Как найти среднее значение радиационного фона

ПРОСТЕЙШИЕ
ЭКОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

А.В. Платов

(Источник: «Родники
Подмосковья»: опыт проведения полевых
лагерей / Сост. С.Э. Ермаков.

М.: МООО «Экологический
союз Подмосковья», Изд-во «Ладога-100»,
2006. 216 с. С. 150-156).

Общие сведения о полевых
эколого-геофизических исследованиях

Полевые геофизические методы применяют
при проведении экологических экспедиционных
работ для изучения экологической
ситуации в исследуемом районе с точки
зрения воздействия на человека и
окружающую среду естественных и
антропогенных геофизических факторов
и для оценки пригодности территории
для осуществления на ней той или иной
человеческой деятельности.

В настоящее время наиболее распространенными
геофизическими методами, находящими
применение в полевых экологических
исследованиях, являются:

1. Радиационная съемка. Включает в себя
измерение мощности потоков ионизирующих
излучений (суммарной или раздельно
альфа-, бета- и гамма-) на исследуемой
площади и составление карт радиационного
фона.

2. Магнитометрические и радиоэлектромагнитные
исследования. Включают ряд методов
(магнитная съемка, изучение высокочастотных
вариаций геомагнитного поля и т.д.),
позволяющих оценивать
электромагнитно-экологическую ситуацию
в районе проведения работ.

3. Измерения суммарной мощности импульсного
электромагнитного поля, имеющие
первостепенное значение с точки зрения
электромагнитной экологии района
проведения работ.

4. Измерения степени ионизации воздуха.
Их выполняют в районах значительных
антропогенных (в основном, промышленных)
воздействий.

Исследования, обозначенные в п.п. 2-4,
требуют, как правило, использования
специальной и нередко дорогостоящей
аппаратуры. В случаях, когда таковая
аппаратура недоступна (например, для
организаторов полевого молодежного
лагеря), эколого-геофизические работы
могут ограничиваться исследованиями
радиационного фона.

Методика измерений радиационного фона

Идеальной аппаратурой для проведения
радиационных измерений являются
профессиональные геофизические
радиометры. В работе экологического
лагеря могут также применяться
полупрофессиональные и бытовые радиометры
различных марок (РКСБ, «Сосна» и т.д.),
хотя качество получаемых данных в таком
случае оказывается несколько ниже.
Отчасти это может быть компенсировано
одновременным использованием двух
радиометров с последующим осреднением
результатов (см. ниже).

Перед началом проведения измерений
следует определить средний разброс
результатов для каждого используемого
прибора. Средний разброс является важной
характеристикой прибора и непременно
должен учитываться при обработке
результатов полевых работ. Эту операцию
необходимо заново производить при смене
места проведения работ, а также, по
возможности, каждый рабочий непосредственно
перед началом измерений, поскольку
разброс может меняться с течением
времени и при переходе с одного места
на другое.

Определение среднего разброса

Определение среднего разброса результатов
производится следующим образом. Радиометр
приводят в рабочее состояние и в
соответствии с инструкцией по эксплуатации
производят серию измерений (не менее
20-25) на одном и том же месте в течение
небольшого промежутка времени (10-20
минут). Далее находят среднее арифметическое
значение, которое затем вычитают из
каждого результата. Полученные цифры,
представляющие собой разницу между
средним значением и показаниями прибора
в ходе проведения измерений, берут со
знаком «плюс» и снова осредняют. Результат
этого осреднения и есть искомый разброс
показаний прибора. Ниже приводится
пример определения среднего разброса
радиометра:

N измерения	Результат измерения	Отклонение от среднего
1	11 мкР/ч	0.5 мкР/ч
2	12 мкР/ч	0.5 мкР/ч
3	10 мкР/ч	1.0 мкР/ч
…
…
20	13 мкР/ч	2.0 мкР/ч
Среднее значение – 11.5 мкР/ч
Средний разброс – 1.0 мкР/ч

В каждой точке определения радиационного
фона проводят не менее 5 последовательных
измерений, по результатам которых
вычисляют среднее арифметическое
значение. Если работа ведется двумя
приборами, конечным результатом является
среднее между значениями, полученными
с помощью каждого из приборов. Когда
точек, в которых производят измерения,
много, данные и рассчитанные результаты
рекомендуется оформлять в виде следующей
таблицы:

№ точки	1-й радиометр, измерения:	Среднее, мкР/ч	2-й радиометр, измерения:	Среднее, мкР/ч	Конечный результат, мкР/ч
1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
1
2
…
…

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Раздел: Наука об окружающей среде. Взаимосвязь состояния ОС и здоровья человека.

Практическая работа на тему: «Измерение естественного радиационного фона бытовым дозиметром».

Измерение естественного радиационного фона дозиметром.

Цель работы: Измерить мощность дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром.

Оборудование: Дозиметр «Сосна».

Толкование используемых терминов.

Фон радиоактивный — естественный радиационный фон, создаваемый ионизирующим излучением, источником которого являются космические лучи и так называемые естественные радионуклиды (т. е. существующие в природе ядра радиоактивных элементов). Ионизирующее излучение — различные виды частиц и физических полей, способных ионизировать вещество.

Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса (солнечная радиация).

Естественные радионуклиды повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. Фоновому облучению подвергаются все живые организмы Земли, в том числе человек. В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для его измерения используют счётчики Гейгера—Мюллера (см. § 54 учебника).

В бытовых дозиметрах используется счётчик жёсткого (т. е. высокоэнергетического) β- и γ-излучения, способный регистрировать мощность дозы в диапазоне 0,004— 40 мкР/с (микрорентген в секунду)

Бытовые дозиметры предназначены для оперативного индивид. контроля населением радиационной обстановки и позволяют приблизительно оценивать мощность эквивал-ой дозы излучения. Большинство соврем. дозиметров измеряет мощность дозы излучения в

микрозивертах в час (мкЗв/ч), однако до сих пор широко используется и другая единица –микрорентген в час (мкР/ч). Соотношение между ними такое: 1 мкЗв/ч = 100 мкР/ч

Технический паспорт. АНРИ-01 СОСНА

1. Назначение

Прибор предназначен для измерения мощности экспозиционной (эквивалентной) дозы гамма-излучения, измерения плотности потока бета-излучения загрязненных поверхностей. 

Технические данные.

Диапазон измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения — 0,1 ÷ 99,99 мкЗв/час. Основная относительная погрешность измерения — ± 30 %.

Примечание. Значение мощности эквивалентной дозы в мкЗв/ч определяют путем умножения показаний прибора на коэффициент 10.

Диапазон измерения плотности потока бета-излучения – 10 – 5000 1/(см²∙мин). Основная относительная погрешность измерения ±45 %.

3. Описание и устройство прибора.

Внешний вид бытового радиометра-дозиметра АНРИ-01 СОСНА показан на рисунке. Блок детектирования и измерительный блок смонтированы в едином пластмассовом корпусе. Детектирование излучения осуществляется с помощью четырех газоразрядных цилиндрических счетчиков Гейгера-Мюллера. Для индикации результатов измерений в приборе используется жидкокристаллический цифровой индикатор 1. Управление прибором осуществляется переключателем режимов работы 2, кнопками 3 — КОНТР, 4 — ПУСК, 5 — СТОП, выключателем 6.

Источником питания радиометра-дозиметра СОСНА служит батарея постоянного тока, размещенная в отсеке для питания, закрытом легко съемной крышкой 7.

Дозиметр регистрирует гамма-излучение и бета-излучение.

К нижней части корпуса крепится поворотная задняя крышка, являющаяся экранизирующим фильтром. Под крышкой расположена плата с установленными на ней счетчиками излучения. При попадании в рабочие объемы счетчиков ионизирующих частиц на нагрузке счетчиков появляются электрические импульсы. Число импульсов подсчитывается электронной схемой и отображается на табло индикатора. При установке переключателя режимов работы в положение «МД» в приборе работает внутренний таймер, который через заданное время прекращает счет импульсов.

При установке переключателя режимов работы в положение «Т» таймер не работает и на табло регистрируется общее количество импульсов за заданный потребителем период времени.

Схема сигнализации прибора выдает звуковой сигнал по окончании времени измерения (положение «МД») или короткий звуковой сигнал при прохождении каждого десятого импульса (положение «Т»).

4. Подготовка прибора к работе.

1. Включите прибор, для чего вы­ключатель питания переведите в положение «Вкл.». На лице­вом табло должно индицироваться «0.000» или «0000». Вклю­чение прибора должно сопровождаться коротким звуковым сигналом. Если прибор после включения издает постоянный звуковой сигнал, то необходимо установить новый элемент питания.

