Радіація: ризики, безпека, захист

Слово «радіація» у більшості із сьогоднішніх читачів викликає страх. Радіація асоціюється зі смертю. Невидимий, нечутний, невідчутний убивця, який повільно вбиває — може, й тебе, читачу? Чи треба боятися? Відповідь у цій статті.
КДПВ – з книги «Фізики жартують».

Перші «дзвіночки»

Розуміння того, що іонізуюча радіація має певну фізіологічну дію на організм, було вже у перших її дослідників. Те, що X-промені Конрада Рентгена викликають опіки, відкрив на своїй шкурі його помічник Ст. Груббе майже одразу після їх відкриття.

Першовідкривач променів урану Анрі Беккерель теж відчув їхній вплив на собі, коли поклав у кишеню ампулу з радієвою сіллю, щоб показати її своїм студентам: шкіра навколо ампули почервоніла і стала болісною, а потім утворилася виразка, що довго не загоювалася. Опіки і виразки від впливу рентгенівського випромінювання отримували багато пацієнтів, що піддавалися рентгенівському просвічуванню і лікарі, що лікували їх, а співробітник лабораторії Томаса Едісона, який тривалий час працював на публічній демонстрації рентгенівського випромінювання, втратив ніг від променевих опіків ран, а внаслідок променевих опіків ран. До 1907 року вже було відомо як мінімум про сім смертей від іонізуючої радіації, а загальна кількість лікарів-рентгенологів, загиблих від опромінення за перші десятиліття її використання йшло на сотні.

Попри це публіка зустріла нове явище захоплено.Відкриття терапевтичної дії рентгенівських променів та променів радію на таке страшне та невиліковне захворювання, як рак та виявлення стимулюючої дії слабкої радіації на життєві процеси призвели до того, що обивателі в радії побачили панацею. У продаж надійшли радіоактивна мінеральна вода, радіоактивні зубні пасти та косметика, пристрої для насичення води радоном, що містять радій. На щастя, здебільшого радіоактивними вони були лише у рекламі. Однак препарат «Радитор», що десять років був присутній на полицях аптек з 1918 до 1928 року і дійсно містить у кожній склянці по мікрограму радію-226.

Рекомендувалося приймати в день по бульбашці.

Довідка: на відстані 1 см мікрограм радію створює потужність дози 8,4 мр/год лише гамма-випромінювання. Допустиме надходження радію-226 за рік (НРБ-99) - 35 нанограм.

Радитор заявлявся, як ліки від усіх хвороб, не виключаючи імпотенції, ревматизму та шизофренії. Невідомо, скільки життів він забрав — ми знаємо лише про смерть Ебена Байєрса, американського мільйонера та промисловця від раку ротової порожнини, що розвинувся після прийому приблизно півтори тисячі бульбашок протягом кількох років.

Мабуть, найвідомішою жертвою радіації того часу стала одна з першопрохідників радіоактивної тематики — Марія Склодовська-Кюрі, яка померла від лейкемії, спричиненої опроміненням, 1934 року. Від отриманих доз радіації рано померли, ймовірно, і Анрі Беккерель, Ірен Жоліо-Кюрі. Зараз уже не знайти імен усіх тих, хто загинув і важко захворів, працюючи в ті роки з величезними активностями без будь-якого захисту та запобіжних заходів, але мабуть, їх було багато.

З того часу минуло всього трохи більше десяти років до того моменту, коли смертоносна радіація показала себе з усіх боків у Хіросімі та Нагасакі. Далі було багато всього: і дівчинка, яка складала журавликів, і випробувальні вибухи через епіцентри яких проганяли роти солдатів, і Маяк, і Чорнобиль…

Дія радіації на речовину та живу тканину

Все починається з акту іонізації - одному з електронів атома надається енергія, що перевищує енергію його зв'язку з атомом і він летить геть, залишаючи атом з позитивним зарядом. Але енергія кванта гамма-випромінювання, альфа-або бета-частинки надто велика, щоб на цьому все закінчилося. Енергія іонізації вимірюється одиницями, максимум першою десяткою електрон-вольт, а енергія частки чи кванта може становити мегаелектронвольти. Тому в результаті одиничного акту взаємодії виявляються іонізованими тисячі та десятки тисяч атомів. Викинуті з них електрони також набувають енергію, достатню для іонізації інших атомів і все триває доти, поки врешті-решт енергія чергових електронів не виявиться нижчою за енергію іонізації.

Що в результаті? Перетворення нейтрального атома на іон по-перше, послаблює чи руйнує колишні хімічні зв'язки, які цей атом формував, по-друге, робить цей атом надзвичайно активним реакційним центром, який миттєво утворює нові хімічні зв'язки.

Коли йдеться про кристал, це призводить до утворення точкових дефектів кристалічної решітки - радіаційним дефектам, які поступово, в міру накопичення дози, змінюють властивості матеріалу.Метал стає тендітнішим, у кремнію зростає провідність і падає рухливість зарядів, оптично прозорі матеріали стають менш прозорими, фарбуються, діелектрики починають «текти» — матеріали «втомлюються» від набраної дози і руйнуються, перестають працювати так, як повинні, а виготовлені з них пристрої виходять із ладу. У межі кристал перетворюється на аморфну ​​речовину. Багато уранових і торієвих мінералів виявляються в такому. метаміктному стан: за час, що минув з моменту їх утворення радіація, що випромінюється ними самими, повністю руйнує кристалічну решітку, при цьому форма кристалів залишається колишньою.

А жива речовина — нічим у цьому сенсі не краща. Якщо в молекулі білка одна з амінокислот перетворюється казна-що, навіть якщо білковий ланцюг при цьому не розірветься - така молекула білка вже не виконуватиме свою функцію. Якщо в мембрані одна з ліпідних молекул, перетворившись на активний іон, прореагує з сусідньою молекулою і «франкенштейн», що утворився, перестане бути структурним елементом мембрани — в ній залишиться діра. Зайві молекули, що не виконують більше своїх функцій, залишаються в клітині і заважають її роботі, отруюють її. А найгірше — якщо ушкодження отримає найголовніша молекула в клітині — молекула ДНК, яка несе генетичну інформацію. Це призведе до спотворення останньої, появи мутацій.

Іонізація з подальшою нейтралізацією іонізованих фрагментів, що утворилися, призводить до утворення вільних радикалів, які вступають у взаємодію з сусідніми молекулами і руйнують їх, передаючи їм неспарений електрон і разом з ним — реакційну здатність.І так — поки що два радикали не зустрінуться… Тому для пошкодження молекули їй не обов'язково потрапити безпосередньо під вплив високоенергетичної частки — її руйнівну справу продовжують радикали. .

Отримавши променевий «удар», клітина спершу намагається відновитися.

Найгірше доводиться тим клітинам, які активно діляться. У них всі вразливі і вони з трудом відновлюються.

Променева хвороба

Масова загибель клітин і припинення функціонування тих, хто вижив після гострого опромінення, несприятливо позначається на функціонуванні постраждалих органів, а значить і організму в цілому. Розвивається гостра променева хвороба.

Її початок виглядає як отруєння незрозуміло чим, і це дійсно отруєння всім тим, що відразу після опромінення потрапило в кров внаслідок масового пошкодження клітин. .Здається, що все вже позаду, але насправді головні проблеми ще не показали себе. А вони вже є серйозні: кістковий мозок частково чи повністю загинув. При дозі 100 бер 20% клітин кісткового мозку – нежиттєздатні. При дозі 500-600 бер - кістковий мозок мертвий повністю. Поки працюють наявні клітини крові - все добре. Але їхній термін служби — кілька днів, і їм потрібна зміна. А зміна не прийде – ні звідки.
Організм виявляється беззахисним проти інфекцій, кров втрачає згортання, падає її здатність до перенесення кисню та вуглекислого газу.

