Geekly articles weekly

ضعف الإشعاع المنزلي



في هذه المقالة ، أريد مشاركة بحثي حول موضوع مصادر الإشعاع الضعيفة التي يمكن العثور عليها في الحياة اليومية. لن أفكر في أي نوع غريب من منتجات زجاج اليورانيوم ، والأدوات ذات الطلاء الإشعاعي المضيء على مقياس وكاشفات دخان التأين . سيكون عن الأطباق الأكثر شيوعًا ، ومواد البناء والمنتجات الغذائية ، والتي يمكن الكشف عن نشاطها الإشعاعي الضعيف وغير الخطر بواسطة جهاز قياس الجرعات المنزلية البسيط.

اهتمت بموضوع الإشعاع بعد قراءة مقال حول سلسلة مفاتيح جيجر . كما لوحظ بحق في التعليقات KbRadar، سلسلة المفاتيح هي جهاز إشارات الخطر ، وليس جهاز بحث لمقارنة طاقة إشعاع الخلفية في أماكن مختلفة. لذلك ، أردت الحصول على مقياس إشعاع بسيط لقياس الجرعات مع شاشة. كتبت إلى Dadget وطلبت قياس الجرعات المدافع SOEKS للمراجعة . اتضح أن الجهاز قد توقف بالفعل ، وحصلت على آخر نسخة متوفرة. لذلك ، في المقالة لن أصف بالتفصيل هذه الأداة المحددة ، ولكن فقط أعط نتائج الدراسات التي أجريت بمساعدة.

بادئ ذي بدء ، أردت التحقق من دقة قراءات الصك. لسبب ما ، لم يضعوا مصدر تحكم في مجموعة أجهزة قياس الجرعات المنزلية (على عكس المنتجات الصناعية والعسكرية) ، لذلك بدأت في البحث عن جهاز ثانٍ لمقارنة القراءات. في زقاق قريب ، كانت هناك ساعة شارع مع إشارة إلى خلفية الإشعاع:



في نفس المكان ، أظهر مقياس الجرعات الخاص بي هذا:



بما أن مائة من الأشعة السينية تتوافق مع غربال واحد ، فإن القراءات تتقارب تقريبًا.

يستخدم جهاز قياس الجرعات جهاز استشعار إشعاع بيتا القديم الجيد SBM-20 المصنوع بواسطة Electrokhimpribor.



هذا المستشعر عداد Geiger-Muller.غير مستجيب لألفا وبيتا لينة (هذه الأنواع من الإشعاع لا تخترق غلافها المعدني). ومع ذلك ، فهي أكثر حساسية بعشر مرات من SBM-21 المستخدمة في سلسلة المفاتيح أعلاه بسبب حجمها.


نوع العداد

فاصل التشغيل
U ، V

منحدر اللوحة ،
٪ / V

MED ،
الحد الأقصى R / ساعة

حساسية ،
عفريت / ثانية عند 1 μR / ثانية

القطر ، د ، مم ؛
الطول ، L ، مم

SBM-20

350 - 475

0.1

0.1 (ع / ق)

60-75

د = 11 لتر = 108

SBM-21

350 - 475

0.15

0.25 (ع / ث)

6.5 - 9.5

د = 6 لتر = 21


من هذا الجدول ( مأخوذ من موقع Elektrokhimpribor ) يمكن ملاحظة أن SBM-20 سيكتشف ما لا يقل عن 15 نبضة في الدقيقة مع خلفية طبيعية تبلغ 15 μR / h و SBM-21 - 1-2 نبضة فقط. في بضع دقائق من القياسات باستخدام SBM-20 ، يمكنك جمع إحصائيات كافية لإظهار قيمة أكثر أو أقل موثوقية لخلفية الإشعاع الضعيفة.

البوتاسيوم 40



واحد من نظائر البوتاسيوم التي تحدث بشكل طبيعي ، 40 ك ، مشعة. نظرًا لأنه لا يمكن تمييزه كيميائيًا عن البوتاسيوم المستقر العادي ، إلى جانب البوتاسيوم المستقر ، فإنه يشارك في عملية التمثيل الغذائي في الكائنات الحية وهو جزء من العديد من المعادن. في كل ثانية ، تحدث عدة آلاف من تحلل بيتا من 40 كلفن في جسمك :

صورة

بالإضافة إلى ذلك ، مع احتمال 12 ٪ ، يمكن لنواة 40 كلفن التقاط إلكترون وتتحول إلى 40 Ar مع انبعاث الكم γ.

صورة

تعتمد طريقة البوتاسيوم والأرجون في علم الجيولوجيا النووية على هذا التفاعل .

يحتوي رماد الخشب على البوتاس (كربونات البوتاسيوم ، ك 2 CO 3) في الصورة أدناه ، يكمن العداد في دلو من الرماد المتبقي من إعداد الشواء. لإحداث فرق مع الخلفية الطبيعية 0.12 vSv / h أكثر وضوحًا ، يجب دفن مقياس الجرعات في الرماد.



ملاحظة: إذا كان الهدف هو الحصول على قيمة عددية دقيقة للخلفية ، فيجب عدم الاحتفاظ بجهاز قياس الجرعات في المنطقة المجاورة مباشرة للموضوع محل الدراسة. في حالتي ، كانت المهمة مختلفة - للكشف عن حقيقة وجود خلفية إضافية صغيرة.

يحتوي الرماد من العشب المحترق على كمية من البوتاس أكثر من الخشب ، مع وجود اختلافات أكثر وضوحًا. غالبًا ما يستخدم سكان الصيف الرماد بدلاً من أسمدة البوتاس المصنوعة في المصنع ، والتي تعد أيضًا جرافتين بسبب وجود النظائر 40 ك.

في صناعة الزجاج البلوري ، يمكن إضافة نفس البوتاس أو أكسيد البوتاسيوم إلى الخليط. لذلك ، يمكنك العثور على الأواني الزجاجية البلورية المشعة قليلاً. جربت مجموعة من المزهريات وكؤوس النبيذ وفقط داخل هذا الكوب من البيرة لاحظت انحرافات طفيفة عن الخلفية.



تجدر الإشارة إلى أن قياس النشاط الإشعاعي للأشياء لا معنى له إلا إذا قمت أيضًا بقياس الخلفية الطبيعية القريبة ونظرت إلى الاختلاف. هنا يمكنك أن ترى أن الخلفية أصغر من الكوب.



يوجد الكثير من البوتاسيوم في الموز. يتم استخدام الموز حتى كوحدة جرعة إشعاعية هزلية (انظر مكافئ الموز ). اختلاف الخلفية داخل الصندوق مع الموز والمتر صغير جدًا ، ولكن لا يزال يتم اكتشافه.



لاكتشاف مثل هذه الاختلافات الصغيرة في الخلفية بشكل موثوق ، عليك قضاء الكثير من الوقت في القياسات ، لأن خطأ SBM-20 يمكن أن يصل إلى 30٪. يقوم جهاز قياس الجرعات بتحديث العرض كل عشر ثوانٍ. خلال كل قياس ، يتم تعبئة الشريط الأخضر على الجانب الأيسر من الشاشة. مع كل قياس جديد ، يتم عرض متوسط ​​قيمة جميع التغييرات السابقة على الشاشة وبالتالي يتم زيادة الدقة. للإشارة إلى الدقة ، هناك شريط أصفر ينمو مع كل قياس ويتم ملؤه بالكامل في دقيقتين - تقول التعليمات أنه تم تحقيق دقة كافية مع الحد الأقصى لملءه. من أجل الاستجابة للتغيرات في الخلفية ، يحتوي منطق الجهاز على إعادة تعيين القياسات السابقة عندما تتغير الخلفية ثلاث مرات. في تجاربي ، لم يكن هناك مثل هذا الاختلاف الهام ،ولم أتوصل إلى أي شيء أفضل من مجرد إيقاف تشغيل مقياس الجرعات وتشغيلها بين القياسات.

لإصلاح وجود اختلاف في الخلفية بشكل موثوق ، كررت التجربة مع الموز عدة مرات. في كل طريقة ، قمت بقياس قيمتين للخلفية - داخل الصندوق وبجوار المقياس. بطبيعة الحال ، كانت الأرقام عائمة قليلاً ، ولكن في صندوق الموز كانت الخلفية دائمًا أعلى قليلاً.

أورانوس و ثوريوم



يتم تذكر هذه العناصر في المقام الأول عندما تتحدث عن المصادر الطبيعية للإشعاع. يمكن أن يحتوي الجرانيت الطبيعي على كل من آثار اليورانيوم والثوريوم ، على الرغم من أن كميته تعتمد بشكل كبير على الرواسب. في الحديقة ، وجدت حصاة حجرية من الجرانيت المزخرفة ، خلفية على سطحها ضعف ارتفاع الخلفية على بعد بضعة أمتار.



يمكن أيضًا أن يتناسب بلاط الجرانيت ، الذي يصل إلى تكسية المباني والآثار. اضطررت إلى الالتفاف حول الكثير من المرشحين حتى وجدت انحرافًا مزدوجًا عن الخلفية ، والذي كان في ذلك الوقت 0.12 vSv / h:



يستخدم حجر الجرانيت المسحوق في البناء ، والذي يمكن إضافته إلى الخرسانة أو رشها على الطريق. يستخدم حجر الجرانيت المسحوق أيضًا في سدود السكك الحديدية. في الصورة أدناه - سكك حديد نوفوموسكوفسك للأطفال(مقياس ضيق يستخدم لتدريب عمال السكك الحديدية الشباب). هنا ، الأنقاض جيدة ، وليست جيدة على الإطلاق.



أيضا في البناء يمكن استخدام الخبث - منتج ثانوي لإنتاج الصلب فرن الانفجار. من بين سكان الصيف السوفياتي ، كانت مثل هذه الكتل الضعيفة ضعيفة الشعبية: من



أين جاء اليورانيوم في الخبث؟ تم العثور عليه في الفحم ، الذي يتم حرقه في فرن الانفجار. لذلك ، لا تزيد مصانع المعادن ومحطات الطاقة الحرارية من مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي فحسب ، بل تخلق أيضًا تلوثًا إشعاعيًا. يمكن أن يكون العيش بالقرب من محطة للطاقة الحرارية أكثر ضررًا مما هو بالقرب من محطة للطاقة النووية (طالما أن الأخيرة تعمل بشكل طبيعي). بعض من اليورانيوم يبقى في الخبث الذي يصنع منه مثل هذا الحجر المسحوق الرخيص ويرشهم بالمسارات.



المسار خاطئ قليلاً.



تنبعث النظائر الطبيعية لليورانيوم والثوريوم فقط من جسيمات ألفا التي لا يمكنها اختراق الجسم المضاد. يتفاعل العداد مع منتجات الاضمحلال active النشطة (انظرالصفوف المشعة ).

رادون



الرادون هو غاز خامل مشع أثقل سبع مرات من الهواء. ليس لديها نظائر مستقرة ، وأطولها عمرا ، 222 رن ، لها نصف عمر أقل قليلا من أربعة أيام. يتم تجديد الاحتياطيات الطبيعية من الرادون المتحلل باستمرار بسبب انحلال الراديوم في قشرة الأرض.

صورة

بسبب خمولها ، تترك ذرات الرادون بسهولة الشبكة البلورية للمعدن الذي تشكلت فيه. من خلال الشقوق والمسام ، يرتفع الغاز إلى السطح ويدخل الغلاف الجوي ، حيث يتبدد دون التسبب في الكثير من الضرر. شيء آخر هو إذا لم يخرج الرادون إلى العراء ، ولكن إلى الحجم المغلق من الطابق السفلي للمبنى. إذا لم يتم تهوية الطابق السفلي ، فسوف يتراكم الرادون. لا يمكن لـ SBM-20 الكشف عن الرادون مباشرة لأن هذا الغاز يخضع لتحلل α:

صورة

تتحلل نواة البولونيوم 218 Po الناشئة في هذا الاضمحلال أيضًا مع إشعاع جسيم ألفا: 218 Po → 214 Pb + 4 He. لكن النواة الرصاصية 214 Pb محملة بشكل زائد بالنيوترونات والإشعاع المنبعث من الإشعاع dec الذي "يرى" SBM-20. هناك منتجات اضمحلال أخرى (نظائر البولونيوم والبزموت والرصاص وما إلى ذلك) لا تنبعث منها جسيمات ألفا فحسب ، بل أيضًا.

صورة

بشكل عام ، هناك حاجة إلى معدات خاصة لقياس نشاط الرادون في الهواء بدقة. باستخدام مقياس الجرعات المنزلية ، يمكنك فقط محاولة اكتشاف حقيقة وجودها. بحثًا عن الرادون ، نزلت إلى الطابق السفلي من مبنى سكني قديم مع أرضية ترابية وقست الخلفية على ارتفاع متر ونصف المتر (بلغت 0.12 μSv / h). على مستوى الأرضية ، كانت الخلفية أعلى قليلاً فقط ، واعتقدت أنه لا يوجد رادون هنا ، ولكن لاحظت أنه كان هناك ثقب كبير حول متر مغطى بألواح في الأرضية (تم استخدامه مرة واحدة لتخزين البطاطس). اقترحت أن الغاز الثقيل يمكن أن "يفرغ" هناك من خلال الفجوات بين الألواح ويتراكم ، حيث تتداخل الألواح مع تهوية الحفرة. وتبين أن 0.3 μSv / h في قاع الحفرة.



أزلت الألواح وتهوية القبو وكرر القياسات:



انخفضت الخلفية بشكل ملحوظ. يبقى لمحاولة شرح النتيجة. يبدو أنه لا ينبغي أن يكون هناك أي تغييرات بعد البث ، لأن جهاز قياس الجرعات لا يستجيب للرادون نفسه ، ولكن للمنتجات ابنة من تحللها - المعادن الثقيلة. ومع ذلك ، أظهرت التجربة وجود اختلاف في الخلفية. يوضح الرسم البياني أعلاه أن معظم النظائر المعدنية المشكلة تعيش دقائق وثواني ، وببساطة ليس لديها وقت للاستقرار على الأرض. تتكثف ذرات منتجات اضمحلال الابنة على أصغر جزيئات الغبار المعلقة في الهواء ، مما يجعلها مشعة. يتيح لك التهوية التخلص جزئيًا من هذا الغبار.

أيضا ، يمكن أن يصل القليل من الرادون إلى منازلنا بالغاز الطبيعي والمياه الارتوازية. تهوية في كثير من الأحيان ، لأنه على الرغم من حقيقة أن جسيمات ألفا لا تخترق الجلد ، فإن الرادون ومنتجات اضمحلاله يدخل الرئتين عند التنفس. لن يكون هناك أي ضرر.

مواد إضافية حول الموضوع



بالإضافة إلى الروابط العديدة لمقالات ويكيبيديا التي نشرتها في النص أعلاه ، يمكنني أن أوصي بالمواد المثيرة للاهتمام التالية.


تحديث: عندما كانت المقالة جاهزة بالفعل ، جاءت الأخبار من Dadget بأن طرازًا جديدًا من نفس الشركة المصنعة ، Ecotexter 2 SOEKS ، كان معروضًا للبيع . هذا هو جهاز الجمع بين اثنين في واحد: مقياس الجرعات + متر النترات. يمكن للجهاز قياس الخلفية الإشعاعية باستخدام عداد جيجر المدمج SBM-20 ، ويمكنه أيضًا تقييم محتوى النترات في الخضار والفواكه. في الخريف ، خلال موسم الحصاد الغني ، هذا صحيح بشكل خاص. تعتمد وظيفة مقياس النترات على قياس المقاومة الكهربائية للمنتجات باستخدام مسبار. تقدم شركة Dadget خصمًا بنسبة 10 ٪ على Ecotexter 2 SOEKS لجميع قراء Gictimes. تأثير Promocode GEEKT-SOEX2 بعد 14 يومًا من النشر.

Source: https://habr.com/ru/post/ar384119/

More articles:


All Articles