Radiação: riscos, segurança, proteção

A palavra "radiação" na maioria dos leitores de hoje causa medo. A radiação está associada à morte. Um assassino invisível, inaudível, imperceptível, matando lentamente - talvez você também, leitor? Eu deveria ter medo? A resposta está neste artigo.
KDPV - do livro "Os físicos estão brincando".

Os primeiros "sinos"

A compreensão do fato de que a radiação ionizante tem certo efeito fisiológico no corpo já estava entre seus primeiros pesquisadores. O fato de os raios X de Raios-X de Conrad causarem queimaduras foi descoberto em sua pele por seu assistente V. Grubbe quase imediatamente após a descoberta.

O descobridor dos raios de urânio, Henri Becquerel, também sentiu o efeito sobre si mesmo quando colocou a ampola com sal de rádio no bolso para mostrá-la aos alunos: a pele ao redor da ampola ficou vermelha e dolorida e, em seguida, formou uma úlcera que não cicatrizou por muito tempo. Muitos pacientes que foram expostos a raios-x e trataram seus médicos receberam queimaduras e úlceras devido a radiação de raios-x, e Thomas Edison, um funcionário de laboratório que trabalhou por um longo período em uma demonstração pública de raios-x, perdeu as pernas devido a queimaduras de radiação e depois morreu precocemente de câncer de pele. Em 1907, pelo menos sete mortes por radiação ionizante já eram conhecidas, e o número total de radiologistas que morreram por radiação nas primeiras décadas de uso foi de centenas.

Apesar disso, o público conheceu o novo fenômeno com entusiasmo. A descoberta do efeito terapêutico dos raios X e raios de rádio em uma doença tão terrível e incurável como o câncer e a descoberta do efeito estimulante da radiação fraca nos processos vitais levaram ao fato de que as pessoas comuns no rádio viram uma panacéia. Água mineral radioativa, cremes dentais radioativos e cosméticos, dispositivos para saturar água com rádon, contendo rádio, foram colocados à venda. Felizmente, na maioria dos casos, eles eram apenas radioativos na publicidade. No entanto, o medicamento Raditor, que estava nas prateleiras das farmácias por dez anos, de 1918 a 1928, e na verdade continha um micrograma de rádio-226 em cada frasco.

Foi recomendado levar um dia para uma bolha.

Para referência: a uma distância de 1 cm, microgramas de rádio cria uma taxa de dose de 8,4 mr / h de radiação gama sozinha. A ingestão admissível de rádio-226 por ano (NRB-99) é de 35 nano gramas.

O radiador foi declarado como uma cura para todas as doenças, não excluindo impotência, reumatismo e esquizofrenia. Não se sabe quantas vidas ele reivindicou - só sabemos sobre a morte de Eben Byers, um milionário americano e industrial de câncer bucal, que se desenvolveu após tomar cerca de um milhão e meio de vesículas ao longo de vários anos.

Talvez a vítima de radiação mais famosa da época tenha sido uma das pioneiras em tópicos radioativos - Maria Skłodowska-Curie, que morreu de leucemia devido à radiação em 1934. Provavelmente, Henri Becquerel e Irene Joliot-Curie morreram cedo devido a doses de radiação. Agora é impossível encontrar o nome de todos aqueles que morreram e ficaram gravemente doentes, trabalhando naqueles anos com atividades enormes, sem nenhuma proteção e precauções, mas aparentemente havia muitos deles.

Apenas pouco mais de dez anos se passaram desde então, quando a radiação mortal apareceu de todos os lados em Hiroshima e Nagasaki. Depois, havia muito de tudo: a garota que estava montando os guindastes e as explosões de teste, através dos epicentros dos quais as companhias dos soldados foram expulsas, e os Mayak e Chernobyl ...

O efeito da radiação na matéria e nos tecidos vivos

Tudo começa com o ato de ionização - um dos elétrons do átomo recebe energia que excede a energia de sua ligação com o átomo e voa para longe, deixando o átomo com uma carga positiva. Mas a energia de um quantum de radiação gama, uma partícula alfa ou beta, é muito alta para acabar com isso. A energia de ionização é medida em unidades, o máximo dos dez primeiros elétron-volts e a energia de uma partícula ou quantum pode ser megaelétron-volts. Portanto, como resultado de um único ato de interação, milhares e dezenas de milhares de átomos são ionizados. Os elétrons emitidos a partir deles também adquirem energia suficiente para ionizar outros átomos e tudo continua até que, no final, a energia dos próximos elétrons seja menor que a energia de ionização.

