Сколько беккерелей опасно для здоровья
Радиоактивность: беккерель, соотношение с кюри, микрозиверт – опасно/безопасно
Единица измерения радиоактивности (радиации) Беккерель (обозначение Бк, Bq, becquerel) – это количество ядерных распадов в образце в секунду. Не в килограмме, метре и литре, а в произвольном образце.
Радиоактивность воды, продуктов, почвы измеряется в беккерелях в 1 литре, килограмме, кубическом метре.
Для продовольствия радиоактивность должна измеряться в Бк/кг.
Сколько беккерелей в одном кюри, или чему равен один кюри?
Старая единица измерения – Кюри (Ки, Curie, Ci).
1 Ci = 37 GBq (гигаБеккерель)
Физически один Кюри – это такая радиоактивность, какую даёт один грамм изотопа радия-226. Радионуклид 226Ra – это самый стабильный изотоп радия, имеет период полураспада около 1600 лет.
Радий-226 возникает при распаде урана-238, урана-235, тория-232. Разумеется, весь этот радиоактивный набор имеется в количестве около сотни тонн в каждом ядерном реакторе АЭС.
Из радиоактивного радия-226 образуется через альфа-распад радиоактивный радон-222, с периодом полураспада 3,8235 суток.
Радон-222 альфа-распадом (выстреливая ядром гелия-4) образует нуклид полоний-218 с периодом полураспада 3,10 минуты, и так далее.
Сколько беккерелей опасно для здоровья?
Для тепловой мощности ядерного реактора в 1 мегаватт нужная радиоактивность примерно в 3×10**16 беккерелей (3 на 10 в 16 степени).
Так как при одном ядерном распаде далеко не всегда возникает только одна частица или квант, то по моему инженерно-метрологическому мнению, практические “измерения” радиоактивности в беккерелях в пересчёте на радионуклиды цезия или йода не имеют большого смысла – получается просто некая индикативная величина.
Химико-радиологическое исследования образцов, в результате которого получаются концентрации изотопного состава молока – это точное измерение, а беккерели, да еще пересчитанные на цезий… Всё равно, что платить за молоко в кассе супермаркета по цене в долларах за дойную корову.
Вторая сторона вопроса: “а что такое опасно для здоровья”. Учитывая, что по официальным данным ООН/ВОЗ в преддверии четвертьвекового юбилея в результате Чернобыльской ядерной катастрофы официально ядерно пострадало (т.е. умерло от лучевой болезни) 57 человек, то напрашивается вывод, что “безопасно для здоровья” означает, что сразу не умрешь от полученной дозы радиации, умрешь потом. И чиновник-статистик не напишет, что умер от радиации.
Поэтому ядерные пропагандисты придумали “радиоактивный банановый эквивалент” – количество радиации, вводимой в организм при съедании одного банана. Дело в том, что радионуклиды содержатся везде, с том числе и в нормальной природной пище (если кто сможет найти таковую). Например, в пище содержится “природный” радиозотоп калий-40. В грамме природного калия (в естественной смеси изотопов калия) наблюдается 32 распада калия-40 в секунду, что есть 32 беккереля, или 865 пикокюри.
Естественная радиоактивность бананов – 130 Бк/кг, съев 1 килограмм бананов человек получает дозу облучения 0,66 микрозивертов. Это, конечно, очень условно. Считается, что бананы – один из самых естественно-радиоактивных продуктов питания. Однако их люди кушают десятки тысяч лет, табу на их поедание человечество не выработало.
Все натуральные продукты содержат некоторое количество радионуклидов. С пищей человек получает внутрь дозу радиации 0,35 миллизиверт за 1 год.
С 1979 года “биологическая” радиация измеряется в Зивертах.
Про про пересчёт Рентген в Зиверт, сколько Рентген в час в Микрозиверт в час – в статье Опасный уровень радиации и безопасная радиоактивность: соотношение зиверты/рентгены
Фактически, Зиверты – это Греи (поглощенная физическая радиация), пересчитанные с “коэффициентами качества” (усредненный коэффициент относительной биологической эффективности, ОБЭ), в зависимости от состава ионизирующего излучения, то есть радиации.
Один Грей (Gray, Гр, Gy) – это единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения.
Поглощённая доза радиации одним килограммом массы равна одному грею, когда этот один килограмм вещества получило один джоуль энергии.
Гр = Дж / кг .
