XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Радиация

Радиационные технологии давно и незаметно стали частью нашей повседневной жизни. Дома, по пути на работу, трудясь в офисе или даже находясь на отдыхе, мы, сами не зная этого, пользуемся тем, что было создано с их помощью.

Свойства радиации невероятны. С ее помощью можно обнаружить подделку произведения искусства, создать космический двигатель, способный унести космический научно-исследовательский зонд к планетам и другим небесным телам Солнечной системы. Конечно, мы находимся лишь в самом начале полноценного использования всех свойств энергии атомного ядра, но даже то, что уже открыто и применено, потрясает своими возможностями.

Виды радиационного фона:

•Ионизирующее излучение (ИИ), взаимодействуя с веществом, становится причиной ионизации атомов и молекул (атом возбуждается и открывается от отдельных электронов из атомных оболочек). Основные виды радиации:

•Альфа-излучение. Корпускулярное, представленное в виде потока тяжелых положительно заряженных α-частиц. Они тяжелые, их пробег в веществе короткий, поэтому их может задержать бумажный лист и слой омертвевшей кожи.

•Бета-излучение. Также корпускулярное, представлено в виде потока электронов или позитронов, которые испускаются при радиоактивном β-распаде ядер атомов.

•Нейтронное. Корпускулярное, представляет собой поток нейтронов, не оказывающий ионизирующего воздействия, но серьезный ионизирующий эффект наблюдается из-за упругого и неупругого рассеяния на ядрах вещества.

•Гамма- и рентгеновское излучение. Электромагнитные, различаются механизмом возникновения. Рентгеновское способно проникает во все вещества, представлено в виде электромагнитного излучения с длиной волы от 10-12 до 10-7. Гамма-излучение обладает внутриядерным происхождением, возникающим в процессе распада радиоактивных ядер, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом и при других обстоятельствах. Обладает высокой проникающей способностью.

Тихая революция Рентгена

8 ноября 1895 года немецкий физик Вильгельм Рентген открыл Х-лучи.

Х-лучи или рентгеновское излучение — это так называемое ионизирующее излучение, то есть потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов.

С момента создания первого рентгеновского аппарата во всем мире началось бурное развитие радиационных технологий. На сегодня разработано огромное количество различных медицинских рентгеновских систем, позволяющих исследовать не только крупные внутренние органы человека, но и мелкие разветвленные кровеносные сосуды.

Практически в каждой серьезной больнице во всех уголках нашей планеты используются диагностические инструменты, к примеру аппараты для флюорографии. После того как в первой половине XX века ученые сумели с помощью радиоактивного йода убить раковые клетки в щитовидной железе, использование радиации для лечения онкологических заболеваний стало передовым направлением медицины.

Врачи либо вводят в тело пациента радиоактивные источники, излучение которых эффективно уничтожает раковые клетки и при этом не вредит пациенту, либо источник излучения помещают непосредственно на поверхности тела без нарушения целостности тканей.

Рис. 1

Неразрушающий взгляд внутрь

Уникальное свойство X-лучей «видеть» сквозь материалы используют для проверки почтовых отправлений и грузов. Научно-технический центр «ЯФИ» Росатома выпускает автоматизированные пропускные пункты, в которых за час досматривают до 25 грузовиков, выявляя с помощью неразрушающего радиационного контроля любые запрещенные вещества и предметы.

В США разработана технология сканирования багажа MagRay, основанная на комбинации рентгенографии и ядерного магнитного резонанса. Методика позволяет отличать опасные вещества от безопасных и исключает необходимость вынимать ноутбук или телефон из багажа.

Недавно петербургский научно-технический центр «Ратэк» разработал систему досмотра багажа, в которой тепловые нейтроны помогают определить химический состав объекта. Так можно обнаружить взрывчатые вещества, яды и наркотики, не вскрывая чемодан. На экран монитора выводится не картинка, а таблица с информацией о содержании химических веществ в досматриваемом объекте.

Радиация и полет

Даже те, кто никогда не летал на самолетах, знают, что для того, чтобы попасть на авиарейс, нужно сначала пройти досмотр службы безопасности аэропорта. Рамки, через которые мы входим, и «черные ящики», пропускающие сквозь себя наш багаж, способны обнаружить опасный предмет или материал, к примеру оружие или взрывчатку, и не допустить на борт воздушного лайнера террориста.

Досмотровые системы контроля аэропортов, железнодорожных вокзалов, метрополитена, стадионов и в целом мест массового скопления людей созданы на основе свойств уже известных нам Х-лучей, способных видеть скрытое.

Если меры предосторожности в отношении диагностической рентгенографии вполне обоснованы, то для сравнения можно привести следующий факт: уровень радиации в сканере аэропорта составляет приблизительно одну тысячную от той лучевой нагрузки, которую пациент получает при стандартной рентгенографии грудной клетки.

Льюис Нельсон замечает далее, что гораздо большему излучению авиапассажиры подвергаются во время полета как такового. Летящий на высоте лайнер ежеминутно получает примерно такую же дозу радиации, какая излучается одним сканером в аэропорту.

Их возможного воздействия на организм не надо бояться, ведь в аппаратах проверки используются сверхмалые дозы рентгеновского излучения. Даже если вы каждый день несколько раз будете проходить через рамку контроля досмотрового комплекса, это никак не повлияет на ваше здоровье. Самое интересное, что пассажир за один полет, когда авиалайнер поднимается на высоту в 10-11 тысяч метров, получает из-за солнечной радиации дозу облучения в десятки и сотни раз большую, чем при прохождении досмотра. Но даже это абсолютно не значимая для здоровья величина. А вот без подобных систем наша жизнь стала бы гораздо опаснее.

Возникает вопрос – с чем связан повышенный уровень радиации на самолете? Связан он, прежде всего, с тем, что во время полета самолет поднимается в верхние слоя земной атмосферы, которая является естественным щитом от воздействия космической радиации на поверхность нашей планеты. Естественно, часть лучей достигают ее поверхности, поэтому вся планета имеет свой уровень радиоактивного фона. Но именно он не опасен для человека и других живых существ, так как все организмы родились, выросли, эволюционировали при нем, а значит, считают естественным и, возможно, необходимым условием их существования и развития. Однако чем меньше защитный слой, тем больше уровень радиации. Это давно доказанный и известный факт. Поэтому не удивительно, что человек, который находится на борту летящего самолета, получает повышенную дозу облучения.

Рис. 2

Так-же, если попасть в полет во время сильной вспышке на Солнце, то при перелете Москва-Ванкувер, можно получить дозу облучения в размере один миллизиверт.

При получении информации о таких крупных вспышках на Солнце, авиакомпании принимают решения об отмене рейсов или изменении воздушных коридоров. Но в ближайшие годы не ожидается значительных вспышек на Солнце. Но такая ситуация сохраняется не всегда, в 2003 году наблюдалось несколько мощных вспышек.

Список литературы

[Электронный ресурс]. URL: https://tass.ru/spec/rosatom (дата обращения: 21.12.2022)

[Электронный ресурс]. URL:  https://rentgen-centr.ru/news/dopustimyj-radiacionnyj-fon/ (дата обращения: 21.12.2022)

[Электронный ресурс]. URL: https://lahtaclinic.ru/uptodate/bezopasna-li-radiaciya-skanerov-v-aeroportah/ (дата обращения: 21.12.2022)

[Электронный ресурс]. URL: https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-radiacii/ https://ria.ru/20201112/radiatsiya-1584367954.html (дата обращения: 21.12.2022)

Код для цитирования: Скопировать