Перші ознаки променевої хвороби виникають при поглиненій дозі гамма-випромінювання близько 1 Гр. Нижчі дози не викликають клінічних проявів, хоча певні патологічні зміни на аналізах крові та кісткового мозку виявляються при дозах у десяті частки грею. При дозах до 5-6 Гр, поки в кістковому мозку ще залишилися життєздатні клітини-попередники, що діляться, є шанс на одужання. При дозах менше 2 Гр цей шанс - абсолютний і повне одужання, а до 4 Гр ймовірність померти невелика, але наслідки в половині випадків залишаться назавжди. Понад 6 Гр є певна можливість «витягнути» людину, застосувавши пересадку кісткового мозку від донора, але коли доза перевищує 10 Гр — гине вже не тільки вона, а й клітини-попередники епітелію кишечника. Це вже смертельно. Причому після того, як пройде первинна реакція на опромінення, нерідко настає так звана фаза трупа, що ходить: людина почувається цілком стерпно, у неї нічого не болить, до неї повернулися сили: організм функціонує на старих клітинах крові, на старому кишковому епітелії.Коли вони закінчаться, а трапиться це дуже скоро, через кілька днів або навіть годин, закінчиться (кривавим проносом, а потім болісною смертю) та уявне «здоров'я».

При дуже великих дозах у сотні грей помирають радіорезистентні клітини. Ті, що не діляться – нервові, м'язові. У жертви опромінення відразу ж починаються симптоми ураження мозку: судоми, психомоторне збудження, що змінюється пригніченням свідомості аж до коми, і протягом короткого часу (від кількох годин до кількох днів) – летальний кінець. У популярній літературі часто говорять про «смерть під променем», про миттєву загибель всього організму прямо в момент опромінення, проте це швидше теоретичне припущення, з яким лікарі ще не стикалися.

Треба сказати, що 1000 Гр - це дуже велика доза з точки зору її дії на живу речовину, але навіть така доза - це досить маленька величина, якщо подивитися на поглинену енергію, здатну нагріти живу тканину лише на 0,3 °C.

Стохастичні ефекти або хвороби малих доз

Променева хвороба - це захворювання, що має виражений поріг початку свого прояву, а його тяжкість пропорційна дозі опромінення. Це так званий детермінований ефект опромінення. Однак, якщо доза недостатня для початку променевої хвороби, це не означає, що опромінення пройшло безвісти. Але вияв цього «сліду», залишеного опроміненням, стає принципово іншим.

Першопричиною загибелі клітин кісткового мозку при опроміненні зазвичай є грубе ушкодження їхнього генетичного апарату — звані хромосомні аберації. Від хромосом відриваються шматки, які можуть приєднуватися до інших хромосом, утворюються кільцеподібні хромосоми і т.д.Не завжди таке ушкодження призводить до негайної загибелі клітини. Внаслідок хромосомної перебудови, а іноді навіть у результаті точкової мутації – заміни лише одного чи кількох нуклеотидів у ДНК – порушується один чи кілька механізмів регуляції клітинного поділу та диференціації. Поділ клітини стає некерованим і породжує популяцію пухлинних клітин, яка за певних обставин розвивається у злоякісну пухлину. Найбільш легко і швидко викликаються опроміненням пухлини кровотворної системи - лейкози, рідше це онкологічні захворювання іншої локалізації. Крім того, від опромінення до розвитку лейкемії зазвичай минає небагато часу — 1-2 роки, а то й менше, а розвиток раку до появи пухлини або клінічних проявів займає нерідко більше десяти років.

Але саме виникнення мутації є наслідком одиничного акту взаємодії клітинного ядра з квантом гамма-випромінювання або часткою високої енергії. З цього випливає неприємний наслідок: неприємні наслідки, що загрожують загибеллю всьому організму, може спричинити попадання в клітину єдиною частки. На щастя, з дуже малою ймовірністю. Друге слідство - це незалежність тяжкості поразки від дози і те, що від неї залежить лише ймовірність його розвитку. Ця ймовірність оцінюється приблизно 5% на кожен грей поглиненої дози і, ймовірно, їй пропорційна.