Пересчёт физических Греев в биологические Зиверты делается с коэффициентами ОБЭ:
γ-излучение (рентгеновские лучи), β-излучение (поток электронов), мюоны: 1
α-радиация (ядра гелия): 10-20
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), энергией до 10 кэВ: 3-5
Нейтроны энергией (скоростью) больше 10 кэВ: 10-20
Протоны (ядра водорода-1): 5-10
Тяжёлые ядра: 20
(1)
Понятно, что усредненный коэффициент относительной биологической эффективности не отражает “медицинского влияния” на организм. Одно дело облучать голову с мозгом, а другое дело палец левой ноги.
Вспомните пузырьковую камеру – прохождение частиц (не поглощение!) оставляет след в камере. Следовательно, в биологическом объекте – разрушения по пути. Прошел нейтрон через мозг человека навылет – немного разрушил мозг. Аналогично с яичниками, яйцеклетками и т.д.
Фатально разрушение или нет? Это уж куда попадет и как отреагирует клетка.
Если радиоактивные элементы засели в организме, и не просто в организме – а в определенном органе, то распадаясь (и генерируя новые радиоактивные элементы) внутри органа разрушения намного более прицельные.
Внутри облученного человека (хоть снаружи, хоть изнутри) начинаются ядерные реакции. В некотором смысле, внутри человека начинаются цепные ядерные реакции. Это и есть то, что называется радиационное заражение или наведенная радиация.
(См. также О радиоактивности еды, воды и беккерелях)
Отсюда простой вывод: опасность радиации для человека в Зивертах – это вероятности и точность весьма приблизительная. Особенно когда используются коэффициенты…
Насколько? Да кто-ж его знает… Живой пример, иллюстрация – ситуация со стронцием в Европе. Там же – насколько далеко летит радиоактивное облако от аварии на атомной станции.
Что такое бэр, один Зиверт – это сколько бэр
БЭР – Биологический Эквивалент Рентгена), REM – Roentgen Equivalent Man.
Эта единица измерения применялась в древности, когда массово производили дозиметры.
Доза облучения в один бэр гамма радиации точно равен одному рентгену. В принципе, аналогично соотношению современных единиц измерения “биологической” дозе радиации Зиверт и “физической” дозе радиации Грэй.
Приблизительное соотношение микрозиверта и микрорентгена, а точного – не бывает
Если радиация только гамма-радиация, т.е. рентгеновское излучение, то
1 Sv == 1 Gy ≈ 115 R (при такой дозе облучения обычно вылечивают)
1 мкЗв == 1 мкГр ≈ 115 мкР (70 мЗв считается дозой облучения гражданского населения за всю жизнь)
1 микро-Зиверт/час == 1 микро-Грэй/час ≈ 115 микрорентген/час
Однако это очень приблизительное соотношение зивертов и рентгенов. Дело в том, что в рентгенах (так сказать, официально) раньше измеряли именно дозы облучения рентгеновскими лучами (гамма-радиация), а реальная радиация состоит еще из альфа, бета и нейтронного излучений. А их воздействие на организм иное, с повышающими коэффициентами.
Условно можно считать, что:
1 микроЗиверт/час ≈ 100 микрорентген/час
1 миллиЗиверт/час ≈ 100 миллирентген/час
1 миллиЗиверт (mSv, мЗв) = 1000 микрозиверт (µSv, mkSv, мкЗв).
В зивертах дозу радиации стали считать где-то с 90-х годов прошлого века.
Понятно, что интерес к радиации – отнюдь не академический, а в связи с техногенными катастрофами и неуверенности в правдивости государственной и корпоративной информации.
Итого аварийных(?) 5160 мегаватт. Сколько в аварийных реакторах пока(?) потенциальной энергии ядерного топлива и радиации, то неведомо. Печально известный по ядерной катастрофе на Чернобыльской АЭС ядерный реактор РБМК-1000 имел мощность 1000 мегаватт. Другими словами все соседи Японии – Кореи, Китай, Россия имеют пять потенциальных чернобылей в виде фукусимы?
Скажу так: если радиация пахнет озоном, ногти и волосы светятся в темноте, то как боевая/рабочая единица человек пофункционирует еще часов или суток несколько в зависимости от I-IV степени острой лучевой болезни (ОЛБ). Именно такими критериями оперирует радиология, а вовсе не:
здоровый образ жизни, не болеть
успешное развитие и образование ребенка
возможность произвести здоровое, жизнерадостное потомство и иметь внуков-правнуков
и вообще быть красивым, успешным, жить долго и счастливо…
Какая радиация допустима, а какая нет – вопрос философский. Кому-то для запуска болезни из скрытого состояния достаточно выйти на 5 минут голым на улицу, а кто-то после бани может с удовольствием 10 минут валяться в снегу.
Одно дело – скушать грамм урана-235, другое дело – ввести в кровь грамм раствора соли цезия-137, третье дело пройти мимо 10 тонн чистейщего урана-238 в герметичном контейнере, даже из оконного стекла.