Qual é o resultado? A transformação de um átomo neutro em um íon, em primeiro lugar, enfraquece ou destrói as ligações químicas anteriores que esse átomo formou e, em segundo lugar, torna esse átomo um centro de reação extremamente ativo que instantaneamente forma novas ligações químicas.

Quando se trata de cristais, isso leva à formação de defeitos pontuais na rede cristalina - defeitos de radiação que, gradualmente, à medida que a dose se acumula, alteram as propriedades do material. O metal se torna mais frágil, a condutividade do silício aumenta e a mobilidade das cargas diminui, os materiais opticamente transparentes ficam menos transparentes, ficam coloridos, os dielétricos começam a "vazar" - os materiais "se cansam" da dose e são destruídos, param de funcionar da maneira que deveriam e são feitos com eles dispositivos falham. No limite, o cristal se transforma em uma substância amorfa. Muitos minerais de urânio e tório são encontrados nesse estado metamítico : no tempo decorrido desde a sua formação, a radiação emitida por eles mesmos destrói completamente a estrutura cristalina, enquanto a forma dos cristais permanece a mesma.

E a matéria viva não é melhor nesse sentido. Se um dos aminoácidos de uma molécula de proteína se transformar em algo, mesmo que a cadeia de proteínas não se quebre ao mesmo tempo, essa molécula de proteína não desempenhará mais sua função. Se uma das moléculas lipídicas na membrana, que se transformou em um íon ativo, reagir com a molécula vizinha e o Frankenstein resultante deixar de ser um elemento estrutural da membrana, um buraco permanecerá nela. Moléculas extras que não desempenham mais suas funções permanecem na célula e interferem em seu trabalho, envenenando-a. E o pior de tudo, se a molécula mais importante da célula for danificada, uma molécula de DNA que transporta informações genéticas. Isso levará a uma distorção do último, o aparecimento de mutações.

A ionização, seguida pela neutralização dos fragmentos ionizados formados, leva à formação de radicais livres que interagem com as moléculas vizinhas e as destroem, dando-lhes um elétron não emparelhado e, juntamente com ele, reatividade. E assim - até que os dois radicais se encontrem ... Portanto, para danificar a molécula, não é necessário que ela caia diretamente sob a influência de uma partícula de alta energia - seu trabalho destrutivo é continuado pelos radicais. O tempo de sua existência é pequeno - de nanossegundos a microssegundos, mas é muito mais longo que o tempo do próprio ato de interação.

Depois de receber uma radiação "atingida", a célula primeiro tenta se recuperar. Os mecanismos de eliminação de "detritos" moleculares são ativados, as moléculas mortas são sintetizadas novamente, as membranas holey são remendadas, os mecanismos de reparo estão tentando "reticular" os cromossomos quebrados. Se tudo estiver muito ruim - a célula lança um programa de autodestruição - apoptose.

O pior é para aquelas células que se dividem ativamente. Tudo é vulnerável neles e eles são difíceis de recuperar. Portanto, os tecidos nos quais ocorre divisão e crescimento contínuos das células - medula óssea, glândulas sexuais, tecidos embrionários - são os mais radiossensíveis e os primeiros a sofrer durante a irradiação.

Doença de radiação

A morte maciça de células e a suspensão de sobreviventes após exposição aguda afeta adversamente o funcionamento dos órgãos afetados e, portanto, o corpo como um todo. Produtos tóxicos da degradação celular, enzimas celulares livres, citocinas e outras moléculas sinalizadoras, produtos de radiólise são liberados na corrente sanguínea, o que agrava a gravidade da lesão. A doença de radiação aguda se desenvolve.

