Допустимый радиационный фон для человека
Радиационное излучение постоянно воздействует на людей – на улице в городе, на работе, в квартире и любом другом помещении. Естественный радиационный фон, который создается солнцем и космическими лучами, безопасен для человеческого здоровья. Но есть ли нормальный уровень радиации для человека в быту, с которым он может жить, не подвергая свой организм фатальным изменениям?
Виды радиационного фона
Ионизирующее излучение (ИИ), взаимодействуя с веществом, становится причиной ионизации атомов и молекул (атом возбуждается и открывается от отдельных электронов из атомных оболочек). Основные виды радиации:
Единицы измерения радиации
Допустимый радиационный фон для человека и нормы радиации измеряются с помощью доз излучения. Это величины, которые применяются, чтобы оценить уровень воздействия ионизирующего излучения на различные вещества, организмы, ткани. Единица измерения зависит от типа дозы:
Существует ли вообще безопасная доза?
Норма радиации – размытое понятие. В 1950 г. скандинавский ученый Рольф Зиверт установил, что у облучения нет порогового уровня – определенного значения, при котором у человека гарантированно не будет наблюдаться заметных или незаметных повреждений.
Любая существующая норма радиации способна теоретически вызывать изменения в организме людей соматические и генетические изменения. Многие из которых не проявляются сразу, а остаются скрытыми в течение длительного временного промежутка. Поэтому сложно говорить о нормах радиации – существуют только допустимые ее пределы.
Допустимые дозы радиации
Российские и международные стандарты предусматривают определенные нормы радиации. Считается, что при воздействии на организм человека они не смогут нанести вреда. Норма радиации в микрорентген в час – 50 (0,5 микрозиверт в час).
При этом также отмечается, что не более 0,2 мкЗв в час (20 микрорентген в час) – это максимально безопасный уровень облучения человеческого организма при условии, что радиационный фон входит в диапазон нормальных показателей, поэтому норму радиации даже в этом случае можно назвать условной. При воздействии в течение нескольких часов считается безопасным излучение на уровне не более 10 микрозиверт в час (1 миллирентген). Кратковременно допускается облучение в несколько миллизивертов в час (например, во время рентгена или флюорографии).
Поглощенная доза
Под понятием «поглощенная доза» определяется величина энергии радиации, которая была передана веществу. Выражена в качестве отношения энергии излучения, которая поглощена в данном объеме, к массе вещества в этом объеме.
Является основной дозиметрической величиной. Согласно международной системе единиц, ее измерение происходит в джоулях на кг (Дж/кг). Называется – «грей» (Гр, Gy). Не способна отразить биологический эффект облучения.
Оценка действия радиации на неживые объекты
Для определения нормы радиации при ее воздействии на неживые объекты используются показатели поглощенной дозы (количество поглощенной энергии веществом). При этом более информативной величиной считается экспозиционная доза, с помощью которой возможно определение степени воздействия на вещество разных типов радиации. Сложно говорить о нормах радиации на неживые объекты.
Оценка действия радиации на живые организмы
Если биологические ткани облучать различными типами радиации, обладающими одной и той же энергией, то последствия для организма будут отличаться. Иными словами, если при поглощении одной нормы радиации последствия будут серьезно разниться при альфа-излучении и гамма-излучении. Поэтому, чтобы оценить воздействие ионизирующего излучения на живые организмы, не хватает понятий экспозиционной и поглощенной дозы, также используется эквивалентная.
Это доза радиации, которая была поглощена живым организмом, помноженная на коэффициент k, который учитывает уровень опасности разных типов радиации. Измерение происходит с использованием Зиверт (Зв).
Нормы радиации согласно СанПин
В соответствии с СанПиНом 2.6.1.2523-09, эффективная доза облучения естественными источниками излучения любых работников, в т. ч. медперсонала, не должна составлять более 5 мЗв в год в производственных условиях (любые типы профессий и производств).
Если говорить о конкретных нормах радиации, то усредненные показатели радиационных факторов в течение 12 месяцев, которые соответствуют при монофактором воздействии дозе в 5 мЗв при длительности рабочего процесса 2000 часов/год, примерной скорости дыхания 1,2 кубометра/час, условии радиоактивного равновесия радионуклидов ториевого и уранового рядов в пыли, составляют:
Данные нормы радиации весьма условны, потому что многое будет зависеть от конкретных производственных условий, специфики сферы деятельности и других факторов.
