Radiasi rumah tangga lemah
Pada artikel ini saya ingin membagikan penelitian saya tentang topik sumber radiasi lemah yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Saya tidak akan mempertimbangkan jenis eksotis produk kaca uranium , instrumen dengan cat radioluminescent pada skala dan detektor asap ionisasi . Ini akan menjadi tentang hidangan yang paling umum, bahan bangunan dan produk makanan, yang radioaktivitasnya lemah dan tidak berbahaya dapat dideteksi dengan dosimeter rumah tangga sederhana.Topik radiasi menarik minat saya setelah membaca artikel tentang gantungan kunci Geiger . Seperti yang benar dicatat dalam komentar KbRadar, gantungan kunci adalah perangkat pemberi sinyal bahaya, dan bukan perangkat pencarian untuk membandingkan daya radiasi latar di berbagai tempat. Karena itu, saya ingin mendapatkan dosimeter-radiometer sederhana dengan layar. Saya menulis ke Dadget dan memesan dosimeter Defender SOEKS untuk ditinjau . Ternyata perangkat sudah dihentikan , dan saya mendapat salinan terakhir yang tersedia. Karena itu, dalam artikel ini saya tidak akan menjelaskan secara detail gadget khusus ini, tetapi hanya memberikan hasil studi yang dilakukan dengan bantuannya.Pertama-tama, saya ingin memeriksa keakuratan pembacaan instrumen. Untuk beberapa alasan, mereka tidak memasukkan sumber kontrol dalam kit untuk dosimeter rumah tangga (tidak seperti produk industri dan militer), jadi saya mulai mencari perangkat kedua yang dapat digunakan untuk membandingkan bacaan. Di gang terdekat ada jam jalan dengan indikasi latar belakang radiasi:
Di tempat yang sama, dosimeter saya menunjukkan ini:
Karena seratus sinar-x sesuai dengan satu sievert , bacaan hampir menyatu.Dosimeter saya menggunakan sensor beta-radiasi SBM-20 tua yang bagus yang diproduksi oleh Electrokhimpribor.
Sensor ini adalah penghitung Geiger-Muller.tidak responsif terhadap alfa dan beta lunak (jenis radiasi ini tidak menembus casing logamnya). Namun demikian, itu sepuluh kali lebih sensitif daripada SBM-21 yang digunakan dalam gantungan kunci di atas karena ukurannya.
Jenis penghitung
|
Interval operasi
U, V
|
Kemiringan lempengan,
% / V
|
MED,
maks. R / jam
|
Sensitivitas,
imp / s pada 1 μR / s
|
Diameter, D, mm;
Panjang, 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
|
Dari tabel ini ( diambil dari situs Elektrokhimpribor ) dapat dilihat bahwa SBM-20 akan mendeteksi setidaknya 15 pulsa per menit dengan latar belakang alami 15 μR / jam dan SBM-21 - hanya 1-2 pulsa. Dalam beberapa menit pengukuran dengan SBM-20, Anda dapat mengumpulkan statistik yang cukup untuk menunjukkan nilai yang lebih atau kurang dapat diandalkan dari latar belakang radiasi yang lemah.Kalium 40
Salah satu isotop kalium yang terjadi secara alami, 40 K , adalah radioaktif. Karena secara kimia tidak dapat dibedakan dari kalium stabil biasa, bersama dengan kalium stabil, ia berpartisipasi dalam metabolisme pada organisme hidup dan merupakan bagian dari banyak mineral. Setiap detik, beberapa ribu peluruhan beta 40 K terjadi di tubuh Anda :
Selain itu, dengan probabilitas 12%, inti 40 K dapat menangkap elektron dan berubah menjadi 40 Ar dengan emisi quant-kuantum.
Metode kalium-argon geokronologi nuklir didasarkan pada reaksi ini .Abu kayu mengandung kalium (kalium karbonat, K 2 CO 3) Pada foto di bawah ini, konter terletak di seember abu yang tersisa dari persiapan barbekyu. Untuk membuat perbedaan dengan latar belakang alami 0,12 μSv / jam lebih terlihat, dosimeter harus dikubur dalam abu.
Catatan: Jika tujuannya adalah untuk mendapatkan nilai numerik latar belakang yang akurat, dosimeter tidak harus disimpan di sekitar subjek yang diteliti. Dalam kasus saya, tugasnya berbeda - untuk mendeteksi fakta keberadaan latar belakang tambahan yang kecil.Abu dari rumput yang terbakar mengandung lebih banyak kalium dari kayu, dengan perbedaan itu akan lebih terlihat. Penduduk musim panas sering menggunakan abu sebagai pengganti pupuk kalium buatan pabrik, yang juga fontain karena kehadiran isotop 40 K.Dalam pembuatan gelas kristal, kalium atau kalium oksida yang sama dapat ditambahkan ke dalam campuran. Oleh karena itu, Anda dapat menemukan gelas kristal yang sedikit radioaktif. Saya mencoba banyak vas dan gelas anggur dan hanya di dalam cangkir bir ini saya melihat sedikit penyimpangan dari latar belakang.
