстояние, наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, чем гамма-луч, который вкладывает свою энергию на более длинном пути. Вес биологического вещества, в котором хранится энергия, также важен. Чувствительность разных органов также различается. Концепция относительной биологической эффективности (ОБЭ) была создана, чтобы попытаться уловить относительную эффективность различных видов излучения в причинении биологического ущерба.

ОБЭ варьируется в зависимости от органа, подвергшегося воздействию, возраста воздействия и других факторов. Единственный фактор, называемый коэффициентом качества, для преобразования вложенной энергии в рад используется в целях регулирования, хотя это значительно упрощает реальные риски для жизни. Для бета- и гамма-излучения используется коэффициент качества 1, то есть 1 рад = 1 бэр. Альфа-излучение наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, вложенной в живую ткань. В настоящее время коэффициент качества для альфа равен 20 (умножьте рад альфа-излучения на 20, чтобы получить бэр).Мы говорим «в настоящее время», потому что добротность альфа-излучения с годами изменилась. Текущий коэффициент качества, обычно используемый для нейтронов, составляет 10.

Коэффициенты преобразования дозы (DCF) используются для преобразования количества радиоактивности (выраженной в кюри или беккерелях), вдыхаемой или проглатываемой человеком, в дозу (выраженную в бэрах и зивертах). DCF, используемые для целей регулирования, получены на основе комбинации различных экспериментальных данных и математических моделей.

Некоторые единицы измерения ионизирующего излучения и дозы облучения
Блок Описание эквивалент
Рем (рентген-эквивалент человек) Единица эквивалентной поглощенной дозы излучения, которая учитывает относительную биологическую эффективность различных форм ионизирующего излучения или различные способы, которыми они передают свою энергию тканям человека. Доза в бэр равна дозе в рад, умноженной на коэффициент качества (Q).Для бета- и гамма-излучения добротность принимается равной единице, то есть rem равняется рад. Для альфа-излучения коэффициент качества принимается равным 20, то есть бэр равняется 20 рад. Рем по сути является мерой биологического ущерба. Для нейтронов Q обычно принимают равным 10. rem = рад x Q
Зиверт (Св) Единица эквивалентной поглощенной дозы, равная 100 бэр. 1 Зв = 100 бэр
Зв = Гр x Q
Рад (поглощенная доза излучения) Единица поглощенной дозы излучения.Рад — это мера количества энергии, вложенной в ткань. 1 рад = 100
эрг / грамм
Серый (Gy) Единица поглощенной дозы излучения, равная 100 рад. Серый — это мера депонирования энергии в тканях. 1 Гр = 100 рад
Кюри (Ки) Традиционная единица радиоактивности, равная радиоактивности одного грамма чистого радия-226. 1 Ки = 37 миллиардов dps = 37 миллиардов Бк
Беккерели (Бк) Стандартная международная единица радиоактивности, равная одному распаду в секунду. 1 Бк = 27 пКи
Дезинтеграции в секунду (дпс) Число субатомных частиц (например, альфа-частиц) или фотонов (гамма-лучей), выпущенных из ядра данного атома за одну секунду. Один dps = 60 dpm (распадов в минуту). 1 дпс = 1 Бк

Источники: Nuclear Wastelands , Makhijani et al., Eds., Cambridge: MIT Press, 1995; Наука за демократические действия , т.6 шт. 2 ноября 1997 г .; Радиационная защита: руководство для ученых и врачей, 3-е изд., Джейкоб Шапиро, Кембридж: издательство Гарвардского университета, 1990.

Что такое доза облучения?

Доза медицинского излучения не похожа на дозу лекарства. Что касается дозы облучения, то существуют разные типы и единицы измерения. Доза облучения — сложная тема.

Почему существуют разные способы измерения дозы радиации?

Когда вы думаете о дозе лекарства, вы думаете об абсолютном измерении количества, которое вы принимаете.Но радиация не измеряется количеством, которое вы принимаете.

Излучение от медицинских осмотров похоже на солнечный свет. Воздействие солнечного света на кожу зависит от интенсивности света и от того, как долго человек находится в нем.

Факторы солнечного света:

  • Интенсивность
  • Продолжительность выдержки
  • Чувствительность кожи

Люди часто описывают уровень пребывания на солнце в зависимости от его воздействия на кожу. Друзья могут сказать: «У тебя много солнца.»Или:» Ты красный; это должно быть больно. «Они оценивают количество солнечного света, которому вы подверглись, по тому, что они видят.

Точно так же доза радиации расскажет нам о влиянии радиации на ткани. Дозу облучения можно измерить несколькими способами.

Дозы излучения

Что могут сказать нам эти разные дозы:

  1. Поглощенная доза используется для оценки возможности биохимических изменений в определенных тканях.
  2. Эквивалентная доза используется для оценки ожидаемого биологического ущерба от поглощенной дозы.(Разные виды излучения обладают разными повреждающими свойствами.)
  3. Эффективная доза используется для оценки потенциала долгосрочных эффектов, которые могут возникнуть в будущем.

Определения

Давайте начнем с того, что узнаем, что означают термины «дозы».

Определение 1

Поглощенная доза — это концентрация энергии, депонированной в ткани в результате воздействия ионизирующего излучения. Примечание: в данном случае это означает энергию, поглощаемую тканями человека.

Рентгеновские лучи, в отличие от солнечного света, могут проникать глубоко в тело и накапливать энергию во внутренних органах. Рентгеновские лучи могут проходить даже через тело человека.

Поглощенная доза описывает интенсивность энергии, вложенной в любое небольшое количество ткани, расположенной в любом месте тела.

Единицей измерения поглощенной дозы является миллигрей (мГр).

Если у вас есть компьютерная томография верхней части живота, поглощенная доза в грудную клетку очень мала, потому что она подверглась воздействию небольшого количества рассеянного излучения.Поглощенная доза для вашего желудка, поджелудочной железы, печени и других органов является наибольшей, потому что они подверглись прямому воздействию.

Определение 2

Эквивалентная доза — это величина, которая учитывает повреждающие свойства различных типов излучения. (Не все излучения одинаковы.)

Поглощенная доза по сравнению с эквивалентной

Разница между дозой, поглощенной в ткани, и эквивалентной дозой:

  1. Поглощенная доза показывает нам запас энергии в небольшом объеме ткани.
  2. Эквивалентная доза относится к воздействию, которое тип излучения оказывает на ткань.

Поскольку все излучения, используемые в диагностической медицине, имеют одинаковый потенциал низкого вреда, поглощенная доза и эквивалентная доза численно одинаковы. Только единицы разные.

Для диагностического излучения: эквивалентная доза в миллизивертах (мЗв) = поглощенная доза в мГр.

Определение 3

Эффективная доза — это расчетное значение, измеряемое в мЗв, которое учитывает три фактора:

  • поглощенная доза на все органы тела,
  • — относительный уровень вреда от излучения,
  • чувствительность каждого органа к радиации.

Эффективная доза: Количество эффективной дозы помогает нам учитывать чувствительность.