Смертельная доза
В любых нормах радиации обычно всегда прописывается доза, которая быстро приводит к летальному исходу. Опасность ее получения чаще всего наблюдается при возникновении техногенных аварий, несоблюдении условий хранения радиоактивных отходов (вне зависимости от того, какой тип облучения воздействует на человека).
Сколько беккерелей опасно для здоровья
Радиоактивность: беккерель, соотношение с кюри, микрозиверт — опасно/безопасно
Единица измерения радиоактивности (радиации) Беккерель (обозначение Бк, Bq, becquerel) — это количество ядерных распадов в образце в секунду. Не в килограмме, метре и литре, а в произвольном образце.
Радиоактивность воды, продуктов, почвы измеряется в беккерелях в 1 литре, килограмме, кубическом метре.
Для продовольствия радиоактивность должна измеряться в Бк/кг.
Сколько беккерелей в одном кюри, или чему равен один кюри?
Старая единица измерения — Кюри (Ки, Curie, Ci).
1 Ci = 37 GBq (гигаБеккерель)
Физически один Кюри — это такая радиоактивность, какую даёт один грамм изотопа радия-226. Радионуклид 226Ra — это самый стабильный изотоп радия, имеет период полураспада около 1600 лет.
Радий-226 возникает при распаде урана-238, урана-235, тория-232. Разумеется, весь этот радиоактивный набор имеется в количестве около сотни тонн в каждом ядерном реакторе АЭС.
Из радиоактивного радия-226 образуется через альфа-распад радиоактивный радон-222, с периодом полураспада 3,8235 суток.
Радон-222 альфа-распадом (выстреливая ядром гелия-4) образует нуклид полоний-218 с периодом полураспада 3,10 минуты, и так далее.
Сколько беккерелей опасно для здоровья?
Для тепловой мощности ядерного реактора в 1 мегаватт нужная радиоактивность примерно в 3×10**16 беккерелей (3 на 10 в 16 степени).
Так как при одном ядерном распаде далеко не всегда возникает только одна частица или квант, то по моему инженерно-метрологическому мнению, практические «измерения» радиоактивности в беккерелях в пересчёте на радионуклиды цезия или йода не имеют большого смысла — получается просто некая индикативная величина.
Химико-радиологическое исследования образцов, в результате которого получаются концентрации изотопного состава молока — это точное измерение, а беккерели, да еще пересчитанные на цезий… Всё равно, что платить за молоко в кассе супермаркета по цене в долларах за дойную корову.
Вторая сторона вопроса: «а что такое опасно для здоровья». Учитывая, что по официальным данным ООН/ВОЗ в преддверии четвертьвекового юбилея в результате Чернобыльской ядерной катастрофы официально ядерно пострадало (т.е. умерло от лучевой болезни) 57 человек, то напрашивается вывод, что «безопасно для здоровья» означает, что сразу не умрешь от полученной дозы радиации, умрешь потом. И чиновник-статистик не напишет, что умер от радиации.
Поэтому ядерные пропагандисты придумали «радиоактивный банановый эквивалент» — количество радиации, вводимой в организм при съедании одного банана. Дело в том, что радионуклиды содержатся везде, с том числе и в нормальной природной пище (если кто сможет найти таковую). Например, в пище содержится «природный» радиозотоп калий-40. В грамме природного калия (в естественной смеси изотопов калия) наблюдается 32 распада калия-40 в секунду, что есть 32 беккереля, или 865 пикокюри.
Естественная радиоактивность бананов — 130 Бк/кг, съев 1 килограмм бананов человек получает дозу облучения 0,66 микрозивертов. Это, конечно, очень условно. Считается, что бананы — один из самых естественно-радиоактивных продуктов питания. Однако их люди кушают десятки тысяч лет, табу на их поедание человечество не выработало.
Все натуральные продукты содержат некоторое количество радионуклидов. С пищей человек получает внутрь дозу радиации 0,35 миллизиверт за 1 год.
С 1979 года «биологическая» радиация измеряется в Зивертах.
Про про пересчёт Рентген в Зиверт, сколько Рентген в час в Микрозиверт в час — в статье Опасный уровень радиации и безопасная радиоактивность: соотношение зиверты/рентгены
Фактически, Зиверты — это Греи (поглощенная физическая радиация), пересчитанные с «коэффициентами качества» (усредненный коэффициент относительной биологической эффективности, ОБЭ), в зависимости от состава ионизирующего излучения, то есть радиации.
