Die Strahlung ist nicht immer schrecklich: alles, was Sie darüber wissen wollten

Was ist Strahlung? So verschiedene Arten von ionisierender Strahlung bezeichnet wird, ist, dass das in der Lage ist, Elektronen von den Atomen des Materials zu reißen. Drei Haupttypen von ionisierender Strahlung wird üblicherweise durch den griechischen Buchstaben alpha, beta und gamma bezeichnet sind. Alpha-Strahlung - ein Strom von Helium-4-Kerne (praktisch das gesamte Helium von Ballons war einmal der alpha-Strahlung), beta - ein Strom schneller Elektronen (Positronen weniger) und gamma - ein Strom von hochenergetischen Photonen. Eine andere Art von Strahlung - Neutronenfluss. Strahlung (mit Ausnahme von X-ray) Ionisierende - das Ergebnis von Kernreaktionen, so dass ihr keine Handys oder Mikrowellen sind nicht Quelle.

geladene Waffe

Von allen Kunstformen für uns am wichtigsten, wie wir wissen, ist es ein Film, eine Art von Strahlung - Gammastrahlen. Es hat eine sehr hohe Durchschlagskraft, und theoretisch kein Hindernis ist nicht in der Lage, ihn vollständig zu schützen. Wir sind ständig Strahlung Gamma ausgesetzt, es kommt zu uns durch die Dicke der Atmosphäre aus dem Weltraum, durchbricht die Bodenschicht und den Wänden der Häuser. Die Rückseite dieser vsepronikaemosti - relativ schwach schädigende Wirkung: von einer großen Anzahl von Photonen, nur ein kleiner Teil des Körpers Ihre Energie zu geben. Soft (Niedrigenergie) Gammastrahlen (und X) in Wechselwirkung tritt grundsätzlich mit Materie, Ausschlagen der es Elektronen, die durch den photoelektrischen Effekt, starr - wird durch Elektronen gestreut, während die Photonen nicht absorbiert und behält einen wesentlichen Teil ihrer Energie, so daß die Wahrscheinlichkeit der Zerstörung der Moleküle in solchen das Verfahren ist wesentlich geringer.

Beta-Strahlung in ihrer Wirkung nahe der Gammastrahlung - es klopft auch aus Elektronen aus den Atomen. Aber externe Bestrahlung wird durch die Haut und das Gewebe am nächsten an der Haut vor dem Erreichen der inneren Organe vollständig absorbiert. Dies führt jedoch dazu, dass der Faden schnell Elektronentransfers signifikante Energie bestrahlt Gewebe, die gegenüber Strahlung Verbrennungen oder Trigger, wie Katarakt führen kann.

Alpha-Strahlung trägt eine beträchtliche Energiemenge und viel Schwung, der ihm Elektronen aus Atomen knock ermöglicht und sogar den Atomen der Moleküle. Aus diesem Grund haben sie verursacht "Zerstörung" ist viel mehr - es wird angenommen, dass durch die Strahlung J Energie alpha Körper 1 vorbei wird so viel Schaden wie der 20-J im Fall von Gamma- oder Betastrahlung verursachen. Glücklicherweise sind die Durchschlagskraft von Alphateilchen extrem gering: Sie werden von der obersten Schicht der Haut absorbiert werden. Aber wenn sie eingenommen alpha aktiver Isotope sind extrem gefährlich: erinnere mich an den berüchtigten Tee mit alpha-aktive Polonium-210, die Alexander Litwinenko vergiftet wurde.

Neutrale Gefahr

Aber der erste Platz in der Rangliste der Gefahr ist natürlich, halten schnellen Neutronen. Das Neutron hat keine elektrische Ladung und daher keine Wechselwirkung mit Elektronen und Kerne mit - nur mit dem "direkten Kontakt". Der Fluss von schnellen Neutronen kann damit ohne Interaktion von 2 bis 10 cm, durch die Materialschicht im Mittel bestehen. Und im Fall der schweren Elemente in der Seite des Kerns, ausgelenkt das Neutron nur auf der Seite, fast ohne Energie zu verlieren. Und bei einer Kollision mit einem Kern aus Wasserstoff (Protonen) Neutronen geht etwa die Hälfte seiner Energie, ein Proton von seinem Platz zu klopfen. Es ist die schnelle Proton (oder, in geringerem Maße, das Kernelement eines anderen Licht) und verursacht Ionisation in einer Substanz, wie Strahlungs alpha wirkt. Als Ergebnis Neutronenstrahlung, wie Gamma-Strahlen können in den Körper leicht eindringen, aber es ist fast vollständig absorbiert, was eine schnelle Protonen zu schaffen, große Zerstörung verursacht. Zusätzlich Neutronen - das ist das Licht, das die Radioaktivität in den bestrahlten Materialien induziert wird, das heißt, verwandelt sich in radioaktiven stabilen Isotopen. Dies ist eine äußerst unangenehme Wirkung: zum Beispiel ein Fahrzeug nach einem Aufenthalt in den Fokus der Strahlenunfall alpha-, beta- und gamma-aktiven Staub abgewaschen werden kann, aber nicht von der Neutronenaktivierung loszuwerden - bereits Körper strahlt selbst (das, nebenbei bemerkt, wurde gegründet durchschlagende Wirkung der Neutronenbombe, durch die Waffen des Tanks aktiviert).

Die Art der Neutronenstrahlung ist sehr klein. In der Tat, der das Risiko für ihn ausgesetzt ist besteht nur, wenn ein Atomangriff oder schweren Unfall im Kernkraftwerk zu schmelzen und die Freisetzung in die Umwelt den größten Teil des Reaktorkerns (und auch dann nur in den ersten paar Sekunden).

Entlastung Zähler

Strahlung kann durch die verschiedenen Sensoren erfasst und gemessen werden. Die einfachste von ihnen - Ionisationskammern, Proportionalzähler und Gasentladungs-Geiger-Müller. Sie sind dünnwandige Metallröhre mit dem Gas (oder Luft), die Achse, entlang der der Draht gespannt ist - Elektrode. Zwischen dem Gehäuse und der Draht wird Spannung angelegt und der Stromfluss zu messen. Der wesentliche Unterschied zwischen den Sensoren nur in der Höhe der angelegten Spannung: haben eine Kammer Ionisation bei hohen Spannungen mit geringer - Gasentladungszähler irgendwo in der Mitte - ein Proportionalzähler.

Ionisationskammern und Proportionalzähler helfen, die Energie bestimmen, die Gas jedes Teilchen überträgt. Geiger-Müller hält nur Partikel, sondern aus der Lektüre ist sehr einfach zu empfangen und zu verarbeiten: Die Leistung eines jeden Impulses ausreichend ist, um es in die kleinen Lautsprecher direkt zu bringen! Ein wichtiges Thema der Entlastung Zähler - Abhängigkeit der Zählrate der Strahlungsenergie auf dem gleichen Niveau der Strahlung. Für seine Nivellierung mit Hilfe spezieller Filter, die alle Teil des weichen Gamma- und Beta-Strahlung absorbieren. Zur Messung der Fluss Beta und Alpha-Teilchen machen solche herausnehmbaren Filter. Weiterhin zu verbessern Strahlungsempfindlichkeit Beta- und Alpha angewandt "end counts": es ist mit einem Boden versehenen Platte als eine Elektrode und eine zweite spiralförmige Drahtelektrode. Die Zähler Endkappe wird von einem sehr dünnen (10? 20 Mikron) Glimmerplatte hergestellt, die leicht durchläuft weichen Beta-Strahlung, und auch die Alpha-Teilchen.

Halbleiter und Szintillatoren

Anstelle der Ionisationskammer kann ein Halbleitersensor verwendet werden. Das einfachste Beispiel ist eine herkömmliche Diode, an die eine Umkehrspannung: ionisierender Teilchen in Kontakt mit einem pn-Übergang sie zusätzliche Ladungsträger erzeugt, die zum Auftreten des Stromimpulses führen. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, verwenden sogenannte pin-Diode, zwischen den Schichten in dem p- und n-Halbleiterschicht eine relativ dicke undotierte Halbleiter aufweist. Solche Sensoren sind kompakt und können Energiepartikeln mit hoher Genauigkeit messen. Aber das Volumen ihrer sensiblen Bereich ist klein, und daher die Empfindlichkeit begrenzt. Darüber hinaus sind sie viel teurer als Gasentladung.

Ein weiteres Prinzip - Berechnung und Messung der Helligkeit der Ausbrüche, die in bestimmten Materialien in der Absorption ionisierender Strahlung Teilchen auftreten. Um zu sehen, mit dem bloßen Auge, ist diese Ausbrüche unmöglich, aber hochempfindlichen Spezialgeräte - Photomultiplier-Röhren - sind dazu fähig. Sie erlauben auch Sie die Änderung in der Helligkeit über die Zeit zu messen, die den Energieverlust jedes einzelnen Teilchens charakterisiert. Sensoren, die auf diesem Prinzip wird Szintillator genannt.

Strahlungsschutz

Zum Schutz gegen Gamma-Strahlung am effektivsten schwere Elemente wie Blei. Je größer die Zahl des Elements im Periodensystem, wird, je mehr sie den photoelektrischen Effekt. Schutzgrad hängt von der Strahlungsenergie der Teilchen. Selbst dämpft Blei Strahlung von Cäsium-137 (662 keV) nur zweimal für jeweils 5 mm von seiner Dicke. Im Fall von Kobalt-60 (1173 und 1333 keV), um die Dämpfung über Leitung Zentimeter erforderlich zu verdoppeln. Nur für weiche Gammastrahlung, wie strahlungs Kobalt-57 (122 keV), schwere Schutz und wird eine ganz dünne Schicht aus Blei sein: 1 mm ihn zehnmal schwächen. So anti-Strahlung Anzüge aus den Filmen und Computerspielen in der Realität schützt nur aus weichen Gammastrahlung.

Beta-Strahlung wird durch den Schutz einer bestimmten Dicke vollständig absorbiert. Zum Beispiel beta-Cäsium-137-Strahlung mit einer maximalen Energie 514 keV (174 keV und Medium) in der Wasserschichtdicke von 2 mm oder 0,6 mm Aluminium-Gesamt vollständig absorbiert. Jedoch auf Schutz vor Betastrahlung führen, ist nicht notwendig, zu schnell Hemmung der beta-Elektronen zu verwenden, führt zur Bildung von Röntgenstrahlung. Um Licht von Strontium-90 vollständig zu absorbieren, ist es mindestens 1,5 mm Blei notwendig, aber gebildete Röntgenstrahlen zu absorbieren, während sie noch Zentimeter erforderlich!

Von einer externen Alphastrahlung der einfachste Weg, zu schützen: es ist genug, um Papier. Allerdings ist die Mehrzahl der alpha-Teilchen in der Luft nicht passieren und fünf Zentimeter, so dass der Schutz, außer im Fall von direktem Kontakt mit der radioaktiven Quelle kann erforderlich sein. Viel wichtiger Schutz gegen das Eindringen von alpha aktiver Isotope in den Körper, die eine Maske verwendet, Beatmungsgerät, und im Idealfall - einen luftdichten Anzug mit isolierten Atmungsorgane.

Schließlich ist die schnellen Neutronen am besten das wasserstoffreiche Material zu schützen. Beispielsweise Kohlenwasserstoffe, die beste Option - Polyethylen. Testen Kollision mit Wasserstoffatomen, verliert die Neutronenenergie schnell, verlangsamt, und es wird bald nicht mehr Ionisation zu verursachen. Jedoch immer noch diese Neutronen können zu aktivieren, dass zu einem radioaktiven umgewandelt wird, sind stabile Isotope viele. Daher wird ein Neutronenschutz oft hinzugefügt Bor, das sehr stark absorbiert so langsam (so genannte thermische) Neutronen. Ach, Polyethylen Dicke für den zuverlässigen Schutz sollte mindestens 10 cm betragen. So stellt sich heraus nicht viel leichter als ein Vorsprung von Gamma-Strahlenschutz.

Radiation Tablets

Der menschliche Körper ist mehr als drei Viertel des Wassers, so dass die Klage von ionisierender Strahlung - Radiolyse (Zersetzung von Wasser). Die resultierenden freien Radikale verursachen avalanche Kaskade von pathologischen Reaktionen auf die Erscheinung der sekundären "Fragmente". Außerdem Strahlung schädigt die chemischen Bindungen in den Molekülen von Nukleinsäuren, wodurch Zersetzung und Depolymerisation von DNA und RNA. Inaktivierte essentielle Enzyme, mit in seiner Zusammensetzung Sulfhydrylgruppe - SH (adenosinetriphosphatase, suktsinoksidaza, Hexokinase, Carboxylase, Cholinesterase). In diesem Fall verletzt die Biosynthese und Energiestoffwechselprozesse der geschädigten Organellen im Zytoplasma proteolytischen Enzymen freigesetzt werden, Selbstverdauung beginnt. In Gefahr sind besonders Keimzellen, Vorläuferblutzellen, Zellen des Magen-Darm-Trakt und Lymphozyten, aber Neuronen und Muskelzellen gegenüber ionisierender Strahlung sind ziemlich stabil.

Medikamente, die gegen Strahlenwirkungen zu schützen, wurden in der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts aktiv entwickelt. Mehr oder weniger wirksam und geeignet für den Masseneinsatz waren nur einige Aminothiolen wie Cystamin, Cysteamin, aminoetilizotiurony. In der Tat, sie sind die Geber - SH-Gruppen, so dass sie unter einem Schlag anstelle von "native" setzen.

Die Strahlung ist überall um uns herum

Um die Strahlung "von Angesicht zu Angesicht" stehen, ist der Unfall nicht erforderlich. Radioaktive Stoffe sind im Alltag weit verbreitet. Natürliche Radioaktivität hat Kalium - ein sehr wichtiges Element für alle Lebewesen. Wegen der "Fonit" geringer Verunreinigung K-40-Isotop in der natürlichen Nahrungskaliumsalz und Kali. Einige ältere Objektive verwenden Glas mit einem Schuss von Thoriumoxid. Dieses Element wird zum Schweißen von Argon in einigen modernen Elektroden hinzugefügt. Bis zur Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts, aktiv genutzt Ausrüstung mit Hintergrundbeleuchtung auf Basis von Radium (Radium heutzutage durch weniger gefährliche Tritium ersetzt). Einige Rauchmelder verwenden, um ein Alpha-Strahler auf Basis von Americium-241 oder Plutonium-239 hoch (ja, das gleiche verwendet, um Atombomben zu machen). Aber keine Sorge - Verletzung aus all diesen Quellen ist viel weniger Schaden von Sorgen darüber.

Dose und Macht

Bei der Messung und Auswertung der Strahlung unter Verwendung eines Satzes von Begriffen und Einheiten.

• - Expositionsdosis proportional zur Anzahl der Ionen, die die Gamma- und Röntgenstrahlung pro Masseneinheit der Luft schaffen. Es wird normalerweise in Röntgen (R) gemessen.
• - Energiedosis - die Menge an Strahlungsenergie durch eine Einheitsmasse eines Stoffes absorbiert. Zuvor wurde in rad (rad) gemessen und gemessen jetzt in Gray (Gy).
• - Äquivalentdosis nimmt zusätzlich unter Berücksichtigung der Differenz in der Zerstörungskraft von verschiedenen Arten von Strahlung. rem (rem), Now- in Sievert (Sv) - Zuvor war es in der "biologischen Äquivalent zufrieden" gemessen.
• - Die effektive Dosis ermöglicht unterschiedliche Strahlungsempfindlichkeit Körper: so bestrahlen die Hand ist weniger gefährlich als der Rücken oder Brust. Früher in den gleichen Rem gemessen, jetzt - in Sievert.

Übersetzung von einem Gerät zum anderen ist nicht immer richtig, aber es wird angenommen, dass die Belichtungsdosis von Gammastrahlung in der P 1 wird Schaden bringen, um dem Körper die gleiche wie eine äquivalente Dosis von 1/114 Sv ist. Übersetzung froh in Greys und Berov in Sievert ist sehr einfach: 1 Gy = 100 rad, 1Zv = 100ber. zur Verwendung der Qualitätsfaktor von 1 für die Gamma- und Beta-Strahlung, 20 für Alpha-Strahlung und 10 für schnelle Neutronen, die absorbierte Strahlungsdosis äquivalent zu konvertieren. Zum Beispiel 1 Gy schnellen Neutronen 10Zv = 1000 = rem.

• - Natürliche Äquivalentdosisleistung (EDR) externer Strahlung ist in der Regel 0,06 - 0,10mkZv / h, aber an einigen Stellen kann weniger als 0,02 mSv / h oder mehr als 0,30 mSv / h. Stufe mehr 1,2mkZv / h in Russland ist offiziell als gefährlich betrachtet, sondern in der Kabine während des Fluges DER können überschreiten wiederholt diesen Wert. Und die Besatzung der ISS ist mit einer Kapazität von etwa 40 mSv / h bestrahlt.