2. Убедитесь в исправности электронной пересчетной схе­мы и таймера прибора, для чего переведите переключатель режима работы в положение «МД», нажмите кнопку Контр. и удерживайте ее в таком состоянии до конца проверки, а затем кратковременно нажмите кнопку ПУСК. При этом дол­жен начаться отсчет чисел. Через 20 с отсчет чисел должен прекратиться, окончание отсчета должно сопровождаться ко­ротким звуковым сигналом, а на табло должно индицировать­ся «1.024». Если при проведении контрольного теста индици­руемое число отличается от указанного выше, то прибор не­исправен.

5. Выполнение работы.

1. Измерьте мощность дозы гамма-излуче­ния в точках, ука­занных преподавателем. Для этого:

— убедитесь, закрыта ли задняя крышка прибора, при необходимости плотно закройте ее и зафиксируйте фиксато­ром;

— для работы в режиме «Поиск» переведите переключа­тель режима работы в положение «1» (крайнее правое поло­жение);

— кратковременно нажмите на кнопку ПУСК. Прибор начнет отсчет импульсов, число которых инди­цируется на цифровом табло. Через каждые 10 импульсов прибор будет подавать звуковой сигнал. При естественном фоновом излучении прибор должен подавать 1–6 звуковых сигналов в минуту. С увеличением мощности экспозиционной дозы гамма-излучения пропорционально возрастает частота подачи звуковых сигналов;

— для работы в режиме «Измер.» переведите переключа­тель режима работы в положение «МД» (крайнее левое поло­жение). Нажмите кнопку ПУСК. При этом на цифровом табло должно появиться «0. 0. 0. 0.» и начаться отсчет импульсов. Через 20 с измерение закончится, что будет сопровож­даться звуковым сигналом, а на цифровом табло появится результат в миллирентгенах в час;

— для повторного измерения необходимо снова нажать кнопку ПУСК.

Результаты запишите в журнал.

2. Измерьте плотность потока бета-излу­чения с загрязненных поверхностей. Для этого:

— проверьте, закрыта ли задняя крышка прибора, при необходимости плотно закройте ее;

— переведите переключатель режима работы в положение «МД» и включите прибор;

— поднесите прибор плоскостью задней крышки к иссле­дуемой поверхности на расстояние 0,5–1 см и кратковремен­но нажмите кнопку ПУСК. Выполните измерение и запишите показания прибора ;

— откройте заднюю крышку прибора и выполните намерение аналогично предыдущему. Запишите пока­зание прибора.

6. Установка элементов питания.

После длительного хранения прибора, перед проведением поверки или при разряде элементов питания необходимо установить новые элементы питания. Для этого необходимо отвинтить пробку батарейного отсека, расположенную на нижней крышке прибора. Извлечь установленный комплект элементов питания. Соблюдая полярность, указанную около батарейного отсека, установить новые два элемента питания и завинтить пробку.

Следует помнить, что неправильное использование элементов питания может привести к преждевременному выходу их из строя. Не допускается смешанное использование новых и старых элементов питания.

Задание:

1) Внимательно изучите инструкцию по работе с дозиметром и запишите в тетради:

а) каков порядок подготовки его к работе

б) какие виды ионизирующих излучений он измеряет

в) в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения

г) какова длительность цикла измерения

д) какова относительная погрешность

е) каков порядок контроля и замены внутреннего источника питания

ж) каково расположение и назначение органов управления работой прибора

2)

№ опыта	1	2	3	4	5	6	7	8
Мощность дозы фонового излучения мкР/ч	16,8	14,2	1,7	3,3	20,9	9,8	17,5	15,3

3) Вычислите среднее значение радиационного фона.

P = (a1 + a2 + … an) / n

4) Сравните полученное среднее значение фона с естественным радиационным фоном,принятым за норму (0,15 мкЗв/ч или 2-3 мЗв/год ).

1 микрорентген в час [мкР/ч] = 0,01 микрозиверты в час [мкЗв/час].

Микрозиверт в час (мкЗв/час) — производная единица Международной системы единиц (СИ) для измерения мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения.
Для измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ) используется зиверт (Зв). 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Поэтому через другие единицы СИ зиверт можно выразить как 1 Зв = 1 Дж/кг. Следовательно, 1 Дж/кг·с = 1 Зв/с = 3,6 * 10⁷ мкЗв/час. 1 микрозиверты в час [мкЗв/час] = 8,766 миллизиверты в год [мЗв/год].

Миллизиверт в год (мЗв/год) — производная единица Международной системы единиц (СИ) для измерения мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения.
Для измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ) используется зиверт (Зв). 1 зиверт — это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Поэтому через другие единицы СИ зиверт можно выразить как 1 Зв = 1 Дж/кг. Следовательно, 1 Дж/кг·с = 1 Зв/с = 3,15576 * 10¹⁰ мЗв/год.