Различные части тела имеют разную чувствительность к радиации. Например, голова менее чувствительна, чем грудь.

Эффективная доза относится к общему долгосрочному риску для человека от процедуры и полезна для сравнения рисков от различных процедур.

Эффективная доза не предназначена для применения конкретному пациенту.

Фактический риск для пациента может быть выше или ниже, в зависимости от размера пациента и типа процедуры.

Пример поглощенной дозы, эквивалентной дозы и эффективной дозы. Если у вас КТ брюшной полости, какова доза на брюшную полость?

  • Типичная поглощенная доза: 20 мГр
  • Типичная эквивалентная доза: 20 мЗв
  • Типичная эффективная доза: 15 мЗв

Какую дозу следует использовать для оценки потенциальных долгосрочных рисков от различных процедур?

Измерения поглощенной и эквивалентной дозы можно использовать для оценки краткосрочного риска для тканей.(Краткосрочный срок — от недель до месяцев.)

При правильно проведенных диагностических исследованиях не будет кратковременных эффектов радиационного воздействия, поэтому поглощенная доза и эквивалентная доза не очень полезны.

Для пациентов наиболее важной величиной дозы является эффективная доза, поскольку она позволяет просто сравнивать долгосрочные риски.

Итого

Доза облучения — это не лекарство. Доза радиации — это не то же самое, что доза лекарства.

Доза облучения имеет множество форм и включает поглощенную дозу, эквивалентную дозу и эффективную дозу.

Существует несколько величин, в которых измеряется доза (например, мГр, мЗв). Существуют и другие величины доз, которые не обсуждались.

Понятия о дозе облучения могут сбивать с толку. Вы и ваш радиолог или медицинский физик должны работать вместе, чтобы ответить на ваши вопросы о дозе облучения.

Для получения дополнительной информации см. Страницу «Доза излучения при КТ и рентгеновских исследованиях».

Как можно обнаружить излучение?

Излучение не может быть обнаружено человеческими чувствами.Доступны различные портативные и лабораторные приборы для обнаружения и измерения излучения. Наиболее распространенные портативные или переносные инструменты:

  1. Счетчик Гейгера с трубкой или датчиком Гейгера-Мюллера (GM) — Трубка GM представляет собой газонаполненное устройство, которое при приложении высокого напряжения создает электрический импульс, когда излучение взаимодействует со стенкой или газом в трубка. Эти импульсы преобразуются в показания измерительного прибора. Если в инструменте есть динамик, импульсы также издают слышимый щелчок.Обычными единицами считывания являются рентген в час (R / hr), миллирентген в час (mR / hr), бэр в час (rem / hr), миллибэр в час (mrem / hr) и количество импульсов в минуту (cpm). Зонды GM (например, «блинового» типа) чаще всего используются с портативными приборами для радиационной разведки для измерения загрязнения. Однако для измерений воздействия можно использовать трубки GM с энергетической компенсацией. Кроме того, часто измерители, используемые с датчиком GM, также подходят для других датчиков обнаружения излучения. Например, сцинтилляторный зонд на основе сульфида цинка (ZnS), чувствительный только к альфа-излучению, часто используется для полевых измерений, когда необходимо измерять альфа-излучающие радиоактивные материалы.
  2. Измеритель MicroR с детектором иодида натрия — Твердый кристалл иодида натрия создает импульс света при взаимодействии с ним. Этот импульс света преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), который выдает показания на измерительном приборе. Импульс света пропорционален количеству света и энергии, вложенной в кристалл. Эти инструменты чаще всего имеют схемы верхнего и нижнего дискриминатора энергии и при правильном использовании в качестве одноканальных анализаторов могут предоставить информацию о гамма-энергии и идентифицировать радиоактивный материал.Если в инструменте есть динамик, импульсы также издают слышимый щелчок, что полезно при поиске потерянного источника. Обычными единицами считывания являются микрорентген в час (мкР / час) и / или количество импульсов в минуту (имп / мин). Детекторы йодида натрия можно использовать с портативными приборами или большими стационарными радиационными мониторами. Вместо иодида натрия также используются специальные пластмассы или другие инертные кристаллические «сцинтилляционные» материалы.
  3. Портативный многоканальный анализатор Кристалл йодида натрия и ФЭУ, описанные выше, в сочетании с небольшим электронным блоком многоканального анализатора (MCA) становятся все более доступными и распространенными.Когда используются библиотеки данных гамма-излучения и процедуры автоматической идентификации энергии гамма-излучения, эти портативные инструменты могут автоматически определять и отображать тип присутствующих радиоактивных материалов. При работе с неизвестными источниками излучения это очень полезная функция.
  4. Ионизационная (ионная) камера — Это заполненная воздухом камера с электропроводящей внутренней стенкой и центральным анодом и относительно низким приложенным напряжением. Когда первичные ионные пары образуются в объеме воздуха в результате взаимодействия рентгеновского или гамма-излучения в стенке камеры, центральный анод собирает электроны и генерируется небольшой ток.Это, в свою очередь, измеряется схемой электрометра и отображается в цифровом или аналоговом виде. Эти инструменты должны быть правильно откалиброваны для отслеживаемого источника излучения и предназначены для обеспечения точного измерения поглощенной дозы в воздухе, которая с помощью соответствующих коэффициентов пересчета может быть связана с дозой для ткани. Поскольку большинство ионных камер находятся под открытым небом, их необходимо корректировать с учетом изменения температуры и давления. Обычными единицами считывания являются миллирентгены и рентген в час (мР / ч или Р / ч).( Примечание: для практических целей считайте, что рентген, рад и бэр равны гамма- или рентгеновскому излучению. Таким образом, 1 мР / ч эквивалентен 1 мбэр / ч.)
  5. Измеритель REM нейтронов с пропорциональным счетчиком — Пропорциональная счетная трубка с трифторидом бора или гелием-3 представляет собой газонаполненное устройство, которое при приложении высокого напряжения создает электрический импульс, когда нейтронное излучение взаимодействует с газом в трубка. Поглощение нейтрона ядром бора-10 или гелия-3 вызывает мгновенное испускание ядра гелия-4 или протона соответственно.Эти заряженные частицы могут затем вызвать ионизацию газа, который собирается в виде электрического импульса, как в трубке GM. Эти пропорциональные счетчики для измерения нейтронов требуют большого количества водородсодержащего материала вокруг них, чтобы замедлить нейтрон до тепловой энергии. Другие окружающие фильтры позволяют детектировать соответствующее количество нейтронов и, таким образом, обеспечивают отклик с постоянной энергией по отношению к эквиваленту дозы. Конструкция и характеристики этих устройств таковы, что количество накопленного вторичного заряда пропорционально количеству первичных ионов, произведенных излучением.Таким образом, с помощью электронных схем дискриминатора можно отдельно измерять различные типы излучения. Например, гамма-излучение до довольно высоких уровней легко отклоняется в счетчиках нейтронов.
  6. Детекторы радона — Для измерения радона дома или на работе используется ряд различных методов (например, на урановых рудниках). Они варьируются от сбора продуктов распада радона на воздушном фильтре и их подсчета, экспонирования баллона с углем в течение нескольких дней и выполнения гамма-спектроскопии для поглощенных продуктов распада, экспонирования электретно-ионной камеры и считывания, а также длительного воздействия CR- 39 пластик с последующим химическим травлением и подсчетом альфа-треков.Все эти подходы имеют разные преимущества и недостатки, которые следует оценить перед использованием.

