Меню

Мощность дозы излучения уровень радиации

Уровень радиации, доза облучения, мощность дозы

date image2015-04-01
views image13394

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

По мере открытий учеными радиоактивности и ионизирующих излучений стали появляться и единицы их измерений. Например: рентген, кюри. Но они не были связаны какой-либо системой, а потому и называются внесистемными единицами. Во всем мире сейчас действует единая система измерений – СИ (система интернациональная). У нас она подлежит обязательному применению с 1 января 1982 г. К 1 января 1990 г. этот переход надо было завершить. Но в связи с экономическими и другими трудностями процесс затягивается. Однако вся новая аппаратура, в том числе и дозиметрическая, как правило, градуируется в новых единицах.

Единицы радиоактивности. В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения используется более простой термин – один распад в секунду (расп./с) В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). В практике радиационного контроля, в том числе и в Чернобыле, до последнего времени широко использовалась внесистемная единица активности – кюри (Ки). Один кюри – это 3,7•10 10 распадов в секунду.

Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы: Ки/т, мКи/г, кБк/кг и т.п. (удельная активность). На единицу объема: Ки/м 3 , мКи/л, Бк/см 3 и т.п. (объемная концентрация) или на единицу площади: Ки/км 2 , мКи/см 2 , Бк/м 2 и т.п.

Единицы ионизирующих излучений. Для измерения величин, характеризующих ионизирующее излучение, исторически первой появилась единица «рентген». Эта мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучений. Позже для измерения поглощенной дозы излучений добавили «рад», в настоящее времы в системе СИ «грей».

Доза излучения (поглощенная доза) – энергия радиоактивного излучения, поглощенная в единице облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения доза растет. При одинаковых условиях облучения она зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к ОЛБ различной степени тяжести. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица – грей (Гр). 1 грей – это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза излучения является физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.

Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) – приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе Си – грей в секунду. Эта такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 секунду в веществе создается доза излучения в 1 Гр.

На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы – рад в час (рад/ч) или рад в секунду (рад/с). 1 Гр = 100 рад.

Эквивалентная доза — это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучений. Определяется она по формуле Дэкв = Q • Д, где Д – поглощенная доза данного вида излучения, Q – коэффициент качества излучения, который для различных видов ионизирующих излучений с неизвестным спектральным составом принят для рентгеновского и гамма-излучения — 1, для бета-излучения — 1, для нейтронов с энергией от 0,1 до 10 МэВ — 10, для альфа-излучений с энергией менее 10 МэВ — 20. Из приведенных цифр видно, что при одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают, соответственно, в 10 и 20 раз больший поражающий эффект. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).

Читайте также:  Отопление расчет мощности радиатора отопления

Зиверт равен одному грею, деленному на коэффициент качества. При Q = 1 получаем

1 Зв = 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад = 100 бэр.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) – это внесистемная единица эквивалентной дозы, такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и 1 рентген гамма-излучения.

Мощность эквивалентной дозы – отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в зивертах в секунду. Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в микрозивертах в час (мкЗв/час).

Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эффекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения – при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает ОЛБ.

Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5 – 2 мЗв/год и плюс искусственные источники (медицина, радиоактивные осадки) от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Вот и выходит, что человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти цифры примерные и зависят от конкретных условий. По другим источникам, они выше и доходят до 5 мЗв/год.

Экспозиционная доза – мера ионизационного действия фотонного излучения, определяемая по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия. В системе СИ единицей экспозиционной дозы является один кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемной единицей является рентген (Р), 1 Р = 2,58 • 10 -4 Кл/кг. В свою очередь 1 Кл/кг = 3,876 • 10 3 Р.

Мощность экспозиционной дозы – приращение экспозиционной дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ — ампер на килограмм (А/кг). Однако в переходный период можно пользоваться внесистемной единицей — рентген в секунду (Р/сек).

Источник



Допустимая норма радиации для человека: дозы в мкР/ч, зивертах и микрозивертах

Норма радиации для человека, или допустимая доза излучения – усредненная величина в мкР/ч, полученная путем клинического изучения пациентов, организм которых подвергся воздействию ионизирующего излучения. В результате проведенных научных исследований было выяснено, что, например, определенная доза радиации может отражать условные нормы или нарушения, степень ионизации, интенсивность и емкость поглощения, эквивалентность, рассчитанную по специальным коэффициентам. Уровень нормальной радиации для человека – всего лишь допустимый предел излучения в мкР/ч, на пороге которого начинаются изменения в организме.

