Самые главные понятия о радиации

Биология радиации

Задолго до появления на Земном шаре жизни, радиоактивность и подобные ей ионизирующие излучения появились на материке и присутствовали в Космосе до создания самой планеты Земля. Космическое пространство наполняется изо дня в день, с момента зарождения Вселенной. В среде человека радиоактивные вещества присутствуют постоянно, хотя и в мизерных количествах. В следовых количествах (незначительных) в любой поддерживающей ткани человека есть радиоактивные вещества.
Человек по своей природе может реагировать на тепло, холод, свет, боль благодаря органам чувств. Но он не может реагировать на радиацию той или иной степени. Ввиду этого радиацию могут определить специально обученные люди с применением  разработанной сложной аппаратуры.
Слово «радиация» или как еще принято говорить «ионизирующее излучение» – это вид излучения, который меняет физическое состояние атомных ядер, или самих атомов преобразовывая их в продукты ядерной реакции, или электрически заряженные частицы. Наличие подобных ионов или же подобных продуктов ядерной реакции при определенных обстоятельствах в человеческих тканях может видоизменить протекание процессов в клетках и молекулах. Если же это излучение будет накапливаться в организме, то нарушит ход биореакций в организме и будет представлять серьезную опасность и угрозу для нашего здоровья.
Точно также как излучение света и тепла являются в основной части случаев следствием химического взаимодействия – горения, также излучение радиации является последствием радиоактивных преобразований элементов. Жизнь на Земле появилась при воздействии излучения радиации. Наши прародители, мы и наши потомки подвергались, и будут подвергаться облучению радиацией.
Конечно же, радиоактивное излучение (РИ) спровоцировано радиацией, приходящей на планету Земля из космоса, независимо от человека, и  радиоактивностью некоторых элементов, которые входят в состав воздуха, окружающего нас мира предметов, в состав самого человеческого тела (торий, радий, уран калий, радон и прочие). Это натуральный фон радиации, такое же естественное воздействие к которому привык организм человека подобно, как и к световому излучению, гравитационной силе тяжести, температуре окружающей среды и прочему. Точно также как в случае гравитации, света и тепла есть определенные уровни влияния, при которых излучение и радиация не будут воздействовать на состояние организма, а есть такие уровни, когда оно вредно и может привести к летальному исходу. В некоторых условиях вероятно также лечебное воздействие радиацией на человеческий организм. К примеру, увеличение активной деятельности при приеме радоновых ванн, при убивании вредоносных раковых клеток, которые могут убить человека. Чтобы дать оценку количеству воздействующих разных видов радиации, определены некоторые характеристики, которые в науке называются единицами измерения излучения.

Понятия и цифры

Влияние РИ определяется его составом, мощностью потока излучения, энергией частиц. Чтобы оценить воздействие радиации на человеческий организм используют такие понятия «амбиентная, эквивалентная доза».
Зиверт (Зв, Sv) – единица измерения амбиентной эквивалентной дозы.
Чтобы охарактеризовать уровень γ излучения, наиболее проникающей радиации и дающей главный вклад в обучение всего организма, используется также понятия экспозиционной дозы в воздухе, которая имеет свою единицу измерения – Рентген (Р).
Один Sv приблизительно равен 100P (правильнее 94,5 для излучения изотопа 137Cs). Если сопоставлять с обычным естественным воздействием, эти единицы очень велики, поэтому используют обычно величины, которые составляют 1 000 000 (микро) или 1 000 (мили) доли Sv или Р.
1 3в=1000 m3в=1000000mk3в;

1P=1000mР=1000000mkP.

Sv и Р – это суммарная (интегральная) характеристика воздействия. Чтобы оценить скорость скопления дозы пользуются понятиями мощности дозы – числа энергии, которая поглощена в единицу времени. Единицы измерения (ЕИ) – 3в/ч, мк3в/ч, мк3в/с, P/ч, мкР/ч и т.п.
Излучение бета (в естественной радиоактивности, которая окружает человека, его главным источником считается K-40), характеризуется мощностью ПП частиц. ЕИ – количество частиц, которое проходит в единицу времени чрез поверхность единичной площади (1см2): част/(мин*см2); част/(с*см2).
Излучение α, которое являет собой поток тяжелых частиц (частица α такая же, как и ядро атома He-4 и состоит из 2-х нейтронов и 2-х протонов), имеет малую длину пробега. Частицы α в связи с этим задерживаются, практически не проникают через слои кожи снаружи. Большую тревогу могут вызвать попадающие вещества, которые испускают частицы α внутрь человеческого организма с едой, чрез кожные покровы, снаружи, попадающие вместе с воздухом. Имея небольшую траекторию своего пробега, они имеют высокую способность ионизировать материал, посему представляют собой большую внутреннюю угрозу радиации.
«Активностью» принято называть термин характеризующий мощность РИ. Беккерель (Бк) – единица активности. Активность 1 Бк говорит о том, что в источнике происходит одно радиоактивное превращение ежесекундно. Раньше использовали единицу Кюри (Кu). 1 Кu – это активность 1 грамма Ra. Связь между Кu и Бк довольно сложная:
1 Кu=3,7•10**10 Бк  (37 млрд. Бк).

Примеры

Чтобы наглядно понять, что собой представляют данные единицы, попробуем привести ряд примеров. Как правило, фон провоцирует облучение на уровне 1-2м3в (100-200mP) на протяжении двенадцати месяцев. При этом, где-то 2/3 данной величины обусловлено источниками изнутри (внутренне облучение). При этом мощность дозы внешней радиации γ составляет пятнадцать мкР/ч. Данная величина может меняться в несколько раз и она считается средней. Допустим над морем она равна пять-семь мкР/ч, в районах высокогорных до шестидесяти мкР/ч, в р-не Минеральных вод Кавказа двадцать-тридцать мкP/ч, в столице РФ десять-двадцать мкР/ч. Зависимо от времени года, суток, метеоусловий мощность дозы может меняться. Следовательно, за свою жизнь в среднем за семьдесят лет мы получаем дозу 7-14 Рентген. Но есть места, к примеру, высокогорные, где эта величина  может достигнуть 35-40 Р.
Калий, который содержится в человеческом организме, имеет активность где-то 3 Бк, урюк – до 200 Бк.
И напоследок приведем некоторые важные величины:
0,15 мк3в/ч – зависимо от местных условий мощность дозы естественного фона может изменяться в 2 раза;
0,6 мк3в/ч – предельное значение мощности дозы на открытой местности, фиксированное для населения;
5 м3в – предельное значение дозы за 12 мес. для населения;
960 част/(мин*cm2) – допустимая ПП низкоэнергетического излучения бета;

50 част/(мин*cm2) – предельный уровень загрязнения радиацией поверхностей по α-излучению.