Наиболее распространенные лабораторные инструменты:

  1. Жидкостные сцинтилляционные счетчики — Жидкостный сцинтилляционный счетчик (LSC) — это традиционный лабораторный прибор с двумя противоположными ФЭУ, которые просматривают пробирку, содержащую образец и жидкую сцинтилляционную жидкость или коктейль. Когда образец испускает излучение (часто низкоэнергетическое бета), сам коктейль, будучи детектором, вызывает импульс света.Если оба ФЭУ обнаруживают свет в совпадении, счет считается подсчитанным. При использовании экранирования, охлаждения ФЭУ, различения энергии и этого подхода подсчета совпадений могут быть достигнуты очень низкие фоновые подсчеты и, следовательно, низкие минимально обнаруживаемые активности (MDA). Большинство современных установок LSC имеют возможность многократного отбора проб и автоматического сбора, обработки и хранения данных.
  2. Пропорциональный счетчик — Обычным лабораторным прибором является стандартный пропорциональный счетчик с лотком и камерой для подсчета проб и потоком аргона / метана через счетный газ.В большинстве устройств используется очень тонкое (микрограмм / см 2 ) окно, в то время как в некоторых нет окон. Экранирование и идентичные защитные камеры используются для уменьшения фона, и, в сочетании с электронной дискриминацией, эти инструменты могут различать альфа- и бета-излучение и обеспечивать низкий уровень MDA. Подобно устройствам LSC, упомянутым выше, эти пропорциональные счетчики имеют возможность многократной выборки и автоматический сбор, сокращение и хранение данных. Такие счетчики часто используются для подсчета образцов мазка / протирания или воздушного фильтра.Кроме того, пропорциональные счетчики расхода газа большой площади с тонкими (миллиграмм / см 2 ) майларовыми окнами используются для подсчета всего тела и конечностей рабочих на внешнее загрязнение при выходе из зоны радиологического контроля.
  3. Многоканальная система анализатора Лабораторный MCA с кристаллом йодида натрия и ФЭУ (описанный выше), твердотельный германиевый детектор или кремниевый детектор может обеспечить мощные и полезные возможности для подсчета жидких или твердых матричных образцов или другие подготовленные извлеченные радиоактивные образцы.Большинство систем используется для подсчета гамма-излучения, а некоторые кремниевые детекторы используются для альфа-излучения. Эти системы MCA также могут использоваться с хорошо экранированными детекторами для подсчета радиоактивного материала, депонированного внутри органов или тканей, для измерений биологических анализов. Во всех случаях MCA обеспечивает возможность отсчета и подсчета по энергии и, таким образом, идентифицировать излучатель. Опять же, большинство систем имеют возможность автоматического сбора, сокращения и хранения данных.

Информация, размещенная на этой веб-странице, предназначена только в качестве общей справочной информации.Конкретные факты и обстоятельства могут повлиять на применимость описанных здесь концепций, материалов и информации. Предоставленная информация не заменяет профессиональную консультацию, и на нее нельзя полагаться в отсутствие такой профессиональной консультации. Насколько нам известно, ответы верны на момент публикации. Имейте в виду, что со временем требования могут измениться, могут появиться новые данные, а ссылки в Интернете могут измениться, что повлияет на правильность ответов.Ответы — это профессиональное мнение эксперта, отвечающего на каждый вопрос; они не обязательно отражают позицию Общества физиков здоровья.

4. Как измеряется и оценивается радиационное облучение?

3.5 Дозиметрические аспекты

Чтобы оценить вклад риска от сканирований, выполненных с сканеры безопасности на основе технологий, использующих ионизирующие излучение как описано в главе 3.2.1 и 3.2.2 необходимо описать количество (дозы) ионизирующего излучения, полученное пассажиры. Для этого важно уточнить различные используемые термины.

3.5.1 Концепции дозирования

При работе с ионизацией радиация, основная концепция, используемая для описания выделения энергии, вызванного излучение к любому виду материала — это количество «поглощенного» доза D.Это определяется как энергия E, переданная небольшому количество материала:

D = dE / дм. где m — масса материала.

Эта доза является чистым физическим описателем передачи энергии из-за к ионизирующему излучению. Значения измерений даны в единицах СИ. Грей. (Гр), что составляет Дж / кг. Этот физический параметр вообще не достаточно для описания биологических эффектов, вызванных ионизацией радиация.Чтобы учесть эту зависимость биологическое воздействие на тип излучения (альфа, бета, гамма, и т. д.) и энергии, весовым коэффициентом качества излучения. w R (от 1 до 20). введен дополнительный дозовый член для излучения в целях защиты. Это величина «эквивалентная доза» H и определяется как:

H = w R * D

Единицей СИ для эквивалентной дозы является зиверт (Зв), который также выражается в Дж / кг.Сканеры безопасности, использующие ионизирующие излучения, которые коммерчески доступные, используют рентгеновские лучи от 50 кВп до 220 кВп (с некоторой дополнительной фильтрацией), которые имеют номинальное излучение добротность w R = 1.

Можно различать дозы, определенные для конкретных человек (индивидуальная доза) и дозы, измеренные или оцененные в конкретные места (амбиентная доза).

3.5.1.1 Органные дозы

Прежде всего, в большинстве случаев применения рентгеновских лучей на людях, в обстоятельства неоднородного радиация как для Например, рентген грудной клетки, эквивалентная доза для каждого органа может будь другим. Поскольку большинство эпидемиологических данных относятся к исследованиям внешнее облучение с достаточно высокими энергиями в больших однородных полей, в этих исследованиях можно считать равномерная дозировка для всего тела.Сканеры безопасности на низкая энергия используемого ионизирующего излучения приведет к разные дозы на разные органы. Как передаваемая энергия уменьшается, поэтому уменьшается проникновение и, следовательно, различия между различными дозами органов больше. Может даже быть различия внутри отдельных органов. Предполагается, что риск относящиеся к дозе в той же ткани, описываются средняя переданная энергия, умноженная на качество излучения фактор в конкретном органе.Следовательно, дозы на органы равны дается как среднее значение эквивалентной дозы по всему органу Н Т . Эти средние значения должны быть определены для всех органы.