Seu início parece que o envenenamento é incompreensível com o que, e realmente é envenenado com tudo o que imediatamente após a irradiação entrou na corrente sanguínea como resultado de danos celulares maciços. O vômito começa, a pressão cai, a temperatura aumenta - essa é a chamada reação primária. Passa e a pessoa fica melhor. Parece que tudo já está para trás - mas, de fato, os principais problemas ainda não se mostraram. Mas eles já são graves: a medula óssea morreu parcial ou completamente. Na dose de 100 rem, 20% das células da medula óssea não são viáveis. Na dose de 500 a 600 rem - a medula óssea está completamente morta.Enquanto as células sanguíneas disponíveis funcionarem, tudo estará bem. Mas a vida útil deles é de alguns dias e eles precisam de uma mudança. E a mudança não virá - do nada.
O corpo é indefeso contra infecções, o sangue perde sua coagulabilidade, sua capacidade de transferir oxigênio e o dióxido de carbono diminui.

Os primeiros sinais de doença de radiação aparecem com uma dose absorvida de radiação gama de cerca de 1 Gy. Doses mais baixas não causam manifestações clínicas, embora certas alterações patológicas nos exames de sangue e medula óssea sejam detectadas em doses em décimos de cinza. Em doses de até 5-6 Gy, enquanto as células progenitoras físseis viáveis ​​ainda permanecem na medula óssea, há uma chance de recuperação. Em doses inferiores a 2 Gy, essa chance é absoluta e a recuperação é completa, e é provável que até 4 Gy não morra, mas as consequências em metade dos casos permanecerão para sempre. Mais de 6 Gy - há alguma oportunidade de "esticar" uma pessoa aplicando um transplante de medula óssea de um doador, mas quando a dose excede 10 Gy - não apenas ele morre, mas também células progenitoras epiteliais intestinais. Isso é absolutamente mortal. Além disso, após a reação inicial à radiação, ocorre a chamada fase de um cadáver ambulante: a pessoa sente-se com bastante tolerância, não machuca nada, as forças voltam a ele: o corpo funciona nas células sanguíneas antigas, no epitélio intestinal antigo. Quando eles terminarem, e acontecerá muito em breve, em alguns dias ou até horas, a suposta "saúde" terminará (diarréia com sangue e morte dolorosa).

Em doses muito altas de centenas de cinza, as células mais radiorresistentes morrem. Aqueles que não se dividem são nervosos, musculosos. A vítima de radiação começa imediatamente a ter sintomas de dano cerebral: convulsões, agitação psicomotora, seguida de depressão da consciência até um coma e dentro de um curto período de tempo (de várias horas a vários dias) - morte. A literatura popular freqüentemente fala de "morte sob o feixe", da morte instantânea de todo o organismo no momento da irradiação, mas essa é uma suposição teórica que os médicos ainda não encontraram.

Devo dizer que 1000 Gy é uma dose muito grande em termos de efeito sobre a matéria viva, mas mesmo essa dose é uma quantidade bastante pequena se você observar a energia absorvida, que pode aquecer o tecido vivo em apenas 0,3 ° C.

Efeitos estocásticos ou doenças em baixas doses

A doença da radiação é uma doença que possui um limiar pronunciado para o início de sua manifestação e sua gravidade é proporcional à dose de radiação. Este é o chamado efeito determinístico da radiação. No entanto, se a dose for insuficiente para iniciar a doença da radiação, isso não significa que a radiação passou sem deixar vestígios. Mas a manifestação desse "rastro" deixado pela radiação se torna fundamentalmente diferente.

A causa raiz da morte das células da medula óssea durante a irradiação é geralmente um dano grave ao seu aparelho genético - as chamadas aberrações cromossômicas. Peças que podem se juntar a outros cromossomos saem dos cromossomos, formam-se cromossomos em forma de anel, etc. Mas nem sempre esse dano leva à morte celular imediata. Como resultado do rearranjo cromossômico, e às vezes até como resultado de uma mutação pontual - a substituição de apenas um ou vários nucleotídeos no DNA - um ou mais mecanismos de regulação da divisão e diferenciação celular são interrompidos. A divisão celular se torna incontrolável e dá origem a uma população de células tumorais , que sob certas circunstâncias se transforma em um tumor maligno. O mais fácil e rapidamente causado pela irradiação de um tumor do sistema hematopoiético - leucemia, menos muitas vezes é um câncer de um local diferente. Além disso, geralmente leva um pouco de tempo entre a radiação e o desenvolvimento de leucemia - 1-2 anos, ou até menos, e geralmente leva mais de dez anos para desenvolver o câncer antes que um tumor detectável ou manifestações clínicas apareçam.