Пересчёт физических Греев в биологические Зиверты делается с коэффициентами ОБЭ:
γ-излучение (рентгеновские лучи), β-излучение (поток электронов), мюоны: 1
α-радиация (ядра гелия): 10-20
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), энергией до 10 кэВ: 3-5
Нейтроны энергией (скоростью) больше 10 кэВ: 10-20
Протоны (ядра водорода-1): 5-10
Тяжёлые ядра: 20
(1)
Понятно, что усредненный коэффициент относительной биологической эффективности не отражает «медицинского влияния» на организм. Одно дело облучать голову с мозгом, а другое дело палец левой ноги.
Вспомните пузырьковую камеру — прохождение частиц (не поглощение!) оставляет след в камере. Следовательно, в биологическом объекте — разрушения по пути. Прошел нейтрон через мозг человека навылет — немного разрушил мозг. Аналогично с яичниками, яйцеклетками и т.д.
Фатально разрушение или нет? Это уж куда попадет и как отреагирует клетка.
Если радиоактивные элементы засели в организме, и не просто в организме — а в определенном органе, то распадаясь (и генерируя новые радиоактивные элементы) внутри органа разрушения намного более прицельные.
Внутри облученного человека (хоть снаружи, хоть изнутри) начинаются ядерные реакции. В некотором смысле, внутри человека начинаются цепные ядерные реакции. Это и есть то, что называется радиационное заражение или наведенная радиация.
(См. также О радиоактивности еды, воды и беккерелях)
Отсюда простой вывод: опасность радиации для человека в Зивертах — это вероятности и точность весьма приблизительная. Особенно когда используются коэффициенты…
Насколько? Да кто-ж его знает… Живой пример, иллюстрация — ситуация со стронцием в Европе. Там же — насколько далеко летит радиоактивное облако от аварии на атомной станции.
Что такое бэр, один Зиверт — это сколько бэр
БЭР — Биологический Эквивалент Рентгена), REM — Roentgen Equivalent Man.
Эта единица измерения применялась в древности, когда массово производили дозиметры.
Доза облучения в один бэр гамма радиации точно равен одному рентгену. В принципе, аналогично соотношению современных единиц измерения «биологической» дозе радиации Зиверт и «физической» дозе радиации Грэй.
Приблизительное соотношение микрозиверта и микрорентгена, а точного — не бывает
Если радиация только гамма-радиация, т.е. рентгеновское излучение, то
1 Sv == 1 Gy ≈ 115 R (при такой дозе облучения обычно вылечивают)
1 мкЗв == 1 мкГр ≈ 115 мкР (70 мЗв считается дозой облучения гражданского населения за всю жизнь)
1 микро-Зиверт/час == 1 микро-Грэй/час ≈ 115 микрорентген/час
Однако это очень приблизительное соотношение зивертов и рентгенов. Дело в том, что в рентгенах (так сказать, официально) раньше измеряли именно дозы облучения рентгеновскими лучами (гамма-радиация), а реальная радиация состоит еще из альфа, бета и нейтронного излучений. А их воздействие на организм иное, с повышающими коэффициентами.
Условно можно считать, что:
1 микроЗиверт/час ≈ 100 микрорентген/час
1 миллиЗиверт/час ≈ 100 миллирентген/час
1 миллиЗиверт (mSv, мЗв) = 1000 микрозиверт (µSv, mkSv, мкЗв).
В зивертах дозу радиации стали считать где-то с 90-х годов прошлого века.
Понятно, что интерес к радиации — отнюдь не академический, а в связи с техногенными катастрофами и неуверенности в правдивости государственной и корпоративной информации.
Скажу так: если радиация пахнет озоном, ногти и волосы светятся в темноте, то как боевая/рабочая единица человек пофункционирует еще часов или суток несколько в зависимости от I-IV степени острой лучевой болезни (ОЛБ). Именно такими критериями оперирует радиология, а вовсе не:
здоровый образ жизни, не болеть
успешное развитие и образование ребенка
возможность произвести здоровое, жизнерадостное потомство и иметь внуков-правнуков
и вообще быть красивым, успешным, жить долго и счастливо…
Какая радиация допустима, а какая нет — вопрос философский. Кому-то для запуска болезни из скрытого состояния достаточно выйти на 5 минут голым на улицу, а кто-то после бани может с удовольствием 10 минут валяться в снегу.