Норма радиации

Все ли виды радиации опасны

Для определения ионизирующего излучения применяется несколько специальных терминов, потому что оно может быть разного происхождения. Этим термином обозначают любые потоки, образованные фотонами, элементарными частицами или осколками атомов, которые могут ионизировать вещество. Необходимо отметить следующее:

  1. Ионизация – процесс образования ионов (положительно или отрицательно заряженных) из молекул или атомов. Результатом этого взаимодействия становится поглощение тепла и выброс электронов.
  2. Они ионизируют вещество, в которое попадают. Проникая в клеточные структуры, разрушают и дестабилизируют их. Опасным итогом этого действия становится сбой иммунитета, прекращение привычных химических взаимообменов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки и именуемых естественным метаболизмом.
  3. Вызывая выброс свободных электронов, такой распад образует свободные радикалы. Интенсивность реакции и провокация выброса большей или меньшей интенсивности и определяет то, что принято обозначать как уровень радиации.
  4. Не все виды излучения для человека опасны. Некоторые могут становиться таковыми при определенных условиях, но обычно у них недостаточно энергии, чтобы вызвать ионизацию.
  5. Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, видимый свет и радиодиапазоны не могут в нормальном (основном) состоянии вызвать ионизацию.
  6. Исследования показали, что источником излучения радиации могут стать электромагнитное и рентгеновское, потоки частиц различного вида (например, нейтроны, протоны, альфа-частицы или ионы, как результат ядерного деления).
Читайте также:  Мощности автомата не хватает

Около электростанции

Когда говорят о радиации, имеется в виду именно ионизирующее излучение.

Оно запускает деструкцию белков, становится причиной разрушения клеток живого организма или их перерождения. В природе существуют естественные источники таких потоков, но и человек в немалой степени поучаствовал в возникновении потенциальных резервуаров, откуда могут появляться опасные частицы.

От некоторых из радиоактивных частиц существует простая и доступная защита, (при ее отсутствии и идет речь об облучении). Есть виды, дающие поток активных частиц такой интенсивности, что спастись от них практически невозможно.

В поле

Радиация и радиоактивность

Условно можно признать радиацией любые частицы, способные создавать потоки ионов (положительно или отрицательно заряженных). Обычно под этим термином понимают только достаточно большие по силе и энергии, способные действовать на живую клетку.

Они существуют до тех пор, пока не поглощаются каким-либо веществом. Под облучением подразумевают действие радиации или передачу клеткам энергии, которая есть в ионизирующем излучении. Радиоактивность – это потенциал, заложенный в неустойчивых ядрах атомов отдельных веществ.

Нормы и правила

Распад такой неустойчивой структуры приводит к превращениям, в результате которых происходит выброс потока ионизирующего излучения (радиации). Еще в середине прошлого столетия шведский исследователь Зиверт установил, что говорить о радиационном уровне, не причиняющем повреждений, нет никакого смысла. Есть только допустимый уровень и естественный фон, который создается лучами из космоса и условно считается для человека безопасным, нормой.

В понимании ученых, норма облучения – это то, что клетка может выдержать без особых последствий (например, лучевой болезни), но не то, то можно назвать безобидным и абсолютно не оказывающим воздействия. Радиоактивность – потенциальная способность к испусканию ионизирующего излучения под воздействием свободного потока энергии. Радиация и есть эти самые потоки, свободно преодолевающие пространство, пока не поглощаются веществом или предметом.

На дачном участке

Виды излучения и проникающая способность

Первой искусственно вызванной реакцией была проведенная с альфа-частицами. Их возникновение происходит при распаде ядер или при ионизации гелия-4. Их проникающая способность не опасна при внешнем (попадающем из космоса) облучении, однако, попадая в дыхательную или пищеварительную систему, эти частицы способны привести к лучевой болезни. Кроме них, есть множество других потенциальных опасностей:

  • бета-частицы – результат распада определенного типа, скорость распространения огромна, есть положительно и отрицательно заряженные, опасно и внешнее, и внутреннее облучение;
  • гамма – обладают огромной проникающей способностью, что приводит к лучевой болезни или онкологии;
  • нейтронное – может спровоцировать серьезные поражения при некоторых условиях.

Около города

Облучение на рентгене, о котором постоянно предупреждают при проведении диагностики – это всего лишь искусственно получаемая энергия фотонов. Различают мягкое и жесткое рентгеновское излучение, но любое из них – мутагенный фактор, способный разрушить живые ткани, если не соблюдать норму.