Я живу при радиации 5-15 микрорентен в час почти полвека, и ничего. Видел, что около радоновых источников тоже живут, при радиации в 35 мкр/ч. Не заметил, что намного счастливее. Но и заживо-гниющих светящихся местных жителей около радона тоже не встречал. Слухи “про повышенную онкологию” – встречал.
Но если я поднесу радиометр (к которым приклеилось ошибочное название “дозиметр”) к образцу со цезием-137 (аппетитному грибу-маслёнку), и измеритель радиации покажет 35 мкр/ч, а потом унесу радиометр на 5 метров, и там показание будет 10 мкр/час, то… выкину этот образец куда подальше, вопреки тому, что уровень радиации в 35 мкр/ч (0,35 мкЗиверт в час – вполне приемлем как фоновая радиоактивность)
Потому что грамм этого образца скорее всего фонит в 1000 раз больше, чем окружающая меня местность – телесные углы излучения образца и размеры датчика прибора, расстояние считайте сами. 🙂
Если бы я скушал этот грибок, то мой организм бы усвоил часть соединений радиоактивного цезия и десятилетия облучал бы мой нежный организм изнутри. Казалось бы, микродоза, однако радиация – постоянно и в упор по моим клеткам. И еще неизвестно, по каким. Хотя что же тут неизвестного – вполне известно.
Поэтому цифры радиации – это очень условные цифры с точки зрения здоровья. Если радиоактивность воды выше естественного фона, не пейте ее. Вдруг в воде вместо неусваиваемого радона окажется соль радионуклида с длинным периодом полураспада, и организм “эту радиацию” усвоит и расположит где-нибудь в жировых запасах. И будет потом этот радионуклид облучать всю укороченную жизнь, так сказать – “собственная радиация – всегда с тобой”.
Так как при авариях реакторов выбрасываются тяжелые радионуклиды, то тяжелые радионуклиды носятся в воздухе десятилетиями, в очень малой концентрации, но выпасть они могут очень концентрированно, а еще более концентрированно попасть в организм человека с едой. Хрестоматийные примеры: сало, грибы, молоко.
Так что если после ядерной катастрофы фон радиации повысился в пару раз в городе или селе N, расположенном в 3 тысячах километров от места катастрофы, а потом почти вернулся в норму… Лично я бы не спеша переехал в другое место. Но как узнать, а не прошло ли радиоактивное облако и там? Шарик-то круглый… А я люблю дикие грибы.
Вадим Шулман, инженер-метролог
(в статье использованы собственные знания и опыт, а также цифры из Википедии – со всеми вытекающими последствиями)
Радиологический ликбез
Сейчас я надену белый халатик, нацеплю дозиметр на лацкан, надену перчатки и пойду в изотопку метить ДНК-зонд радиоактивным фосфором. А вы тем временем разберитесь, пожалуйста, в единицах измерения радиационного излучения. Я подскажу кое-что, ибо видеть этот поток рентгенов нет сил.
Ионизирующее излучение есть всякое разное, и природа у него тоже разная: коротковолновое электромагнитное (рентген-, гамма-), потоки всякие бета-частиц (электроны и позитроны), альфа-частицы (ядра атомов гелия) и др., др., др. От альфа-излучения можно защититься листом бумаги, от беты — алюминиевой пластинки будет достаточно, гамма-излучение — самое проникновенное. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.
Счётчик Гейгера считает количество попавших в него ионизирующих частиц. Единица измерения — част/(см²·мин). Это трубка, заполненная инертным газом, внутри проволока. Стенки трубки — катод, проволока — анод. Торец стеклянный. Через неё в трубку «влетает» высокоэнергетическая частичка. Включили счётчик, между катодом и анодом создаётся напряжение, з-з-з-з-з-з-з-з-з. Но разряда нет, и тут в трубку влетела частичка — хоп! Ионизировала атомы инертного газа, образовались свободные электроны и ионы, которые разлетелись к катоду и аноду. Напряжение разряжается коротким импульсом, который транслируется в звуковой сигнал или цифровой показатель. То есть минимальная информация, которую мы можем извлечь — это факт пролёта ионизирующей частички за какое-то время. И всё.
Если счётчик Гейгера чуток откалибровать, то можно, кроме факта, немного померять энергию этой частички. Такие счётчики называются пропорциональными, и это те, которые меряют в показателях «рентген в час» — мощность экспозиционной дозы.
Рентген — это внесистемная единица экспозиционной дозы, которая потому внесистемная, что мало о чём говорит. Это всё то же количество образовавшихся пар ионов в кубическом метре воздуха возле дозиметра. Но мы помним, что если это альфа-излучение, то стоит прикрыть источник излучения бумагой, и до человека ничего не долетит. Поэтому, если в ваших руках оказался дозиметр, то он может только сказать — «много радиации» или «мало радиации» в кубическом метре воздуха неподалёку от дозиметра.