Одно дело — скушать грамм урана-235, другое дело — ввести в кровь грамм раствора соли цезия-137, третье дело пройти мимо 10 тонн чистейщего урана-238 в герметичном контейнере, даже из оконного стекла.
Я живу при радиации 5-15 микрорентен в час почти полвека, и ничего. Видел, что около радоновых источников тоже живут, при радиации в 35 мкр/ч. Не заметил, что намного счастливее. Но и заживо-гниющих светящихся местных жителей около радона тоже не встречал. Слухи «про повышенную онкологию» — встречал.
Но если я поднесу радиометр (к которым приклеилось ошибочное название «дозиметр») к образцу со цезием-137 (аппетитному грибу-маслёнку), и измеритель радиации покажет 35 мкр/ч, а потом унесу радиометр на 5 метров, и там показание будет 10 мкр/час, то… выкину этот образец куда подальше, вопреки тому, что уровень радиации в 35 мкр/ч (0,35 мкЗиверт в час — вполне приемлем как фоновая радиоактивность)
Потому что грамм этого образца скорее всего фонит в 1000 раз больше, чем окружающая меня местность — телесные углы излучения образца и размеры датчика прибора, расстояние считайте сами. 🙂
Если бы я скушал этот грибок, то мой организм бы усвоил часть соединений радиоактивного цезия и десятилетия облучал бы мой нежный организм изнутри. Казалось бы, микродоза, однако радиация — постоянно и в упор по моим клеткам. И еще неизвестно, по каким. Хотя что же тут неизвестного — вполне известно.
Поэтому цифры радиации — это очень условные цифры с точки зрения здоровья. Если радиоактивность воды выше естественного фона, не пейте ее. Вдруг в воде вместо неусваиваемого радона окажется соль радионуклида с длинным периодом полураспада, и организм «эту радиацию» усвоит и расположит где-нибудь в жировых запасах. И будет потом этот радионуклид облучать всю укороченную жизнь, так сказать — «собственная радиация — всегда с тобой».
Вадим Шулман, инженер-метролог
(в статье использованы собственные знания и опыт, а также цифры из Википедии — со всеми вытекающими последствиями)
Мощность дозы рентгеновского излучения
Содержание
В чём измеряется мощность дозы рентгеновского излучения и как происходит радионуклидное накопление в человеческом организме?
Какой объем накопленного ионизирующего облучения критичен для здоровья?
Системные и внесистемные единицы измерения
В процессе научного открытия и последующего изучения источников ионизирующего излучения и радиоактивности возникла необходимость во введении специальных единиц измерения. Первыми такими единицами стали Кюри и Рентген. Изначально в мировой практике исследования радиоактивного фона полностью отсутствовала систематизация, поэтому сегодня первичные единицы измерения принято называть внесистемными.
В настоящее время подавляющим большинством государств принята единая интернациональная система измерения (CI). В Российской Федерации переход на CI был начат в январе 1982 года. Предполагалось, что он будет завершен к январю 1990 года, но политические и экономические события в стране существенно затянули данный процесс. Тем не менее, вся современная дозиметрическая аппаратура выпускается с учётом градуирования в новых единицах измерения.
За несколько десятилетий активного изучения и практического применения рентгеновского излучения было введено большое количество различных единиц измерения дозы: Бэр, Грэй, Беккерель, Рад, Кюри и многие другие. Они используются в различных системах измерения и сферах радиологии. В контексте рентгенодиагностики наиболее часто употребляемые – Зиверт и Рентген.
Области применения Рентгена и Зиверта
Рентген сегодня считается устаревшей единицей измерения. Сфера её применения за последние годы существенно сузилась. Чаще всего она теперь используется для отображения общего излучения, тогда как размер полученной человеком дозы обозначается Зивертами.
Еще одно современное применение единицы измерения Рентген – определение характеристик рентгеновского аппарата, в том числе уровня излучаемой им проникающей радиации.
Для объективной и максимально точной оценки воздействия радиоактивного фона на человеческий организм используется понятие – эквивалентная поглощенная доза. ЭПД дает возможность определить количественную величину поглощенной организмом энергии. Анализ проводится с учетом биологической реакции отдельных тканей тела на ионизирующее излучение. При определении показателей применяется единица измерения – Зиверт. Она равна примерно 100 Рентген.
