Радиационный фон окружающей среды постоянно присутствует в человеческой жизни. Ежедневное облучение в определенной мере оказывает вредное влияние на здоровье в виде нарушения защитных функций организма, развития злокачественных опухолей и пр. Современный мир богат множеством источников облучения, поэтому обыватели часто задаются вопросом, как и чем измерить уровень излучения? Прибор для измерения радиации называется дозиметр. Рассмотрим подробнее все его возможности.
Как работает прибор для измерения радиоактивности
Самым востребованным и популярным устройством для измерения радиации является счетчик Гейгера, по названию которого становится понятно о его основателе. Прибор создал немецкий физик Ганс Гейгер в 1908 году совместно с еще одним ученым по имени Эрнст Резерфорд. Спустя два десятилетия физик возобновил изобретение счетчика, доработав его с физиком Мюллером. Агрегату уже больше века, но его популярность не падает и в современном мире.
Основной компонент устройства – это герметичный баллон из стекла или металла, который наполнен аргоном и неоном. Дополнительно в эту емкость добавляют два электрода. Радиоизлучение распространяется волновыми частицами. При попадании малейшей частицы в датчик, смесь из газа начинает ионизироваться, газовые атомы подзаряжаются и могут светиться от этого. Весь процесс контролируется прибором.
Датчик фиксирует данный процесс. Для регистрации точного количества радиоактивных компонентов ионизация гасится искусственным методом за считаные секунды. Счетчик издает щелчки при нахождении радиоактивных частиц. Уровень излучения можно измерить и иными способами. Помимо датчика, применяются сцинтилляционные кристаллы, которые позволяют найти определенные вещества по характерному излучению.
Фотоэлектронный умножитель фиксирует количество вспышек, численность которых зависит от величины дозы радиации.
Виды дозиметров
Приборы для измерения радиационного облучения разделяются на несколько видов, исходя из условий их эксплуатации и назначения:
- Бытовые. Таким устройством можно измерить радиации в бытовых условиях, но они имеют высокий уровень погрешности. Они помогают измерить общий радиационный фон в здании или в продуктах питания, но приборы улавливают лишь гамма-волны. Некоторые модели оснащены дополнительными датчиками для регистрации альфа- и бета-излучений.
- Профессиональные. Дозиметры оказывают широкий спектр действия, измеряя облучение как внутри помещения, так и снаружи. Устройства могут обнаружить активные радионуклиды, которые находятся в разных веществах, предметах и даже живых тканях. Встроенный датчик регистрирует излучение нейтронов, протонов.
- Индивидуальные. Дозиметр регистрирует накопленный уровень радиоактивного облучения. Часто выполняется в виде наручных часов.
- Промышленные. Такие приборы размещаются непосредственно возле источников радиации, чтобы регулярно контролировать и следить за уровнем облучения.
- Военные. Агрегат используется в период военных действий, включая эксплуатацию в центре ядерного взрыва.
Как происходит заражение радиацией
Человек способен получить вредное облучение двумя способами:
- При ядерном взрыве наблюдается выпадение радиоактивных компонентов из облака взрыва и радиации, которая обусловлена возникновением самопроизвольного распада изотопов под влиянием быстрого гамма и нейтронного излучения ядерного взрыва. Это негативно воздействует на людей и животных из-за внутреннего и внешнего гамма-облучения при попадании в организм живого существа через еду, воду или воздух.
- При техногенных авариях (неправильное хранение радиоактивных отходов, протечка в реакторах, утечка из разных радиоисточников) вследствие рассеивания вредных компонентов. По типу аварии можно судить про характер заражения.
Измерение радиации в быту
Прибор для замера радиации и излучения нужен не только людям, которые имеют отношение к мирному атому, потому что его часто используют в домашних условиях.
Дозиметр применяется для измерения уровня радиоактивных веществ в материалах для строительства или в обычных продуктах питания. Иногда устройством проверяется земля перед постройкой на ней здания или дома.
В основном бытовой прибор имеет небольшой размер и оснащен дисплеем, на котором отображается уровень радиации. Такой агрегат может быть как беспороговым, так и пороговым.
