Мнение: Радиация – Правда и вымысел

Продолжаем ликбез на GoHa.ru

Garruk

Автор статьи: Loft


Здравствуйте! Что мы с вами знаем о радиации? Она - причина смерти цивилизаций и возникновения ужасных мутантов. От нее рябит в глазах и щелкает в ушах. Она превращает славных маленьких черепашек в подростков ниндзя и ярко светится зеленым. У животных вырастают вторые головы, а у растений - зубастые пасти. Одним словом – плохая, негодная штука. Но это не точно!


Обилие мифов и заблуждений вокруг радиации настолько велико, что подобного рода статья кажется мне уместной даже на нашем игровом форуме.

Особенно на фоне выхода большого количества игр на тему постапокалипсиса с участием нашего сегодняшнего «героя» чуть ли не в главной роли. Кстати, недавно на форуме появилась статья с говорящим названием: Год постапокалипсиса — главный сеттинг 2019-го.

Можете ознакомиться со статьей по ссылке: https://www.goha.ru/articles/god-pos...2019-go-deg0XV

Но что же на самом деле такое радиация? И сколько правды в информации, которая сопутствует этому явлению в медиапространстве? Давайте разбираться.


wU2My0utjB.jpg


Начнем мы традиционно с истории и базовых определений. Строго говоря, все, что сказано выше, правильнее было бы сказать не о радиации, а об ионизирующем излучении. Ведь радиация в бытовом смысле довольно сильно отличается от радиации в понимании радиологов, физиков и прочих причастных. Радиация – термин весьма широкий. К слову, отопительные батареи в зимний сезон тоже излучают радиацию. Тепловую.

Термин «радиация» происходит от лат. radius - луч. В принципе, радиация охватывает все существующие в природе виды излучений — радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет и, наконец, ионизирующее излучение. Все эти виды излучения, имея электромагнитную природу, различаются длиной волны, частотой и энергией. Давайте просто договоримся, что под радиацией в статье мы будем рассматривать именно ионизирующее излучение. При этом некоторые термины и определения я буду упрощать, так как в рамках статьи на игровом форуме нам нет необходимости особенно углубляться в физику этого довольно сложного явления.

Радиоактивное (ионизирующее) излучение можно разделить на несколько типов, в зависимости от вида элементов, из которого оно состоит. Разные виды излучения вызваны различными частицами и поэтому обладают разным энергетическим воздействием на вещество и разной способностью проникать сквозь него.


iPWh1VPWGN.jpg


Альфа, бета и нейтронное излучение - это излучение, состоящее из частиц атомов.
Гамма и рентгеновское излучение - это излучение энергии.

Если коротко, то альфа - самая высокая опасность, но самая низкая проникаемость.
Бета - крепкий середняк.
Гамма - максимальное проникающая способность. Основной радиационный поражающий фактор при ядерном взрыве - именно гамма излучение.

Вы можете спросить, так в чем же опасность альфа-частиц, если такое излучение может остановить даже лист бумаги? Проблема в том, что альфа-частицы могут проникнуть в организм с едой, жидкостью или попасть в легкие вместе с радиоактивной пылью. А попав в организм, такие частицы наносят колоссальный урон.

Измеряют радиацию специальными приборами, дозиметрами (радиометрами). Опять же, строго говоря, существуют различные методы измерения экспозиционной дозы, кермы фотонного излучения, поглощенной дозы и эквивалентной дозы фотонного или нейтронного излучения, а также измерение мощности перечисленных величин и для всего этого используются самые разнообразные приборы, но сегодня мы поговорим об индивидуальных дозиметрах.
Современные индивидуальные переносные дозиметры позволяют измерять не только гамма излучение, но так же и бета, альфа и рентгеновское излучение. Многие индивидуальные дозиметры имеют функцию измерения накопленной дозы. Индивидуальные дозиметры используются как гражданскими лицами, так и военными.
Выделяют также бытовые и профессиональные дозиметры. Отличаются они как правило допустимой погрешностью в измерениях. К слову, на картинке ниже слева вы видите профессиональный дозиметр, а справа - бытовой.


Zc4F0sY9Bp.jpg


Небольшая справка:

Счетчик Гейгера – это один из датчиков ионизирующего излучения в дозиметрической аппаратуре. Он сам не способен что-то измерять и показывать.
Дозиметр – прибор, определяющий накопленную дозу ионизирующего излучения.
Радиометр – прибор, показывающий мощность дозы ионизирующего излучения в данный момент времени в данной точке.