Тысячные и миллионные доли Зиверта/Рентгена
Мощность получаемой дозы облучения при прохождении рентгенодиагностики в десятки раз ниже показателя в 1 зиверт. Многократно ниже данной единицы измерения и естественный фон облучения. Поэтому для проведения более корректных замеров были введены такие понятия, как миллизиверт (мЗв) и микрозиверт (мкЗв). Один зиверт равен тысяче миллизиверт, или одному миллиону микрозиверт. Аналогичные значения применяются и по отношению к Рентгену.
Мощность дозы принято отображать в виде количественной части полученного облучения за определённый временной промежуток. Наиболее распространенные единицы времени: секунды, минуты и часы. Следовательно, часто используемые показатели: зв/ч, мзв/, р/ч, мр/ч и так далее.
Допустимый объём накопленного в организме облучения
Доза облучения при воздействии на человеческий организм имеет накопительное свойство. Учеными определен критический порог накопленных на протяжении жизни Зивертов в организме, превышение которого чревато негативными последствиями. Безопасный объем накопленного облучения находится в диапазоне от 100 до 700 миллизивертов.
Для коренных жителей высокогорных районов данные показатели могут быть немного выше.
Основные источники накопления в организме радионуклидных соединений
Ионизирующее излучение происходит вследствие инерционного высвобождения магнитных волн при активном взаимодействии атомов. Источники ионизирующего излучения делятся на природные и искусственные.
Природные ионизирующие излучения
К числу природных источников излучения в первую очередь относится естественный радиационный фон. В различных районах планеты фиксируется разный уровень радиации. На его размер оказывают прямое влияние следующие факторы:
Оптимальным для жизни считается радиационный фон 0,2 микрозиверта в час (или 20 микрорентген в час). Верхний порог допустимого уровня: 0,5 микрозивертов в час (50 микрорентген в час).
В зоне радиационного фона до 10 мкЗв/ч (1 мР/ч) возможно безопасное нахождение на протяжении 2-3 часов. Более продолжительное пребывание способно повлечь критические последствия.
Источники накопления дозы естественного излучения в организме
Среднестатистическая накапливаемая в человеческом организме доза естественного излучения составляет примерно 2–3 мЗв в год. Она складывается из следующих показателей:
Одним из источников природного ионизирующего излучения является сам человеческий организм, производящий собственные отложения радионуклидных соединений. Среднестатистический уровень одного только скелета колеблется от 0,1 до 0,5 мЗв.
Искусственные ионизирующие излучения
К источникам искусственного ионизирующего облучения в первую очередь относятся медицинские аппараты, применяемые во время проведения рентгеновской диагностики или терапии. В разных видах рентгеновского обследования различная величина эквивалентной поглощенной дозы. Также на мощность дозы облучения влияет срок выпуска и эксплуатационная нагрузка используемого рентген аппарата.
Рентгеновская аппаратура последнего поколения подвергает человеческий организм облучению в несколько десятков раз ниже, чем предшествовавшие модели. Современные цифровые аппараты практически безопасны.
Размер доз облучения при рентгенодиагностике
Мощность дозы рентгеновского излучения в современных аппаратах по сравнению с их предыдущими модификациями:
При рентгеноскопической диагностике происходит визуальное обследование органов с оперативным выводом необходимой информации на монитор компьютера. В отличие от фотографического метода, данный тип диагностики подвергает пациента меньшей дозе облучения за равную единицу времени. Но в некоторых случаях обследование может проводиться более длительное время.
При диагностике продолжительностью до 15-ти минут средняя мощность полученной дозы колеблется от 2 до 3,5 мЗв.
Во время проведения диагностики желудочно-кишечного тракта человек получает дозу облучения до 6-ти миллизивертов. При компьютерной томографии – от 2-х до 6-ти миллизивертов (мощность получаемой дозы напрямую зависит от диагностируемых органов).
При проведении сравнительного анализа получаемой человеком дозы ионизирующего облучения от аппаратов рентгенодиагностики и повседневном пребывании в привычной окружающей среде учёными были получены следующие данные:
Согласно законодательству Российской Федерации по радиационной безопасности допустимой нормой рентгеновского облучения (средняя годовая эффективная доза) является обобщенная доза в 70 мЗв, полученная в течение 70-ти лет жизни.