H T, R = w R * D T, R

3.5.1.2 Эффективные дозы

Крупные эпидемиологические исследования риска ионизации радиация особенно исследование продолжительности жизни выживших после атомной бомбы Хиросима и Нагасаки показали, что разные органы показывают различный риск стохастических эффектов, таких как развитие рака вызванные ионизирующим излучением (см. раздел Эпидемиология 3.6.3.). На основе данных о заболеваемости и смертности выживших и их в основном равномерное облучение, удельные коэффициенты риска имеют были определены для различных органов. Предполагая, что сумма потенциальные риски для всех отдельных органов должны представлять полный риск облучения всего тела в результате подход эффективной дозы E, где коэффициенты риска переносятся на тканевые весовые коэффициенты wT для органов.К умножение этих факторов риска на соответствующий эквивалент дозы на органы и суммирование полученных взвешенных доз на органы, получает дозу, описывающую вероятность нанесения вреда здоровью сравнимо с общей дозой тела. Эффективная доза определяется в качестве:

E = Σ TwT * H T, R

Это значение дозы не предназначено для определения риск для человека, но это только оценка среднего риск для населения, даже если риск для отдельного человека может варьируются в зависимости от возраста на момент воздействия, пола или других факторов риска.В весовые коэффициенты тканей перечислены в различных МКРЗ. (Международная комиссия по радиологической защите) публикации. Согласно фактическому определению МКРЗ, факторы риска приведены в таблице 1 (из публикации 103 МКРЗ (ICRP 2007)). Пределы дозы в законодательстве выражены в эффективных дозы и эквивалентные дозы.

Таблица 1: Весовые коэффициенты тканей в соответствии с ICRP 103 (ICRP 2007)

3.5.2.3 Удельные дозы

Что касается использования различных сканеров, дозы на кожу и некоторые другие органы представляют особый интерес из-за неоднородное воздействие из-за геометрии облучения и низкой энергия излучения вовлеченный.

Для определения доз на органы проводятся некоторые измерения. требуется. Для оценки риска оцениваются эквивалентные дозы.Обычно они оцениваются как H * (10), что описывает индивидуальная эквивалентная доза, измеренная на глубине 10 мм от эталона сфера, состоящая из мягких тканевый эквивалент согласно ICRU. Для близкого Представление дозы на кожу, H * (0,07) используется, что представляет собой значение эквивалентной дозы на глубине 70 мкм.

В системах обратного рассеяния с относительно низкими энергиями фотонов (пучок слабого излучения качества) органы, близкие к поверхности тела, такие как хрусталик глаза, женская грудь или яички получат более высокие дозы, чем органы глубже в теле.В системах с более высоким качества луча (более высокое напряжение на лампе, более жесткая фильтрация) распределение дозы внутри тел было бы больше униформа.

3.5.2 Определение дозы

Так как дозу ионизирующего излучение напрямую в организме дозы на органы обычно оцениваются измерение доз на репрезентативных площадях, а затем выполнение симуляции с использованием моделей человеческого тела.Эти симуляции обычно предоставляют коэффициенты пересчета для получения доз на органы от измеренные значения входной дозы. Исторически первые моделирование проводилось на простых геометрических математических фантомах. Так обстоит дело с некоторыми уже опубликованными исследованиями; Другие исследования обеспечивают измерения доз. Эти измерения резюмировано в Таблице 2.

Таблица 2: Измеренные эффективные дозы для различных видов безопасности сканеры

Затем были изготовлены воксельные фантомы с реалистичной анатомией.В новые стандартные эталонные фантомы, представляющие стандартного человека и стандартная женщина были представлены в публикации 110 МКРЗ. (МКРЗ 2009). Некоторые коэффициенты пересчета уже были определены для этих новых эталонных фантомов. Воздействие средний человек в контексте сканера безопасности может быть смоделировано. Эти симуляции, конечно же, не учитывают различия между разными людьми.Определение Органные и эффективные дозы для среднего человека достаточно точны ввиду присущей неопределенности, связанной с низким дозы, характерные для сканеров безопасности.

Моделирование методом Монте-Карло было выполнено на новом ICRP. стандартные воксельные фантомы и на модели для беременных. Для расчеты, некоторые упрощения относительно геометрии процесс сканирования был произведен.Они должны быть консервативными и имеет второстепенное значение для результирующего эффективного и актуального (важные органы и органы с более высокими дозами по сравнению с другими органы) дозы на органы. Определенные значения (всегда для двусторонних (AP / PA) сканирование) приведены в таблице 3. Полная таблица может можно найти в приложении.

Таблица 3: Смоделированные эквивалентные дозы органов от обратного рассеяния сканеры

Доза облучения от сканирование одного пассажира примерно эквивалентно естественный фон радиация [Запрос — Джуди Ожоги], полученные в течение часа на земле или в течение 10 минут полета на типичной крейсерской высоте (30 000-35 000 ноги).

Следует отметить, что эффективная доза для беременных женская модель на самом деле не имеет смысла, но дана, чтобы позволить определенная возможность сравнения. Представленные значения доз здесь находятся в том же диапазоне, что и большинство других публикации.

Различные исследования показали последовательные результаты с точки зрения измеренные дозы облучения для аналогичного оборудования.Более того, соответствие между измеренными дозами и дозами, рассчитанными с помощью симуляторы хороши. Однако недавняя статья (Rez et al.2011) расчетные дозы на кожу достигают 2,5 мкГр для рентгеновских лучей 50 кВп и 0,68 мкГр для рентгеновского излучения 50 кВп (эффективные дозы 0,9 и 0,8 мкЗв соответственно). Однако эти результаты были основаны на подход отличается от других исследований (количество квантов необходим для достижения качественных характеристик изображения, с неопределенным предположения относительно геометрии и отношения сигнал / шум, вероятно, сильно влияют на результаты).Рабочая группа пришла к выводу, что основное направление эмпирических исследований с большей вероятностью предоставить более точные оценки дозы, чем единичный выброс.

Здесь следует констатировать, что дать надежные и содержательные оценки эффективных доз для дети в возрасте до 14 лет, так как различия в росте и размерах даже больше, чем у взрослых. Кроме того, еще нет нового эталонного семейства. дети.Кроме того, эффект геометрических пропорций ребенок к сканеру и режим использования сканирования приведет к большим отклонениям. Должно быть разумно предположить, что эффективные дозы будут в том же порядке величина, как у взрослых.

3.5.3 Особые группы

Эффективная доза, поступающая из организма, может варьироваться. сканеры между людьми в зависимости от их физического характеристики (размер тела и пол).Следовательно рассчитанные значения доз указывают только средние дозы из-за использование сканеров безопасности. Диапазон доз для взрослого может варьируются до двух раз. Группы, которые могут быть просканированы часто включают часто летающих пассажиров, курьеров, экипажей и сотрудники аэропорта. Чтобы оценить максимальную правдоподобную дозу от сканеры безопасности, кто-то летает каждый рабочий день в году с несколькими стыковочными рейсами можно сканировать трижды ежедневно, всего до 720 раз в год.Совокупный эффективная доза от сканера обратного рассеяния, таким образом, составила бы примерно 300 мкЗв (предполагая дозу 0,4 мкЗв на сканирование, т. е. выше типичных расчетных значений). Если бы все сканы были выполняется с использованием технологии передачи (при условии эффективного доза 4 мкЗв за сканирование) соответствующая годовая кумулятивная эффективная доза будет на порядок выше, приближается к 3000 мкЗв или 3 мЗв.Это явно превысит предел дозы для населения (применимый к пассажирам, а также другим часто просматриваемым группам, таким как экипажи авиакомпаний, персонал аэропорта и т. д.). Принцип дозирования ограничение, следовательно, указывало бы на предпочтение обратного рассеяния технологии, если только способность обнаруживать объекты в пределах тело считается решающим. Чувствительность (восприимчивость к вредных воздействий) также варьируется в пределах населения в зависимости от возрасту, полу и другим факторам.Потенциально уязвимые группы в популяцию входят беременные женщины (плоды) и дети. Это рассматривается в разделе 3.6.3.