Пороговые дозиметры оповещают звуковым сигналом о превышении допустимого радиоактивного уровня, предварительно установленного производителем. Таким вариантом проще пользоваться, да и стоимость сравнительно ниже. Беспороговое устройство указывает на определенный радиационный уровень, все уровни пользователь устанавливает самостоятельно вручную. Прибор для измерения уровня радиации такого типа предназначен для специалистов, знающих, какому случаю характерен тот или иной уровень облучения.
Влияние радиации на человека
Облучение является процессом воздействия радиационных лучей на человеческий организм на основе передачи вредной энергии клеткам. Такое влияние способствует нарушению метаболизма, развитию лейкоза, онкологических заболеваний, бесплодия, ожога, катаракты и инфекционных недугов с осложнениями. Побочные явления радиации сказываются на делящихся клетках, поэтому облучение намного опаснее для детей по сравнению со взрослыми. Запрещено беременным женщинам быть под воздействием радиоактивных веществ во избежание негативных последствий для будущего ребенка.
Существует четыре основных стадии лучевого заболевания в острой форме: легкая (0,1-0,2 Зв), средняя (0,2-0,4 Зв), тяжелая (0,4-0,6 Зв) и крайне тяжелая (выше 0,6 Зв). Если уровень облучения меньше чем 0,1 Зв, то это лучевая травма.
Уровни облучения
Каждый человек должен знать норму излучения, которая составляет от 0 до 0,2 МкЗв/ч, или от 0 до 20 мкР/ч. Уровень радиации измеряется в Зивертах. Основные показатели облучения и примеры:
- 0,22 МкЗв/ч – стандартная доза радиации, которой подвергается все человечество в повседневной жизни;
- 1,00 МкЗв/ч – облучение получают пассажиры самолета, перелетающие с Китая в США через Северный полюс;
- 2,28 МкЗв/ч – средняя дозировка радиации для людей, работающих в атомной промышленности;
- 11,42 МкЗв/ч – под таким сильным воздействием увеличивается шанс заболеть онкологическими заболеваниями;
- 40,00 МкЗв на постоянной основе – необходимость эвакуировать людей после чернобыльской катастрофы;
- 114,14 МкЗв/ раз – развивается лучевой недуг, характеризующийся снижением уровня белых телец в крови человека и тошнотой;
- 570,77 МкЗв/ раз – 50% пораженных радиацией людей погибают в течение месяца после облучения.
Параметры покупки дозиметра
Перед тем как приобрести устройство, стоит понять, что дозиметры контролируют гамма-излучение, а радиометры – альфа- и бета-излучение. Существуют универсальные приборы, сочетающие в себе как дозиметр, так и радиометр. Самым востребованным считается бытовой дозиметр, который выбирается по виду показываемых излучений, времени измерения, виду счетчика, уровню погрешности, стоимости, весу, габаритах и типу изготовления:
- Улавливающий блок. Этот элемент встраивается в корпус измерительного устройства, хотя в некоторых моделях он находится в отдельном корпусе. Его основой является газоразрядный датчик или сцинтилляционный кристалл. Первый вариант отличается легкостью в использовании и невысокой стоимостью. Кристаллы приклеены специальным клеем к фотодиодам, поэтому их замена происходит в заводских условиях.
- Продолжительность работы. В основном время измерения составляет 20-40 секунд, но для подготовки потребуется еще примерно 5 минут. Более дорогие модели быстрее считывают уровень радиации.
- Степень погрешности. Этот параметр очень важен для низких фонов. Стандартный прибор, измеряющий радиацию, имеет допустимое значение погрешности – 15%. Часто при снижении температуры дозиметр показывает недостоверную информацию на дисплее, а иногда даже в две стороны. Если он будет применяться в течение года, то лучше отдать предпочтение морозоустойчивому виду, хотя его цена возрастет на 10%. Также стоит обратить внимание на пыле- и влагоустойчивый вариант, который можно брать с собой везде, не боясь за его работоспособность.
Радиацию разглядеть без специального устройства невозможно, хотя неблагоприятные последствия после облучения возникают практически мгновенно. При наличии подозрений на то, что радиационный фон может быть повышен, следует купить специальный дозиметр. Он применяется для проверок радиации в помещениях, продуктах питания, разных материалов.