5) Вычислите, какую дозу ионизирующих излучений получит человек в течение года, если среднее значение радиационного фона на протяжении года изменяться не будет. Сопоставьте ее со значением, безопасным для здоровья человека. !!!! ПЕРЕВЕДИТЕ мкР/ч В мкЗв/ч !!!!!!

Опасность для здоровья, вызванная радиацией

Мощность дозы излучения, мкЗв/ч	Опасно для здоровья
10 000 000	Смертельно опасно: недостаточность органов и смерть в течение нескольких часов
1 000 000	Очень опасно для здоровья: рвота
100 000	Очень опасно для здоровья: радиоактивное отравление
1 000	Очень опасно: немедленно покиньте зараженную зону!
100	Очень опасно: повышенный риск для здоровья!
20	Очень опасно: опасность лучевой болезни!
10	Опасно: немедленно покиньте эту зону!
5	Опасно: как можно быстрее покиньте эту зону!
2	Повышенный риск: необходимо принять меры безопасности, например в самолете на крейсерских высотах
1	Безопасно: только для кратковременного нахождения в зоне, например в самолете при посадке или на взлете
0,5	Безопасно: можно жить в этой зоне долго или не очень долго, например, в здании со стенами из гранита
	Безопасно: уровень радиации в норме

6) Ответьте на вопросы.
Что является источником естественного радиационного фона?
Если измерять естественный радиационный фон в том же месте через минуту, его численное значение может отличаться от предыдущего значения. Почему?
Каковы численные значения нормального естественного радиационного фона?

СФОРМУЛИРУЙТЕ ОБЩИЙ ВЫВОД ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ!!!

9

2. Внимательно изучите инструкцию по работе с дозиметром и определите:
а) каков порядок подготовки его к работе;
б) какие виды ионизирующих излучений он измеряет;
в) в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения;
г) какова длительность цикла измерения;
д) каковы границы абсолютной погрешности измерения;
е) каков порядок контроля и замены внутреннего источника питания;
ж) каково расположение и назначение органов управления работой прибора.
3. Произведите внешний осмотр прибора и его пробное включение.
4. Убедитесь, что дозиметр находится в рабочем состоянии.
5. Подготовьте прибор для измерения мощности дозы излучения.
6. Измерьте 2-3 раза уровень радиационного фона, записывая каждый раз показание дозиметра в таблицу.

N/N Величины Д(мкР/ч) Среднее значение Д(мкР/ч)
1.
2.
3.

7. Вычислите среднее значение радиационного фона.
8. Вычислите, какую дозу ионизирующих излучений получит человек в течение года, если среднее значение радиационного фона на протяжении года изменяться не будет. Сопоставьте ее со значением, безопасным для здоровья человека.
9. Сравните полученное среднее значение фона с естественным радиационным фоном, принятым за норму, – 0,15 мкЗв/ч..

Исследовательская работа учащейся 9 класса.

Цель работы: выяснить принцип работы счетчика Гейгера.

Задачи: 1. Измерить радиационный фон у электрических бытовых приборов.

 2. Узнать, несёт ли опасность долговременное времяпровождение рядом с источниками бытовой радиации.

План:

1.Что такое радиоактивность?

2.Разновидности радиоактивного излучения.

3.История открытия радиоактивного излучения.

4. Воздействие радиоактивного излучения на живые организмы и ткани.

5. Изобретение счетчика Гейгера.

6. Принцип обнаружения радиоактивных частиц.

7. «Бытовая» радиация и её влияние.

8. Насколько много времени школьники проводят с мобильными устройствами?

9. Фоновая радиация и ее уровень.

10. Стоит ли опасаться радиации?

11. Заключение.

12.Источники информации.

13. Фотографии счетчика Гейгера-Мюллера, собранного в ходе исследовательской работы.

1.        Что такое радиоактивность?

Радиоактивность — способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов элементарных частиц и большого количества энергии. Ядро, испытывающее радиоактивный распад, и ядро, возникающее в результате этого распада, называют соответственно материнским и дочерним ядрами. Способность к распаду напрямую зависит от состояния атома. Так называемое «стабильное» или нерадиоактивное ядро свойственно не распадающимся атомам. В теории наблюдение за такими элементами можно вести до бесконечности, чтобы окончательно убедиться в их стабильности.

2.       Разновидности радиоактивного излучения.

Частицы, которые образуются при распаде ядер элементов, могут по-разному взаимодействовать с окружающей средой. Такая связь находится в зависимости от массы, заряда, энергии частиц.