Mas a própria ocorrência de uma mutação é o resultado de um único ato de interação do núcleo celular com um quantum de radiação gama ou uma partícula de alta energia. Uma conseqüência desagradável se segue: conseqüências desagradáveis ​​que ameaçam a morte de todo o corpo podem fazer com que uma única partícula entre na célula. Felizmente, com uma probabilidade muito pequena. A segunda conseqüência é a independência da gravidade da lesão em relação à dose e o fato de que apenas a probabilidade de seu desenvolvimento depende dela. Essa probabilidade é estimada em cerca de 5% para cada cinza da dose absorvida e, presumivelmente, é proporcional a ela.

Além do câncer, também existem mutações nas células germinativas. Tudo é o mesmo aqui: a gravidade da manifestação da mutação não depende da dose (depende de qual gene e como foi danificado, mas a partícula nuclear não escolhe qual parte da molécula de DNA a atingir), apenas a probabilidade do aparecimento de mutações depende dela.

Tais efeitos, diferentemente dos efeitos determinísticos, são chamados efeitos estocásticos , enfatizando sua natureza aleatória e probabilística.

Existe ou não um limite?

Na radiologia, desde o início de sua existência, vem ocorrendo um debate: existe um limiar para efeitos estocásticos ou mesmo o cenário natural é a causa da oncologia? Por um lado, mecanismos de reparo estão constantemente operando na célula, que conseguem reparar rapidamente todo ou quase todo o dano, e danos catastróficos com aberrações cromossômicas são extremamente raros com um nível natural de radiação. E a grande maioria dos estudos sobre a frequência de manifestação de efeitos estocásticos foi realizada em doses agudas de pelo menos alguns décimos de um cinza, quando existe uma alta probabilidade de múltiplos danos à mesma célula até que seu auto-reparo seja concluído. Portanto, é provável que na região de baixa dose, a frequência dos efeitos estocásticos por cinza da dose absorvida possa ser significativamente menor do que na região de alta dose. Mas é assim, é muito difícil de verificar. A razão para isso é que uma pessoa tem câncer e não tem contato com radiação. E muitas vezes doente: com câncer, 20% da população mundial enfrenta. Nesse cenário, é extremamente difícil detectar um pequeno aditivo de uma dose da ordem do cenário natural (2,4 mSv / ano por 70 anos de vida - 168 mSv, que contribui menos de um por cento para a frequência geral da oncologia) devido à propagação estatística: coletar em cada um dos grupos (experimental e controle) pelo menos um milhão de indivíduos experimentais completamente saudáveis ​​vivendo exatamente nas mesmas condições.

De qualquer forma, de maneira direta - examinando a frequência da oncologia em grupos que vivem sob diferentes formações de radiação natural (e pode variar de 3,5 a várias centenas de μR / h em diferentes pontos da Terra), não foi possível revelar nenhuma correlação distinta de uma com a outra .

Outro problema ainda não resolvido é a questão: o que é chamado de lei da intercambialidade funciona aqui na fotografia? Ou seja - existe uma diferença entre a dose recebida por minuto, por ano ou por toda a vida? Em doses elevadas, quando se trata de doença de radiação, sem dúvida - há uma diferença. Com a exposição a curto prazo, a dose que causa a doença da radiação é muito menor que a dose que causa a doença crônica da radiação com a exposição a longo prazo.

Até que esses problemas sejam resolvidos, eles são guiados pelo pressuposto de que a frequência dos efeitos estocásticos é proporcional à dose até zero e que não há diferença entre doses agudas e crônicas ao resolver problemas de segurança. Esse é o chamado conceito não-limiar, de acordo com o risco de qualquer dose e estabelecemos limites de exposição com base em um risco aceitável .

Hormose ou envelhecimento acelerado?

No conceito descrito acima, não há lugar para determinados efeitos dependentes da dose em doses baixas. No entanto, foram apresentadas hipóteses sobre a existência de tais. Além disso, tanto sobre efeitos nocivos quanto benéficos.

Já foi notado pelos primeiros pesquisadores no campo da radiobiologia: a radiação estimula o crescimento das plantas, acelera a germinação das sementes e, nas condições de uma radiação de fundo bastante reduzida em comparação com a natural, a divisão de cílios-paramecium diminui bastante. Esse fenômeno foi chamado de hormesis de radiação, e foi sugerido que pequenas doses de radiação podem atuar em animais e seres humanos superiores, não prejudiciais, mas bastante favoráveis. Algumas experiências confirmam isso - uma expectativa de vida aumentada de roedores irradiados é observada em comparação com o controle e um aumento na imunidade. As experiências humanas são contraditórias: os resultados de alguns mostram a presença de hormesis, enquanto outros o negam.

A hipótese oposta é que doses pequenas, apenas excedendo levemente o cenário natural, diminuem a expectativa de vida, diminuem a imunidade, causam doenças cardiovasculares e até neurológicas, retardam o desenvolvimento das crianças e pioram sua saúde. Essa hipótese tem seus apoiadores; vários artigos foram publicados que parecem confirmá-la - mas sempre em amostras muito pequenas, nas quais as estatísticas podem fazer uma piada muito ruim. Em amostras grandes, novamente, não há correlação entre o fundo de radiação natural na área e a expectativa de vida.

Com isso, terminaremos de discutir os efeitos da radiação no corpo e tomaremos proteção e segurança.

Sobre o nível de radiação aceitável

Opiniões de instruções para dosímetros domésticos, anotações em jornais e mensagens de TV e outras fontes "confiáveis" variam: os números eram populares em 30, 50, 60 μR / h. Não encontrei um único documento regulatório que indicasse esses números. Além disso, a taxa de dose por si só não importa - a dose que uma pessoa recruta por longos intervalos de tempo - anos e décadas - importa. Em qualquer caso, enquanto a situação de radiação é relativamente calma.

Ou seja - não existe tal coisa que, se o dosímetro mostra, por exemplo, 0,15 μSv / h - você pode caminhar com segurança aqui, e de repente ele mostrou 1,2 μSv / he a terrível placa vermelha "Perigo" - você precisa enxaguar rapidamente. De fato, 1,2 µSv / h - os números, é claro, não são muito bons, mas apenas no caso de uma longa estadia: por meses, por anos.

Em nosso país, o documento que estabelece os padrões de exposição aceitáveis ​​são os Padrões de Segurança Radiológica ou NRB e as Regras Sanitárias Básicas para Segurança Radiológica - OSPRB. As versões atuais atuais desses documentos são SanPin 2.6.1.2523-09 NRB-99/2009 e SP 2.6.1.2612-10 OSPORB-99/2010. O NRB considera dois grupos: “civis”, a população que não trabalha com fontes de radiação e aqueles cujo trabalho com radiação é objeto de sua atividade profissional. A população de um ano (em média por cinco anos) é permitida a coleta de fontes artificiais de radiaçãoapenas 1 mSv. Em termos de taxa de dose, se você contar, é de apenas 0,11 μSv / h, o que não inclui o cenário natural. E o último pode ser qualquer coisa. Nesse sentido, o NRB lava as mãos, oferecendo apenas "limitar a exposição a fontes naturais individuais" (em primeiro lugar, são restrições à concentração de rádon no ar e à atividade específica de radionuclídeos naturais nos materiais utilizados na construção). Portanto, se o fundo natural for aproximadamente de 0,1 μSv / h, o nível aceitável de radiação que atua continuamente e continuamente pode ser considerado 0,21 μSv / h.

Sabendo que todo crivador tem 5% de chance de desenvolver câncer, obtemos 1 mSv / ano de fontes antropogênicas, permitidas pela UXR, é um risco oncológico extra de 0,35% para a vida (cerca de 70 mSv).

Por um lado, essa abordagem é compreensível no sentido de que o fundo natural da radiação, bem como a irradiação interna associada ao potássio-40, é um dado com o qual não há nada a ser feito, e é necessário minimizar exatamente a parte da dose que pode ser afetada. Mas, por outro lado - nessa abordagem, há um certo engano.

