Дозиметрия: радиация и радиоактивность

Дата публикации: 11-04-2018, 20:30
Категория: Выживание / Техногенные аварии
Радиация и радиоактивность… Для простого человека эти вещи звучат достаточно зловеще и влекут за собой целый ворох непонятных терминов, понятий и приборов в которых нужно разобраться и понять – нужны ли они. Это сложно, но это действительно нужно – ведь радиоактивное излучение опасно и порой – смертельно опасно. И совершенно понятно, что любой человек хочет минимизировать эту опасность, поняв и определив её границы.

В этой статье мы постараемся помочь Вам в этом, дав краткий и разумный экскурс в вопросы ядерной физики (безусловно, на бытовом и понятном уровне). Что поможет, во-первых (в общеобразовательных и популяторских, а кроме того, для понимания природы явления), понять саму суть явления радиоактивности, радиоактивного распада и радиоактивного излучения. Во-вторых, разобраться в характеристиках всего этого радиационного добра, предоставляя возможность понять простому человеку, какие из них и для чего нужны.

В третьих же, эта статья предоставит разумный экскурс в сферу радиометрической аппаратуры, предоставляя чёткое определение разным типам приборов и рекомендации по выбору именно такого прибора, который нужен рядовому человеку для решения рядовых задач – главным образом, для спасения своего организма от негативного воздействия радиоактивного излучения.

Дозиметрия - радиация и радиоактивностьДозиметрия - радиация и радиоактивность

Профильная литература даёт нам следующее определение радиоактивности - это способность элементарных ядерных частиц атома одного элемента (его изотопов) к самовольному переходу в атомы другого элемента либо к переходу из одного состояния в другое – например, из более возбуждённого в менее возбуждённое. Такие состояния и поведения элементарных частиц называется радиоактивным распадом, и именно такой распад сопровождается излучением частиц либо электромагнитных волн, которые и называют радиоактивным (ионизирующим) излучением (либо, условно – той самой радиацией).

Разные типы радиоактивного распада порождают разные типы радиоактивных излучений, которые различаются различной проникной способностью и различным воздействием на человеческий организм – причём, к сожалению, чаще всего отрицательным.

Для фиксации уровней радиоактивности и её измерения применяют достаточно разнообразные системные единицы. Так, непосредственно сама радиоактивность выражается количеством распадов одного ядра одного атома за единицу времени и измеряется в Бекерелях (1 Бк – 1 распад/сек.), либо гораздо более часто применяемой внесистемной единицей Кюри ( 1 Ки – 3,7х1010 Бк) – причём такими единицами измерения пользуются для определения концентрации нуклидов в воде, почве, воздухе либо объёме какого-либо вещества (так называемая удельная объёмная радиоактивность). Рассчитывают, однако, и радиоактивность какой-либо поверхности – что позволяет узнать поверхностные загрязнения и определять удельную поверхностную радиоактивность.

Эти характеристики радиоактивности показывают саму активность радиоактивного источника – и она позволяет определить его период полураспада и иные качественные показатели. Этими характеристиками и системными единицами оперирируют чаще всего в научной среде – нас же, как простых людей интересуют несколько иные характеристики радиоактивных ионизирующих излучений, которые показывают нам не активность источника, но несколько иные его показатели. Такие характеристики гораздо более просты в оперировании и позволяют более ясно понять, как радиоактивное излучение влияет на человека, среду либо материал в текущий момент. Понятно, что для нас такие характеристики и является наиболее приоритетным, в сравнении с предыдущими характеристиками

Так, поглощённая доза характеризует количество энергии, поглощённой излучаемым веществом, сторонним веществом либо организмом живого существа при излучении. Выражается она в греях (Гр), однако нередко применяются и иные внесистемные единицы, хорошо знакомые любителям компьютерных игр – так называемые, рады (рад) – 1 Гр = 100 Рад. Мощность же поглощённой дозы при этом выражается отношением поглощения к единице времени и измеряется, соответственно в Греях либо Радах за секунду.

Количество зарядов либо сумарный электронный заряд ионов, которые возникают в среде при облучении называют экспозиционной дозой, которая выражается в Кулонах на килограм (Кл/кг), внесистемной же единицей является, пожалуй, всеми знакомый Рентген (Р, 1 Р – 2,58 х 107 Кл/кг) и его кратные походные (миллирентнгены и микрорентгены). Мощность экспозиционной дозы является отношения количества зарядов, возникающих в среде к единице времени (соответственно, Кл/кг х с либо Р/с). Однако, данная характеристика и системная единица уже используется всё реже ввиду устарелости и применённости только для определённого излучения. Однако, о ней также следует помнить ввиду того, что многие приборы, применяемые для реестрации и фиксации радиоактивного излучения могут быть градуированы в данных единицах.

Измерение радиацииИзмерение радиации

И наконец, последняя по списку, но пожалуй, одна из наиболее важных характеристик излучения и его системных единиц, показывающая воздействие радиоактивного излучения на человека – эквивалентная доза. Это величина, которая характеризует биологический эффект, который возникает в живом организме при излучении. Её системная единица измерения – Зиверт (Зв) и её походные, однако, в отечественной практике применяются и такие термины, как бэр (аббревиатура от «Биологический Эквивалент Рентгена», 1 Зв = 100 Бэр, а также 100 Р = 1 Зв, если мы говорим, о воздействии радиоактивного излучения на организм) и обе они показывают радиобиологический эффект, каким бы он ни был, возникающийся и формирующийся в живом организме при облучении его радиоактивным излучением. Мощность же эквивалентной дозы показывает такое воздействие за единицу времени.

Причём, этих характеристик в том, что мы можем прийти к любой из них, имея лишь одну – при помощи тех либо иных переводных коэфициентов либо при помощи так называемой кермы – суммы начальных кинетических энергий всех заряженных атомных частиц. Более того, сама радиометрическая (и более усугублённо, в узком смысле, дозиметрическая) аппаратура и предназначена для измерений экспозиционных, поглощённых и эквивалентных и доз, кермы излучения, а также мощности вышеуказанных доз. Однако, не всякий представитель радиометрической аппаратуры может мерять их всех одновременно. Более того, не всякая радиометрическая аппаратура нужна рядовому пользователю. Попробуем её классифицировать, дабы рассказать о том, какие образцы такой аппаратуры нужны Вам, как человеку, который хочет быть готовым ко всему, а какие, соответственно, Вам и не нужны вовсе. Кроме того, такой классификацией мы создадим плацдарм для рассказа о портрете и характеристиках идеального прибора для гражданского человека и человека, занимающегося подготовкой к кризисным ситуациям того или иного типа.

Вообще, весь принцип действия любой радиометрической аппаратуры без привязки к её «начинке» либо так называемой элементной базе основывается на способности радиоактивного излучения вызывать ионизацию потока – собственно, поэтому радиоактивное излучение и называют ионизирующим. Поэтому, в основном, радиометрическая аппаратура классифицируется по предназначению и видах регистрирующихся излучений (которые, как известно бывают, альфа-, бэта- и гамма), а также, более широко – по конструктивному исполнению и применённой элементной базе – а именно, по той части, которая регистрирует излучение.

По предназначению вся радиометрическая аппаратура классифицируется на четыре основные группы:

- индикаторы-сигнализаторы. Это самые простые приборы, которые необходимы для определения ТОЛЬКО НАЛИЧИЯ ионизирующего излучения. К таким приборам относят, к примеру, такие кондовые советские изделия, как ДП-63 и ДП-64, ручные индикаторы-сигнализаторы накопленной дозы ДКП-50А и И-03, а также многие иные. Максимум их возможностей – предупреждения о превыщении заданого порога излучения, в которое этот прибор попал (а вместе с ним и человек), а также которое этот прибор и человек накопил. Необходимость в таком виде прибора в его чистом виде для человека цивильного, не работающего с радиоактивными материалами постоянно и повсеместно, достаточно низка и на практике стремится к нулю.

- непосредственно, дозиметры. Это приборы, которые предназначены для измерения (в чистом виде и состоянии as is) мощности доз. В плане бытовой аппаратуры и приборов для выживальщика этот тип аппаратуры наиболее необходим – он же наиболее часто встречаемый. К таковым, к слову, и относят множество гражданских приборов (Белла, Стриж, Припять, Терра) а также армейских либо специальных гражданских – таких, как к примеру, серия ДП-5, приборы серии СРП и иные.

- радиометры (не путайте отдельный прибор-радиометр и радиометрическую аппаратуру в целом!). Это приборы, которые предназначены для измерения радиоактивности среды; либо это могут быть приборы, которые устанавливают концентрацию радионуклидов (радиационно активные частицы ядра изотопа вещества – нуклеотиды) в единицах массы либо объёма, концентрацию нуклидов на поверхности вещества либо материала. К таковым относят такие приборы как «Припять», «Терра», «Стора», ДП-100, КРК-1 (кондовая флотская радиометрическая установка, применяемая на подлодках), приборы КРБ-1, РУБ-1 и иные. Подобные приборы (в портативном варианте) также имеют место быть в арсенале цивильного человека наших взглядов.

- спектрометры – приборы, предназначенные для измерения спектрального состава радиационных нуклидов в разных средах. В состоянии as is и отдельном виде такие приборы наиболее бесполезны.

Измерение радиации


По видам регистрируемого излучения приборы обыкновенно делят на те, которые рассчитаны на регистрацию одного вида излучения, и соответственно, на универсальные приборы. По конструктивному исполнению это:

- аппаратура в едином корпусе либо в компоновке «управление и условные «мозги» отдельно – регистрирующая часть отдельно»;

- приборы переносные/портативные либо стационарные/базовые.

По типам питания аппаратура классифицируется на приборы, питающиеся от сети постоянного тока, приборы с питанием от отдельных источников питания и приборы, не требующие питания вовсе.

В вопросах классификации приборов по части, которая собственно «чувствует» радиацию и её регистрирует (её ещё называют детектором) всё несколько сложнее. Если отбросить в сторону такую экзотику, как приборы, применяющие фотографические, люминисцентные и химические методы детекции, наиболее популярными вариантами детекторной части у приборов на данный момент являются два варианта:

- газорозрядный трубчатый ионизационный счётчик либо слюдяной ионизационный счётчик;

- сцинтиляционный регистратор

Оба из них имеют право на жизнь. Оба из них имеют свои достоинства и недостатки. Однако, следует помнить лишь главные из них. Газорозрядные ионизационные счётчики-детекторы менее точные и менее надёжные, отличаются большЕй «тормознутостью» (долго думают), однако они и менее дорогие. Приборы с сцинтиляционным типом регистратора (чаще всего это научные, промышленные и военные приборы) более точные и более оперативные в вопросах измерения – однако это совершенно другой уровень цен и сложности в работе, которые порой недоступны рядовым покупателям.

Изложив классификацию и создав плацдарм для рассказа о портрете и характеристиках Прибора Нашей Мечты, максимально подходящего для гражданского и кризисного применения рядовым человеком и позволяющего решать рядовые задачи, возникающие в вопросах столкновения с радиоактивностью, радиоактивным распадом и возникающим радиоактивным излучением.

Это лёгкий и портативный прибор (однако, кондовые препперы, думающие о собственной заимке в лесу или ЗКП могут задуматься и о стационарных вариантах) в едином корпусе – без вынесенных отдельных деталей. Конечно, вынесенный детектор прибора всегда несколько точнее и лучше в плане измерения в некоторых ситуациях, однако единое исполнение чаще всего надёжнее и проще в обиходе и использовании.

Это прибор, питающийся от отдельных источников питания – стандартных и распространённых. По довольно понятным причинам.

И это прибор, объединяющий в себе функции и индикатора-сигнализатора, предупреждающего о наличии излучения и превышения заданного порога, и дозиметра, измеряющего мощность излучения и мощности доз, и радиометра, позволяющего измерить загрязнения тех или иных продуктов и веществ, поверхностей и т.п.

Это должен быть максимально удобный, простой и надёжный в эксплуатации прибор, изготовленный на современной (относительно), надёжной и простой элементной базе. Это прибор, имеющий:

- цифровую (никаких стрелок и шкал – так проще и надёжнее в кризисных ситуациях, когда в стрелках можно запутаться), прямопоказывающую числовые значения доз и их мощностей;
- звуковую (так называемый режим «Трещотки» либо фиксации каждого распада/фиксации каждого гамма-кванта; позволяющий по звуку определять мощности дозы);
- и световую (диод, предупреждающий о превышении уровней излучений либо попадании в высокозагрязнённые среды) индикацию.

И самое главное – этот прибор должен иметь широкие границы измерения показателей (лучше, не одного) и быть универсальным по регистрируемым типам излучения!

Теперь, зная необходимую информацию и радиоактивности и её последствиях, вы подготовлены к её воздействию. Ибо предупрежден – значит, вооружён. А пользуясь этим нехитрым портретом нужного Вам радиометрического прибора, Вы теперь сможете подобрать прибор, позволяющий фиксировать, регистрировать и характеризовать радиоактивное излучение, понимая и сопоставляя его с существующими нормами радиационной безопасности для человека, живых существ и сред.

Однако, о самих этих нормах, а также о приборах, соответствующих нарисованному портрету максимально подходящего дозиметра – читайте в следующих статьях.

Автор: Владислав Бойчук, для Гнезда Параноика





Спасибо за внимание, которые вы уделили нашему проекту. Пожалуйста, указывайте ссылку на наш сайт при копировании. Если материал показался вам интересным - вы можете рассказать о нем друзьям:

Похожие материалы

Ваш комментарий станет первым

Поделитесь своим мнением...
(Обязательное поле)
(Не публикуется на сайте, обязательное поле)



Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код с картинки: