Сколько миллизивертов убивает человека или что такое радиация

,

Radiation

Иллюстрация: Максим Чатский

Представьте, что какой-нибудь злоумышленник набрал кучу разных пружин, сжал их в общий комок, облепил пластилином и оставил. Получается этакая бомба замедленного действия, которая может в любой момент развалиться на части. Точно так же ведут себя ядра атомов. Их части держатся вместе благодаря сильному взаимодействию, но стремятся оттолкнуться друг от друга. Поэтому в какой-то момент часть ядра может отвалиться и улететь в неизвестном направлении.

Вернемся к пружинкам в пластилине. Если пружинки слабо сжаты, а пластилина много, то такой комок может никогда и не развалиться. Такие ядра называются стабильными. Но есть и нестабильные ядра. Например, с краю ядра отпрыгивает одна слабо закрепленная частица. Так происходит альфа- и бета-излучение. Другой вариант —когда ядро раскалывается на два больших куска, и из него вылетают маленькие частицы. Это называется спонтанным делением. При этом осколки приобретают большую скорость, а значит увеличивается и температура вещества. Такие реакции происходят в атомных электростанциях.

Рентгеновское излучение — тоже радиация. Это электромагнитные волны, частота которых больше ультрафиолета, но меньше гамма-излучения. Они возникают, когда летящий электрон начинает тормозить. Источниками такого излучения служат специальная рентгеновская трубка, ускорители элементарных частиц и старые ЭЛТ мониторы.

А бывает, что какая-нибудь пружинка распрямляется, но не вылетает из комка. Тогда мы услышим характерный звук типа «пеум-м-м-м». То есть энергия пружины переходит в звук – колебания воздуха. Подобное может происходить и с ядром. Его энергия может уменьшиться, ядро перейдет в стабильное состояние, а разница энергий перейдет в энергию колебаний, только не воздуха, а электромагнитного поля. Это называется гамма-излучением. Вот все это альфа-, бета-, гамма-излучение и называется радиацией.

Понятно, что единственное, что интересует людей относительно радиации, — это то, насколько она опасна. Радиационное излучение может выбивать электроны из молекул или атомов. Этот процесс, когда из нейтральной молекулы выбивают электрон и она становится положительно заряженной, называется ионизацией. Если это происходит в нашем организме, то такие положительно заряженные молекулы становятся химически активными, начинают прицепляться к другим молекулам, и химические реакции у нас внутри идут неправильно. Это может привести к раку, мутациям и лучевой болезни, поэтому от радиации лучше держаться подальше.

Ionization

Иллюстрация: Максим Чатский

Радиоактивное излучение все время дейстует на человека и в малых дозах не причиняет вреда. Сама Земля, пыль и космические тела — источники радиации. Космические источники самые мощные, и спасает то, что все эти источники далеко, и большая часть радиации поглощается атмосферой Земли. На высоте, где летают самолеты, уровень радиации выше, и за 5 часов полета можно получить такую же дозу, что и при рентгеновском обследовании.

Дозы поглощенной организмом радиации измеряются в миллизивертах (мЗв). Нормальный радиационный фон составляет 1-10 мЗв в год. При флюорографии мы получаем около 0,5 мЗв, за час полета на самолете — 0,1 мЗв. Если получать больше 50 мЗв в год, то возникает серьезный риск заболевания раком, а если за раз получить 300 мЗв, может начаться лучевая болезнь. Максимальный уровень радиации, зафиксированный вблизи реактора Фукусимы-1, составил 1000 мЗв в час, а на ее границе — 4 мЗв в час. То есть, чтобы заболеть лучевой болезнью, достаточно было 18 минут провести рядом с реактором или трое суток неподалеку от границы.

Комментарии

«пеум-м-м-м» )))

спасибо за статью!

Так сколько миллизивертов убивает человека?

ну вон, там пишут, от 50 до 300 за раз — и привет

"Если получать больше 50 мЗв в год, то возникает серьезный риск заболевания раком, а если за раз получить 300 мЗв, может начаться лучевая болезнь."

Привет - это острая лучевая болезнь. Возникает она, когда доза в несколько раз больше (>1 Гр). И не факт что при этом человек умрет.

а как эти Гр связаны с мЗв?

Как я писал в другой ветке:
«Зиверты равны Грэям только в случае гамма и бета излучения. А в случае других типов излучения Зиверт меньше Грэя во столько раз, во сколько этот тип излучения более опасен для человека. Например, альфа излучение в 20 раз более опасно, чем гамма (при одинаковой интенсивности), поэтому для альфа излучения 20 Зв = 1 Гр.»
Подробнее можете посмотреть тут: http://en.wikipedia.org/wiki/Sievert

2-3 тысячи милизивертов убьют с гарантией

Да, с гарантией - как на дешевые китайские игрушки.

«Разумеется, если доза облучения достаточно велика,
облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень
большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько
серьезное поражение центральной нервной системы, что
смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов
или дней. При дозах облучения от 10 до 50 Гр при облучении
всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько
серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако
облученный человек скорее всего все равно умрет через одну-
две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При
еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений
желудочно-кишечного тракта или организм с ними справиться,
и тем не менее смерть может наступить через один-два месяца
с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток
красного костного мозга - главного компонента кроветворной
системы организма: от дозы в 3-5 Гр при облучении всего
тела умирает примерно половина всех облученных.»

Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. - М.: Мир, Р15 1990.-79 с.

Вопрос - когда люди получают дозу радиации, альфа- и бета-частицы пролетаю скозь нас, запуская некоторые негативные процессы, и движутся дальше или затухают внутри нас?

И вообще , как распространяется радиация от источника излучения? По воздуху движется поток частиц и «заражает» все атомы вокруг, ядра которых тоже начинают испускать частицы?
Когда говорят, например, что кусок пластика стал радиоактивен, имеется в виду, что его «облепило» со всех сторон радиоактивное вещество? Или при контакте с источником радиации сами ядра атомов этого куска пластика начали излучать?

Альфа и бета частицы точно в нас застревают. Гамма излучение частично проходит, частично поглощается. Часть, которая поглощается, может вызвать ионизацию молекул и последующий сбой в организме.

Вообще радиация распространяется именно как поток частиц. Но если излучение взаимодействует с веществом. то могут образоваться вторичные источники радиации, впрочем, как правило, вторичное излучение гораздо слабее.

дык какова природа радиоактивности облучённого пластика?

Радиация попадая на пластик взаимодействует с ядрами его атомов. В результате, ядра могут измениться (к примеру, альфа частица попала в ядро, и прилипла к нему) и стать нестабильными. А нестабильные ядра через какое-то время могут распасться, что и приводит к вторичному излучению.

А на мой предыдущий пост комментариев не будет от Kotoss?

Ну, вы кажется сами все достаточно подробно прокомментировали. Понятно, что большой статистики среди облученных нет. Особенно, чтобы была точно известна доза, которую они получили. Все эти 2, 3, 5 Зивертов (или Греев в случае гамма-излучения) - это оценка. Кроме того, что люди разные, еще и облучиться можно по-разному. Можно локально облучить колено, можно голову, а можно целиком. Так что точные проверенные цифры на эту тему найти сложно. Если хотите умереть со стопроцентной гарантией - ловите сотню Зивертов)

Во-первых, статистика по дозам облучения и их последствиям очень большая.
Аварий и происшествий, связанных с массовым облучением хватает.
Так же есть исследования по облучению отдельных частей тела и его последствиям.
И если вы поищете их, то найдете и статистику и результаты исследований.

Во-вторых, в Греях измеряют поглощенную дозу ионизирующего излучения, а не только «или Греев в случае гамма-излучения».

В-третьих, название вашей статьи не соответствует ее содержанию.

Про Грэи с вами не соглашусь. Меряют и в Греэх и в Зивертах. Просто Зиверты равны Грэям только в случае гамма и бета излучения. А в случае других типов излучения Зиверт меньше Грэя во столько раз, во сколько этот тип излучения более опасен для человека. Например, альфа излучение в 20 раз более опасно, чем гамма (при одинаковой интенсивности), поэтому для альфа излучения 20 Зв = 1 Гр.

Что касается подробной статистики по дозам и последствиям, ну предоставьте ссылки, если вы так жаждете доказать мою некомпетентность. Повторюсь, что все эти цифры - среднее по больнице, и в реальной ситуации нужно смотреть внимательно, каким местом облучался, как долго, какой тип излучения, какие были внешние условия (температура, влажность, давление...). Я бы это все оценивал с точностью до порядка. Типа 1 Зиверт может убить, а 100 миллизивертов уже не убьет. 50 милизевертов в год могут привести к раку, а 5 - в пределах нормы.

Про название - готов переформулировать: «Сколько миллизивертов могут повредить человеку...»
Суть-то все равно не в этом)

Читал, что при аварии Чернобыльской АЭС процесс ядерного распада не остановился, а замедлился (говорилось о бетонном саркофаге) и будет продолжать идти еще десятилетия. Это правда?
Каким образом все-таки полностью останавливается реакция деления в таких случаях?

Кроме того, изменяется или затухает ли со временем интенсивность излучения? Ведь кол-во целых ядер постепенно уменьшается и распадаться становится уже нечему, так?

И последнее - про период полураспада радионуклидов. Что вообще означает в данном случае РАСПАД вещества?

Про Чернобыльскую АЭС точно не скажу - могу прокомментировать, если дадите ссылку. По сути же все ваши вопросы сводятся к тому, как интенсивность радиации меняется со временем.

Общая идея такова: каждое нестабильное ядро может развалиться в в любой момент времени с определенной вероятностью. Если вероятность большая, то у нас есть шанс это увидеть, а если маленькая, то оно может не развалиться еще тысячу лет. Чем больше ядер мы возьмем, тем больше вероятность, что хоть одно из них в ближайшую минуту развалится. Таким образом, чем больше ядер, тем больше происходит распадов, тем интенсивнее излучение. Но чем дальше, тем меньше становится ядер, и интенсивность излучения тоже уменьшается. Математически, интенсивность (а значит и количество оставшихся нестабильных ядер) падает экспоненциально и за равные промежутки времени она уменьшается в одно и то же число раз. Например, каждые 5 лет интенсивность падает в 3 раза. Значит, каждые 10 лет она падает в 6 раз. Период полураспада - время, за которое интенсивность падает в 2 раза.

А про распад вещества можно сказать вот что. Вот было одно вещество с нестабильными ядрами. Ядра развалились на куски. Дальше, если эти куски стабильны, то вещество медленно переходит из одного состояния (с нестабильными ядрами) в другое (со стабильными). Бывает, что эти куски тоже нестабильны, тогда процесс повторяется.

Спасибо.
Ту статью про Чернобыльскую аварию не нашел, но то что 4-ый реактор закрыт огромным бетонным саркофагом и такой же планировали возводить над Фукусимой - об этом много пишут. Т.е. остановить реакцию не получается.
Как Вы думаете, с чем связано? Люди ведь научились управлять интенсивностью деления (процесс, который у Вас во 2-ом абзаце описан в естественном протекании). Почему не засыпят зону реактора тем же графитом, который используется в поглощающих нейтроны стержнях?

Я думаю, дело вот в чем. Во-первых, уменьшить интенсивнось спонтанного деления (когда реакция уже не цепная) нельзя. Можно лишь поставить щит. И если альфа- и бета- излучение довольно легко изолировать, то с нейтронами уже гораздо сложнее. Графит, он нейтроны поглощает, но не сильно. Этого достаточно, чтобы регулировать интенсивность цепной реакции, но сделать, чтобы нейтроны совсем не вылетали - сложно.
Кроме того, изоляция от излучения тоже процесс экспоненциальный. Допустим, один слой бетона поглощает половину нейтронов. Но это значит что второй слой поглотит половину от половины, то есть четверть. Получается, что чтобы поглотить почти все, нужно почти бесконечное число слоев.

с полётом на самолёте как-то подозрительно выходит. в час человек получает 0.1 мЗв. за 500 часов он получит 50 мЗв - столько, при скольки возникает большой риск заболевания раком. если полёт в среднем идёт 3 часа в день, то надо пролетать ок. 160 дней, чтобы получить дозу 50мЗв. Это означает, что у пилотов и стюардесс высокий риск заболеть раком? хотя, скорее всего обшивка самолёта поглощает основную дозу, и человек в самолёте не получит 0.1 мЗв в час.

Насколько я понимаю, цифра 0,1 мЗв в час учитывает поглощение обшивкой самолета. И, да, у пилотов и стюардесс риск заболевания больше. Кроме того, как я слышал, из-за этого многие стюардессы страдают бесплодием.

статья не дает ответа на главный вопрос. Кто Вы по образованию?

Как я писал выше, я готов переформулировать название: «Сколько миллизивертов могут повредить человеку...», только звучать будет уже не так красиво. Статья же в принципе о том, что такое радиация, откуда она берется, и как она может нам навредить. Собственно, мое физическое образование вполне позволяет написать небольшую обзорную статью на эту тему. Углубляться во все биологические механизмы воздействия излучения с человеческим организмом я не стал, а то, что ключевую роль играет процесс ионизации - это точно.

Ну и наконец, если вы ищете ответ, на поставленный вопрос (сколько мЗв убьют), то тут важна вероятность. 1000 мЗв убьет с вероятностью 50%, 100 000 с вероятностью 100%. Вас интересует прямо график распределения? Тогда я, наверно, не смогу вам помочь. Ищите специализированные исследования. jaroslav писал, что найти их несложно.

А какой «главный вопрос» Вы имеете ввиду?

т.е. по-вашему красивое название важнее содержания?

По-нашему, красивое название вызывает интерес, а содержание этот интерес удовлетворяет. А с какой стати вы противопостоавляете эти два непременных атрибута хорошего текста, нам непонятно.

Ну если ваш интерес удовлетворяет содержание данной статьи и вы чувствуете, что стали понимать больше в области ионизирующего излучения, тогда ваши интересы вполне удовлетворит Комсомольская правда и журнал Мурзилка.

Если бы вы написали такую статью в научное или научно-популярное издание, то вас бы завернули с ответом: «несоответствие названия и текста статьи», как минимум. И я думаю, что точно завернули бы со стилистикой.
Сама статья, на мой субъективный взгляд, написана в стиле "жёлтой газетёнки "(Nashev).

Просьба к модераторам сайта внимательнее отсматривать комменты участников. 3 последних поста SIU4 (т.е. все его посты на эту статью) - на мой взгляд, пример спама

Спам - это реклама. А тут имеет место на мой взгляд вполне уместный лёгкий троллинг автора заголовка, более уместного по стилистике для жёлтой газетёнки, нежели для уважающего себя публицистического журнала.

Коллеги, друзья, модераторы и случайные гости!
Давайте не превращать интересный сайт с хорошими статьями в базар с выкриками, не несущими ни знаний, ни интересных вопросов, ни позитивного общения.. Место под комменты давайте оставим для вопросов по теме и ответов по теме.
А если статья на Ваш взгляд плохая - достаточно сказать «не нравится», а не грузить всех читающих «литературной критикой»; нашли конкретные ошибки - исправьте, с ссылками на источники; чувствуете в себе силы и компетентность в данной теме - напишите свою статью, лучше. Работает старое правило: не нравится - покажи пример.

«Этот процесс, когда из нейтральной молекулы выбивают электрон и она становится положительно заряженной, называется ионизацией.»

Простите, а как из молекулы можно выбить электрон?) Может, имелось в виду из атома? Объясните пожалуйста, а то у меня диссонанс:) Из-за таких мелочей появляется недоверие к предоставленной информации.

В молекулах часто электроны составляющих атомов практически общие, это суть химической связи ковалентного типа. Для одноатомных молекул и вовсе понятие атома и молекулы сливается. Так что в этом аспекте в статье сказано достаточно корректно.

Комментировать