Интересные факты о радиации

[djoeldd]

Сперва немного теории

Доза ионизирующего излучения обычно измеряется в Зиверт в час (Зв/ч), либо Грей в час (Гр/ч). Есть еще много других, но забьем на них болт, т.к. они являются внесистемными либо устаревшими.

Сейчас пойдет немного мат. части и нудятины. Кому не интересно можете пролистать чуть дальше.



Итак, официальное определение:

Поглощённая доза равна одному Грею, если в результате поглощения ионизирующего излучения вещество получило один джоуль энергии в расчёте на один килограмм массы, т.е. 1 Гр = 1 Дж /кг.

Иными словами, если в ваш мозг весом в один килограмм, прилетел пучок частиц с суммарной энергией 1 Дж, то он поглотил дозу в 1 Гр.

К слову, 1 Дж это достаточно больно. Рекорд принадлежит частице "Oh-my-God". 15 октября 1991 года на испытательном полигоне Дагвэй в штате Юта энергия рекордсменки была равна 48 Дж. Такую энергию имеет 142-граммовый бейсбольный мяч, движущийся со скоростью 93,6 километра в час. Такие частицы обычно прилетают от сверхновых и -пердаков- джетов черных дыр.

Слово поглощённая я подчеркнул не спроста, т.к. бывает несколько вид доз.

• Поглощенная - это про небиологические вещества и измеряется в Греях.
• Эквивалентная - это про биологическую ткань в целом, рассчитывается на основе поглощенной и измеряется в Зивертах.
• Эффективная - это про органы человека, рассчитывается на основе эквивалентной и также измеряется в Зивертах.

Собственно отсюда и определение зиверта:

Зиверт - это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе фотонного (рентгеновского или гамма) излучения в 1 Гр, т.е. 1 Зв также измеряется в Джоулях на килограмм.

Почему этих доз так много?

1. Частицы бывают разные (черные, белые, красные). У каждой свои свойства, в т.ч. и размер, и каждая влияет на живые организмы по-разному, поэтому ввели эквивалентную дозу.
2. Если говорить о теле человека, то каждый орган также по-разному реагирует на излучение, поэтому ввели эффективную дозу.

Частицы делят на 4 вида по влиянию на живой организм. Каждому виду присваивается свой весовой коэффициент, на который нужно умножить поглощенную дозу, чтобы получить эквивалентную. Например, если в ваше бренное тело прилетел протон с энергией в 1 Дж, то его коэффициент равен двум, а если тяжелый нуклон или альфа-частица, то энергию нужно умножить аж на 20.

Органы человека тоже разбиты на 15 групп. У каждой группы, в свою очередь, тоже свой весовой коэффициент. Например, у мозга коэффициент равен 0,01, а у легких в 10 раз больше - 0,12 (именно поэтому нужно надевать противогазы).

Итак, получаем: если в ваш несчастный мозг массой 1 кг прилетел один протон и одна альфа-частица, каждая с энергией 1 Дж, то эквивалентная доза будет равна 1*2 + 1*20 = 22 Дж/кг = 22 Зв, но т.к. это мозг, то для рассчета эффективной дозы надо это число умножить на 0,01 получаем 22*0,01 = 0,22 Зв.

Много это или мало?

Теперь мы дошли до самого интересного. Здесь я перечислю некоторые факты о радиации для того, чтобы лучше ориентироваться в цифрах и буду использовать следующие сокращения. 1 мкЗв = 1 микрозиверт = 0,000001 Зв. 1мЗв = 1 милизиверт = 0,001 Зв.

Учтите, что небольшое количество зивертов, поглощенное за более короткое время, обычно вызывает больший ущерб, но суммарная долговременная доза играет бОльшую роль в таких вещах, как риск заболевания раком.


мкЗв

1. 0 Зв - телефон, Wi-Fi, микроволновка. Вопреки распространенному мнению, эти предметы не являются источником ионизирующего излучения.
2. 0,09 мкЗв - проживание в радиусе 80 км от атомной электростанции
3. 0,1 мкЗв - сожрать один банан. Из-за содержания природного изотопа калия-40 банан является самым радиоактивным фруктом.
4. 0,25 мкЗв - металлодетектор в аэропортах
5. 0,3 мкЗв - проживание в радиусе 80 км от угольной электростанции
6. 1 мкЗв - рентген запястья
7. ~3.5 мкЗв - дополнительная ежедневная доза получаемая жителям городов рядом с Фукусимой (сильно варьируется).
8. 5 - 10 мкЗв - рентген зубов или руки
9. 10 мкЗв - ежедневная доза для одного жителя города
10. 20 мкЗв - рентген грудной клетки
11. 40 мкЗв - полет из Нью-Йорка в Лос-Анжелес
12. 70 мкЗв - проживание в бетонном здании в течение одного года
13. 80 мкЗв - средняя доза, полученная жителями в 16 км окрестности станции АЭС Три-Майл-Айленд после аварии на ней 28.03.1979 (Крупнейшая авария на АЭС за всю историю США).

мЗв

1. 1,5 - 1,7 мЗв - годовая профессиональная доза для бортпроводников
2. 3 мЗв - маммограмма
3. ~ 3,65 мЗв - обычная годовая фоновая доза. Около 85% приходится на природные источники. Почти все остальное - от медицинского сканирования. Запомните это число, относительно него нужно ориентироваться в показаниях счетчика Гейгера, т.к. от этой дозы нам никуда не деться.
4. 5,8 мЗв - КТ грудной клетки
5. 6 мЗв - доза от часового пребывания на территории Чернобыльской АЭС в 2010 году (6 мЗв в одном месте, но сильно варьируется)
6. 10 - 30 мЗв - КТ всего тела
7. 46 мЗв - ежегодная доза около нового Чернобыльского саркофага (данные от 2017 года)
8. 50 мЗв - максимальная годовая доза, разрешенная для работников АЭС в США
9. 68 мЗв - расчетная максимальная доза для эвакуированных, живших ближе всего к местам ядерной аварии на Фукусиме.
10. 80 мЗв - 6-месячное пребывание на Международной космической станции
11. 100 мЗв - самая низкая годовая доза, напрямую связанная с повышенным риском развития рака
12. 160 мЗв - хроническая доза для легких в течение года при курении 30 сигарет в день, в основном вследствие вдыхания изотопов полония-210 и свинца-210, содержащихся в табачном дыме. Главная причина радиационного загрязнения листового табака - промышленные фосфатные удобрения. Иными словами курильщик получает дополнительную дозу в 40 раз превышающую норму. В 40 РАЗ, КАРЛ!
13. 250 мЗв - 6-месячное путешествие на Марс.
14. 400 мЗв - доза, вызывающая симптомы радиационного отравления, полученная за короткое время.
15. 670 мЗв - самая высокая доза, полученная работником, участвовавшим в ликвидации аварии на Фукусиме
16. 1 Зв - максимально допустимое радиационное воздействие для астронавтов НАСА за всю их карьеру.
17. 4-5 Зв - доза, необходимая для гибели человека с 50% вероятностью в течение 30 дней, если доза получена в течение очень короткого периода времени.
18. 5 Зв - расчетная доза от вспышки нейтронов и гамма-лучей, в 1,2 км от эпицентра взрыва бомбы Little Boy после воздушного взрыва на высоте 600 м.
19. 4,5-6 Зв - острые смертельные дозы во время аварии в Гоянии, Бразилия. Там два придурка разобрали КТ аппарат в слабоохраняемой больнице, вынули оттуда сердечник с радиоактивным изотопом цезия и пошли показывать своим друзьям, потому что он красиво светился голубым светом. Закончилось все очень печально.
20. 5,1 Зв - Смертельная острая доза, полученная Гарри Даглианом в результате неудачного физического эксперимента в 1945 году.
21. 8 Зв - смертельная доза, даже при лечении
22. От 10 до 17 Зв - острые смертельные дозы во время ядерной аварии в Токаймуре. Хисаси Оучи, получивший 17 Зв, после аварии оставался в живых 83 дня.
23. 21 Зв - смертельная острая доза Луи Слотина в результате неудачного физического эксперимента в 1946 году.
24. 36 Зв - смертельная острая доза для Сесила Келли в 1958 году, смерть наступила в течение 35 часов. (ох уж эти физики!)
25. 54 Зв - смертельная острая доза Бориса Корчилова в 1961 году после отказа системы охлаждения реактора на советской подводной лодке К-19, что потребовало проведения работ в реакторе без защиты
26. 64 Зв - несмертельная доза для Альберта Стивенса распространилась на ≈21 год в результате эксперимента по введению плутония в человеческое тело в 1945 году, проведенного врачами, работавшими над секретным Манхэттенским проектом.
27. 270 Зв/ч - типичные отходы отработанного топлива кипящего водо-водяного реактора, после 10-летнего охлаждения, без защиты на близком расстоянии.
28. 300 Зв/ч - рядом с активной зоной Чернобыльского реактора после взрыва и катастрофы
29. 530-650 Зв/ч - уровень радиации внутри первичной защитной оболочки второго реактора электростанции Фукусима в феврале 2017 года, через шесть лет после аварии.

отсюда

История про ребяток, разобравших КТ:



13 сентября 1987 года. Бразилия, штат Гояс, город Гояния.

Двое мусорщиков нашли в заброшенной медицинской клинике радиотерапевтическую установку из которой извлекли стальной контейнер с радиоактивным порошком цезий-137 активностью 1375 Ки и принесли его домой. В тот же день у обоих ухудшилось состояние здоровья, начались тошнота и рвота.

Спустя пять дней радиоактивный источник был продан старьевщик. который ночью заметил голубое свечение, исходящее из контейнера. В течение трех последующих дней он приглашал домой родственников. чтобы развлечь их необычным, зрелищем.

Затем контейнер был вскрыт, и высокорадиоактивный порошок хлорида цезия хозяин стал раздавать в виде подарков. Люди наносили его себе на кожу, стараясь удивить знакомых на вечеринках: ставили части разрушенного контейнера на столы во время приема пищи.

К 28 сентября, когда у всех контактировавших с порошком появились серьезные проблемы со здоровьем, жена старьевщика отвезла остатки источника на рейсовом автобусе в ближайшую больницу.

29 сентября в городе начались крупномасштабные мероприятия по реагированию на радиационную аварию. На стадионе Гоянии обследовали 112 тыс. жителей города.

Было выявлено 249 человек подвергшихся радиоактивному облучению, 129 из них получили внешние и внутренние поражения, У 14 проявились различные степени подавления костного мозга, у восьми - клинические признаки острого лучевого синдрома. 19 - перенесли локальные радиационные ожоги.

Четыре человека с общей дозой облучения от 450 до 600 бэр умерли (среди них один ребенок). Пятый скончался несколькими годами позже. В 85 домах Гоянии было обнаружено существенное радиоактивное загрязнение, 7 домов полностью уничтожили.

Уровни радиации на самых загрязненных участках достигали 100-200 Р/ч. За полтора месяца было собрано и захоронено 350 кубических метров радиоактивно загрязненного грунта.

В банках Гоянии проверили 10 млн банкнот - 68 из них оказались загрязнены радиоактивным цезием. Жители Гоянии в течение многих месяцев подвергались специфической дискриминации - им отказывали в посадке в автобусы, поезда и самолеты, их не селили в гостиницах в других регионах страны.

Более 8 тыс. жителей города получили официальные справки о том, что они не были загрязнены радиоактивными материалами.

Серьезно пострадала экономика города и штата. Продукция, производимая в Гоянии, не находила сбыта - покупатели боялись радиации.

Обрушилась туристическая индустрия не только города, но и штата. Это привело к сокращению валового национального продукта в Гоясе на 15 процентов. Потребовалось более пяти лет. чтобы достичь его прежнего уровня (IAEA. 1988: IAEA, 1988 a; Oliveira et al. 1991; IAEA, 1996: IAEA. 1998).