Безпека життєдіяльності людини та суспільства - Мягченко О.П. - 4.4.4. Радіоактивні випромінювання, їх характеристики

Сучасна квартира, будинок немислимі без електромагнітних полів, утворюваних благами цивілізації - електромережі, телера-діоапаратура, короткохвильові печі, комп'ютери. Сучасний побут насичений тими ж небезпечними джерелами фізико-хіміхних факторів, що і виробнича сфера, тільки з меншою інтенсивністю їх дії. Дослідники США і Швеції встановили факт виникнення пухлин у дітей при впливі на них магнітних полів частотою 60 Гц і напруженістю 2-3 мГс протягом декількох днів або навіть годин. Такі поля випромінюються телевізором, персональним комп'ютером. Наприклад, рівні напруженості магнітного поля (мГс) на різноманітних відстанях від приладу до людини, наведені в таблиці:

Ці дані пояснюють той факт, що окремі чоловіки відмовляються користуватися електричними бритвами, посилаючись на головний біль. Подібні скарги можна почути і від жінок, які регулярно використовують фен для укладки волосся.

Якщо газова пічка - джерело хімічного смога, то електрообладнання - є джерелом дуже небезпечного електронного смогу. Електромагнітне забруднення середовища стало нині серйозною медико-екологічною проблемою у виробництві, природі та побуті.

Ті хто живе поблизу високовольтних ліній електромереж або релейних ліній зв'язку, в три рази частіше хворіють на ракові хвороби, функціональні розлади нервової, ендокринної, серцево-судинної систем.

Для підвищення рівня безпеки необхідно використовувати принцип захисту речовиною - металопластикові штори на вікнах, Вони не тільки відіб'ють електромагнітне випромінювання з вулиці, але ще й термо-статують помешкання - влітку у кімнаті стане прохолодніше, а взимку тепліше. Металотканину на основі скловолокна випускають давно, але використовують її тільки в спеціальних галузях. Ефективним є застосування металевих екранів навколо постійно діючого обладнання.

4.4.3. Захист від електромагнітних випромінювань

Щоб зменшити шкідливу дію ЕМП на людей, які можуть знаходитися в зоні його впливу, використовують відомі принципи захисту -часом (скорочують тривалість дії шкідливого, небезпечного фактора), речовиною (застосовують різноманітні екрани, наприклад самі будинки, складки місцевості, лісонасадження), простором (збільшують відстань до джерела випромінювання), які включають в себе також організаційні, інженерно-технічні, лікарсько-профілактичні заходи.

Слід пам'ятати про колективний (група будинків, район, населений пункт), локальний (окремі будівлі, нежитлові приміщення), індивідуальний види захисту. Ефективним захистом є застосування металізованих шпалер, одягу, металевих сіток на вікнах.

Інженерно-технічні засоби захисту включають в себе конструктивні можливості апаратів, працюючих при зниженій потужності, застосовують дистанційне керування. Особливого захисту потребують очі та репродуктивна система, як найбільш вразливі органи. Для цього використовують спеціальні (електропровідні) окуляри, які послаблюють інтенсивність випромінювань на 20-30%.

Питання

1. Охарактеризуйте джерела електромагнітних випромінювань у побуті.

2. Що таке електромагнітний смог, яка його дія на людину?

3. Які Ви знаєте методи захисту від негативної дії ЕМП?

4.4.4. Радіоактивні випромінювання, їх характеристики

Це - найнебезпечніший фізико-хімічний забруднювач середовища мешкання, що вкрай негативно діє на живі і неживі об'єкти. Радіоактивні випромінювання іонізують, тобто руйнують речовини - неорганічні, органічні, клітини організму. Першим, в 1895 році, дію природного радіоактивного випромінювання від мінералу, містячого сполуки урану, спостерігав французький учений Анрі Беккерель. У цьому ж році німецький фізик К. Рентген опублікував повідомлення про Х-промені - радіоактивні промені штучного походження. Але раніше його, ще у 1885 році український вчений Іван Пулюй, працюючи у віденському фізичному інституті, першим у світі спостерігав Х-промені і отримав, як тепер кажуть, рентгенівський знімок скелету руки людини. Пізніше, вже у Першій світовій війні, німці використовували так звані рентгенівські апарати.

У 1898 році подружжя П'ер Кюрі (француз) та його дружина Марія Склодовська-Кюрі (полька) відкрили два нових радіоактивних елементи - у липні Полоній (назва на честь Польщі), у грудні - Радій (від лат. - радіум - той що випромінює). Для виділення 100 мг його солі вони обробили більше двох тон уранової руди. Вони з'ясували фізичну природу радіоактивних випромінювань, але ще не знали про їх небезпечну біологічну дію - про здатність викликати мутації в клітинах, сприяючи їх перетворенню в ракові, з яких виникають ракові пухлини. Від раку померла в 1934 році Марія Склодовська-Кюрі - двічі лауреат Нобелівської премії, академік багатьох академій світу. Було доведено, що багато об'єктів у природі є джерелами радіоактивних випромінювань і стало необхідним встановити одиниці вимірювання дії радіоактивних випромінювань, розробити методи їх реєстрації та захисту.

Використання радіоактивних випромінювань. Тепер їх широко використовують у промисловості, медицині. Їх джерела - обладнання, агрегати, які є джерелами радіоактивного випромінювання. Таке обладнання застосовують для автоматичного контролю окремих технологічних операцій, визначення якості зварних з'єднань, зносу деталей. Джерелами випромінювань, що іонізують, можуть бути установки рентгеноструктурного аналізу, високовольтні електровакуумні системи, радіаційні дефектоскопи, товщиноміри, прилади для визначення питомої ваги, в яких застосовані радіоактивні ізотопи.

При неправильній експлуатації або недбалому зберіганні таких об'єктів може відбутися їх руйнація і потрапляння різноманітних ізотопів у навколишнє середовище, всередину організму людини з наступним його опроміненням. Опромінення може бути внутрішнім - коли радіоактивний ізотоп знаходиться всередині організму і зовнішнім або загальним (опромінення всього організму), місцевим (наприклад, опромінення рук) і хронічним (постійна або переривчаста дія на протязі тривалого часу), гострим (однократний, короткочасний променевий вплив великими дозами).

Види радіоактивних випромінювань. Їх ділять на дві групи: корпускулярні (лат. корпускулум - частинка) і квантові - електромагнітні випромінювання за рахунок польової форми матерії - електромагнітні поля з надзвичайно високими частотами коливань і швидкостями близькими до світлової (300000 км/с).

Корпускулярні випромінювання виникають при русі елементарних частинок - електронів, позитронів, протонів, нейтронів та інших, яких відомо тепер біля двох тисяч - гіперони, мезони, нейтрино, враховуючи античастинки, а також ядер атомів, наприклад альфа частки (α) - ядра атомів гелію (4Не2). Дія таких випромінювань пов'язана з кінетичною енергією (Е) частинки з певною масою (m) та її швидкістю руху (V): Е=mV²/2. Це перед усім випромінювання: бета (β) - за рахунок електронів (е-1), або позитронів (е+1), протонів (Р+), нейтронів (n^о).

Альфа і бета випромінювання мають невелику проникаючу здатність і тому вони нейтралізуються навіть такими перепонами як одяг, папір, скло. Інші мають велику енергію і тому можуть проникати навіть через стіни, металеві перепони. Їх можуть гальмувати тільки товсті прошарки свинцю, бетону. Дуже небезпечні радіоактивні випромінювання, що виникають при розпаді ядер радіоактивних елементів. Всі радіоактивні елементи, розпадаючись, перетворюються в інші елементи через суворо визначені проміжки часу (Т), відповідно до закону радіоактивного розпаду: L=0,693/Т, де: L - постійна розпаду для даного елемента. Для кожного радіоактивного елемента час напіврозпаду є величина постійна і, наприклад, складає для торію 13,9 млрд. років, урану - 4,51 млрд. років, радію - 1617, ізотопів цезію-137 - 30 років, кобальта-60 - 5,3 роки. Чим менший період піврозпаду, тим більше енергії виділяється і тим небезпечнішим є елемент (Додаток 2, табл. 4,5).

Квантові або електромагнітні гама (у) випромінювання, що мають природне або штучне походження - космічне і рентгенівське випромінювання. Гамма-випромінювання - це електромагнітне (фотонне) природне випромінювання великої проникаючої спроможності, джерелом якого є космічні об'єкти (зірки, галактики), радіоізотопи, радіоактивні елементи, мінерали, що їх містять.

Рентгенівське випромінювання - це штучне або природне гамма-випромінення, яке виникає в середовищі, що оточує джерело бета-випромінювання (потік електронів). Воно утворюється при зіткненні швидких електронів з атомами важких металів, наприклад у так званій рурці Конрада Рентгена, хоча першим відкрив і вивчив їх властивості ще у 19 столітті український фізик Іван Пулюй. Задовго до К. Рентгена за допомогою власного устаткування він отримав фотографії кісток скелету, внутрішніх органів, дитини в організмі матері до народження. Важливою для оцінки дії радіоактивних випромінювань є система одиниць виміру радіоактивних випромінювань.

Активність радіоактивної речовини характеризує кількість ядерних перетворень за одиницю часу - це Беккерель (Бк) - один розпад за секунду (1 розп/с). Інша - позасистемна одиниця - Кюрі (Кі), що складає 3,7х1010 Бк (1 Кі=3,7х1010 Бк) і еквівалентна 1г радію, або 3 тонам урану, або 0,001г радіоактивного ізотопа кобальта-60.

Поглинена доза випромінювання - це енергія, поглинена одиницею маси опроміненого об'єкта - живого або неживого - Грей (1 Гр=1 Дж/кг=100рад). Позасистемна одиниця - рад (Р), 1рад (1ерг/ г=0,01Гр=0,01Дж/кг). Потужність поглиненої дози іонізуючого випромінювання (Р) - доза, поглинена за одиницю часу: 1Гр/с=100 рад/с.

Еквівалентна доза випромінювання - Зіверт (Зв) - обумовлює такий же біологічний ефект, як один Гр поглиненої дози рентгенівського або гама випромінювання (Дж/кг), тобто 0,01 Зв=1бер (бер - біологічний еквівалент рентгена), а 1Зв=100 бер. Потужність еквівалентної дози випромінювання - еквівалентна доза в одиницю часу (Зв/с): 0,01 Зв/с=1 бер/с. Широко використовується позасистемна одиниця експозиційної дози - Рентген (Р). Один рентген утворює в 1 куб. см сухого повітря при нормальних умовах 2,08 > 109 пар іонів або 1Р=2,58>104 Кл/кг, або 1Кл/кг = 3876>10-8 Р.

Питання

1. Коли, хто першими відкрили, дослідили радіоактивні випромінювання?

2. Види радіоактивних випромінювань, відмінності між ними.

3. Охарактеризуйте найбільше і найменш небезпечні випромінювання.

4. Охарактеризуйте основні одиниці вимірів радіоактивних випромінювань.