Дозиметры подразделяются на несколько основных категорий:


  • Индикаторы - это максимально простые приборы с малой чувствительностью и невысокой точностью. Ими можно выявлять ярко выраженные радиоактивные аномалии. Благодаря низкой стоимости, получили широкое распространение. Если вам нужен прибор, который скажет вам что рядом что-то фонит - самое то.
  • Сигнализаторы - эти приборы умеют все то же, что и индикаторы, но помимо этого способны различать резкие колебания радиационного фона. Как правило, такие приборы имеют регулируемый порог срабатывания и оповещают о превышении установленного порога с помощью звуковой, световой и вибро сигнализации. Это уже более серьезная "машинка", которая может помочь избежать нежелательного контакта с радиацией.
  • Измерители - это медленные, но очень точные приборы, используются для анализа допустимости "фона" у различных источников. Если вам нужно определить как именно фонят бабушкины бусы и вы никуда не спешите, то "измеритель" - ваш выбор.
  • Поисковики - в противоположность измерителям, эти приборы очень быстрые, но неточные. Вы не узнаете точных показателей и типа излучения, но зато вы как по металлоискателю сможете с высокой достоверностью определить положение фонящего объекта.

 j4kmRoLePD.jpg


Сердцем любого дозиметра является датчик. Давайте рассмотрим самые распространенные из них.

Самые чувствительные датчики - сцинтилляционные кристаллы, они обычно применяются в поисковиках, а иногда в измерителях и сигнализаторах.
Торцевые слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера – чувствительны к бета-излучению и, иногда, к альфа. Применяются в первую очередь, в измерителях, иногда в сигнализаторах и поисковиках.
И конечно же, самый распространенный тип детектора – счетчики Гейгера-Мюллера типа СБМ. Они хорошо детектируют гамма-излучение и частично жесткое бета-излучение. Но не чувствительны к альфе и «мягкой» бете. Наиболее употребительный из них – СБМ-20 и его разновидности.

Существует также много других типов датчиков, но опять же, мы рассматриваем только самые распространенные.
Также я хотел бы отметить, что точность измерения индивидуальных дозиметров - вопрос весьма сложный. И детальный обзор этого процесса, к сожалению, не укладывается в рамки нашей статьи.

А теперь поговорим немного об обозначениях.
Всем нам хорошо знаком знак радиоактивной опасности – черный трилистник на желтом фоне.


r9RTelUxmo.jpg


Символ этот был изобретен в 1946 году в Беркли сотрудниками Калифорнийской радиационной лаборатории.
Изначально он предназначался для внутреннего использования, но довольно скоро получил признание как международный стандарт.
Сегодняшняя форма была принята в конце 1950-х годов и имеет четко установленную геометрию и пропорции.

• Центральный круг радиусом R
• Лепестки с внутренним радиусом 1,5R и внешним 5R
• Лепестки находятся друг от друга на 60°

Поскольку первоначально знак разрабатывался для внутреннего лабораторного использования, использовался фиолетовый символ на синем фоне. Синий был выбран благодаря своей редкости в лабораторных знаках и предполагал низкую вероятность ошибочного совпадения с цветом других предупреждений. Выбор же фиолетового цвета был продиктован дороговизной такой краски, что сводило к минимуму вероятность его широкого использования.
Однако этот вариант не прижился.Причина была простой: синий фон не ассоциируется с предупреждающими знаками и исчезает под воздействием света.
Так и был выбран известный нам всем знак с желтым фоном.
Но немногие знают, что современный вариант отличается от привычного нам черно-желтого.


TstQFrilFS.jpg



В 2007 году был представлен новый знак ионизирующего излучения - красный треугольник с черными краями и с черными символами: «трилистник, метающий стрелы», мертвым черепом и бегущим человеком.

На сайте МАГАТЭ сказано, что новый символ был создан «для уменьшения ненужной смерти и серьезных травм от случайного воздействия сильных радиоактивных источников».


Как по мне, там изображено предупреждение, что если вентилятор дует так сильно, что сдувает кожу с головы, то пора бежать. Но экспертам из МАГАТЭ виднее. По их мнению, новый знак должен дополнить символ обычного нам черно-желтого «трилистника», который менее интуитивно понятен и узнаваем среди людей, которые не были знакомы с его значением.


Интересно, что несмотря на то, что радиацию невозможно обнаружить без специальных приборов, мы все же можем визуально наблюдать за самим эффектом.

В частности, с помощью камеры Вильсона можно наблюдать за распадом урана-238. Если хотите промотать процесс приготовлений и перейти непосредственно к шоу - начинайте с 1:34. Завораживающее зрелище.



