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家用辐射微弱



在本文中，我想分享我在日常生活中可能发现的弱辐射源这一主题的研究。我将不考虑任何奇特的铀玻璃产品，带有放射性发光漆的电子秤和电离烟雾探测器。这将涉及最常见的餐具，建筑材料和食品，它们的放射性弱和无害性可以通过简单的家用剂量计检测到。

阅读有关Geiger钥匙扣的文章后，辐射主题使我感兴趣。正如评论中正确指出的 Kb雷达，钥匙扣是危险信号设备，而不是用于比较不同位置的背景辐射功率的搜索设备。因此，我想获得一个带有屏幕的简单剂量计辐射仪。我写信给小工具，并命令Defender SOEKS 剂量计进行审查。原来，该设备已经停产了，我得到了最后一个可用的副本。因此，在本文中，我不会详细描述这个特定的小工具，而仅给出在其帮助下进行的研究结果。

首先，我想检查仪器读数的准确性。由于某种原因，他们没有在家用剂量计的套件中放入控制源（与工业和军用产品不同），所以我开始寻找第二个用于比较读数的装置。在附近的一条小巷里，有一个指示辐射背景的街钟：



在同一地方，我的剂量计显示了这一点：



由于一百个X射线对应一个西弗特，所以读数几乎会聚。

我的剂量计使用的是Electrokhimpribor生产的老式β辐射传感器SBM-20。



该传感器是盖革-穆勒计数器。对alpha和soft beta无效（这些类型的辐射不会穿透其金属外壳）。然而，由于其尺寸，它的灵敏度是上述钥匙链中使用的SBM-21的十倍。


柜台类型

工作间隔
U，V

板斜率，
％/ V

MED，
最大R / h

灵敏度，
imp / s at 1μR/ s

直径，D，mm；
长度，L，mm

SBM-20

350-475

0.1

0.1（p /秒）

60-75

D = 11长= 108

SBM-21

350-475

0.15

0.25（点/秒）

6.5-9.5

D = 6长= 21


从这张表（取自Elektrokhimpribor的站点）可以看出，SBM-20每分钟至少检测15个脉冲，自然背景为15μR/ h，SBM-21仅1-2个脉冲。在使用SBM-20进行的几分钟测量中，您可以收集足够的统计数据，以显示或多或少的弱辐射背景的可靠值。

钾40



天然存在的钾同位素之一40 K具有放射性。由于它在化学上与普通的稳定钾以及稳定的钾没有区别，因此它参与了生物体内的代谢，并且是许多矿物质的一部分。每秒钟，您的体内就会发生几千次40 K的β衰变：

图片

此外，以12％的概率，一个40 K的原子核可以捕获电子并通过发射γ量子变成40 Ar。核年代学

图片

的钾氩法就是基于这一反应的。

木灰包含钾盐（碳酸钾，K 2 CO 3）在下面的照片中，柜台放在准备烧烤时剩下的一桶灰烬中。为了使与自然本底0.12μSv/ h的差异更明显，必须将剂量计埋入灰中。



注意：如果目标是获得准确的背景数值，则剂量计不应保持在研究对象的附近。就我而言，任务是不同的-检测是否存在少量额外背景。

燃烧草产生的灰烬比木头含有更多的钾盐，与之相比，差异将更加明显。夏季居民经常使用灰烬代替工厂生产的钾肥，由于存在40 K 同位素，因此也很受欢迎。

在制造水晶玻璃时，可以将相同的钾盐或氧化钾添加到混合物中。因此，您可以找到具有放射性的水晶玻璃器皿。我试过一堆花瓶和酒杯，仅在这个啤酒杯中，我才发现与背景略有差异。



值得注意的是，仅当您还测量附近的自然背景并观察差异时，才可以测量对象的放射性。在这里，您可以看到杯子的背景较小。



香蕉中发现大量钾。香蕉甚至被用作漫画辐射剂量单位（请参阅等效的香蕉）。装有香蕉且距离一米远的盒子内部的背景差异很小，但仍可检测到。



为了可靠地检测出背景中的微小差异，您必须花费大量时间进行测量，因为SBM-20误差可能会达到30％。剂量计每十秒钟更新一次显示。在每次测量期间，屏幕左侧的绿色条将被填充。每次进行新的测量时，所有先前更改的平均值都会显示在屏幕上，从而提高了准确性。为了表示准确性，每次测量都会出现一个黄色的条，并在两分钟内完全填满-指示说，最大填充可以达到足够的准确性。为了响应背景变化，当背景变化三倍时，设备的逻辑将重置先前的测量值。在我的实验中，从未有过如此显着的差异，我没有比在两次测量之间打开或关闭剂量计更好的选择了。

为了可靠地解决背景差异的存在，我用香蕉重复了几次实验。在每种方法中，我测量了盒子内部和仪表旁边的两个背景值。自然，数字有点浮动，但在香蕉盒中，背景总是高一点。

天王星和Thor



这些要素在谈论自然辐射源时首先被记住。天然花岗岩可以同时含有痕量的铀和th，尽管它们的含量高度取决于矿床。在公园里，我发现了一块装饰性的花岗岩鹅卵石，其表面的背景高度是几米外的背景的两倍。



也可以用花岗岩砖砌成建筑物和纪念碑的外墙。我不得不四处寻找候选人，直到发现与背景有两倍的偏差为止，当时的偏差为0.12 µSv / h：



在建筑中使用了花岗岩碎石，可以将其添加到混凝土中或撒在道路上。花岗岩碎石也用于铁路路堤。在下面的照片中- 新莫斯科斯克儿童铁路（用于培训年轻铁路工人的窄轨）。在这里，瓦砾是好东西，一点都不喜欢。



还可以在建筑中使用矿渣-高炉钢生产的副产品。在苏联夏季居民中，听起来如此弱小的煤渣块很流行：



铀从炉渣中是从哪里来的？它存在于煤中，并在高炉中燃烧。因此，冶金厂和火力发电厂不仅会增加大气中二氧化碳的含量，还会产生放射性污染。生活在火力发电厂附近比在核发电厂附近（只要后者运行正常）可能更具危害性。一些铀残留在炉渣中，它们用它们制造便宜的碎石，并在其上撒上铁轨。



这首歌有点古怪。



铀和or的天然同位素仅发射无法穿透对方的α粒子。计数器对β活性衰变产物起反应（请参阅放射性系列）。

氡



on是一种放射性惰性气体，比空气重七倍。它没有稳定的同位素，其中寿命最长的是222 Rn，半衰期不到四天。由于地壳中镭的α衰变，ra的自然储备不断得到补充。

图片

由于其惰性，ra原子很容易离开它们形成的矿物的晶格。通过裂缝和气孔，气体上升到表面并进入大气，在此消散而不会造成太大危害。另一件事是，ra不会进入开放空间，而是进入建筑物地下室的封闭空间。如果地下室不通风，ra会积累。 SBM-20无法直接检测ra，因为这种气体会受到α衰变的影响：

图片

在这种衰变中产生的lon 218 Po 的原子核也会随着α粒子的辐射而衰变：218 Po→ 214 Pb + 4 He。但是铅原子核214 Pb充满了中子，并且衰变发出“看到” SBM-20的β辐射。还有其他衰变产物（po，铋，铅等的同位素）不仅发射α粒子，而且发射β粒子。

图片

通常，需要专用设备来准确测量空气中的activity活度。使用家用剂量计，您只能尝试检测其存在的事实。为了寻找ra，我走到一间有泥土地板的老公寓的地下室，并测量了一个半米高的背景（总计为0.12μSv/ h）。在地板上，背景只是稍高一点，我以为这里没有don气，但注意到地板上约一米深的木板上有一个大洞（曾经用来存放土豆）。我建议，重气体可能会通过木板之间的缝隙“排出”并积聚，因为木板会干扰矿井的通风。结果表明，在凹坑的底部为0.3μSv/ h。



我卸下了木板，对地下室通风并重复了测量：



背景已明显减少。有待尝试解释结果。放气后似乎不应有任何变化，因为剂量计并不响应ra本身，而是响应其衰变的子产物-重金属。然而，实验表明背景存在差异。上图显示，大多数已形成的金属同位素寿命只有几分钟和几秒钟，并且根本没有时间沉淀在地板上。子衰变产物的原子凝结在空气中悬挂的最小尘埃上，使其具有放射性。通风可以使您部分摆脱灰尘。

而且，少量ra气可以用天然气和自流水进入我们的家中。通风要更频繁，因为尽管事实上α粒子不会渗透皮肤，但ra气及其腐烂产物在呼吸时仍会进入肺部。在那里，它们将不再如此无害。

关于该主题的其他材料



除了上面文本中发布的许多Wikipedia文章链接之外，我还可以推荐以下有趣的材料。


更新：当文章准备就绪时，来自Dadget的消息是来自同一制造商的新模型Ecotexter 2 SOEKS正在销售中。这是二合一的组合设备：剂量计+硝酸盐计。该设备可以使用内置的Geiger计数器SBM-20测量辐射本底，还可以评估蔬菜和水果中的硝酸盐含量。在秋天，丰收的季节尤其如此。硝酸盐计的功能基于使用探针测量产品的电阻。Dadget公司为Gictimes的所有读者提供Ecotexter 2 SOEKS的10％折扣。出版14天后，促销代码GEEKT-SOEX2生效。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN384119/

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