Perlu dicatat bahwa mengukur radioaktivitas objek hanya masuk akal jika Anda juga mengukur latar belakang alami di dekatnya dan melihat perbedaannya. Di sini Anda dapat melihat bahwa latar belakang lebih kecil dari cangkir.
Banyak potasium yang ditemukan di pisang. Pisang bahkan digunakan sebagai unit dosis radiasi komik (lihat padanan pisang ). Perbedaan latar belakang di dalam kotak dengan pisang dan satu meter jauhnya sangat kecil, tetapi masih terdeteksi.
Untuk mendeteksi perbedaan kecil di latar belakang dengan andal, Anda harus menghabiskan cukup banyak waktu untuk pengukuran, karena kesalahan SBM-20 dapat mencapai 30%. Dosimeter memperbarui tampilan setiap sepuluh detik. Selama setiap pengukuran, bilah hijau di sisi kiri layar diisi. Dengan setiap pengukuran baru, nilai rata-rata dari semua perubahan sebelumnya ditampilkan di layar dan dengan demikian akurasinya meningkat. Untuk menunjukkan keakuratan, ada bilah kuning yang tumbuh pada setiap pengukuran dan terisi penuh dalam dua menit - instruksi mengatakan bahwa akurasi yang cukup dicapai dengan pengisian maksimum. Untuk menanggapi perubahan di latar belakang, logika perangkat berisi pengaturan ulang pengukuran sebelumnya ketika latar belakang berubah tiga kali. Dalam eksperimen saya, tidak pernah ada perbedaan yang signifikan,dan saya tidak menghasilkan sesuatu yang lebih baik daripada hanya mematikan dosimeter dan di antara pengukuran.Untuk memperbaiki keberadaan perbedaan di latar belakang, saya mengulangi percobaan dengan pisang beberapa kali. Dalam setiap pendekatan, saya mengukur dua nilai latar belakang - di dalam kotak dan di sebelah meteran. Secara alami, angkanya sedikit mengambang, tetapi di dalam kotak pisang latar belakang selalu sedikit lebih tinggi.Uranus dan Thorium
Unsur-unsur ini terutama diingat ketika mereka berbicara tentang sumber radiasi alami. Granit alami dapat mengandung jejak uranium dan thorium, meskipun jumlahnya sangat tergantung pada deposit. Di taman, saya menemukan batu granit dekoratif, dengan latar belakang dua kali lebih tinggi dari latar belakang beberapa meter jauhnya.
Ubin granit, pergi ke kelongsong bangunan dan monumen, juga bisa cocok. Saya harus berkeliling banyak kandidat sampai saya menemukan penyimpangan dua kali lipat dari latar belakang, yang pada waktu itu adalah 0,12 μSv / jam:
Granit batu dihancurkan digunakan dalam konstruksi, yang dapat ditambahkan ke beton atau ditaburkan di jalan. Batu granit hancur juga digunakan di tanggul kereta api. Dalam foto di bawah ini - Novomoskovsk Children's Railway(Ukuran sempit digunakan untuk melatih pekerja kereta api muda). Di sini, puing-puing itu bagus, sama sekali tidak fonit.
Juga dalam konstruksi dapat digunakan terak - produk sampingan dari produksi baja tanur tinggi. Di antara penghuni musim panas Soviet, balok-balok batu yang terdengar lemah itu populer:
Dari mana uranium berasal dari terak? Itu ditemukan dalam batu bara, yang dibakar dalam blast furnace. Oleh karena itu, pabrik metalurgi dan pembangkit listrik termal tidak hanya meningkatkan tingkat karbon dioksida di atmosfer, tetapi juga menciptakan kontaminasi radioaktif. Tinggal di dekat pembangkit listrik tenaga termal bisa lebih berbahaya daripada di dekat pembangkit listrik tenaga nuklir (selama yang terakhir beroperasi secara normal). Beberapa uranium tetap berada di terak yang darinya mereka membuat batu yang dihancurkan semurah itu dan menaburkannya dengan jejak.
Lagu ini sedikit fonit.
Isotop alami uranium dan thorium hanya memancarkan partikel α yang tidak dapat menembus tubuh lawan. Penghitung bereaksi terhadap produk peluruhan aktif-beta (lihat Seri Radioaktif ).Radon
Radon adalah gas inert radioaktif, tujuh kali lebih berat dari udara. Tidak memiliki isotop stabil, yang berumur paling panjang, 222 Rn , memiliki waktu paruh sedikit kurang dari empat hari. Cadangan alami radon yang membusuk terus-menerus diisi kembali karena peluruhan-α radium di kerak bumi.
Karena kelembamannya, atom radon dengan mudah meninggalkan kisi kristal mineral tempat mereka terbentuk. Melalui celah dan pori-pori, gas naik ke permukaan dan memasuki atmosfer, di mana ia menghilang tanpa menyebabkan banyak bahaya. Hal lain adalah jika radon tidak keluar ke ruang terbuka, tetapi ke volume ruang bawah tanah bangunan yang tertutup. Jika ruang bawah tanah tidak berventilasi, radon akan menumpuk. SBM-20 tidak dapat mendeteksi radon secara langsung karena gas ini mengalami peluruhan α:
Inti dari polonium 218 Po yang timbul dalam peluruhan ini juga meluruh dengan radiasi partikel alfa: 218 Po → 214 Pb + 4 He. Tetapi inti timbal 214 Pb kelebihan muatan dengan neutron dan peluruhan radiasi β yang "melihat" SBM-20. Ada produk peluruhan lainnya (isotop polonium, bismut, timbal, dll.) Yang memancarkan tidak hanya α tetapi juga partikel β.
Secara umum, peralatan khusus diperlukan untuk secara akurat mengukur aktivitas radon di udara. Dengan dosimeter rumah tangga, Anda hanya dapat mencoba mendeteksi fakta keberadaannya. Mencari radon, saya pergi ke ruang bawah tanah sebuah gedung apartemen tua dengan lantai tanah dan mengukur latar belakang pada ketinggian satu setengah meter (itu berjumlah 0,12 μSv / jam). Pada tingkat lantai, latar belakangnya hanya sedikit lebih tinggi, dan saya pikir tidak ada radon di sini, tetapi memperhatikan bahwa ada lubang besar sekitar satu meter yang dalam ditutupi dengan papan di lantai (dulu digunakan untuk menyimpan kentang). Saya menyarankan bahwa gas berat dapat "mengalir" di sana melalui celah di antara papan dan menumpuk, karena papan mengganggu ventilasi lubang. Ternyata 0,3 μSv / jam di bagian bawah lubang.
Saya melepas papan, ventilasi ruang bawah tanah dan mengulangi pengukuran:
Latar belakang telah menurun secara nyata. Tetap mencoba menjelaskan hasilnya. Tampaknya tidak boleh ada perubahan setelah ditayangkan, karena dosimeter itu tidak menanggapi radon itu sendiri, tetapi terhadap produk turunan dari logam-logam pembusukannya. Meskipun demikian, percobaan menunjukkan adanya perbedaan latar belakang. Diagram di atas menunjukkan bahwa sebagian besar isotop logam yang terbentuk hidup beberapa menit dan detik, dan tidak punya waktu untuk mengendap di lantai. Atom-atom produk peluruhan putri berkondensasi pada partikel debu terkecil yang tergantung di udara, menjadikannya radioaktif. Ditayangkan memungkinkan Anda untuk menghilangkan sebagian debu ini.Juga, radon kecil bisa masuk ke rumah kita dengan gas alam dan air artesis. Berventilasi lebih sering, karena meskipun fakta bahwa partikel α tidak menembus kulit, radon dan produk pembusukannya memasuki paru-paru ketika bernafas. Di sana mereka tidak lagi tidak berbahaya.Materi tambahan tentang topik tersebut
Selain banyak tautan ke artikel Wikipedia yang saya posting di teks di atas, saya dapat merekomendasikan bahan-bahan menarik berikut.Pembaruan: Ketika artikel sudah siap, berita datang dari Dadget bahwa model baru dari produsen yang sama, Ecotexter 2 SOEKS, sedang dijual . Ini adalah perangkat kombinasi dua-dalam-satu: dosimeter + nitrat meter. Perangkat ini dapat mengukur latar belakang radiasi dengan penghitung Geiger bawaan SBM-20, dan juga dapat mengevaluasi kandungan nitrat dalam sayuran dan buah-buahan. Di musim gugur, selama panen yang kaya, ini terutama benar. Fungsionalitas meter nitrat didasarkan pada pengukuran hambatan listrik produk dengan probe. Perusahaan Dadget memberikan diskon 10% untuk Ecotexter 2 SOEKS kepada semua pembaca Gictimes. Promocode GEEKT-SOEX2 berlaku 14 hari setelah publikasi.Source: https://habr.com/ru/post/id384119/
All Articles