Мера радиоактивности измеряется в беккерелях — один распад в секунду. Раньше это измеряли в кюри. 1 Ки = 3,7×10 10 Бк. Как мы видим, кюри — довольно большие значения, которые неудобны в расчётах, поэтому — беккерели.
Теперь можно поговорить и о греях. Грей — это единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения. Это когда кило живого веса получило энергии в один джоуль. Раньше также пользовались единицей «рад» ( radiation absorbed dose ). Я стою в изотопке за плексигласовой ширмой. За ширмой — контейнер с радиоактивным фосфором, откуда я пипеткой достаю раствор. Тело никаких джоулей от радиации практически не получает, только от бутерброда, а вот руки — вполне.
Теперь, когда мы усвоили рентгены, беккерели, кюри и греи, сейчас будет про опасность для здоровья, дозу и пр. Она измерялась раньше в биологическом эквиваленте рентгена (бэр), а сейчас принята единица зиверт. Зиверт — это тоже поглощенная доза в джоулях на кило, но с учётом эффективности поглощённой дозы. Там в формулу добавили коэффициент качества для каждого из видов ионизирующего облучения и их способность повреждать ткани организма. У фотонов — 1, альфа-частицы — 10 и т. д. Это расчёт эффективной дозы.
Поглощенная доза в зивертах отдельно рассчитывает эквивалентную дозу (естественное облучение и доля искусственного), эффективную дозу и органную дозу (облучить ногу менее опасно, чем мозги или половые органы, это ясно). Есть ещё такой dose conversion factor, позволяющий пересчитать эффективность поглощённого излучения для каждого из изотопов из беккерелей в зиверты.
И, наконец, про пограничные показатели. Как мы усвоили, показатель дозиметра ещё не говорит о том, сколько организм «поглотит» радиации. Но вот у меня на лацкане дозиметр, вроде этого — это не счётчик Гейгера, это персональный зиверт-дозиметр, который «собирает» информацию о возможно поглощённом мною излучении за год.
Дозы:
— трёхчасовой полёт в самолёте — 0.01 миллизиверт;
— допустимая доза рентгеновского облучения (флюорография) в год — 1.5 миллизиверт в год (разовая флюорография грудной клетки может затянуть на 10 миллизиверт, зубов — на 0.5 миллизиверт);
— годовая доза естественного облучения из окружающей среды — 2.4 миллизиверт в год;
— дополнительное излучение бетонных жилищ -3 миллизиверт в год;
— допустимное облучение работничков в изотопке вроде меня — 50 миллизиверт в год;
— естественное облучение возле монацитовых залежей в Бразилии — 200 миллизиверт в год.
Первые клинические проявления лучевой болезни, которые распознаются медициной — разовое облучение 250 миллизиверт.
Всё ещё обратимые клинические проявления лучевой болезни — 1000 миллизиверт за раз.
50% смертельного исхода без медицинского вмешательства — 4000 миллизиверт за раз.
100% смертельного исхода без медицинского вмешательства — 7000 миллизиверт за раз.
Итак, ещё раз. Счётчик Гейгера и его модификации измеряют радиационный фон в устаревших единицах — рентген в час. Приблизительная норма в помещении — до 20 мкР/час. Счётчики Зиверта измеряют возможную дозу поглощённой телом энергии, если таковое окажется в зоне ионизирующего излучения.
Для тех, у кого зачесались руки чего-нибудь радиоактивное посчитать (например, найденное в статьях наших неутомимых журналистов) и вообще проникнуться основами радиологии и дозиметрии — вот ещё хорошая ссылочка.
Японию опять очень сильно тряхнуло. И продолжает трясти. За сегодня в том же районе к осту от острова Хонсю — примерно 35 локальных землетрусов с магнитудой от 4 до 6, одно из них буквально полчаса назад (магнитуда 5). В некоторых случаях гипоцентры энерговыделений находятся на глубине 20 км, но чаще они расположены глубже — 30-35 км.
Что-то там опять с реакторами, но из разъяснений наших специалистов пера и видеокамеры ни хрена понять нельзя. Во-первых, надо понять, как устроен мирный ядерный реактор, затем уяснить, как устроен именно японский (в отличие от наших), а потом ещё включить мозги. Я понимаю, что журналисты осаждают тех, кто в этом волокёт, но полученные разъяснения специалистов в устах журналистов всё больше превращаются в ахинею. Впрочем, это уж как водится — о чём бы они ни писали. Увы.