No entanto, no OSPRB, um pouco mais de atenção é dada à proteção da população de fontes naturais: lá, 5 mSv / ano é considerado como um nível aceitável de exposição deste último, e em um nível acima de 10 mSv / ano, são necessárias medidas prioritárias para reduzi-lo. 5 mSv / ano é 0,55 μSv / h, mas não esqueça que isso inclui exposição interna. Se assumirmos que ele representará cerca de metade da dose, o dosímetro mostrará 0,23 μSv / h.
Ou seja, se, onde você mora, as leituras do dosímetro excedem aproximadamente 0,2-0,25 μSv / h (ou 20-25 μR / h) - esta é uma ocasião para pensar em mudar seu local de residência, mas se você de repente caminhar em uma caminhada o local em que o dosímetro mostrou valores dez ou vinte vezes maiores - você não deve entrar em pânico e voltar para casa para beber vodka em copos para "remover a radiação". Aqui está o que fazer é verificar se ainda há sujeira radioativa em suas solas.

Todos esses padrões não se aplicam ao pessoal que trabalha com fontes de radiação ionizante - seus padrões de exposição permitidos são muito mais altos - até 20 mSv / ano em média por 5 anos, mas não mais que 50 mSv / ano e para toda a carreira - não mais que 1 Sv .

Sobre tempo, espaço e tijolos de chumbo

Mas e se o nível de radiação estiver muito alto? Então você precisa de proteção. E a proteção mais simples e barata é chamada de “proteção por tempo e distância” - para ficar longe da fonte e minimizar o tempo de contato com ela.

O papel do tempo, como penso, não requer explicação. Com distância - mais interessante. Se o tamanho da fonte é pequeno em comparação com a distância, a intensidade de radiação dela obedece à lei do quadrado inverso. Tomemos, por exemplo, uma ampola com um miligrama de rádio. Como sabemos, a uma distância de um centímetro dele, a taxa de dose de exposição é de 8,4 R / h. Aumentando essa distância em 100 vezes, ou seja, para um metro, reduziremos o nível de radiação em 10 mil vezes, para 840 μR / h. Mas se violarmos todas as regras da TB, tomarmos esta ampola em mãos, reduziremos a distância até a espessura da parede da ampola, por exemplo, para 0,5 mm. E nossos dedos estarão no campo de radiação com uma taxa de dose 400 vezes maior - 3360 R / h! Isso é realmente - "algo que não precisa ser tocado"! Para comparação, se você tomar a mesma ampola com uma pinça com um comprimento de alça de 30 cm, isso reduzirá o nível de radiação em$$$(600)^2 = 360000$



As radiações alfa e beta praticamente não têm poder penetrante e a proteção contra eles não é um problema. O primeiro é absorvido em vários centímetros de ar, e o intervalo de partículas alfa em meios sólidos ou líquidos é medido em dezenas, ou mesmo unidades de mícrons. As partículas beta são geralmente de maior alcance, mas mesmo para elas são uma placa impermeável de alumínio, vidro ou espessura de plástico, dependendo da energia, de frações de milímetro a centímetro. É muito mais difícil se defender contra radiação gama e nêutrons.

A radiação gama é absorvida principalmente pelos elétrons. Quanto mais houver em seu caminho, ou seja, quanto maior o número atômico da substância, mais forte será a absorção. Na região de baixa energia, onde o efeito fotoelétrico é o principal mecanismo de absorção, é proporcional ao número atômico ao quinto (!) Grau; com o aumento da energia, a fração de absorção de Compton aumenta gradualmente, o que depende linearmente do número atômico. É por isso que, para proteger contra radiação, eles tentam tomar substâncias com o maior número atômico. O chumbo é o material mais conhecido para proteção contra radiação, mas o concreto e até a água são usados, porque sua camada pode ser muito mais espessa que a camada de chumbo, que, embora não seja o metal mais caro, ainda é cara e prejudicial. E vice-versa - para proteger contra fontes pequenas, mas más, usadas em detectores de falhas,o urânio empobrecido é frequentemente usado em plantas de esterilização, dispositivos de terapia de radiação, RTGs; É claro que também é radioativo, mas seu risco de radiação não é comparável com a radiação de seu conteúdo - uma pequena ampola mortal com irídio-192, césio-137 ou cobalto-60. Às vezes, eles usam tungstênio - ele absorve a radiação gama mais fraca que o chumbo, mas quase o dobro da densidade elimina essa diferença.

Mas para os nêutrons, o oposto é verdadeiro: o chumbo é praticamente transparente para eles, mas eles são bem retidos por substâncias que consistem em átomos de luz, especialmente aqueles que contêm muito hidrogênio. Quando um nêutron colide com um próton, ele permanece no lugar e, em seguida, um próton voa. Mas este último não voará para longe - tendo uma carga, transfere sua energia cinética para os elétrons e núcleos dos átomos que o rodeiam. O poder penetrante dos prótons não excede em muito o das partículas alfa. É verdade que isso não é suficiente para proteger contra nêutrons: parando, eles não deixam de ser de todo e são prejudiciais em particular. Mas com baixa energia, os chamados nêutrons térmicos adquirem a propriedade de serem bem refletidos por materiais leves - berílio, alumínio, etc. E outro elemento importante na proteção contra nêutrons é o boro.

Seu núcleo com um número de massa de 10 (que representa cerca de 20% de todos os átomos de boro) captura avidamente um nêutron, após o qual o núcleo resultante decai imediatamente em uma partícula alfa e estável em lítio-7. É verdade que o resultado ainda é a formação de radiação gama com uma energia de 0,48 MeV, que também precisa ser protegida. Portanto, materiais compósitos modernos para proteção de nêutrons incluem plástico, que inclui boro, e o material de enchimento é óxido de chumbo. Também absorve a radiação gama dura (2,18 MeV) a partir de reações bastante raros de colisão inelástica de um nêutron com um próton com a formação de um núcleo de deutério.
Para concluir esta seção, fornecerei um link útil para uma calculadora para calcular a taxa de dose a uma ou outra distância da fonte atrás e sem proteção.

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Uma fonte de radiação radioativa localizada em uma ampola hermeticamente selada ou isolada de maneira confiável da saída da substância ativa para o exterior é chamada de fonte fechada. Ele (em qualquer caso, até que fosse destruído - triturado, serrado ou derretido, como acontece com peças que entraram em sucata) é a fonte de apenas radiação externa.

A situação é diferente com fontes abertas de radiação. Uma solução de uma substância radioativa em um copo ou frasco, minério radioativo, precipitação, aerossóis, águas residuais no ambiente - todas essas são fontes radioativas. Eles diferem dos fechados, pois é possível que uma substância radioativa possa entrar no corpo. Nesse caso, temos o caso extremo oposto à “proteção por tempo e distância”: a distância é zero e cada ato de decaimento causa dano, o tempo é longo ou mesmo tende ao infinito.

Nesse sentido, o conceito de radiotoxicidade de um radionuclídeo é considerado. Tendo em conta a "farmacocinética" e a "farmacodinâmica" da substância radioativa introduzida no corpo e sua diminuição devido à excreção e decaimento, bem como a energia liberada durante cada ato de decaimento, é possível determinar qual dose essa ou aquela atividade desse nuclídeo dará a vários órgãos ao longo da vida, e procedendo a isso, avalie o risco de efeitos estocásticos e determinísticos, dependendo da quantidade de nuclídeo recebido.

O coeficiente de dose de um radionuclídeo é o valor da dose adicional de exposição interna que uma pessoa receberá, por unidade de atividade desse radionuclídeo. Com base nesse valor, você pode calcular o limite anual de ingestão desse radionuclídeo no organismo. Forneci os coeficientes de dose e as receitas anuais limitantes de alguns radionuclídeos para a população quando ingeridos com ar e comida na tabela.



Isótopos alfa-ativos têm a maior radiotoxicidade. Isso se deve à alta energia das partículas alfa e a um coeficiente de qualidade alto - igual a 20 -. No outro extremo da escala estão o trítio e o carbono 14, durante os quais a energia liberada é pequena (principalmente para o trítio) e, portanto, a dose criada também é pequena. Além da energia de decomposição, um papel importante é desempenhado por onde essa deterioração ocorre. Assim, o césio-137, que é distribuído quase uniformemente por todo o corpo, tem uma radiotoxicidade muito menor que o estrôncio-90, que se concentra na medula óssea ou o iodo-131, que quase todos se concentram na glândula tireóide.

É interessante que a radiotoxicidade do urânio (especialmente empobrecida) possa quase ser negligenciada no contexto de sua toxicidade química, pela qual é comparável ao mercúrio. No entanto, os efeitos tóxicos causados ​​pelo urânio são semelhantes aos causados ​​pela radiação: esse metal pesado é um mutagênico e um agente cancerígeno.

Um artefato perigoso ou um brinquedo seguro para um radiófilo?