Существует несколько видов радиоактивного излучения. Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назвали альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом. Также встречается гамма-излучение, испускающее гамма-кванты.

Альфа-распад.

Альфа-распад представляет собой испускание 2 протонов и 2 нейтронов, связанных вместе (эквивалент атома гелия-4). Частица образуется тогда, когда она отрывается от атомного ядра. Альфа-частицы выходят из ядра со скоростью до 20 тысяч км/сек. Поскольку у неё нет отрицательно заряженных электронов, альфа частицы правильнее будет назвать ионами. Они представляют собой форму ионизирующего излучения (т. е. превращают молекулы в ионы). «Забирая электроны» из своего окружения, альфа-частицы этим самым превращают атомы в другие ионы.

Следовательно в больших дозах это может вызвать серьезное повреждение клеток тканей живых организмов. В конечном счете частица забирает несколько электронов за счёт внешней среды и становится атомом гелия.

Проникающая способность альфа-распада около 3-11 см. Быстро теряет энергию, поэтому при внешнем облучении риск проникновения радионуклидов довольно мал. Это связано с тем, что альфа-частицы имеют больший размер, чем, например, при бета-распаде. Альфа-излучение полностью задерживаются плотным листом бумаги и даже человеческой одеждой. Опасность возникает только при внутреннем облучении. Чтобы избежать его, используются средства индивидуальной защиты. К ним относятся спецодежда (комбинезоны, шлемы из молескина), пластиковые фартуки, нарукавники, резиновые перчатки, специальная обувь. Для защиты глаз применяются щитки из оргстекла, также используются дерматологические средства (пасты, мази, кремы), респираторы.

Формула альфа-распада:

Где А – массовое число, Z – зарядовое число. Х является родительским изотопом (исходным), а Y — элемент, полученный в результате альфа-распада.

В ходе распада зарядовое число элемента уменьшается на 2, а массовое – на 4.

Пример альфа-распада урана-238.

.

Так, например, при альфа-распаде урана всегда образуется торий, при альфа-распаде тория – радий, при распаде радия – радон, затем полоний и наконец – свинец. При этом из конкретного изотопа урана-238 образуется торий-234, затем радий-230, радон-226 и т. д.

Где встречается альфа-излучение?

Альфа-излучения чаще всего встречаются на производстве по добыче или переработке урана, добыче радиевых руд, проведения экспериментов по ускорению частиц. Опасность представляют только при проглатывании. Радон-222 накапливается в виде газа в непроветриваемых подвалах. Полоний-210 содержится в табачном дыме.

Бета-распад.

Бета-распад – испускание ядром электрона (или позитрона). Либо захват электрона с соответствующим изменением атомного номера ядра на единицу. Бета-распад делится на 2 вида: β+ и β- распад.

При β- распаде ядро распадается на электрон и протон, а также антинейтрино (элементарную частицу, часто её весом пренебрегают, поскольку он слишком мал)

При β+ распаде ядро распадается на нейтрон и позитрон, а также крошечную элементарную частицу — нейтрино. Процесс Бета-распада является наиболее распространённым видом радиоактивности и имеет место во всех областях масс ядер – от лёгких (H3) до тяжёлых.

β- распад*

Где А – массовое число, Z – зарядовое число. Х является родительским изотопом (исходным), а Y — элемент, полученный в результате бета-распада.

Массой антинейтрино можно пренебречь*

Пример β- распада кобальта-60

В результате из родительского изотопа кобальта-60 образуется никель.

β+ распад*

При β+ распаде зарядовое число изменяется на 1, а массовое число остается неизменным.

Массой нейтрино можно пренебречь*

Пример β+ распада натрия-22 до неона.

Где встречается бета-излучение?

В природе не существует радиоактивных источников, излучающих исключительно бета-частицы. Бета-излучение, как правило, один из многочисленных компонентов радиации, которая просачивается из недр земли или приходит из космоса. К этим источникам бета-излучения относятся криптон и прометий.

При наличии злокачественных новообразований применяется внутриполостная или внутритканевая методика бета-терапии.

Гамма- излучение.

Гамма- излучение – самопроизвольное испускание ядром гамма-квантов (коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны < 0,1 нм, которое появляется при распаде радиоактивных ядер). Причиной гамма-излучения может быть предшествующий бета-распад.

Гамма-излучение представляет собой поток фотонов, имеющих высокую энергию. Радиация гамма спектра обладает наибольшей проникающей способностью. Для того чтобы её задержать нужна свинцовая пластина толщиной не менее 5 см. Гамма-излучение можно сравнить с микроскопическими пулями, которые пробивают клетки тканей и проходят тело насквозь. Из-за этого радиация гамма спектра признана наиболее опасной.

3.                     История открытия радиоактивного излучения.

Истории известны такие случаи, когда великие идеи приходили ученым совершенно случайно. Это можно отнести и к французскому физику Анри Беккерелю, осуществившему в 1896 году открытие радиоактивности. Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, предложенную ранее В. Рентгеном, Беккерель взял фотографическую пластину, обернул ее черной пленкой, сверху положил покрытый солью урана медный крестик и поставил на солнце. Спустя некоторое время он проявил пленку. Оказалось, что она почернела именно в тех местах, где находился крестик. Как оказалось, впоследствии солнце не являлось причиной свечения урана, поскольку тот же процесс происходил и в темноте. Это свидетельствовало о том, что уран – радиоактивный элемент.

Данное открытие подтолкнуло Анри к детальному изучению спонтанного испускания ядерного излучения. В последующие месяцы биографии он продолжил усиленно трудиться в лаборатории, пытаясь как можно глубже понять природу своего открытия.

В результате Беккерель заключил, что проникающее излучение распространялось непосредственно от урана, без необходимости задействования внешних источников энергии. В 1896 г. он стал автором нескольких научных работ, касавшихся радиоактивности.

Позднее Беккерель совершил очередное «случайное» открытие мирового масштаба. Весной 1902 г. он готовился к лекции, для которой ему был нужен радиоактивный материал. Поместив пробирку с хлоридом радия в карман пиджака, Антуан пошел читать лекцию. На следующее утро он заметил на своем теле ярко выраженное покраснение. Оно располагалось именно в том месте, где была пробирка. Стоит отметить, что позднее красное пятно переросло в язву. Любопытно, что язва не заживала около 2-х месяцев, доставив мужчине немало хлопот. Именно таким образом, впервые в истории было открыто и доказано биологическое влияние радиоактивности.

После открытия радиоактивности ученый прожил недолго. Антуан Беккерель умер 25 августа 1908 г. в возрасте 55 лет. Точная причина его смерти неизвестна. Сообщалось, что «у него появились серьезные ожоги на коже, возможно, по причине обращения с радиоактивными материалами».

Исследования Мари и Пьера Кюри.

Открытие радия было серьезным испытанием. Коррозионные кислоты, сильные щелочи и тяжелый труд – вот что требовалось супругам Кюри для выделения крошечных частиц радия. Они работали с одним типом руды, которая называется уранит. Ее специально доставили для исследований из Рудных гор, находящихся на границе Германии и Чехии. Университет смог выделить им для исследований лишь заброшенный сарай неподалеку от здания факультета химии и физики. Там было холодно и сыро, и в этих кошмарных условиях Пьер и Мари перерабатывали, фильтровали, очищали и тщательно исследовали руду, чтобы найти радий. В итоге труды не пропали даром: великое открытие было сделано. Информация о нем, напечатанная в газетах накануне Рождества, была такова: «Новое радиоактивное вещество определенно содержит некоторое количество бария. Несмотря на это, его радиоактивность полностью подтверждена, и она является очень высокой».

Новый элемент, получивший название радий, что значит «светящийся, излучающий», в миллион раз радиоактивнее, чем уран. Его излучение настолько велико, что придает ему легкое голубоватое свечение. Но супругам Кюри потребовалось еще три года, чтобы получить чистые соли этого элемента. Им необходимо было переработать не менее тонны урановых руд, чтобы изолировать хотя бы одну десятую грамма дихлорида радия. За свою работу они в 1903 году получили Нобелевскую премию по физике, разделив эту честь с Беккерелем.

4.                     Воздействие радиоактивного излучения на живые организмы.

Влияние радиации на организм напрямую зависит от интенсивности выделения радиации и от продолжительности нахождения в ее поле действия. Обнаружить ионизирующее излучение можно только с помощью датчика радиации, так как она не выявляется органами чувств. Она исходит от Солнца, её несут космические лучи, погружая города на большей высоте в больший уровень фоновой радиации. Все живые ткани в той или иной степени радиоактивны, поскольку содержат в себе небольшое количество изотопа калия -40

В фоновых значениях излучение безопасно и существует везде на планете. Опасность для живых организмов представляет лишь ионизирующая радиация (как при аварии на ЧАЭС или трагедии в Хиросиме).