Основы радиации

Что такое радиация?

Радиация — это энергия, которая исходит от источника, перемещается в космосе и может проникать через различные материалы. Свет, радио и микроволны — это типы излучения, которые называются неионизирующими. Вид излучения, обсуждаемый в этом документе, называется ионизирующим излучением , потому что он может производить заряженные частицы (ионы) в веществе.

Ионизирующее излучение создается нестабильными атомами. Нестабильные атомы отличаются от стабильных атомов, потому что нестабильные атомы имеют избыток энергии или массы, или и того, и другого. Излучение также может производиться высоковольтными устройствами (например, рентгеновскими аппаратами).

Считается, что нестабильные атомы радиоактивны . Чтобы достичь стабильности, эти атомы испускают избыточную энергию или массу. Эти выбросы называются излучением . Виды излучения — электромагнитное (например, свет) и дисперсное (т.е. масса, выделяемая вместе с энергией движения). Гамма-излучение и рентгеновские лучи являются примерами электромагнитного излучения. Гамма-излучение исходит из ядра, а рентгеновское излучение исходит из электронной части атома. Бета- и альфа-излучение являются примерами излучения твердых частиц.

Интересно, что повсюду в нашей окружающей среде существует « фон » естественной радиации. Он исходит из космоса (то есть космических лучей) и из естественных радиоактивных материалов, содержащихся в Земле и в живых существах.

Облучение из различных источников

Источник Экспозиция
Внешнее фоновое излучение 0,60 мЗв y -1 , в среднем по США
Естественный K-40 и другая радиоактивность в организме 0,4 мЗв y -1
Авиаперелет туда и обратно (Нью-Йорк-Лос-Анджелес) 0,05 мЗв
Эффективная доза при рентгенографии грудной клетки 0.10 мЗв на просмотр
Радон в доме 2,00 мЗв y -1 (переменная)
Искусственные (медицинские рентгеновские снимки и т. Д.) 0,60 мЗв y -1 (в среднем)

Какие типы излучения существуют?

Обычно встречается излучение одного из четырех типов: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение и рентгеновское излучение. Нейтронное излучение также встречается на атомных электростанциях и высотных полетах и ​​испускается некоторыми промышленными радиоактивными источниками.

  • Альфа-излучение

    Альфа-излучение — это тяжелая частица с очень коротким радиусом действия, которая на самом деле представляет собой выброшенное ядро ​​гелия. Некоторые характеристики альфа-излучения:
    1. Большая часть альфа-излучения не проникает через кожу человека.
    2. Альфа-излучающие материалы могут быть вредными для человека при вдыхании, проглатывании или всасывании через открытые раны.
    3. Для измерения альфа-излучения было разработано множество инструментов.Специальное обучение использованию этих инструментов необходимо для проведения точных измерений.
    4. Зонд Гейгера-Мюллера (GM) с тонким окном может обнаруживать присутствие альфа-излучения.
    5. Приборы не могут обнаружить альфа-излучение даже через тонкий слой воды, пыли, бумаги или другого материала, потому что альфа-излучение не проникает.
    6. Альфа-излучение распространяется по воздуху только на небольшое расстояние (несколько дюймов), но не является внешней опасностью.
    7. Альфа-излучение не проникает через одежду.
    Примеры некоторых альфа-излучателей: радий, радон, уран, торий.
  • Бета-излучение

    Бета-излучение — это легкая частица с коротким радиусом действия и фактически выброшенный электрон. Некоторые характеристики бета-излучения:
    1. Бета-излучение может перемещаться по воздуху на несколько футов и имеет умеренную проникающую способность.
    2. Бета-излучение может проникать в кожу человека до «зародышевого слоя», где образуются новые клетки кожи.Если позволить высоким уровням загрязняющих веществ с бета-излучением оставаться на коже в течение длительного периода времени, они могут вызвать повреждение кожи.
    3. Загрязняющие вещества, излучающие бета, могут быть вредными при хранении внутри.
    4. Большинство бета-излучателей можно обнаружить с помощью исследовательского инструмента и зонда G-M с тонким окном (например, типа «блины»). Однако некоторые бета-излучатели производят очень низкоэнергетическое, плохо проникающее излучение, которое может быть трудно или невозможно обнаружить. Примерами этих трудно обнаруживаемых бета-излучателей являются водород-3 (тритий), углерод-14 и сера-35.
    5. Одежда обеспечивает некоторую защиту от бета-излучения.
    Примеры некоторых чистых бета-излучателей: стронций-90, углерод-14, тритий и сера-35.
  • Гамма и рентгеновское излучение

    Гамма-излучение и рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение с высокой проникающей способностью. Некоторые характеристики этих излучений:
    1. Гамма-излучение или рентгеновские лучи способны перемещаться на много футов в воздухе и на много дюймов в тканях человека.Они легко проникают через большинство материалов и иногда называются «проникающим» излучением.
    2. Рентгеновские лучи похожи на гамма-лучи. Рентгеновские лучи тоже проникают. Закрытые радиоактивные источники и машины, излучающие соответственно гамма-излучение и рентгеновское излучение, представляют в основном внешнюю опасность для человека.
    3. Гамма-излучение и рентгеновские лучи — это электромагнитное излучение, такое как видимый свет, радиоволны и ультрафиолетовый свет. Эти электромагнитные излучения различаются только количеством имеющейся энергии.Гамма-лучи и рентгеновские лучи — самые энергичные из них.
    4. Для защиты от гамма-излучения необходимы плотные материалы. Одежда мало защищает от проникающего излучения, но предотвращает загрязнение кожи веществами, излучающими гамма-излучение.
    5. Гамма-излучение легко обнаруживается измерительными приборами с детектором из йодида натрия.
    6. Гамма-излучение и / или характеристические рентгеновские лучи часто сопровождают испускание альфа- и бета-излучения во время радиоактивного распада.
    Примеры некоторых гамма-излучателей: йод-131, цезий-137, кобальт-60, радий-226 и технеций-99m.

Как измеряется радиация?

Международная система единиц (СИ) для измерения радиации в настоящее время является официальной системой измерения и использует «серый» (Гр) и «зиверт» (Зв) для поглощенной и эквивалентной дозы соответственно.