Покончив с базовыми определениями, давайте перейдем к истории.

История открытия и изучения радиации изобилует интересными и драматичными моментами. Возникновение радиобиологии обязано трем великим открытиям конца предыдущего столетия:


1895 – Вильгельм Конрад Рентген открывает Х (рентгеновские)-лучи;

1896 – Анри Беккерель открывает естественную радиоактивность урана;

1898 – Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри открывают радиоактивные свойства полония и радия.


История сильной и независимой женщины, Марии Склодовской-Кюри возможно заслуживает отдельной статьи. Скажем лишь кратко, что в итоге ее погубило сделанное ею же открытие.


Любопытно, что несмотря на кажущуюся очевидность, опасность радиации начали осознавать далеко не сразу. Довольно долго это удивительное явление рассматривали как забавную диковинку и даже пытались использовать в медицине, косметологии и много где еще. Приведу несколько примеров.


В середине прошлого века широкую популярность получила косметика под маркой «Tho-radia».

Производитель предлагал весьма широкий ассортимент косметики, в состав которой входили бромистый радий и хлористый торий. Волосы шелковистее, кожа здоровее, зубы белее... Разглаживание морщин и борьба со старостью, увлажнение и заряд бодрости - радиация вам поможет!


ihCiUj8yj8.jpg



«Лекарственное» средство «Radithor» появилось в продаже в 1918 году. Чудодейственная «радиоактивная вода» предлагала по одному микрокюри радия-226 и изотопа-228 каждому желающему. Остальное - дистиллированная вода тройной перегонки. Да-да, шарлатаны от гомеопатии давно стоят на страже чужих кошельков. В случае «Радитора» это даже было неплохо, но, к сожалению, не для всех.

Эбен Байерс, американский спортсмен и промышленник, поверил рекламе, обещавшей избавление от артрита, ревматизма, психических заболеваний и даже импотенции и рака желудка. Поверил и выпил почти полторы тысячи бутылок. Ни одной из перечисленных болезней у Байерса не было, а умер он в 1932 году, после того, как часть рта и челюсти были удалены хирургическим путем. Что послужило причиной - догадайтесь сами.


2Z3ZafMc22.jpg



Заигрывали с радиацией не только на западе. И в Советском Союзе цвела и пахла индустрия внедрения достижений науки в массы. Радиоактивные косметические маски и минеральные воды, посуда и всевозможные механизмы, часы и компасы – вот далеко не полный список достижений народного хозяйства, которые на деле таили в себе серьезную опасность. Обратите внимание, что многое из описанного можно и сегодня встретить на разнообразных блошиных рынках, в тематических кафе и просто на чердаке у дедушки. Будьте внимательны!


RtRfY9AKNx.jpg



Но времена меняются и после смерти Эбена Байерса и громкого дела «Радиевых девушек», к проблеме радиоактивности стали относится с большей осторожностью. К тому же начали появляться научные работы, изучающие природу ионизирующего излучения да и холодная война с ее немирным атомом подоспела.

Кстати, дело «Радиевых девушек» весьма показательно и интересно не только благодаря трагическим ошибкам и небрежному отношению к опасным веществам, оно стало прецедентом взыскания с компании денег в пользу жертв халатности.


И как вы понимаете, завершить эту часть статьи иначе, я просто не мог (хотя по составу она и не радиоактивна):


b1K4GHYxVl.jpg


Но давайте вернемся в наше время. К сожалению, даже сегодня уровень осведомленности населения остается катастрофически низким и хотя никто больше не мажет (я надеюсь) себе на лицо и бутерброды радий, но мифов вокруг радиации по-прежнему много. Давайте рассмотрим несколько самых распространенных из них, попутно наполняя нашу статью полезной информацией.


remIX8sUSP.jpg


Радиация – явление рукотворное и ее появлению мы обязаны научному прогрессу.

Разумеется, это не так. Природная радиация появилась вместе с нашей вселенной и мы можем встретить ее проявления буквально повсюду. Гранитные мостовые на набережной создают весьма значительный «фон», многие продукты содержат радиоактивные элементы и даже дома, в которых мы живем – «фонят». И это не говоря об естественном фоне, который есть всегда и везде.

К слову о продуктах, есть даже такое понятие - банановый эквивалент. Это условное понятие, применяемое для характеристики активности радиоактивного источника путем сравнения с радиоактивностью, содержащейся в банане.

Многие продукты от природы радиоактивны из-за содержащегося в них калия-40. В грамме природного калия происходит в среднем 32 распада калия-40 в секунду (32 беккереля, или 865 пикокюри).