Крім раку є ще й мутації статевих клітин.Тут все те саме: від дози не залежить тяжкість прояву мутації (вона залежить від того, який саме ген і як виявився пошкоджений, але ядерна частка не вибирає, в яку частину молекули ДНК їй вдарити), від неї залежить лише ймовірність появи мутацій.

Такі ефекти, на відміну від детермінованих ефектів, мають назву стохастичних, підкреслюючи їх випадковий, імовірнісний характер

Чи є поріг чи ні порога?

У радіології від початку її існування ведеться суперечка: чи є поріг для стохастичних ефектів чи навіть природне тло є причиною онкології? З одного боку, в клітині постійно діють репараційні механізми, яким вдається оперативно усувати всі або майже всі ушкодження, а катастрофічні руйнування з хромосомними абераціями вкрай рідкісні за природного рівня радіації. А переважна більшість досліджень, що стосуються частоти прояву стохастичних ефектів, зроблені при гострих дозах не менше кількох десятих грія, коли велика ймовірність множинного пошкодження однієї і тієї ж клітини до завершення її саморемонту. Тому цілком ймовірно, що в області низьких доз частота стохастичних ефектів на один грей поглиненої дози може виявитися значно нижчою, ніж у високих. Але чи це так, перевірити дуже складно. Причина цього — людина хворіє на рак і поза всяким зв'язком з радіацією. І хворіє часто: з онкологічними захворюваннями стикається 20% населення земної кулі.На цьому фоні виявити невелику добавку від дози порядку природного фону (2,4 мЗв/рік за 70 років життя - це 168 мЗв, що дає внесок у загальну частоту онкології менше відсотка) виявити винятково складно банально через статистичний розкид: для цього знадобилося б набрати в кожній із груп (досвідченої та контрольної) не менше мільйона цілком здорових піддослідних, які живуть у однакових умовах.

Принаймні, прямим способом - дослідженням частоти онкології в групах, що живуть при різному природному радіаційному фоні (а він у різних точках Землі може становити від 3,5 до кількох сотень мкР/год) не вдалося виявити будь-яку виразну кореляцію одного з іншим.

Інше досі не вирішене завдання — це питання, чи тут працює те, що у фотографії називається законом взаємозамісності? Тобто чи є різниця між дозою, отриманою за хвилину, за рік чи за все життя? При великих дозах, коли може йтися про променеву хворобу безсумнівно — різниця є. При короткочасному опроміненні доза, що викликає променеву хворобу, набагато менша, ніж доза, що викликає хронічну променеву хворобу при багаторічному опроміненні.

Поки ці питання не вирішені, при вирішенні питань безпеки керуються припущенням, що частота стохастичних ефектів пропорційна дозі аж до нуля і немає різниці між гострою та хронічною дозами. Це так звана безпорогова концепція, за нею ризик є від будь-якої дози та ліміти опромінення ми встановлюємо, виходячи з прийнятного ризику.

Гормеза чи прискорене старіння?

В описаній вище концепції немає місця для детермінованих дозозалежних ефектів при малих дозах. Проте, гіпотези існування таких висувалися.Причому як про шкідливі ефекти, так і про корисні.

Ще першими експериментаторами у сфері радіобіології було помічено: радіація стимулює зростання рослин, прискорює проростання насіння, за умов різко зниженого радіаційного тла проти природним сильно уповільнюється розподіл інфузорії-парамеції. Це явище було названо радіаційною гормезисом і виникло припущення, що і на вищих тваринах і людині малі дози радіації можуть діяти не згубно, а навпаки – сприятливо. Деякі експерименти це підтверджують — відзначено підвищену тривалість життя опромінених гризунів порівняно з контролем, посилення імунітету. Експерименти на людях суперечливі: результати одних показують наявність гормезису, інші заперечують.

