Безопасно ли излучение

Хорош Петербург, красив, в гранит и мрамор одет. Очень люблю наш город и рад, что живу здесь. Но многие мое отношение не разделят, уж больно тут климат специфический – хроническая переменная облачность и почти всегда +5.

Пусть холодно, зато гадов никаких нет – клещ, да гадюка, ну гнус еще. И то, последний – уже почти, как член семьи. Привыкли за столько лет. Пусть ветер, зато он выдувает всякую дрянь из города. Смог у нас – нечастое явление.

Но есть еще кое-что. Город у нас имперский, военный, промышленный и научный, а через это у нас – гранитные набережные, ЛАЭС и опасные твердые и жидкие отходы. Все это, так или иначе, связано с радиацией.

Радиация (или ионизирующее излучение) воздействует на все живые организмы на нашей планете, вызывая в них определенные изменения. Когда частицы проходят сквозь тело они оказывают прямое и косвенное воздействие на клетки и молекулы.

Прямое действие – это непосредственное повреждение, например, нуклеотидов ДНК. Косвенные эффекты связаны с продукцией свободных окислительных радикалов, которые повреждают геном, белки и важные клеточные структуры. Объем и тяжесть повреждений зависят от уровня поглощенной организмом дозы радиации.

Все биологические эффекты облучения делят на стохастические (повышение риска опухолевых и других заболеваний через какое-то время) и детерминированные (немедленные эффекты, например, ожог или острая лучевая болезнь).

Когда участник Manhattan Project, молодой канадский ученый, Луи Злотин проводил свой знаменитый эксперимент, дергая, по образному выражению коллег, дракона за хвост, он испытал на себе детерминированный эффект ионизирующего излучения.

Луи Злотин

21 мая 1946 года в Los Alamos Scientific Laboratory Калифорнийского университета Злотин демонстрировал семи своим товарищам эксперимент по инициированию цепной реакции. Для этого он сближал две покрытые бериллием (отражатель нейтронов) полусферы, между которыми находилось ядро плутония, и регистрировал растущее количество делений ядер.

Чтобы полусферы не сомкнулись, и не началась цепная реакция, он подкладывал между ними плоскую отвертку. Внезапно, конечно же, отвертка выскочила, и верхняя полусфера упала на нижнюю. Дальнейшее описывают так – сфера озарилась голубым сиянием, а стрелка счетчика Гейгера упала вправо. Злотин действовал рефлекторно – он мгновенно сбросил верхнюю полусферу на пол голой рукой.

Луи Злотин

Как пишет atomicheritage.com, Луи Злотин получил 10 Зивертов за секунду, а это в 10 раз выше пороговой дозы лучевой болезни.  Девять дней он провел в больнице, после чего умер. Однако, своем поступком он спас остальных семерых, присутствовавших в комнате.

В 1989 году вышел фильм Fat Man and Little Boy про историю создания атомной бомбы, с Джоном Кьюсаком в роли Луи Злотина, в котором изображен этот случай.

После этого эксперименты с критической массой в лаборатории стали проводить дистанционно, удалив исследователей на четверть мили от радиоактивного материала.

Злотин был не единственным, кто совершал подобные ошибки. За год до его эксперимента аналогичным образом погиб другой ученый – Harry Daghlian, но он работал один. Были и другие инциденты.

После серии этих трагедий, с конца 40 годов, ядерные державы начали разрабатывать меры безопасности при работе с радиоактивными материалами, а также изучать влияние различных доз радиации на здоровье людей.

Безопасный уровень

С детерминированными эффектами все, в принципе, понятно – чем выше доза, тем больше тяжесть поражения и хуже прогноз. Но большие дозы можно получить либо в атомной промышленности, либо при авариях, либо в космосе, либо на урановых месторождениях.

Во всех остальных случаях человек сталкивается со стохастическими эффектами, развивающимися, как правило, при воздействии малых доз, полученных за длительные периоды времени (за всю жизнь, например).

Для оценки и прогнозирования вреда, которое ионизирующее излучение может нанести человеку используют специальную единицу измерения – Зиверт, названную так в честь шведского физика Рольфа Зиверта, который был одним из основателей радиобиологии, то есть науки, изучающей воздействие радиации на живые организмы.

Рольф Зиверт

Зиверт – это эквивалент поглощенной дозы, умноженной на коэффициент чувствительности органов и тканей человека к повреждающему действию излучения.

Один Зиверт – это очень большая доза. Два Зиверта – лучевая болезнь, а десять, как в случае со Злотиным, — неминуемая гибель в течение нескольких дней.

эффекты радиации

Обычно, человек встречается с дозами, выраженными в микрозивертах (мкЗв; mcSv; одна миллионная Зиверта) и миллизивертах (мЗв; mSv; одна тысячная). мкЗв и мЗв путать не надо, разница существенная.

Малые дозы радиации живые организмы получают постоянно. Их источниками являются космическое излучение и радиоактивные элементы земной коры – уран, торий, радий и 40K, а также газ радон, образующийся при распаде урана.

Плюс к тому, свою дозу добавляют продукты питания, питьевая и хозяйственная вода, медицинские диагностические тесты и лечебные процедуры, строительные материалы и полеты на самолете.

По данным European Society of Radiology, ежегодная доза облучения от всех источников (естественных и техногенных) в западных странах составляет 2.7-4.0 мЗв на человека. Сайт Росатома дает ссылку на данные о том, что в России это значение варьирует от 3.5 до 4.0 мЗв на человека в год.

При таком уровне поглощаемой радиации мы родились и выросли. Если поделить 3.5 – 4.0 мЗв на 365 дней и 24 часа, то нормальный средний уровень общего поглощаемого излучения составит –

0.40 – 0.46 мкЗв (микрозивертов) в час.

Много это или мало? Можно ли добавить еще или это уже предел?

Еще с 1895 года, когда скромный Рентген открыл свои лучи, забыв дать им свое имя, известно, что ионизирующее излучение может навредить человеку. После бомбардировки Хиросимы и Нагасаки Американская Академия Наук начала изучать взаимосвязь дозы облучения выживших людей и частоты развития у них онкологических заболеваний.

В это исследование (Japanese Life Span Study) вошли 85,000 человек, и длится оно уже больше 50 лет. Большинство этих людей (> 85%) получили дозу меньше 200 мЗв, и доказать у них связь облучения с частотой развития онкологических заболеваний не удалось. Разница со среднепопуляционными показателями была в пределах ошибки.

До сих пор нет ни одного эпидемиологического исследования, которое бы опровергло эти результаты. Это, однако, не означает, что малые дозы облучения не могут, накопившись, привести к серьезным заболеваниям.

Пока никто ничего не доказал, агентства по радиационной безопасности в развитых странах договорились считать, что не бывает «абсолютного безопасного» уровня излучения, а риск развития заболеваний просто обратно пропорционален поглощенной дозе. Эта модель называется Linear Non-Threshold (LNT).

Согласно этой модели, самой безопасной является та самая средняя суммарная доза в 3.5-4.0 мЗв в год. На нее и следует ориентироваться.

Индикатор радиоактивности

Если вы решили вооружиться прибором и измерить свою личную суммарную дозу, то помните, что энергия излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. Увеличиваешь дистанцию вдвое – доза облучения упадет вчетверо.

В городе, где много разных радиоактивных источников, эту пропорцию прибором не показать, но посмотрите, как меняются характеристики радиоактивности гранитной брусчатки при незначительном удалении индикатора –

излучение гранита

Доза вернулась к фону (ниже 0.16 мкЗв/час в квартире нет нигде).

Вряд ли вы будете ходить весь год, нежно прижимая кусок гранита к груди, поэтому, чтобы спрогнозировать полученную дозу необходимо замерять то, с чем вы надолго входите в контакт – кровать, стены возле кровати, обеденный стол, любимый диван, рабочее место, японский мотоцикл. У кого что, в общем. А дальше нужно умножить полученное значение на количество часов, которые вы проводите в контакте с каждым объектом, и еще умножить это на 365 дней.

Затем все это сложить и получить суммарную дозу, которую вы наберете за год.

Если она превысит 3.5-4.0 мЗв, то можно подумать какие радиоактивные источники можно исключить:

  • Полет на самолете – 0.005-0.01 мЗв за час полета
  • Тысяча бананов (содержат 40K) – 1 мЗв
  • Пачка сигарет (содержат 210Po и 210Pb) – 13 мЗв в год, если курить пачку в день
  • Две недели на пляже Guarapari в Бразилии – 13 мЗв

Таких «прайсов» в интернете много. Смотрите, выбирайте. А в Санкт-Петербурге, тем временем, 0.13 мкЗв в час, приезжайте в наш город — тут хорошо.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

15 комментариев

по хронологии
по рейтингу сначала новые по хронологии
1

А 0.13 мкЗв в час в Питере на какой высоте от земли? 🙂

Автор2

Хороший вопрос. Я там не нашел 🙂

3

Любопытную тему нашла, благодаря разделу "содержание". Возник вопрос, а в каком режиме делались замеры: "гамма", "альфа", "бета"? Например, у меня дозиметр только гамма-излучение определяет, и актуальный для нашей местности радон им не замерить.

Автор4

Мой дозиметр регистрирует только бета- и гамма-излучение. Для измерения радона нужно очень дорогое оборудование. Проще заказать это в лаборатории.

5

Радон вообще интересный газ, его давно и широко применяют в лечебных целях, как у нас, так и на мировых курортах. Кучу научных работ защитили по этой теме, а серьёзных клинических исследований его эффективности, при таком спектре заболеваний, найти не удалось.

Автор6

Большие исследования дорого стоят. Кто-то должен спонсировать.

7

Курортный бизнес приносит неплохие доходы, уж крупные страны могли бы себе позволить такие исследования, препараты же исследуют.

Автор8

Регулярно позволяют. Эпидемиологические исследования, как правило, спонсируются государствами. Но по радону я пока таких не видел.

9

Странно, что до сих пор этому фактору (лечение радоном) не уделяют достаточно внимания. Много противоречивой информации, и насколько вред превышает пользу или наоборот - не ясно. Если бы была точно доказана эффективность и безопасность с чёткими показаниями и противопоказаниями, по идее это было бы выгодно и государствам и курортным учреждениям.

Автор10

Напишите им письмо 🙂

11

🙂 власти периодически обсуждают идею, об открытии радоновой лечебницы в моём городе, чтобы дикий народ не шатался по заброшенным штольням и не "лечился" на халяву.

Автор12

Да, надо извлекать прибыль 🙂

13

Да, и ещё интерактивный музей уранового прошлого предлагают создать, с катанием на вагонетках в респираторах старого образца ))

Автор14

Любопытно 🙂 Какой город?

15

Бывший секретный, названный именем поэта
г. Лермонтов