Прежде чем я продолжу свой рассказ о радиации, давайте вкратце пройдемся по единицам измерения. Их у нас накопилось довольно много: Рентген, Рад, Кюри, ФЭР, БЭР, Джоуль, Беккерель, Зиверт, Грей. Основные из них:


• Беккерель – 1 распад в сек. (активность распада вещества)

• Джоуль – энергия излучения

• Грей – поглощенная доза

• Зиверт – эквивалентная или эффективная доза.


Зиверт – количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе гамма излучения в 1 Гр. Современные дозиметры используют чаще всего именно эту единицу измерения.

Эквивалентная доза равна дозе, умноженной на коэффициент качества излучения. Для альфа частиц он равен 20.

Так вот, если вернемся к нашим бананам, то средний банан содержит 3520 пикокюри на килограмм веса (130 Бк/кг), или примерно 520 пикокюри (19 Бк) в стандартном 150-граммовом банане. Эквивалентная доза в 365 бананах составляет 3,6 миллибэра или 36 микрозивертов, соответственно съедание одного банана - эквивалентно дозе 0,1 мкЗв.


I51abqNXED.jpg



Интересный факт - радиоактивность бананов неоднократно вызывала ложные срабатывания детекторов радиации, используемых для предотвращения незаконного ввоза радиоактивных материалов в США.

Если вам интересно, то при обычной рентгенограмме кисти вы получаете дозу, эквивалентную съеданию десяти бананов.

При перелете длиной в 4000 км вы получите дозу как при 40 рентгенограммах, или съедании 400 бананов.

Один год проживания в кирпичном или бетонном доме – 700 бананов.


При этом абсолютно летальной считается доза в 8 Зв (около 80 миллионов бананов). Некоторые из первых ликвидаторов аварии на Чернобыльской АС получили по 50 Зв за 10 минут. Разумеется, никто из них не выжил.


Если вы дружите с цифрами, то можете посчитать сами, а если нет, или вам просто лень, то могу вас успокоить. Можете есть бананы, летать на самолетах и жить в кирпичных домах без опасений.


Да, если вы работаете пилотом или стюардессой, то риск развития некоторых онкологических заболеваний будет выше, но при стандартных путешествиях эффект практически незаметен.


6z6e4axaJU.jpg


Следующее заблуждение, о котором я хочу рассказать – йод защищает от радиоактивного заражения.

В отличие от предыдущего примера, в основе этого мифа лежит определенное рациональное зерно. Врачи рекомендуют принимать йод после техногенных катастроф с выбросом радионуклидов в окружающую среду. Почему же они это делают, если йод и его соединения совершенно никак не могут противостоять негативным эффектам радиации?

Тут не все так просто, давайте разберемся. При первых же новостях из Фукусимы с прилавков множества аптек по всему миру исчез йод. Причем практически во всех формах. И ведь не только скупили, многие начали принимать его в огромных дозах и даже давать его детям. А ведь бесконтрольный прием йода может привести к весьма серьезным негативным последствиям.


SVE6mmCmRi.jpg


Дело в том, что если в атмосферу или в воду попадает радиоактивный йод-131, он довольно быстро оказывается в организме и накапливается в щитовидной железе. При этом резко повышается риск развития рака и других заболеваний. Но если заранее «заполнить» йодное хранилище щитовидной железы, можно снизить вероятность захвата радиоактивного йода и таким образом защитить себя от накопления источника радиации.
О том, что пришло время массово принять йод, например, в связи с аварией на АЭС или угрозой ядерного взрыва, гражданам должен сообщить локальный аналог МЧС. На этот случай лучше иметь очищенный калия йодид в таблетках по 200 мкг. Если нет угрозы поступления в окружающую среду радиоактивного йода-131, самостоятельно принимать йод ни в коем случае нельзя, так как он, принятый в высокой дозе, может не только принести серьезный вред ткани щитовидной железы, но и наградить внушительным списком побочных явлений.

Давайте вскользь пробежимся и по другим распространенным мифам.

Алкоголь помогает выводить радионуклиды из организма. Или другая версия - защищает от радиации. Незначительный протективный эффект обнаружен у красного вина, есть некоторые неоднозначные исследования, показывающие незначительный результат при употреблении небольших доз крепкого алкоголя непосредственно перед облучением, но вылечить лучевую болезнь бутылкой водки как в С.Т.А.Л.К.Е.Р. – не получится.


VbaiyFSNGf.jpg


Постоянное воздействие незначительных доз радиации может помочь выработать иммунитет. Разумеется, это не так.

