Счетчик Гейгера

progenes — 15.03.2011 Сейчас я надену белый халатик, нацеплю дозиметр на лацкан, надену перчатки и пойду в изотопку метить ДНК зонд радиоактивным фосфором. А вы тем временем разберитесь, пожалуйста, в единицах измерения радиационного излучения. Я подскажу кое-что, ибо видеть этот поток рентгенов нет сил.

Ионизирующее излучение есть всякое разное и природа у него тоже разная: коротковолновое электромагнитное (рентген , гамма), потоки всякие бета частиц (электроны и позитроны), альфа-частицы (гелий) и др, др, др. От альфа излучения можно защититься листом бумаги, от беты - алюминиевой пластинки будет достаточно, гамма-излучение самое проникновенное. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

Счетчик Гейгера считает количество попавших в него ионизирующих частиц. Единица измерения - част./(см²·мин). Это трубка, заполненная инертным газом, внутри проволока. Стенки этой трубки - катод, проволока - анод. Торец стеклянный. Через нее в трубку "влетает" высокоэнергетическая частика. Включили счетчик, между катодом и анодом создается напряжение, ззззззззз. Но разряда нет и тут в трубку влетела частичка, хоп! Ионизировала атомы инертного газа, образовались свободные электроны и ионы, которые разлетелись к катоду и аноду. Напряжение разряжается коротким импульсом, котрый транслируется в звуковой сигнал или цифровой показатель. То есть минимальная информация, которую мы можем извлечь - это факт пролета ионизирующей частички за какое-то время. И все.

Если счетчик Гейгера чуток откалибровать, то можно кроме факта, немного померять энергию этой частички. Такие счетчики называются пропорциональными и это те, которые меряют в показателях "Рентген в час" - мощность экпозиционной дозы.

Рентген это внесистемная единица экспозиционной дозы, которая потому внесистемная, что мало о чем говорит. Это все то же количество образовавшихся пар ионов в кубическом метре воздуха возле дозиметра. Но мы помним, что если это альфа-излучение, то стоит прикрыть источник излучения бумагой, как до человека ничего не долетит. Поэтому, если в ваших руках оказался дозиметр, то он может только сказать - "много радиации" или "мало радиации" в кубическом метре воздуха неподалеку от дозиметра.

Мера радиоактивности измеряется в беккерелях - один распад в секунду. Раньше это измеряли в Кюри. 1 Ки = 3,7×10¹⁰ Бк. Как мы видим, кюри довольно большие значения, которые неудобные в расчетах, поэтому беккерели.

Теперь можно поговорить и о Греях. Грей - это единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения. Это когда кило живого веса получило энергии в один джоуль. Раньше также пользовались единицей рад (radiation absorbed dose) . Я стою в изотопке за плексигласовой ширмой. За ширмой контейнер с радиоактивным фосфором, откуда я пипеткой достаю раствор. Тело никаких джоулей от радиации практически не получает, только от буттерброда, а вот руки - вполне.

Теперь, когда мы усвоили рентгены, беккерели, кюри и греи сейчас будет про опасность для здоровья, дозу и пр. Она измерялась раньше в биологическом эквиваленте рентгена, а сейчас принята единица Зиверт. Зиверт - это тоже поглощенная доза в джоулях на кило, но с учетом эффективности поглощенной дозы. Там в формулу добавили коэффициент качества для каждого из видов ионизирующего облучения и его способность повреждать ткани организма. У фотонов - 1, альфа-частицы -10 и тд. Это расчет эффективной дозы.

Поглощенная доза в зивертах отдельно расчитывает:
эквивалентную дозу (естественно облучение и доля искусственного), эффективную дозу и органную дозу (облучить ногу менее опасно, чем мозги или половые органы, это ясно). Есть еще такой dose conversion factor, позволяющий пересчитать эффективность поглощенного излучения для каждого из изотопов из беккерелей в зиверты.

И, наконец, про пограничные показатели. Как мы усвоили, показатель дозиметра еще не говорит о том, сколько организм "поглотит" радиации. Но вот у меня на лацкане дозиметр, вроде этого - это не счетчик Гейгера, это персональный Зиверт-дозиметр, который "собирает" информацию о возможно поглощенном мною излучении за год.

Дозы:
трехчасовой полет в самолете - 0.01 миллизиверт.
допустимая доза рентгеновского облучения (флюорография) в год - 1.5 миллизиверт в год (разовая флюорография грудной клетки может затянуть на 10 миллизиверт, зубов на 0.5 миллизиверт).
годовая доза естественного облучения из окружающей среды - 2.4 миллизиверт в год.
дополнительное излучение бетонных жилищ -3 миллизиверт в год.
допустимное облучение работничков в изотопке вроде меня - 50 миллизиверт в год.
естественное облучение возле монацитовых залежей в Бразилии - 200 миллизиверт в год.
первые клинические проявления лучевой болезни, которые распознаются медициной - разовое облучение 250 миллизиверт.
все еще обратимые клинические проявления лучевой болезни - 1000 миллизиверт за раз.
50% смертельного исхода без медицинского вмешательства - 4000 миллизиверт за раз.
100% смертельного исхода без медицинского вмешательства - 7000 миллизиверт за раз.

Итак, еще раз. Счетчик Гейгера и его модификации измеряют радиационный фон в устаревших единицах - рентген в час. Приблизительная норма в помещении - до 20 мкР/час. Счетчики Зиверта - измеряют возможную дозу поглощенной телом энергии, если таковое окажется в зоне ионизирующего излучения.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив