Rayonnement domestique faible
Dans cet article, je souhaite partager mes recherches sur le sujet des faibles sources de rayonnement que l'on retrouve dans la vie quotidienne. Je ne considérerai aucun type exotique de produits en verre d'uranium , d'instruments avec de la peinture radioluminescente à l'échelle et de détecteurs de fumée à ionisation . Il s'agira des plats, matériaux de construction et produits alimentaires les plus courants, dont la radioactivité faible et non dangereuse peut être détectée par un simple dosimètre domestique.Le sujet des radiations m'a intéressé après avoir lu un article sur un porte-clés Geiger . Comme indiqué à juste titre dans les commentaires KbRadar, le trousseau est un dispositif de signalisation des dangers, et non un dispositif de recherche pour comparer la puissance de rayonnement de fond à différents endroits. Par conséquent, je voulais obtenir un dosimètre-radiomètre simple avec un écran. J'ai écrit au Dadget et commandé un dosimètre Defender SOEKS pour examen . Il s'est avéré que l'appareil était déjà arrêté , et j'ai obtenu la dernière copie disponible. Par conséquent, dans l'article, je ne décrirai pas en détail ce gadget particulier, mais ne donnerai que les résultats des études menées avec son aide.Tout d'abord, je voulais vérifier l'exactitude des lectures de l'instrument. Pour une raison quelconque, ils ne mettent pas de source de contrôle dans le kit pour les dosimètres domestiques (contrairement aux produits industriels et militaires), alors j'ai commencé à chercher un deuxième appareil avec lequel comparer les lectures. Dans une ruelle voisine, il y avait une horloge de rue avec une indication du fond de rayonnement:
Au même endroit, mon dosimètre a montré ceci:
comme cent rayons X correspondent à un sievert , les lectures convergent presque.Mon dosimètre utilise le bon vieux capteur de rayonnement bêta SBM-20 fabriqué par Electrokhimpribor.
Ce capteur est un compteur Geiger-Muller.ne réagit pas à l'alpha et à la bêta molle (ces types de rayonnement ne pénètrent pas dans son enveloppe métallique). Néanmoins, il est dix fois plus sensible que le SBM-21 utilisé dans le porte-clés ci-dessus en raison de sa taille.
Type de compteur
|
Intervalle de fonctionnement
U, V
|
Pente de la plaque,
% / V
|
MED,
max R / h
|
Sensibilité,
imp / s à 1 μR / s
|
Diamètre, D, mm;
Longueur, L, mm
|
|---|
SBM-20
|
350 - 475
|
0,1
|
0,1 (p / s)
|
60 - 75
|
D = 11 L = 108
|
SBM-21
|
350 - 475
|
0,15
|
0,25 (p / s)
|
6,5 - 9,5
|
D = 6 L = 21
|
D'après ce tableau ( extrait du site d'Elektrokhimpribor ), on peut voir que le SBM-20 détectera au moins 15 impulsions par minute avec un fond naturel de 15 μR / h et SBM-21 - seulement 1-2 impulsions. En quelques minutes de mesures avec le SBM-20, vous pouvez rassembler suffisamment de statistiques pour montrer une valeur plus ou moins fiable d'un fond de rayonnement faible.Potassium 40
L'un des isotopes naturels du potassium, 40 K , est radioactif. Puisqu'il est chimiquement indiscernable du potassium stable ordinaire, avec le potassium stable, il participe au métabolisme des organismes vivants et fait partie de nombreux minéraux. Chaque seconde, plusieurs milliers de désintégrations bêta de 40 K se produisent dans votre corps :
De plus, avec une probabilité de 12%, un noyau de 40 K peut capturer un électron et se transformer en 40 Ar avec l'émission d'un quantum γ.
La méthode de géochronologie nucléaire potassium-argon est basée sur cette réaction .La cendre de bois contient de la potasse (carbonate de potassium, K 2 CO 3) Sur la photo ci-dessous, le comptoir repose dans un seau de cendres laissé par la préparation du barbecue. Pour faire la différence avec le fond naturel de 0,12 μSv / h, le dosimètre a dû être enterré dans les cendres.
Remarque: Si l'objectif est d'obtenir une valeur numérique précise de l'arrière-plan, le dosimètre ne doit pas être conservé à proximité immédiate du sujet étudié. Dans mon cas, la tâche était différente - détecter le fait même de la présence d'un petit arrière-plan supplémentaire.La cendre de l'herbe brûlante contient plus de potasse que le bois, avec elle les différences seraient plus visibles. Les résidents d'été utilisent souvent des cendres au lieu d'engrais de potasse fabriqués en usine, qui font également de la fontaine en raison de la présence de l'isotope 40 K.Dans la fabrication du verre cristal, la même potasse ou oxyde de potassium peut être ajouté au mélange. Par conséquent, vous pouvez trouver de la verrerie en cristal légèrement radioactive. J'ai essayé un tas de vases et de verres à vin et seulement à l'intérieur de cette chope de bière, j'ai remarqué de légères déviations par rapport à l'arrière-plan.
Il convient de noter que la mesure de la radioactivité des objets n'a de sens que si vous mesurez également l'arrière-plan naturel à proximité et regardez la différence. Ici, vous pouvez voir que l'arrière-plan est plus petit de la tasse.
On trouve beaucoup de potassium dans les bananes. Une banane est même utilisée comme unité de dose de rayonnement comique (voir équivalent banane ). La différence de fond à l'intérieur de la boîte avec des bananes et à un mètre de distance est très faible, mais toujours détectée.
Pour détecter de manière fiable de si petites différences en arrière-plan, vous devez consacrer beaucoup de temps aux mesures, car l'erreur SBM-20 peut atteindre 30%. Le dosimètre met à jour l'affichage toutes les dix secondes. Pendant chaque mesure, la barre verte sur le côté gauche de l'écran est remplie. A chaque nouvelle mesure, la valeur moyenne de toutes les modifications précédentes est affichée à l'écran et donc la précision est augmentée. Pour indiquer la précision, il y a une barre jaune qui grandit à chaque mesure et est complètement remplie en deux minutes - l'instruction indique qu'une précision suffisante est obtenue avec son remplissage maximal. Afin de répondre aux changements de l'arrière-plan, la logique de l'appareil contient une réinitialisation des mesures précédentes lorsque l'arrière-plan change trois fois. Dans mes expériences, il n'y a jamais eu de différence aussi importante,et je n'ai rien trouvé de mieux que d'éteindre et de rallumer le dosimètre entre les mesures.Pour corriger de manière fiable la présence d'une différence de fond, j'ai répété plusieurs fois l'expérience avec les bananes. Dans chaque approche, j'ai mesuré deux valeurs de fond - à l'intérieur de la boîte et à côté du compteur. Naturellement, les chiffres flottaient un peu, mais dans la boîte à bananes, l'arrière-plan était toujours un peu plus élevé.Uranus et Thorium
Ces éléments sont principalement mémorisés lorsqu'ils parlent de sources naturelles de rayonnement. Le granit naturel peut contenir à la fois des traces d'uranium et de thorium, bien que leur quantité dépende fortement du gisement. Dans le parc, j'ai trouvé un tel pavé de granit décoratif, dont l'arrière-plan à la surface est deux fois plus élevé que l'arrière-plan à quelques mètres.
Les carreaux de granit, allant au revêtement des bâtiments et des monuments, peuvent également fonit. J'ai dû contourner de nombreux candidats jusqu'à ce que je découvre une double déviation par rapport à l'arrière-plan, qui était à l'époque de 0,12 µSv / h:
la pierre concassée de granit est utilisée dans la construction, qui peut être ajoutée au béton ou saupoudrée sur la route. Le granit concassé est également utilisé dans les remblais ferroviaires. Sur la photo ci-dessous - Chemin de fer pour enfants de Novomoskovsk(voie étroite utilisée pour former les jeunes cheminots). Ici, les décombres sont bons, pas du tout fonit.
Aussi dans la construction peut être utilisé le laitier - un sous-produit de la production d'acier de haut fourneau. Parmi les résidents d'été soviétiques, ces parpaings à faible sonorité étaient populaires: d'
où venait l'uranium dans les scories? On le trouve dans le charbon, qui est brûlé dans un haut fourneau. Par conséquent, les usines métallurgiques et les centrales thermiques augmentent non seulement le niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, mais créent également une contamination radioactive. Vivre près d'une centrale thermique peut être plus nocif que près d'une centrale nucléaire (tant que celle-ci fonctionne normalement). Une partie de l'uranium reste dans les scories à partir desquelles ils fabriquent de la pierre concassée bon marché et les saupoudrent de traces.
La piste est légèrement fonit.