 Ионизирующее излучение — это вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц (нейтроны, бета или альфа). Спонтанный распад атомов называется радиоактивностью, а избыток возникающей при этом энергии является формой ионизирующего излучения. Внешнее радиоактивное заражение может возникнуть, когда радиоактивный материал в воздухе (пыль, жидкость, аэрозоли) оседает на кожу или одежду. Такой радиоактивный материал часто можно удалить с тела простым мытьем.

Воздействие ионизирующего излучения может также произойти в результате внешнего излучения из соответствующего внешнего источника (например, такое как воздействие радиации, излучаемой медицинским рентгеновским оборудованием). Внешнее облучение прекращается в том случае, когда источник излучения закрыт, или когда человек выходит за пределы поля излучения.

При повышенном воздействии в первую очередь страдают кровеносная и половая системы, разрушаются слизистые оболочки. Иногда наблюдается повреждение ДНК. Наиболее частым симптомом лучевой болезни является лейкоз (рак крови), рак щитовидной железы (из-за выброса йода-131, который накапливается и поражает секреторный эпителий). Также при лучевой болезни характерны выпадение волос, тошнота, рвота, обильные кровотечения, после чего наступает разрушение иммунной системы и костного мозга, а затем смерть. Тяжелые последствия объясняются тем, что при проникновении радиации в организм, происходит возбуждение атомов, изменяется структура молекул и живые клетки уже не могут функционировать в нормальном режиме, вызывая различные патологии в человеческом организме.

Причинами повреждений являются свободные радикалы – частицы, содержащие 1 или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке.

Мутации по большей части проявляются впоследствии нескольких лет, намного реже проявляются почти сразу. Они изучены недостаточно, поскольку могут не проявляться даже спустя десятилетие. А рецессивные мутации проявляются и вовсе через поколение.

5.                     Изобретение счетчика Гейгера.

Физик Ганс Гейгер, который работал в лаборатории Эрнста Резерфорда, в 1908 году предложил принцип работы счетчика «заряженных частиц» для развития уже известной ионизационной камеры, которая представляла собой электрический конденсатор, внутри которого находился газ при небольшом давлении. Ей пользовался еще Пьером Кюри с 1895 года для изучения электрических свойств газов. У Гейгера возникла идея использовать ее для обнаружения ионизирующих излучений.

В 1928 году Вальтер Мюллер, под руководством Ганса, создает несколько типов счетчиков, созданных для регистрации различных ионизирующих частиц. Создание счетчиков было крайне важно, так как невозможно было продолжать исследование радиоактивных материалов, поскольку физика, как экспериментальная наука, немыслима без измерительных приборов. Гейгер и Мюллер упорно работали над созданием счетчиков, чувствительных ко всем из открытых к тому времени типов излучений: α, β и γ. Счетчик Гейгера оказался простым, надежным, и главное дешевым и практичным счетчиком радиационного излучения. Хотя он не был самым точным инструментом для изучения отдельных видов частиц или излучений, но отлично подходит в качестве прибора для общего измерения интенсивности ионизирующих излучений. А вместе с другими приборами используется физиками и для более точных измерений при экспериментах.

6.                      Принцип обнаружения радиоактивных частиц.

Основан на ударной ионизации газовой среды радиоактивными веществами. Устройство состоит из герметичного металлического баллона, в котором находится инертный газ (неон или аргон). Внутри прикреплены электроны – катод и анод. Для облегчения обнаружения радиоактивных частиц внутри создается пониженное давление. Электроды подключаются к источнику постоянного тока.

Когда заряженная частица сталкивается с корпусом, она выбивает электроны. Они стремятся к аноду, на своём пути ионизируют молекулы газа (т. е. выбивают вторичные электроны). Количество электронов нарастает лавинообразно, что приводит к образованию разряда между катодом и анодом. Этот разряд запускает детекторную часть системы (например, пьезоизлучатель) и мы слышим щелчок. По их количеству на единицу времени можно судить о дозе радиоактивного излучения.

Средние показатели:

Естественный фон — 8-20 мкРн/час в среднем, это 16-40 имп /мин или 1 импульс в 1,5-4 сек.

Повышенный, но допустимый — 20-35 мкРн/час, это 40-70 имп/мин или 1 импульс в 1-1,5 сек.

Максимально допустимый — 60-80 мкРн/час, это 120-140 имп/мин или 2 импульса в сек.

Опасный — более 100 мкРн/час, это 200 и более имп/мин или 3 и более импульса в сек.

7.                      «Бытовая» радиация и её влияние.

Вопреки распространенному мнению телефон не является первым в списке наиболее радиоактивных предметов, нас окружающих. Но известно одно, чрезмерное воздействие таких излучений пойдут во вред. Они отрицательно влияют на центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, провоцируют частые головные боли.

Наиболее опасными оказались электроплиты, фон повышен до 30 мкРн/час – это практически предельно допустимое значение, поэтому не стоит долгое время находиться около конфорок, на которых Вы готовите.

Дальше по списку следуют микроволновая печь и утюг. Значения колеблются от 17 до 20 мкРн/час.

Замыкает список лидеров – мобильный телефон.

При минимальном заряде фон доходит примерно до 14 мкРн/ час.

С полным или 50% зарядом значения не превышают 10 мкРн/час.

8. Фоновая радиация и ее уровень.

Фоновые значения присутствуют в любой точке планеты и опасаться их не стоит. В России допустимые фоновые значения регламентируются.

С помощью счетчика Гейгера были проведены измерения в пределах территории школы №12.

9.                  Стоит ли опасаться радиации?

Вполне нормально опасаться за свое здоровье, которое вполне может подорвать то, что не увидишь глазами и не почувствуешь. Но гораздо важнее понимать, что из себя представляет радиация. Каждый слышал байки об ужасной невидимой опасности, которая подстерегает нас чуть ли не везде. Тема окутана колоссальным количеством мифов и страхов. Из-за атомных бомб и АЭС радиация ассоциируется с правительственными бункерами, секретными лабораториями, лучевой болезнью и смертью. Но проведенные замеры и исследования доказывают, что бытовая радиация существует, не принося серьёзной опасности для здоровья, а тем более для жизни. Выгода использования АЭС связана с ограниченностью и постоянным ростом стоимости топлива для ТЭС, меньшими радиоактивными и значительно более низкими химическими загрязнениями окружающей среды. Более выгодно и экологично использовать АЭС, чем дальше развивать угольную энергетику. Радиофобия связана с незнанием свойств радиации и причинах возникновения. Следует понимать, что за атомной энергетикой и прочими технологиями стоит будущее.

10.  Насколько много времени школьники проводят с мобильными устройствами?

Суммарное безопасное время использования мобильных гаджетов составляет около 2-3 часов. Следует отметить, что перерывы следует делать каждые 15-20 минут.

По данным проведенного среди школьников опроса большинство проводит с мобильными устройствами намного больше, чем рекомендуется.

Результаты опроса:

Однозначный вывод о точном количестве времени, которое школьники проводят с мобильными устройствами, сделать сложно. Но сказать одно можно точно, лишь 20% опрошенных придерживаются установленной нормы.

Следует отметить, что регулярное воздействие в течение длительного времени (т. е. более 3 часов) влечет за собой неблагоприятные последствия для здоровья. Наиболее распространенными последствиями являются частые головные боли и нарушение внимания. По итогам масштабных исследований ВОЗ у данных лиц повышается риск возникновения онкологических заболеваний почти в 1.5 раз.

Из-за роста темпов цифровизации увеличивается и количество времени, проводимого с гаджетами, поскольку большинство необходимых ресурсов стали предоставляться в электронном виде. Это является наиболее значимой причиной возникновения близорукости и мигрени.

Заключение

Разумное отношение к радиации и её дозам необходимо каждому. Это поможет, как и избежать радиофобии, так и искоренить пренебрежительное отношение к своей безопасности, во избежание пагубного воздействия на здоровье.

Радиоактивность играет большую роль в нашей жизни, поэтому стоит понимать принцип её действия, преимущества её использования в некоторых сферах жизни, а также её нежелательное возникновение и способы минимизировать дозу, полученную в быту.

В заключение исследования удалось определить уровень радиации в бытовых условиях и выяснить, что она не превышает установленных норм.

Фотографии счетчика Гейгера-Мюллера, собранного в ходе исследовательской работы.

Рисунок 1 Счетчик Гейгера-Мюллера.

Рисунок 2 Счетчик Гейгера во время измерений.

 

Рисунок 3 Процесс сборки.

 

Источники:

https://ru.wikipedia.org – Википедия на русском языке.

Издательство «Советская энциклопедия» А. П. Александров, А. А. Арзумян, А. В. Арциховский изд. 1961 года – Краткая химическая энциклопедия.

Midnight in Chernobyl. The untold story of the world’s greatest nuclear disaster. изд. 2020 года– Адам Хиггинботам.

http://www.hintfox.com/article/radiatsija—proshloe—nastojaschee—bydyschee.html — Прошлое,  настоящее и будущее радиации.