Протилежна гіпотеза — про те, що малі дози, які лише трохи перевищують природне тло, скорочують тривалість життя, знижують імунітет, викликають серцево-судинні і навіть неврологічні захворювання, викликають уповільнення розвитку дітей та погіршення їх здоров'я. Ця гіпотеза має свої прихильники, вийшла деяка кількість статей, які начебто її підтверджують — але завжди на дуже малих вибірках, на яких статистика може зіграти дуже поганий жарт. На великих вибірках, знову ж таки, не видно кореляції між природним радіаційним тлом на місцевості та тривалістю життя.

На цьому ми закінчимо обговорювати питання дії радіації на організм та займемося захистом та безпекою.

Про допустимий рівень радіації

Думки інструкцій до побутових дозиметрів, нотаток у газетах та повідомлень по телевізору та інших «надійних» джерел відрізняються: популярними були цифри цифри 30, 50, 60 мкР/год.Я не знайшов жодного нормативного документа, в якому вказувалися б такі цифри. Більше того, сама по собі потужність дози не має значення – має значення доза, яка набирається людиною за тривалі інтервали часу – роки та десятиліття. Принаймні поки радіаційна обстановка відносно спокійна.

Тобто немає такого, що якщо дозиметр показує, наприклад, 0,15 мкЗв/год — тут можна спокійно гуляти, а раптом він показав 1,2 мкЗв/год і страшну червону табличку «Небезпечно» — треба швидко змиватися. Насправді 1,2 мкЗв/год цифри, звичайно, не дуже хороші, але лише у разі тривалого перебування: місяцями, роками.

У нашій країні документом, який визначає допустимі норми опромінення, є Норми радіаційної безпеки або НРБ та Основні санітарні правила радіаційної безпеки — ОСПРБ. Поточні версії цих документів, що діють, — СанПін 2.6.1.2523-09 НРБ-99/2009 та СП 2.6.1.2612-10 ОСПОРБ-99/2010. У НРБ розглядаються дві групи: «мирні жителі», населення, що не працює з джерелами випромінювання, і ті, чия робота з випромінюванням є предметом їхньої професійної діяльності. Населення протягом року (загалом п'ять років) допускається набративід техногенних джерел випромінювання лише 1 мЗв. У перерахунку на потужність дози, якщо вважати - це всього лише 0,11 мкЗв/год, куди не входить природне тло. А останній взагалі може бути будь-яким. З його приводу НРБ вмиває руки, лише пропонуючи «обмежувати опромінення від окремих природних джерел» (насамперед, це обмеження на концентрацію радону в повітрі та питому активність природних радіонуклідів у матеріалах, що застосовуються у будівництві).Отже, якщо природне тло орієнтовно прийняти за 0,1 мкЗв/год, то допустимим рівнем радації, що діє постійно і безперервно, можна вважати 0,21 мкЗв/год.

Знаючи, що кожен зіверт - це ймовірність захворіти на рак, що дорівнює 5%, отримуємо, що 1 мЗв/рік від техногенних джерел, дозволений за НРБ - це за все життя (близько 70 мЗв) додаткові 0,35% ризику онкології.

З одного боку, такий підхід зрозумілий у тому плані, що природне радіаційне тло, а також внутрішнє опромінення, пов'язане з калієм-40 — це даність, з якою нічого не поробиш, а мінімізувати потрібно саме ту частину дози, на яку можна вплинути. інший — у такому підході є певна лукавство.

Втім, в ОСПРБ захисту населення від природних джерел приділяється дещо більше уваги: ​​там як прийнятний рівень опромінення від останніх прийнято значення 5 мЗв/рік, а при рівні понад 10 мЗв/рік потрібні першочергові заходи щодо його зниження 5 мЗв/рік. 0,55 мкЗв/год, проте не слід забувати про те, що сюди входить внутрішнє опромінення. Якщо припустити, що на нього припаде приблизно половина дози, то дозиметр покаже 0,23 мкЗв/год.
Тобто, якщо там, де ви живете, показання дозиметра перевищують приблизно 0,2-0,25 мкЗв/год (або 20-25 мкР/год) - це привід задуматися про зміну місця проживання, але якщо раптом на прогулянці ви забрели в місце, де дозиметр показав навіть у десять або двадцять разів великі значення - не слід панікувати і мчати додому пити горілку склянками "Виведення радіації". Ось що зробити варто - це перевірити, чи не залишилося радіоактивного бруду на ваших підошвах.

Всі ці норми не стосуються персоналу, що працює з джерелами іонізуючого випромінювання — у них допустимі норми опромінення значно вищі — до 20 мЗв/рік у середньому за 5 років, але не більше 50 мЗв/рік, а за всю кар'єру — не більше 1 .

Про час, простір і свинцеву цеглу

А що робити, якщо рівень радіації надто великий? Тоді потрібний захист. І найпростіший і найдешевший захист називається «захист часом та відстанню» — триматися від джерела подалі і максимально скоротити час контакту з ним.

Роль часу, на мою думку, пояснень не вимагає. З відстанню цікавіше. Якщо розміри джерела малі проти відстанню до нього, інтенсивність випромінювання від нього підпорядковується закону зворотних квадратів. Візьмемо для прикладу ампулу з міліграмом радію. Як ми знаємо, на відстані сантиметр від неї потужність експозиційної дози становить 8,4 Р/год. Збільшивши цю відстань у 100 разів, тобто до метра, ми знизимо рівень випромінювання в 10 тисяч разів, до 840 мкР/год. А ось якщо ми, порушивши всі правила ТБ, візьмемо цю ампулу до рук, ми скоротимо відстань до товщини стінки ампули, наприклад, до 0,5 мм. І наші пальці опиняться у полі випромінювання потужністю дози в 400 разів більшою – 3360 Р/год! Ось уже справді — те, що не треба чіпати руками! Для порівняння — якщо цю саму ампулу взяти щипцями з довжиною ручок 30 см, це зменшить рівень радіації в один раз. До речі, такий ступінь захисту еквівалентний шару свинцю завтовшки більше двох сантиметрів!

На жаль, коли джерело не дуже схоже на точкове, закон зворотних квадратів діяти перестає. Та й рівні радіації не завжди дозволяють обмежитись захистом за його допомогою, і тоді доводиться застосовувати додатковий захист.

Альфа-і бета-випромінювання практично не мають проникаючої здатності і захист від них не становить проблем. Перше поглинається у кількох сантиметрах повітря, а пробіг альфа-частинок у твердих чи рідких середовищах вимірюється десятками, або навіть одиницями мікрон. Бета-частинки зазвичай більш далекобійні, але й для них непроникна пластина алюмінію, скла або пластику завтовшки, залежно від енергії, від часток міліметра до сантиметра. Набагато важче захиститися від гамма-випромінювання та нейтронів.

Гамма-випромінювання поглинається насамперед електронами. Чим їх більше на його шляху, тобто чим більший атомний номер речовини, тим сильнішим буде поглинання. В області низьких енергій, де основним механізмом поглинання є фотоефект, воно пропорційно атомному номеру в п'ятому (!) ступені, зі зростанням енергії поступово зростає частка комптонівського поглинання, яке залежить від атомного номера лінійно. Саме тому для захисту від випромінювання намагаються взяти речовини з якомога вищим атомним номером. Свинець є найбільш відомим матеріалом для протирадіаційного захисту, але застосовується і бетон, і навіть вода, завдяки тому, що їх шар може бути набагато товщим, ніж шар свинцю, який хоч і не найдорожчий метал, все ж таки недешевий, та й шкідливий. І навпаки - для захисту від маленьких, але злих джерел, що застосовуються в дефектоскопах, стерилізаційних установках, апаратах променевої терапії, РІТЕГах - нерідко застосовують збіднений уран. Він, звичайно, теж радіоактивний, але його радіаційна небезпека непорівнянна з випромінюванням його вмісту — крихітної смертоносної ампулки з іридієм-192, цезієм-137 або кобальтом-60.Іноді використовують вольфрам - він поглинає гамма-випромінювання слабше, ніж свинець, але майже вдвічі більша щільність нівелює цю різницю.

А ось для нейтронів все навпаки: свинець для них практично прозорий, зате їх добре затримують речовини, що складаються з легких атомів, особливо ті, що містять багато водню. Нейтрон, зіткнувшись із протоном, залишається на місці, а далі летить протон. Але останній далеко не відлетить — володіючи зарядом, він передає свою кінетичну енергію електронам і ядрам атомів, що його оточують. Проникаюча здатність протонів не сильно перевищує таку альфа-частинок. Щоправда, для захисту від нейтронів цього мало: зупинившись, вони не перестають бути загалом і бути шкідливими зокрема. Але такі низькоенергетичні, звані теплові нейтрони набувають властивість добре відбиватися від легких матеріалів — берилію, алюмінію тощо. А ще одним важливим у захисті від нейтронів елементом є бор.

Його ядро ​​з масовим числом 10 (якого приблизно 20% від усіх атомів бору) жадібно захоплює нейтрон, після чого ядро, що утворилося, тут же розпадається на альфа-частинку і стабільний літій-7. Щоправда, у результаті ще утворюється гамма-випромінювання з енергією 0,48 МеВ, від якого також доводиться захищатися. Тому сучасні композитні матеріали для нейтронного захисту включають пластик, до складу якого входить бір, і наповнювач — окис свинцю. Вона поглинає і жорстке (2,18 МеВ) гамма-випромінювання від рідких реакцій непружного зіткнення нейтрона з протоном з утворенням ядра дейтерію.
На закінчення цього розділу наведу корисне посилання на калькулятор для обчислення потужності дози на тій чи іншій відстані від джерела за захистом і без неї.

Джерела закриті, джерела відкриті

Джерело радіоактивного випромінювання, що знаходиться в герметично запаяній ампулі або іншим способом надійно ізольований від виходу активної речовини назовні, називається закритим джерелом. Він (принаймні, доки його не зруйнували — розчавили, розпилили або розплавили, як частини буває з джерелами, що потрапили до металобрухту) є джерелом лише зовнішнього опромінення.

Інакше справа з відкритими джерелами випромінювання. Розчин радіоактивної речовини у склянці чи колбі, радіоактивна руда, радіоактивні опади, аерозолі, стічні води у навколишньому середовищі — це радіоактивні джерела. Вони відрізняються від закритих тим, що не виключено влучення радіоактивної речовини в організм. У цьому випадку ми маємо крайній випадок, зворотний «захисту часом і відстанню»: відстань дорівнює нулю і кожен акт розпаду завдає шкоди, час великий або навіть прагне нескінченності.

У цьому сенсі розглядають таке поняття, як радіотоксичність того чи іншого радіонукліду. З урахуванням «фармакокінетики» та «фармакодинаміки» введеної в організм радіоактивної речовини та її убутку внаслідок виведення та розпаду, а також енергії, що виділяється при кожному акті розпаду, можна визначити, яку дозу протягом життя дасть та чи інша активність даного нукліду на різні органи, та виходячи з цього оцінити ризик прояву стохастичних і детермінованих ефектів в залежності від кількості нукліду, що надійшов.

Дозовий коефіцієнт радіонукліда - це величина додаткової дози внутрішнього опромінення, яку отримає людина, для одиницю активності цього радіонукліда.Виходячи з цієї величини можна підрахувати річну межу надходження даного радіонукліду в організм. Дозові коефіцієнти та граничні річні надходження деяких радіонуклідів для населення при надходженні в організм із повітрям та їжею я навів у таблиці.

Найбільшу радіотоксичність мають альфа-активні ізотопи. Пов'язано це з великою енергією альфа-часток та високим – рівним 20 – коефіцієнтом якості альфа-часток. На іншому кінці шкали — тритій і вуглець-14, при розпаді яких енергія, що виділяється, невелика (особливо для тритію) і тому створювана доза теж мала. Крім енергії розпаду, суттєву роль відіграє те, де цей розпад відбувається. Так, цезій-137, що розподіляється по організму майже рівномірно, має набагато меншу радіотоксичність, ніж стронцій-90, що концентрується навколо кісткового мозку або йод-131, який практично весь зосереджується в щитовидній залозі.

Цікаво, що радіотоксичністю урану (особливо збідненого) практично можна знехтувати і натомість його токсичності хімічної, через яку він можна порівняти з ртуттю. Втім, токсичні ефекти, викликані ураном, схожі на ефекти, викликані радіацією: цей важкий метал є мутагеном і канцерогеном.

Небезпечний артефакт чи безпечна іграшка для радіофіла?

Часто можна зустріти у мережі обговорення питання: наскільки небезпечним є володіння тим чи іншим радіоактивним предметом. Давайте розберемося.

До рук «радіофілів», «радіофобів» та інших громадян періодично потрапляють різні предмети, що мають підвищену радіоактивність. Ось неповний перелік того, що мені доводилося зустрічати безпосередньо:

• Вироби, що містять світлосклад постійної дії, зазвичай на основі радію-226 - годинник, компаси Адріанова, тумблери, авіаційні та танкові прилади та покажчики, морські навігаційні прилади (зокрема, секстант);
• Уранове скло різного призначення та кераміка, покрита урановмісною глазур'ю;
• Уранові та торієві мінерали та продукти переробки уранових та торієвих руд;
• лампи, що містять торій, серед яких особливо виділяються лампи накачування лазерів серій ДНП і ІНП, а також ксенонові лампи надвисокого тиску;
• Оптика з торієвим склом (японські об'єктиви Takumar та ін.);
• Калільні сітки для газових ламп (містять торій - приблизно 1 кБк на сітку)
• Датчики диму, що містять америції.

А ось щодо внутрішнього опромінення цілком безпечними можна визнати лише уранове скло, лампи та об'єктиви. Радіонукліди, що містяться в них, надійно ізольовані в міцній і хімічно інертній масі скла або торованого вольфраму (в лампах). А найбільшу загрозу несе радіоактивний світлосклад. Практично всі вироби, що його містять – це відкриті джерела та дуже небезпечні. У деяких із них СПД не захищений нічим і нанесений прямо на доступні для дотику частини – зазвичай такі прилади буквально вимащені радієм-226. Найбільшу небезпеку наражають ті, хто намагається ці прилади розкривати, ремонтувати, видаляти з них СПД. Єдина порошинка такого світлоскладу, що потрапила в легені, здатна з великою ймовірністю викликати рак. Крім того, розпад радію у світломасі — потужне джерело радону.

Небезпечні та радіоактивні мінерали.Особливо ті, що мають землісту форму, м'які кристали, що легко руйнуються, з дуже досконалою спайністю, водорозчинні — це всі ті улюблені колекціонерами уранові слюдки, отеніє та інші краси. Циркон, монацит, невивітрений уранініт – менш страшні.

Висновок

Великі дози радіації гарантовано зроблять вам погано. Ви занедужаєте і тяжкість цього захворювання визначатиметься тим, скільки рентгенів ви схопите.

А ось від менших доз, навіть у десятки разів більших, ніж прийняті гранично допустимі, вам швидше за все нічого не буде. Загалом нічого. Ви, швидше за все, не станете супергероєм відчувати себе гірше, не станете частіше хворіти, швидше старіти і не помрете раніше. Єдиним наслідком стане збільшення ризику - Захворіти на рак або передати дітям погану мутацію. Причому швидше за все дуже невелике (але пропорційне дозі!).

Тим не менш, цей ризик існує, забувати про нього не слід і тому, якщо можна не лізти під промінь, не потрібно цього робити.

Усі аспекти радіаційної безпеки в одній статті охопити неможливо. Я навмисне не торкався теми радонової небезпеки, а також теми критичності та СЛР — оскільки планую писати про це окремі статті.