Les isotopes naturels de l'uranium et du thorium n'émettent que des particules α qui ne peuvent pas pénétrer dans le contre-corps. Le compteur réagit aux produits de désintégration β-actifs (voir Série radioactive ).Radon
Le radon est un gaz inerte radioactif, sept fois plus lourd que l'air. Il ne possède pas d'isotopes stables, le plus long d'entre eux, 222 Rn , a une demi-vie légèrement inférieure à quatre jours. Les réserves naturelles de radon en décomposition sont continuellement reconstituées en raison de la désintégration α du radium dans la croûte terrestre.
En raison de leur inertie, les atomes de radon quittent facilement le réseau cristallin du minéral dans lequel ils se sont formés. À travers les fissures et les pores, le gaz remonte à la surface et pénètre dans l'atmosphère où il se dissipe sans causer de dommages. Une autre chose est que le radon ne sort pas à l'air libre, mais dans le volume clos du sous-sol du bâtiment. Si le sous-sol n'est pas ventilé, le radon s'accumulera. Le SBM-20 ne peut pas détecter directement le radon car ce gaz est sujet à la désintégration α:
Le noyau de polonium 218 Po résultant de cette désintégration se désintègre également avec le rayonnement d'une particule alpha: 218 Po → 214 Pb + 4 He. Mais les noyaux de plomb 214 Pb sont surchargés de neutrons et de désintégration émettant un rayonnement β qui "voit" le SBM-20. Il existe d'autres produits de désintégration (isotopes du polonium, du bismuth, du plomb, etc.) émettant non seulement des particules α mais aussi β.
En général, un équipement spécial est nécessaire pour mesurer avec précision l'activité du radon dans l'air. Avec un dosimètre domestique, vous ne pouvez qu'essayer de détecter le fait même de sa présence. À la recherche de radon, je suis descendu au sous-sol d'un immeuble ancien avec un sol en terre et mesuré le fond à une hauteur d'un mètre et demi (il s'élevait à 0,12 μSv / h). Au niveau du sol, l'arrière-plan n'était que légèrement plus élevé, et je pensais qu'il n'y avait pas de radon ici, mais j'ai remarqué qu'il y avait un grand trou d'environ un mètre de profondeur recouvert de planches dans le sol (il était autrefois utilisé pour stocker des pommes de terre). J'ai suggéré que le gaz lourd pourrait «s'écouler» à travers les espaces entre les planches et s'accumuler, car les planches interfèrent avec la ventilation de la fosse. Il s'est avéré être de 0,3 μSv / h au fond de la fosse.
J'ai enlevé les planches, aéré le sous-sol et répété les mesures:
Le fond a nettement diminué. Reste à essayer d'expliquer le résultat. Il semblerait qu'il ne devrait pas y avoir de changements après l'aération, car le dosimètre ne répond pas au radon lui-même, mais aux produits dérivés de sa désintégration - les métaux lourds. Néanmoins, l'expérience a montré la présence d'une différence de fond. Le diagramme ci-dessus montre que la plupart des isotopes métalliques formés vivent des minutes et des secondes et n'ont tout simplement pas le temps de se déposer sur le sol. Les atomes des produits de désintégration fille se condensent sur les plus petites particules de poussière suspendues dans l'air, les rendant radioactives. L'aération vous permet de vous débarrasser partiellement de cette poussière.De plus, un peu de radon peut pénétrer dans nos maisons avec du gaz naturel et de l'eau artésienne. Ventilez plus souvent, car malgré le fait que les particules α ne pénètrent pas dans la peau, le radon et ses produits de décomposition pénètrent dans les poumons lors de la respiration. Là, ils ne seront plus aussi inoffensifs.Documents supplémentaires sur le sujet
En plus des nombreux liens vers des articles Wikipédia que j'ai publiés dans le texte ci-dessus, je peux recommander les matériaux intéressants suivants.Mise à jour: Lorsque l'article était déjà prêt, Dadget a annoncé qu'un nouveau modèle du même fabricant, Ecotexter 2 SOEKS, était en vente . Il s'agit d'un appareil combiné deux en un: dosimètre + compteur de nitrate. L'appareil peut mesurer le fond de rayonnement avec le compteur Geiger intégré SBM-20, et peut également évaluer la teneur en nitrate dans les légumes et les fruits. En automne, lors d'une riche récolte, cela est particulièrement vrai. La fonctionnalité du compteur de nitrate est basée sur la mesure de la résistance électrique des produits avec une sonde. La société Dadget offre une remise de 10% sur Ecotexter 2 SOEKS à tous les lecteurs de Gictimes. Promocode GEEKT-SOEX2 effet 14 jours après la publication.Source: https://habr.com/ru/post/fr384119/
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