Поэтому оно и признано ионизирующим, и без необходимых мер защиты может привести к лучевой болезни или новообразованиям.

Естественная и искусственная радиация

Естественной считается любая, проникающая в атмосферу из космоса. Ее уровень зависит от географического положения (на полюсах выше из-за магнитного поля Земли, а на экваторе – ниже). Выявляется при обследовании месторождений урановых руд, залежей гранита, железных руд и бокситов. Это потенциальные депо скопления радиации. Данная способность – их естественное свойство.

Таблица и список

В городе превышение дозы радиации может наблюдаться как от географического положения и природных залежей поблизости, так и от искусственной – результата деятельности человека. Люди используют радиацию для получения энергии, изменения природных условий или ядерных испытаний, транспортировки опасных отходов, аварий на объектах.

Читайте также:  Какая мощность у большого холодильника

В жилых помещениях фон несколько ниже, но многое зависит от степени радиоактивного заражения, близкого соседства объектов атомной энергии и даже направления распространения потока от места аварии или мирного применения. Испытание оружия может легко сделать смертельно опасным уровень радиации в квартире за короткий промежуток времени (минуту, час).

Около АЭС

Допустимые и смертельные дозы радиации

40 лет назад была введена единица радиации, названная по фамилии шведского ученого Зиверт. Один зиверт примерно равен 100 бэрам (биологическому эквиваленту рентгена). Рентген – это частицы в сухом воздухе, а бэр – в биологическом субстрате.

Допустимая норма радиации для человека – 50–60 мкР в ч в России, а в Бразилии верхняя граница – 100 микрорентген в час (мкР/ч). Допустимые нормы различаются в мирное и военное время, для солдат каждой страны ее определяет Министерство обороны. Смертельной дозой считаются разные цифры, все зависит от предельно допустимых нагрузок на отдельного человека. Называются цифры от 0 до 100 рад. Рад используется для измерения поглощенной дозы излучения на 1 г вещества.

Около деревни

Таблица ниже показывает эквиваленты.

Рад Бэр Зиверт
1 рад = 0,01 Гр 1 бэр = 0,01 Зв 0,01 Зв = 100 эрг/г
1 рад = 100 эрг/г 1 бэр = 100 эрг/г 1 Зв = 100 рентген или 100 бэр

Если переводить в рентгены, то 100 мкР равняется 1 мкЗв. Еще совсем недавно облучение и уровень радиации измеряли в микрорентгенах, а теперь – в микрозивертах (мкЗв).

Нормы радиационного фона

Естественным считается значение от 0,1 до 0,16 мкЗв/ч. Относительной нормой считается не более 0,2 мкЗв/час, но многое зависит от продолжительности излучения. Показатель в 1 мЗв/час – это много, но на протяжении года – это норма, не подлежащая превышению. Хотя если эту дозу радиации разделить на количество часов в год, то это 0,57 в микрозивертах. Верхний предел допустимого, норма – это не всегда норма, скорее, уже порог к аномалии.

Таблица и схема

Опасные дозы облучения

При 1 зиверте человек испытывает негативные симптомы. При трех – уже лысеет и получает различные расстройства, вплоть до полового бессилия. На фоне в 3,5–5 Зв умирает половина больных, причем за короткий срок – 25–30 дней. Более 500 Зв – неминуемая смерть за 2 недели, почти со 100 % вероятностью. Сколько максимально нужно для летального исхода – значение индивидуальное. СанПиН считает нормой 0,25–0,4 мкЗв/час в жилом помещении.

Таблица и список

Норма радиации участка под застройку – не более 0,3 мкЗв/час. Иначе в квартирах, построенных на нем, можно будет за несколько месяцев выбрать годовую норму.

Но радиация влияет не только на жилье, она опасна для человека в квартире, на улице, на открытой местности, может присутствовать в продуктах, питьевой воде и так далее.

Симптомы и степени тяжести облучения

Лучевую болезнь дифференцируют на 4 степени тяжести. На первой, легкой, стационар требуется редко: это только начальная, первичная реакция организма, с однократной рвотой и тошнотой. На средней, после первичной реакции, развивается скрытая форма, с общим ухудшением самочувствия, расстройством сердечной деятельности и температурой.

На даче

Третья стадия – развитие острой формы, которое гипотетически может перейти в хроническую, но в большинстве случаев закачивается летальным исходом и только иногда – частичным выздоровлением.

Источник