От компьютера исходит радиоактивное излучение. Если вы по какой-то причине все еще используете монитор с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой), то действительно, вы получаете незначительные дозы радиации. Настолько незначительные, что для получения лучевой болезни вам нужно непрерывно сидеть перед таким монитором на протяжении миллиона лет. Во всех остальных случаях ни о какой радиации речи нет. Надписи «Low Radiation” свидетельствуют о низком уровне электромагнитного излучения, а не радиоактивного.


bXUwiZFCbz.jpg


И наконец, перейдем к одному из самых интересных мифов о радиации – радиоактивное заражение может превратить живое существо в мутанта.

Эту часть статьи я хочу посвятить трагическим событиям, произошедшим на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. Сами события я описывать не буду, но отмечу, что в отличие от бомб сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, взрыв четвертого энергоблока на ЧАЭС был скорее «грязной бомбой», основным поражающим фактором которой является именно радиация. Таким образом именно там, в зоне отчуждения, мы и должны искать следы возможных мутаций.

Представьте себе лес, уже много лет укрытый тишиной и ореолом таинственности. Лес, в котором неподвижные деревья отбрасывают жуткие тени на укрытую пожелтевшей листвой землю. Легендарный Рыжий лес.


LMvqxKWUIN.jpg


Именно в этом, серьезно пострадавшем от взрыва и приобретшим рыжий окрас лесу, сосредоточено наибольшее количество пагубных радионуклидов. И именно здесь и должны бродить двухголовые медведи и летать летучие мыши размером с дракона. Но всего этого нет.
Действительно, сразу после взрыва проводилась масса исследований и были установлены многочисленные факты мутаций как среди растений, так и среди животных. Действительно, было найдено более 400 живых существ с явными признаками физических отклонений, вызванных радиоактивным поражением. Но дело в том, что практически все из них погибли через считанные минуты после рождения.

Строго говоря, все мы мутанты. Ведь именно мутации являются двигателем эволюции. Правда также и то, что радиация является сильным мутагеном. Попробуем разобраться в механизме возникновения мутаций.

Радиоактивное излучение приводит к разнообразным повреждениям спирали ДНК. При этом, если повреждены обе нити, то может быть полностью утрачена важная генетическая информация. Для восстановления целостности генов система реставрации ДНК может заполнить поврежденный участок случайными элементами. Это и есть мутация.


Hj0fnilKdZ.jpg


Также следует заметить, что если поражение ДНК достаточно масштабное, то организм может «решить», что повреждения необратимы и нет смысла пытаться спасти поврежденные клетки.
Этот регулируемый процесс программируемой клеточной гибели называется апоптоз. Именно он лежит в основе лучевой терапии злокачественных образований и именно он и является одним из основных элементов, защищающих нас от появления жутких мутантов. Они просто не выживут.

Любопытный факт - среди потомков бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, которые получали в десятки и сотни раз более высокие (и кратковременные) дозы радиации, генетических изменений не наблюдалось.


IC3Jwf37x2.jpg


Выводы из статьи напрашиваются сами собой. Радиация - довольно хорошо изученное явление. И несмотря на очевидную опасность, при должном внимании не представляет серьезной опасности для современного человека. Ее роль и эффекты в гипотетических глобальных катастрофах значительно приукрашены в угоду зрелищности и интересности сюжетов постапокалиптических сценариев. Мутации - научный факт и более того, именно благодаря мутациям мы и стали людьми. Но процесс появления жизнеспособного "мутанта" с закрепленными свойствами - сложен и невероятно долог. Так что магия не случится и даже если когда-нибудь Землю накроет радиоактивный пепел и после этого останутся выжившие, то воевать они будут не с мутантами, а с себе подобными выжившими, одичавшими животными и в первую очередь, с разнообразными болезнями.

Ну и пожалуй, на этом мы закруглимся. А если у вас остались вопросы по теме, или вы хотите поподробнее ознакомиться с каким-нибудь специфическим вопросом, или вы просто хотите обсудить какие-либо спорные моменты - пишите в комментариях. Разумеется, за бортом сегодняшней статьи осталось очень много интересных тем.
Это и теории о ядерной зиме или постъядерных пустошах, и выживание человека в бункерах, и более подробный разбор дозиметров, и обзор техногенных катастроф и влияния ядерного оружия.


ONd049KmuE.jpg


Так что, если вам понравилась статья и вы хотите продолжения, то смело пишите. Вместе мы найдем и разберем много интересных и познавательных тем. А пока, временно прощаюсь с вами. Спасибо за внимание!