В Соединенных Штатах, поглощенная доза излучения , эквивалент дозы, и облучение обычно измерялись и указывались в традиционных единицах, называемых рад , rem , или рентген (R) соответственно.

Для практических целей, связанных с гамма- и рентгеновским излучением, эти единицы измерения воздействия или дозы считаются равными. Облучение может происходить от внешнего источника, облучающего все тело, конечность или другой орган или ткань, что приводит к дозе внешнего облучения . С другой стороны, радиоактивный материал, осажденный внутри, может вызвать дозу внутреннего облучения всего тела или другого органа или ткани.

Меньшие доли этих измеренных величин часто имеют префикс e.г., милли (м) означает 1/1000. Например, 1 Зв = 1000 мЗв. Микро (μ) означает 1/1000000. Итак, 1 Зв = 1000000 мкЗв.

Преобразования следующие:

  • 1 Гр = 100 рад
  • 1 мГр = 100 мрад
  • 1 Зв = 100 бэр
  • 1 мЗв = 100 мбэр

С помощью систем подсчета радиации события радиоактивного преобразования могут быть измерены в единицах «распадов в минуту» (dpm) и, поскольку инструменты не на 100% эффективны, «counts per minute» (cpm).Уровни фонового излучения обычно составляют менее 0,10 мкЗв в час, но из-за различий в размере и эффективности детекторов показания количества импульсов в минуту на стационарных мониторах и различных портативных измерительных приборах будут значительно отличаться.

Сколько радиоактивных материалов присутствует?

Размер или вес определенного количества материала не указывает, сколько присутствует радиоактивность. Большое количество материала может содержать очень небольшое количество радиоактивности, или очень небольшое количество материала может иметь большую радиоактивность.

Например, уран-238 с периодом полураспада 4,5 миллиарда лет имеет только 5,5 МБк активности на фунт, в то время как кобальт-60 с периодом полураспада 5,3 года имеет почти 19000 ТБк активности на фунт. . Эта «удельная активность» или кюри на единицу массы радиоизотопа зависит от уникального периода полураспада радиоактивного и определяет время, необходимое для распада половины радиоактивных атомов.

В системе СИ в качестве единицы радиоактивности используется беккерель (Бк) .Более старая традиционная единица измерения, ранее использовавшаяся в Соединенных Штатах, — кюри (Ки) .

Общими кратными беккерелю являются мегабеккерель (1 МБк = 1 000 000 Бк) и гигабеккерель (1 ГБк = 1 000 000 000 Бк).

Один кюри равен 37 миллиардам Бк. Поскольку Bq представляет собой такое маленькое количество, можно увидеть префикс, указывающий на большой множитель, используемый с Bq следующим образом:

  • 37 ГБк = 37 млрд Бк = 1 кюри
  • 1 МБк = 1 миллион Бк = ~ 27 микрокюри
  • 1 ГБк = 1 миллиард Бк = ~ 27 милликюри
  • 1 ТБк = 1 триллион Бк = ~ 27 кюри

Как обнаружить радиацию?

Излучение не может быть обнаружено человеческими чувствами.Доступны различные портативные и лабораторные приборы для обнаружения и измерения излучения. Наиболее распространенные портативные или переносные инструменты:

  1. Счетчик Гейгера с трубкой Гейгера-Мюллера (G-M) или зондом. Трубка G-M — это газонаполненное устройство, которое при приложении высокого напряжения создает электрический импульс, когда излучение взаимодействует со стенкой или газом в трубке. Эти импульсы преобразуются в показания измерительного прибора. Если в инструменте есть динамик, импульсы также издают слышимый щелчок.Обычными единицами считывания являются рентген в час (R / hr), миллирентген в час (mR / hr), бэр в час (rem / hr), миллибэр в час (mrem / hr) и количество импульсов в минуту (cpm). Зонды G-M (например, «блинового» типа) чаще всего используются с портативными приборами для радиационной разведки для измерения загрязнения. Однако для измерений экспозиции можно использовать трубки G-M с компенсацией энергии. Кроме того, часто измерители, используемые с зондом G-M, также подходят для других зондов обнаружения излучения. Например, сцинтилляторный зонд на основе сульфида цинка (ZnS), чувствительный только к альфа-излучению, часто используется для полевых измерений, когда необходимо измерять альфа-излучающие радиоактивные материалы.
  2. Измеритель MicroR с детектором йодида натрия. Твердый кристалл йодида натрия создает импульс света при взаимодействии с ним. Этот импульс света преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), который выдает показания на измерительном приборе. Импульс света пропорционален количеству света и энергии, вложенной в кристалл. Эти инструменты чаще всего имеют схемы верхнего и нижнего дискриминатора энергии и при правильном использовании в качестве одноканальных анализаторов могут предоставить информацию о гамма-энергии и идентифицировать радиоактивный материал.Если в инструменте есть динамик, импульсы также издают слышимый щелчок, что полезно при поиске потерянного источника. Обычными единицами считывания являются микрорентген в час (мкР / час) и / или количество импульсов в минуту (имп / мин). Детекторы йодида натрия можно использовать с портативными приборами или большими стационарными радиационными мониторами. Вместо иодида натрия также используются специальные пластмассы или другие инертные кристаллические «сцинтилляционные» материалы.
  3. Портативный многоканальный анализатор. Кристалл йодида натрия и ФЭУ, описанные выше, в сочетании с небольшим электронным блоком многоканального анализатора (MCA) становятся гораздо более доступными и распространенными.Когда используются библиотеки данных гамма-излучения и процедуры автоматической идентификации энергии гамма-излучения, эти портативные инструменты могут автоматически определять и отображать тип присутствующих радиоактивных материалов. При работе с неизвестными источниками излучения это очень полезная функция.
  4. Ионизационная (ионная) камера. Это заполненная воздухом камера с электропроводящей внутренней стенкой и центральным анодом и относительно низким приложенным напряжением. Когда первичные ионные пары образуются в объеме воздуха в результате взаимодействия рентгеновского или гамма-излучения в стенке камеры, центральный анод собирает электроны и генерируется небольшой ток.Это, в свою очередь, измеряется схемой электрометра и отображается в цифровом или аналоговом виде. Эти инструменты должны быть правильно откалиброваны для отслеживаемого источника излучения и предназначены для обеспечения точного измерения поглощенной дозы в воздухе, которая с помощью соответствующих коэффициентов пересчета может быть связана с дозой для ткани. Поскольку большинство ионных камер находятся под открытым небом, их необходимо корректировать с учетом изменения температуры и давления. Обычными единицами считывания являются миллирентгены и рентген в час (мР / ч или Р / ч).( Примечание: для практических целей считайте, что рентген, рад и бэр равны гамма- или рентгеновскому излучению. Таким образом, 1 мР / ч эквивалентен 1 мбэр / ч.)
  5. Измеритель REM нейтронов с пропорциональным счетчиком. Пропорциональная счетная трубка с трифторидом бора или гелием-3 представляет собой заполненное газом устройство, которое при приложении высокого напряжения создает электрический импульс, когда нейтронное излучение взаимодействует с газом в трубке. Поглощение нейтрона ядром бора-10 или гелия-3 вызывает мгновенное испускание ядра гелия-4 или протона соответственно.Эти заряженные частицы могут затем вызвать ионизацию газа, который собирается в виде электрического импульса, как в трубке G-M. Эти пропорциональные счетчики для измерения нейтронов требуют большого количества водородсодержащего материала вокруг них, чтобы замедлить нейтрон до тепловой энергии. Другие окружающие фильтры позволяют детектировать соответствующее количество нейтронов и, таким образом, обеспечивают отклик с постоянной энергией по отношению к эквиваленту дозы. Конструкция и характеристики этих устройств таковы, что количество накопленного вторичного заряда пропорционально количеству первичных ионов, произведенных излучением.Таким образом, с помощью электронных схем дискриминатора можно отдельно измерять различные типы излучения. Например, гамма-излучение до довольно высоких уровней легко отклоняется в счетчиках нейтронов.
  6. Детекторы радона. Для измерения радона дома или на работе используется ряд различных методов (например, на урановых рудниках). Они варьируются от сбора продуктов распада радона на воздушном фильтре и их подсчета, экспонирования баллона с углем в течение нескольких дней и выполнения гамма-спектроскопии для поглощенных продуктов распада, экспонирования электретно-ионной камеры и считывания, а также длительного воздействия пластика CR39. с последующим химическим травлением и подсчетом альфа-треков.Все эти подходы имеют разные преимущества и недостатки, которые следует оценить перед использованием.