Muitas vezes, você pode encontrar na rede uma discussão sobre a questão: quão perigosa é a posse de um determinado assunto radioativo. Vamos descobrir.

Vários objetos que possuem radioatividade aumentada caem periodicamente nas mãos de "radiófilos", "radiófilos" e outros cidadãos. Aqui está uma lista incompleta do que eu tinha que encontrar diretamente:

• Produtos que contenham luz contínua, geralmente baseados em rádio-226 - relógios, bússolas de Adrianov, interruptores, dispositivos e indicadores de aeronaves e tanques, dispositivos de navegação marítima (em particular sextante);
• Vidro de urânio para diversos fins e cerâmica revestida com esmalte contendo urânio;
• Minerais de urânio e tório e produtos da transformação de minérios de urânio e tório;
• Lâmpadas contendo tório, dentre as quais destacam-se as lâmpadas de bomba das séries DNP e INP, bem como as lâmpadas de xenônio de alta pressão;
• Ótica com vidro de tório (lentes japonesas Takumar, etc.);
• Grades para lâmpadas a gás (contêm tório - aproximadamente 1 kBq por grade)
• Detectores de fumaça contendo amerício.

A única categoria desses artefatos radioativos que podem aumentar significativamente a radiação de fundo a uma distância considerável (mais de algumas dezenas de centímetros) são os produtos que contêm SPD. Entre eles, existem espécimes muito "radiantes". Mas mesmo entre eles eu não encontrei aqueles que não seriam suficientes para remover de você uma distância de um metro ( eu não o conheci, mas existem ). A eles, posso acrescentar apenas um caso inteiro de "Takumarov" radioativo, com o qual um comerciante de fotos veio se encontrar com um de meus amigos. Um medidor desse gabinete carregava o alarme do dosímetro com confiança, mostrando um excesso do nível de 50 μR / h! Todos os outros objetos radioativos que encontrei foram encontrados pelo dosímetro quase de perto e são completamente seguros no sentido de radiação externa, a menos que fossem carregados nos bolsos ou no corpo como jóias.

Porém, no que diz respeito à exposição interna, apenas vidro, lâmpadas e lentes de urânio podem ser reconhecidos como completamente seguros. Os radionuclídeos contidos neles são isolados de maneira confiável em uma massa forte e quimicamente inerte de vidro ou tungstênio toriado (em lâmpadas). E a maior ameaça é a composição da luz radioativa. Quase todos os produtos que o contêm são de código aberto e são muito perigosos. Em alguns deles, o SPD não é protegido por nada e é aplicado diretamente nas partes acessíveis ao toque - geralmente esses dispositivos são literalmente manchados com rádio-226. Aqueles que tentam abrir, reparar, remover o SPD deles estão em maior risco. A única mancha dessa composição de luz que entrou nos pulmões provavelmente causará câncer. Além disso, o decaimento do rádio na massa de luz é uma poderosa fonte de radônio.

Minerais perigosos e radioativos. Especialmente aqueles que têm uma forma de terra, cristais macios e facilmente colapsáveis, com clivagem muito perfeita e solúveis em água - são todos os tipos de mica de urânio amados por colecionadores, otenitos e outras belezas. Zircão, monazita, uraninita não intocada - menos terrível.

Conclusão

Grandes doses de radiação são garantidas para deixá-lo doente. Você ficará doente e a gravidade desta doença será determinada pelo número de raios-x capturados.

Mas a partir de doses mais baixas, até dezenas de vezes maiores que o máximo permitido, você provavelmente não será nada. Nada mesmo. Muito provavelmente , você não se tornará um super-herói para se sentir pior, não ficará doente com mais frequência, envelhecerá mais rapidamente e não morrerá antes do tempo. A única conseqüência será um aumento no risco - contrair câncer ou transmitir uma má mutação às crianças. E provavelmente - muito pequeno (mas proporcional à dose!).

No entanto, esse risco existe, você não deve esquecê-lo e, portanto, se não conseguir entrar no raio, não precisará fazer isso.

É impossível cobrir todos os aspectos da segurança contra radiação em um artigo. Eu deliberadamente não lidei com o tópico sobre risco de radônio, nem com o criticidade e com o SCR - já que pretendo escrever artigos separados sobre ele.

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