Наиболее распространенные лабораторные инструменты:

  1. Жидкостные сцинтилляционные счетчики. Жидкостный сцинтилляционный счетчик (LSC) — это традиционный лабораторный прибор с двумя противоположными ФЭУ, которые просматривают пробирку, содержащую образец и жидкую сцинтилляционную жидкость или коктейль. Когда образец испускает излучение (часто низкоэнергетическое бета), сам коктейль, будучи детектором, вызывает импульс света.Если оба ФЭУ обнаруживают свет в совпадении, счет считается подсчитанным. При использовании экранирования, охлаждения ФЭУ, различения энергии и этого подхода подсчета совпадений могут быть достигнуты очень низкие фоновые подсчеты и, следовательно, низкие минимально обнаруживаемые активности (MDA). Большинство современных установок LSC имеют возможность многократного отбора проб и автоматического сбора, обработки и хранения данных.
  2. Пропорциональный счетчик. — Обычным лабораторным прибором является стандартный пропорциональный счетчик с лотком и камерой для подсчета проб и потоком аргона / метана через счетный газ.В большинстве устройств используется очень тонкое (микрограмм / см2) окно, в то время как в некоторых нет окон. Экранирование и идентичные защитные камеры используются для уменьшения фона, и, в сочетании с электронной дискриминацией, эти инструменты могут различать альфа- и бета-излучение и обеспечивать низкий уровень MDA. Подобно устройствам LSC, упомянутым выше, эти пропорциональные счетчики имеют возможность многократной выборки и автоматический сбор, сокращение и хранение данных. Такие счетчики часто используются для подсчета образцов мазка / протирания или воздушного фильтра.Кроме того, пропорциональные счетчики расхода газа большой площади с тонкими (миллиграмм / см2) майларовыми окнами используются для подсчета всего тела и конечностей рабочих на внешнее загрязнение при выходе из зоны радиологического контроля.
  3. Многоканальная система анализатора. — Лабораторный MCA с кристаллом йодида натрия и PMT (описанным выше), твердотельным германиевым детектором или кремниевым детектором может обеспечить мощные и полезные возможности для подсчета жидких или твердых матричных образцов или других подготовленных извлеченных радиоактивных образцов. .Большинство систем используется для подсчета гамма-излучения, а некоторые кремниевые детекторы используются для альфа-излучения. Эти системы MCA также могут использоваться с хорошо экранированными детекторами для подсчета радиоактивного материала, депонированного внутри органов или тканей, для измерений биологических анализов. Во всех случаях MCA обеспечивает возможность отсчета и подсчета по энергии и, таким образом, идентифицировать излучатель. Опять же, большинство систем имеют возможность автоматического сбора, сокращения и хранения данных.

Как снизить уровень радиационного облучения и измерить его?

Хотя некоторое радиационное облучение является естественным в нашей среде, желательно поддерживать радиационное облучение на разумно достижимом низком уровне (ALARA) в производственных условиях.Это достигается с помощью методов времени , расстояния и экранирования .

Время: Чем короче время нахождения в поле излучения, тем меньшее радиационное воздействие вы получите. Работайте быстро и качественно. Планируйте свою работу перед тем, как входить в радиационное поле.

Расстояние: Чем дальше человек от источника радиации, тем меньше доза радиации. Уровни уменьшаются пропорционально квадрату расстояния.Не трогайте радиоактивные материалы. Используйте устройства дистанционного управления и т. Д. Для перемещения материалов во избежание физического контакта.

Экранирование: Размещение радиоактивного источника за массивным объектом создает барьер, который может снизить радиационное воздействие.

Административный и технический контроль: Использование административного и технического контроля имеет важное значение для поддержания уровня радиационного облучения ALARA.

Мониторинг профессионального радиационного облучения — фундаментальный аспект радиационной защиты.Это можно сделать путем измерения полей излучения с помощью ручных приборов, описанных выше, и, если условия облучения предсказуемы и относительно низкие (т.е. менее 10% от нормативного предела), ожидаемые воздействия могут быть рассчитаны и задокументированы. В качестве альтернативы можно проводить регулярные полевые измерения радиации и выдавать работникам дозиметры для персонала.

Пленочный бейдж — Пленочный бейдж — одно из первых устройств, используемых для измерения воздействия гамма-излучения радия и рентгеновских лучей на рабочих.Первоначально пакеты стоматологической рентгеновской пленки носили и периодически проявляли, чтобы увидеть степень потемнения. Позже в держателе рентгеновской пленки использовались специальные металлические фильтры с открытым окном, чтобы обеспечить неизолированную площадь пленки для измерения бета-излучения при высоких энергиях. При соответствующей калибровке экспозиции в зависимости от оптической плотности эти устройства обеспечивают точное измерение внешнего облучения рабочего и постоянный учет.

Значок термолюминесцентного дозиметра (TLD) — Значок TLD представляет собой устройство для мониторинга персонала с особыми химическими соединениями (например,g., фторид лития) в порошке в твердой форме, сохраняющем энергию, выделенную в результате радиационного воздействия. Эти TL-материалы излучают свет при последующем нагревании в считывающем устройстве. Свет обнаруживается ФЭУ, и посредством калибровки электрический ток обеспечивает пропорциональную меру воздействия излучения. Однако после считывания сигнал с этих устройств по большей части стирается. Таким образом, контроль качества измерений должен соответствовать самым строгим стандартам. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) разработал национальную программу добровольной аккредитации лабораторий (NAVLAP) для всей внешней дозиметрии (e.г., пленка, ДВУ) процессоры. Перекрестные проверки, проверенные процедуры, инспекции на месте и т. Д. — все это дает уверенность в том, что результаты дозиметра имеют высочайшее качество.

Значок оптически стимулированной люминесценции (OSL) — Технология дозиметра / считывателя OSL является относительно новой и использует лазер для стимуляции материала оксида алюминия, который был на значке для радиационного мониторинга персонала, подвергающегося профессиональному облучению. Благодаря оптически стимулированной люминесценции крошечный кристалл улавливает и накапливает энергию от воздействия полей ионизирующего излучения.Степень воздействия можно определить, посветив на кристалл зеленым светом и измерив интенсивность излучаемого синего света. Системы OSL позволяют мгновенно считывать данные, которые могут повторяться, в отличие от TLD, которые требуют 20 или 30 секунд для однократного считывания.

Карманная ионизационная (ионная) камера — Это герметичная цилиндрическая камера, заполненная воздухом, иногда называемая дозиметром с прямым считыванием (DRD) или дозиметром с кварцевым волокном (QFD), с заряженным кварцевым волокном, которое можно непосредственно наблюдать через встроенный -в микроскопе.Эту нить можно увидеть на шкале обычно от 0 до 200 миллирентген или от 0 до 5 R. Ионизирующее гамма-излучение, проходящее через камеру, вызывает разряд устройства и отклонение волокна вверх по шкале. При правильном изготовлении, техническом обслуживании и калибровке эти устройства обеспечивают довольно точные прямые измерения внешнего воздействия. В конце 1980-х был представлен тонкостенный тип, более чувствительный к рентгеновским лучам диагностической энергии. Преимущество этих DRD или QFD — мгновенная индикация радиационного облучения.Однако они хрупкие и подвержены утечкам. Рекомендуются частые калибровки и проверки на герметичность, а также использование двух дозиметров рядом. Показания, которые не совпадают в разумных пределах, должны вызывать подозрение.

Электронные дозиметры — Электронные дозиметры выпускаются с начала 1980-х годов. В этих устройствах используются трубки Гейгера-Мюллера с компенсацией энергии или твердотельные детекторы с вспомогательной электроникой в ​​корпусе, обычно размером с колоду игральных карт.Характеристики различаются по размеру, прочности, управлению пользователем, отображению накопленной дозы и / или мощности дозы, уставке сигнала тревоги, сроку службы батареи, компьютерному интерфейсу и т. Д.

Что такое радиоактивное загрязнение?

Если радиоактивный материал не находится в закрытом контейнере с источником, он может распространиться на другие объекты. Загрязнение происходит, когда материал, содержащий радиоактивные атомы, осаждается на материалах, коже, одежде или в любом другом месте, где это нежелательно. Важно помнить, что радиация не распространяется, не проникает «внутрь» или «внутрь» людей; скорее, это радиоактивное загрязнение , которое может распространяться.Человек, зараженный радиоактивным материалом, будет подвергаться радиационному облучению до тех пор, пока источник излучения (радиоактивный материал) не будет удален.

  • Человек внешне загрязнен, если радиоактивный материал попал на кожу или одежду.
  • Человек является внутренне зараженным, если радиоактивный материал вдыхается, проглатывается или всасывается через раны.
  • Окружающая среда загрязняется, если радиоактивный материал распространяется или не ограничивается.

Как можно безопасно работать с радиацией или загрязнением?

Вы можете безопасно работать с радиацией и / или загрязнением, соблюдая несколько простых мер предосторожности:

  1. Используйте время, расстояние, экранирование и изоляцию, чтобы уменьшить воздействие.
  2. Носите дозиметры (например, пленки или бейджи TLD), если они выдаются.
  3. Избегать контакта с загрязнением.
  4. Носите защитную одежду, которую можно снять в случае загрязнения.
  5. Вымойте водой и неабразивным мылом любую часть тела, которая могла контактировать с загрязнением.
  6. Предположим, что все материалы, оборудование и персонал, контактировавшие с загрязнением, загрязнены. Перед уходом с места происшествия рекомендуется радиологический контроль.

Безопасно ли находиться рядом с источниками излучения?

Однократное облучение высокого уровня (т.е. более 100 мЗв), доставленное на все тело в течение очень короткого периода времени, может иметь потенциальный риск для здоровья.Из наблюдения за выжившими после атомной бомбардировки мы знаем, что очень высокие дозы радиации могут увеличить возникновение определенных видов заболеваний (например, рака) и, возможно, негативных генетических эффектов. Для защиты населения и радиационных работников (и окружающей среды) от потенциальных последствий хронического низкоуровневого облучения (т. Е. Менее 100 мЗв) текущая практика радиационной безопасности предполагает разумное предположение, что аналогичные неблагоприятные последствия возможны при длительном низкоуровневом облучении. к радиации. Таким образом, риски, связанные с низкоуровневым медицинским, профессиональным облучением и облучением окружающей среды, консервативно рассчитываются и пропорциональны рискам, наблюдаемым при высоком уровне облучения.Эти рассчитанные риски сравниваются с другими известными профессиональными опасностями и опасностями для окружающей среды, и соответствующие стандарты и политика безопасности были установлены международными и национальными организациями радиационной защиты (например, Международной комиссией по радиологической защите и Национальным советом по радиационной защите и измерениям) для контроля и ограничения потенциальные вредные радиационные эффекты.

Нормативные предельные дозы как для населения, так и для персонала устанавливаются федеральными агентствами (т.е., Агентство по охране окружающей среды, Комиссия по ядерному регулированию и Министерство энергетики) и государственные учреждения (например, государства, подписавшие соглашение), чтобы ограничить риск рака. Для ограничения других потенциальных биологических воздействий на кожу и хрусталик глаза рабочих применяются другие предельные дозы облучения.

Годовые пределы дозы излучения Агентство
Радиолог — 50 мЗв (NRC, «профессионально» подвергается)
Для населения — 1 мЗв (NRC, представитель общественности)
Для широкой публики — 0.25 мЗв (NRC, D&D все пути)
Для населения — 0,10 мЗв (EPA, воздушный тракт)
Для населения — 0,04 мЗв (EPA, канал питьевой воды)


Обновлено Келли Классик, физик-медик
Октябрь 2013 г.

Информация, размещенная на этой веб-странице, предназначена только в качестве общей справочной информации. Конкретные факты и обстоятельства могут повлиять на применимость описанных здесь концепций, материалов и информации.Предоставленная информация не заменяет профессиональную консультацию, и на нее нельзя полагаться в отсутствие такой профессиональной консультации. Насколько нам известно, ответы верны на момент публикации. Имейте в виду, что со временем требования могут измениться, могут появиться новые данные, а ссылки в Интернете могут измениться, что повлияет на правильность ответов. Ответы — это профессиональное мнение эксперта, отвечающего на каждый вопрос; они не обязательно отражают позицию Общества физиков здоровья.

.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *