← На головну

Радіоактивність: історія відкриття, види та небезпека. Лекція з фізики. Частина 2.

Опубліковано: 2024-10-17

Радіоактивність: історія відкриття, види та небезпека. Лекція з фізики. Частина 2.

Шановні слухачі Я вас вітаю І зараз я хочу вам представити другу частину лекції радіоактивність історія види та небезпека нагадаю що в першій частині Ми дали визначення явищу радіоактивності ми сказали що радіоактивність - це спонтанне самовільне перетворення ізотопів одних нестійких елементів в ізотопи якихось інших хімічних елементів Ми поговорили хто відкрив радіоактивність Ми згадали рез рда Ми згадали беккереля ми сгадали подружжя рі і не тільки ми поговорили які бувають радіоактивні перетворення за типом частинок які при цьому випромінюються Ми згадали альфа випромінювання бетапс бетамінус електронне захоплення кластерний розпад протонний нейтронний розпад спонтанни дія в другій частині лекції ми поговоримо про те як описати процес радіоактивних перетворень з точки зору математики ми згадаємо Закон радіоактивного розпаду який описує Наскільки швидко чи повільно змінюється активність певного джерела ми згадаємо взагалі що таке активність і як вона вимірюється Ми дамо визначення поняттям дози експозиційної дози поглинутої дози та ефективної дози ми поговоримо про прилади для вимірювання радіоактивності про так звані дозиметри або радіометри це схожі але трохи різні прилади ми поговоримо про те яку дозу ми отримуємо щодня від різних джерел і наскільки це безпечно чи навпаки небезпечно для нашого здоров'я отже процес радіоактивних випромінювань треба якось описати з точки зору математики треба щось виміряти А що саме вимірювати насправді варіантів досить багато Ну перше ліпше що нам приходить на думку це виміряти кількість радіоактивних ядер якщо їх спочатку було то з часом вони будуть розпадатися їх кількість буде поступово зменшуватися Тобто нам треба описати певний закон який буде характеризувати зміну кількості радіоактивних ядер з часом для певного елемента для певного її кі для певного її кількості але це не єдине що ми можемо описати ми можемо також наприклад описати скільки енергії при цьому випромінюється в оточуючи про про і скільки енергії поглинаються тілами які оточують певне радіоактивне джерело можемо описати певні дози які отримують оточуючі об'єкти від радіоактивного джерела але і це не єдиний спосіб тому що незважаючи на те що доза поглинута може бути одна і та ж сама шкода для нашого здоров'я а радіація може значну шкоду завдати для нашого здоров'я пов'язана із іншими факторами і ми можемо описати саме цю шкоду і ми можемо описати які прилади використовуються для того щоб вимірювати ці дози і вимірювати наскільки небезпечно знаходитися в певному місці чи навпаки зовсім безпечно отже давайте про все це і поговоримо для того щоб описати Наскільки швидко змінюється радіоактивність певного джерела з часом для того щоб описати певний процес Наскільки швидко розпадає певні радіоактивні ізотопи Нам потрібен певний закон закон цей вивести насправді абсолютно нескладно основна ідея яка лежить в основі цього закону А це статистичний закон як я казав на початку першої частини радіоактивність - це випадкове явище ми не знаємо коли саме відбудеться процес радіоактивного розпаду може зараз може через рік може через мільярд років але в нас є величезна кількість і коли в нас є величезна кількість об'єктів дуже гарно працюють статистичні закономірності тому ми можемо скористатися фактом що радіоактивність - це випадковий процес ймовірність того що певний атом розпадеться за певний проміжок часу завжди стала радіоактивні ядра не бувають молоді або старі тобто якщо ми беремо певне радіоактивне ядро там уран 235 то ймовірність того що він розпадеться за годину зараз абсолютно така сама як те що він розпадеться за годину через рік абсолютно та сама як те що він розпадеться за годину мільйон років тому тобто з часом атом не перетворюється в якийсь старий радіоактивний атом у якого збільшується чи зменшується його ймовірність розпаду всі атоми абсолютно однакові Ми не можемо передбачити заздалегть коли саме відбудеться розпад певного атома з випромінюванням радіоактивного одного чи іншого типу випромінювання але якщо атомів дуже багато для них чудово працюють статистичні закономірності а в реальному макроскопічному цілі атомів дуже багато 10 в 23й і тоді використовуючи ті статистичні закономірності ми можемо безпосередньо вивести Закон радіоактивного розвитуку так як в нас лекція з фізики то я вважаю що треба хоч трохи зайнятися саме математичною частиною фізики тому я пропоную для тих хто бажає послухати як цей закон виводиться кому не цікаво саме слухати про математичну частину може пропустити це і перейти відразу до аналізу цього закону як він пояснює закономірності основні розпаду радіоактивних елементів А ми зараз поговоримо трохи про математичний аналіз поговоримо трохи про диференціювання інтегрування про експоненти логарифми і порівняємо те що ми отримали з однією комп'ютерною відомою всім грою Отже основна іде ідея У нас є певний радіоактивний елемент кількість ядер цього елементу в певний момент часу дорівнює N велике мільйон хай буде мільйон Хоча звичайно що мільйон - це надзвичайно мала кількість якщо ми кажемо про реальне макроскопічне тіло то там радіоактивних ядер можуть бути мільярди десятки мільярдів трильйони мільярди трильйонів е велика У нас є годинник який вимірює час за певний дуже малий проміжок часу dт у нас розпалася досить невелика кількість ядер dn Тобто dn - це частина ядер яка розпалася за маленький проміжок часу dт зрозуміло що це dn повинно бути по-перше пропорційно загальній кількості ядер N Тобто чим більше ядер було тим більше ядер розпадається ну це логічно логічно що якщо в нас мільярд ядер однакових якщо в нас мільйон однакових то перших розпадеться в 1000 разів більше бо їх всього більше зрозуміло що dn повинно пропорційно бути самому dт чим більше проміжок часу тим більше розпадеться ядер Якщо ми візьмемо малий час розпадеться мало ядер Якщо ми візьмемо в два рази більший розпадеться в два рази більший Ну і зрозуміло що повинен бути певний коефіцієнт пропорційності тобто одні ядра розпадаються швидко інші ядра розпадаються повільно і цей коефіцієнт пропорційності називається в ядерній фізиці стала розпаду і позначається літерою лямбда це та сама лямбда яка стала символом відомої гри Half Life період напіврозпаду яка стала одним з символів всієї сучасної ігрової індустрії Отже рівняння яке ми можемо записати dn кількість ядер яка розпалася за маленький проміжок часу пропорційна кількості ядер N пропорційна самому часу dт малому і пропорційна певній сталі лямбда яка залежить від того що це за ядро Ну і так як в нас число ядер весь час буде зменшуватися то треба цю величину взяти зі знаком мінус бо dn від'ємне кількість зменшується Ми отримали математичне рівняння далі ми можемо зробити елементарну дію ми можемо поділити це рівняння на N тоді ми отримуємо dn скільки розпалося поділити на N скільки всього дорівнює лямбда dт Ми отримали елементарне диференційне рівняння як відомо з курсу математичного аналізу для для того щоб розв'язати такі рівняння треба проінтегрувати обидві частини нашої рівності інтеграл зліва дорівнює інтегралу справа ми можемо це зробити Ми можемо проінтегрувати dn поді на N тобто просумувати Всі ці речі від початкової кількості ядер nнульве до кінцевої кількості ядр N з іншої сторони лямбда DT ми інтегруємо від початкового часу Ну вважаємо що початковий час коли ми тільки включили годинник - це нуль кінцевий час - це буде Т наш час коли ми це вимірюємо як відомо з курсу математичного аналізу інтеграл від dn поді N - це буде Log N коли ми підставимо Log N - Log nну ми можемо згадати математику що логарифм міну lгарим - це lгарим від дробу верхнє поділити на нижнє Ми отримали Log n/ n0 = - лядат тому що інтеграл від DT - Це просто T Ми отримали рівняння яке ми можемо перетворити далі якщо в нас логарифм дорівнює чомусь якщо ми хочемо знайти те що під логарифмом ми повинні взяти експоненту від обох частин нашої рівності коли ми беремо експоненту від логарифма логарифм зникає і в нас залишається просто N поділити nну коли ми беремо lгарим міну лямбдат у нас так і залишається міну лямбдат ми можемо ще трохи перетворити цей вираз ми можемо перетворити основу нашої степеневої функції показникової функції ми можемо згадати що експоненту можна перетворити у два в певні ступені якщо ми в нашу саму степінь додамо логарифм двійки так як тут все написано тоді в степені мінус лямбдат Це буде е в степені міну лямбдат поділи lгарим2 тому що 2 в степені lга2 це і буде е і врешті-решт ми отримали що це буде 2 в степені -т поділити на певне т 1/2 дет1 дру - це оцей lга2 по лямда Тобто це певна величина яка обернено пропорційна сталі розпаду яка називається час напіврозпаду або т 1/2 це час за який розпадається половина від початкової кількості ядр Таким чином ми отримали остаточне рівняння N = nну є в степені 2 в степені - T по tт 1/2 Давайте будемо тепер аналізувати це рівняння для тих хто пропустив математичну частину я відразу повторю ще раз загальний закон радіоактивного розпаду стверджує що кінцева кількість ядер певного радіоактивного елементу N дорівнює початковій кількості ядер Цього ж самого радіоактивного елементу nну помножити 2 в степені міт поділити на T 1/2 де T 1/2 - це певна стала або інший еквівалентний запис N = n0 є в степені міну лямбдат де лямбда ІТ 1/2 обернено пропорційні один до одного яку саме функцію описує цей вираз цей вираз легко Зобразити графічно цей вираз легко проаналізувати от давайте подивимося що в нас буде коли дорівнює час наш дорівнює нулю 2 в нульовій степені Це буде просто одиниця тому N дорівнює nнуль тобто в початковий момент часу у нас nнуве ядро мільйон хай буде мільйон хоча це звичайно що дуже мало Час іде проходить певний проміжок часу Т 1/2 коли ми підставимо це Т 1/2 замість часу т в наш вираз Ми отримаємо 2 в степені міну1диниц тобто 1/2 тобто n дорі n нульове поділити навпіл це означає що за цей час т1/2 кількість радіоактивних елементів стала в два рази меншою був мільйон стало 250 000 500 000 проходить ще один період т 1/2 тепер в нас n0 2 в степені -2т1/2/т 1/2 Це n0 подлити на 4 тобто стало Ще в два рази менше 1 500 1/2 1/4 зрозуміло що далі буде 1/8 1/16 і так далі тобто т 1/2 - це час за яких кількість радіоактивного елементу зменшується в два рази за кожен новий період Т 1/2 кількість ще в два рази зменшується за перший раз в два рази за другий раз в д половину від половини тобто вчотири далі 8 16 і так далі тобто в нас є Отака от спадаюча крива і якщо ми знаємо скільки часу пройшло то ми знаємо Скільки в нас залишилося від початкової кількості ядер через цей час наприклад за пять періодів т 1/2 у нас буде кількість N нульве поділити на 2 в ПТІ а 2 в п - це 1/32 тобто за п'ять періодів напіврозпаду кількість радіоактивних ядер зменшиться в 32 рази це зменшення досить ке однак з цієї формули виходить що остаточно нульова кількість не буде досягнута ніколи зрозуміло що насправді це не так зрозуміло що ця формула сама по собі є справедливою тоді і тільки тоді коли в нас велика кількість ядер поки їх мільярди трильйони десятки сотні трильйонів ця формула чудово працює якщо в нас вже залишилося п'ять 10 навіть 50 радіоактивних ядер ця формула перестає працювати для такої малої кількості цей процес замість статистичного стає випадковим Тобто ми вже не можемо передбачити коли саме розпадеться яке ядро і ми не можемо передбачити коли в нас врешті-решт не залишиться жодного радіоактивного елементу але для всіх реальних об'єктів він чудово працює і цей вираз цей закон демонструє нам Наскільки швидко розпадається будь-яка речовина т1/2 період напіврозпаду дуже важливий тому що саме період напіврозпаду Half Life демонструє Наскільки швидко ми позбуваємося певної радіоактивної речовини Наскільки швидко вона перетворюється на щось інше ця величина бу буває абсолютно різна для різних ізотопів різних хімічних елементів ця величина може мати характер однієї мільйонної мільярдної від секунди ця величина може складати хвилини години дні тижні роки сотні років тисячі мільйони і навіть мільярди років станом на зараз найбільш довкоживучий елемент який відомий - це телур 128 для телуру 128 період його напіврозпаду тобто час за який розпадеться половина атомів телуру 28 складає 24 йота роки цей час 24 йота роки приблизно в 160 трильйонів разів більше ніж вік нашого всесвіту нашому всесвіту 13,7 приблизно мільярдів років а це в 160 трильйнів разів більше це означає що за весь час існування нашого всесвіту розпалася лише дуже маленька кількість ядертелу і він буде розпадатися розпадатися розпадатися далі дуже-дуже довгий тривалий час тому такі елементи які мають настільки великий час напіврозпаду вони майже не відрізняються від реальних стабільних елементів і навіть виміряти той факт що вони радіоактивні дуже важко для інших елементів цей час складає маленьку долю секунди мілісекунди мікросекунди наносекунди пікосекунди Тобто можна сказати що вони розпадаються майже миттєво як правило ті що розпадаються майже миттєво це штучно створені радіоактивні елементи Тому що ті які ми можемо знайти в природі як правило мають досить тривалий період напіврозпаду бо інакше ми б їх просто не могли знайти бо вони проспалися значно швидше ніж ми б до них дісталися якщо ми знаємо Скільки ядер було на початку якщо ми знаємо Скільки ядер залишилося в кінці то ми можемо легко порахувати скільки ядер розпалося за певний проміжок часу част кількість ядер які розпалися Дельта n для цього треба від початкової кількості nну відняти кінцеву кількість N ми можемо записати N у вигляді nну е в степені міну лямбдат або е в степені 2 встепені міт пот 1/2 і таким чином ми отримуємо закон який описує кількість ядр які розпалися за певний час математичне формулювання каже що кіль кількість радіоактивних ядер буде поступово зменшуватися але ніколи не стане нульовою Але звичайно що в реальності колись розпадеться останнє ядро будь-якого радіоактивного елементу тому що нескінченно довго цей процес тривати не може Ну добре чудово математика всіх втомила але врешті-решт ми дізналися так за яким саме законом зменшується кількість ядер будь-якого елементу ми дізналися що є так званий час та піврозпаду це такий проміжок часу за яких кількість будь-якого радіоактивного елементу змінюється в два рази але як саме вимірювати цей час напіврозпаду от я кажу 24 йота роки так що нам треба взяти годинник почекати 24 йтараки і порахувати що кількість стала в два рази менша нам слід взагалі брати певний шматок речовини і рахувати скільки там атомів і весь час слідкувати за тим як вони з даються Ну звичайно що ні звичайно що Вчені не дивляться напряму на кількість ядер які там були на початку не дивляться скільки їх в кінці вони не чекають мільйони і мільярди років щоб побачити що періоди напіврозпаду саме такі а для того щоб виміряти цей період напіврозпаду використовують величину яка називається Активність радіоактивного джерела саме активність яку можемо виміряти майже миттєво вона і визначає Наскільки швидко або наскільки повільно це радіоактивне джерело збільшує або зменшує свою кількість активність - це фізична величина яка визначає скільки ядер у нас розпадається за одиницю часу Тобто ми не знаємо скільки їх було на початку ми не знаємо скільки їх залишиться в кінці це важко порахувати але ми можемо досить легко використовуючи ті самі дозиметри про які я буду розказати розповідати трохи далі рахувати так Скільки в нас розпадається наприклад за одну секунду або за одну годину якщо ми кажемо про стандартні дозиметри якщо в нас є закон радіоактивного розпаду nну е в степені міну лямбдат = N і ми хочемо дізнатися скільки в нас йде розпадів за одну секунду ми можемо згадати математику ми можемо згадати математичний аналіз для того щоб визначити швидкість чогось треба взяти похідну по часу Якщо ми візьмемо похідну по часу dn по dт зі знаком мінус тому що в нас активність позитивна то ми отримуємо ту саму активність а активність будь-якого джерела дорівнює сталій розпада лямбда помноженій на кількість радіоактивних ядер N що це означає це означаєщо що якщо в нас багато певної радіоактивної речовини N велике то і активність також буде велике ну цілком зрозуміло також це означає що якщо в нас лямбда стала розпаду велика то навіть від малого джерела в нас буде велика активність велика кількість розпадів за одну секунду тобто активність певною мірою визначає шкоду радіоактивного джерела для людини бо саме активність визначає скільки розпадів відбулося скільки Альфа Бета гама променів було випромінено і саме активність не напряму але впливає на те яку дозу Ми отримали і яку шкоду ми отримали від цього радіоактивного джерела якщо згадати що стала розпаду лямбда - целогаримд подіт 1/2 ми можемо отримати остаточну формулу для активності а активність це N кількість ядер помножено на логарим дво Це просто число і поділити на т1/2 не період напіврозпаду в системі с активність вимірюється в розпадах за секунду тобто скільки радіоактивних розпадів у нас відбувається за одну секунду і на честь одного з відкривачів явища радіоактивності беккереля ця величина називається Бек або беккерель тобто один беккерель - це активність такого джерела в якому відбувається один розпад за одну секунду Це фантастично мала активність така активність не може бути зафіксована жодним приладом в реальності всіх макроскопічних тілах у нас величезна кількість розпадів тому як правило використовують не беккерелі а використовують кіломегагігабеккерелі або використовують таку величину як qрі - це позасистемна одиниця для активності один qр - це 3,7 на 10 в бекереля тобто 37 млрд бекарелів це вже більш схоже на те які активності в реальності спостерігаються тобто 37 млрд бекрелів - це типова активність яка може бути десь зафіксована вимірна активність як я казав залежить від двох чинників по-перше вона прямо пропорційна кількості ядер в певній речовині Ну це зрозуміло якщо в нас буде тонна радіоактивної речовини то там буде значно більше розпадів ніж якщо в нас буде 1 г певної радіоактивної речовини тому не дуже коректно порівнювати активність Великого тіла і маленького тіла і вводять поняття питомої активно це активність на поділити одиницю мас якщо ми знаємо активність на одиницю маси ми вже більш коректно можемо порівнювати наприклад активність урану активність стронцію активність барію активність радону активність цезію активність калі40 тому як правило крім активності беккерелях або Кюрі використовують питому активність бекерелі або Кюрі поділено на кілограм і друге активність обернено пропорційна часу напіврозпаду чим більше час напіврозпаду чим повільніше розпадається певний радіоактивний елемент тим менше відбувається розпадів за одну секунду тим менше його активність саме тому елементи які мають надзвичайно великі періоди напіврозпаду мільярди років трильйони років Вони мають дуже малу активність і вони майже не мають шкоди для нашого організму тобто Хоча вони є радіоактивні хоча в них відбуваються всередині процеси радіоактивних перетворень але вони відбуваються настільки слабко настільки повільно настільки малоймовірно що на наше життя на наше здоров'я вони майже не впливають такі елементи є всюди ми їх зустрічаємо весь час і вони в тому числі є всередині нашого організму і ніякої шкоди нам це не завдає тому що їх період напіврозпаду великий а активність навпаки дуже і дуже мала Але чи тільки активність впливає на те яку шкоду ми отримаємо від певного джерела Ну звичайно що ні активність - це скільки розпадів відбулося за одну секунду тобто скільки вилетіло різних Альфа Бета бетапс бетамінус протонів нейтронів і гама променів але вони можуть вилітати з великою енергією а можуть вилітати з малою енергію Звичайно що якщо в нас летить щось з величезною енергією воно нам завдасть більше шкоди ніж якщо вона таке повільне повільне повільне крім того Звичайно що великі частинки альфа-частинки вони значно більш шкідливі ніж якісь маленькі бета-частинки електроди тому е крім активності факторами які впливають на Шкоду певного радіоактивного випромінювання для нашого здоров'я є енергія частинок і є тип радіоактивного розпаду який супроводжує ту чи іншу радіоактивну реакцію приладами які використовуються для того щоб вимірювати саме шкоду яку ми отримаємо від радіоактивності щоб вимірювати скільки ми отримали радіоактивного випромінювання називаються дозиметри а відповідно дія на речовину оцього радіоактивного випромінювання називається дозою цього випроміню доз таких існує досить багато але найголовніші з доз - це експозиційна доза Хоча вона і зараз досить широко використовується насправді вона має більше історичну цікавість бо саме її раніше вимірювали дозиметри і зараз рекомендовано в побутових дозиметрах від неї поступово відмовляти друга доза - це поглинута доза і третя доза - це біологічна або ефективна доза це скільки саме шкоди Ми отримали від радіації а прилади які використовуються для вимірювання цих доз називаються дозиметрами якщо вони вмірюють дозу або радіометрами якщо вони вимірюють дозу за одиницю часу тобто дозиметри вимірюють скільки всього ми отримали дозу а радіо вимірюють скільки дози ми отримуємо прямо зараз от за цю секунду вони використовуються як правило в різних сценаріях тобто якщо ми хочемо дізнатися скільки ми отримали дозу працюючи наприклад десь на шкідливому виробництві за весь час ми використовуємо дозиметр якщо ми знаходимося у певний місцевості де існують Райони де шкода велика де радіації багато і є існують регіони достатньо чисті де радіації майже немає нам корисніше використовувати радіометр як правило ці прилади дозиметри радіометри є комбінованими тобто вони можуть використовувати і як дозиметр вимірювати do і як радіометр вимірювати dose Rate в різних одиницях Я маю такий прилад власний Я потім розкажу як він працює і продемонструю це на відео в основному такі прилади базуються на лічильнику який називається лічильник гегера це один з перших мабуть один з найбільш поширених приладів для вимірювання радіаційного випромінювання яке супроводжується ядерні перетворення під час радіоактивного розпиду приблизно схему цього лічильника ви можете побачити на цьому зображенні і на цьому відео що це таке Це така досить довга трубка в цій трубці всередині у нас є газ як правило використовується аргон Ну але тут немає такого Визначення що може бути тільки аргон ця трубка знаходиться під впливом зовнішньої радіації на цю трубку потрапляють зовнішні радіаційні процеси Ну як правило ця трубка використовується для вимірювання гаммафон тобто на неї падають гамма-кванти поверхня цієї трубки для гаммаквантів абсолютно прозора тобто вони проникають всередину без жодних проблем Вони проникають всередину вони вдаряються в атоми аргону які там знаходяться вони перетворюють ці атоми аргона на йони через те що вони перетворилися на йони у нас з'явилися носії заряду через те що в нас з'явилися носії заряду у нас пішов струм і в нас цей прилад цей лічильник гегера він під'єднаний до чутливого амперметра до чутливого мультиметра до чутливого гальванометра який фіксує пройшов імпульс струму і як правило так як ці прилади використовуються в областях де люди не завжди можуть спостерігати на екран що там відбувається вони також під'єднані до певного динаміка який в цей час пікає тобто кожен факт кожен такт кожен гама-квант супроводжується попер перше струмом по-друге звуковим сигналом і ми знаємо якщо ми почули звуковий сигнал що у нас пройшов певний гамма-квант Якщо ми будемо чути ці сигнали достатньо повільно це означає гамма-квантів мало небезпеки немає пі пі пі пі Якщо ж ми почуємо що ці сигнали ідуть дуже швидко пі це означає що кількість гамма-квантів дуже велика це означає що ми знаходимося в зоні де радіаційний фон значно підвищений Ну і нам треба щось зробити Ну наприклад перейти з цієї зони в якусь іншу безпечну зону Лічильник Гейгера раніше був мабуть єдиним загальноприлад загальноприйнятим приладом для вимірювання доз радіації Звичайно що зараз існують інші зараз існують не такі трубки зараз існують і напівпровідникові і інші та також прилади але в будь-якому разі принцип загальнії їх дії приблизно такий самий в нас є чутливий елемент в нас є зовнішня радіація ця зовнішня радіація в створює на цьому елементі певні імпульси струму які потім перетворюються на візуальні звукові або інші сигнали щоб дати нам зрозуміти радіація обережно щось робить Лічильник Гейгера вимірює саме експозиційну дозу радіації це історично перша раніше була найбільш поширена і Та яка і зараз використовується в багатьох метеостанціях в багатьох інформаційних джерелах від служби надзвичайних ситуацій інформуючи про те який фон нас оточує Наскільки нам небезпечні експозиційна доза випромінювання вона характеризує саме здатність гамма променів тобто квантів електромагнітного випромінювання величезної чистоти іонізувати газ повітря чи аргон чи будь-що інше Тобто чим більше актів іонізації відбувається тим більше експозиційна доза якщо казати більш формально якщо казати саме про одиницю вимірювання то це сума електричних зарядів йонів одного знаку які створені іонізуючим випромінюванням в одиниці масі опромінюваного повітря у нас є повітря у нас є 1 кг цього повітря в цьому повітрі під гама квантів з'являється наприклад один кулон йонів один кулон позитивних йонів один кулон негативних йонів Вони завжди однакові тому що загалом повітря нейтральне тому Скільки позитивних утворилися стільки і негативних тоді якщо ми поділимо о кулон на 1 кг ми і отримуємо експозиційну дозу експозиційна доза вимірюється в кулонах на кілограм а найбільш поширена величина яка раніше використовувалося для того щоб вимірювати експозиційну дозу - це рентген це величина названа на честь Вільяма комрада рентгена одного з відкривачів рентгенівських променів разом з українським вченим пулієм який на жаль на відміну від рентгена не став таким відомим не отримав першу в історії фізики Нобелівську премію і не отримав промені на свою честь хоча цілком логічно було б їх називати не рентгенівські промені а промені Пулюя ну на заході їх взагалі називають Xray тобто промені ми їх називаємо рентгенівські промені промені Пулія неважливо в будь-якому разі рентген - це одиниця вимірювання експозиційної дози це 2,58 на 10 в мі4 колон поділи кілогра Тобто це така кількість радіації при якій в одному кілограмі повітря утворюється 2,58 на 10 вмінуче кулонів позитивних йонів і негативних йонів хоча ми зараз бачимо що інформація в рентгенах і досі використовується Ну наприклад радиційний фон у Києві та надзвичайна ситуація по Україні оперативна інформація від ДСНС за останню добу за даними ДСНС радіаційний фон складає 0,012 мілірентген на годину в Київській області 0,01 мілірентген на годину Хоча і досі це можна зустріти але насправді рентген як одиниця вимірювання зараз вважається застарілою і за сучасними нормативами рекомендовано по бутися використання одиниці рентгену для опису радіаційного фону тому Хоча вона є але рекомендувати її до вживання Ані Я не можу Ані відповідні служби також не можуть але вживають хоча неправильно це друга доза випромінювання яка використовується - це поглинута доза випромінювання поглинута доза випромінювання пов'язана з тим скільки саме енергії ми поглинули від певного джерела за рахунок оцих всіх радіоактивних процесів за рахунок Альфа Бета гама частинок і не тільки врешті-решт саме енергія визначає скільки змін при цьому відбудеться в нашому організмі скільки у нас утвориться нових мутацій Скільки в нас зруйнується ДНК Скільки в нас зруйнується клітин скільки ми отримуємо шкоди скільки нам треба буде після цього лікуватися поглинута дози випромінювання - це величина яка визна ється енергією будь-якого типу випромінювання нам Неважливо чи то Альфа чи то бета чи то гама неважливо будь-якого типу випромінювання скільки енергії поглинається в одному кілограмі певної речовини якщо енергія вимірюється в джоулях а маса вимірюється в кілограмах то ця величина дорівнює джоуль поділити на кілограм і вона отримала назву грех тобто поглинута до вимірюється в греях і один Грей відповідає випадку коли 1 кг будь-якої речовани поглинув 1 джль енергії будь-якого іонізуючого випромінювання чи то Альфа чи то бета чи то га крім Грей існує ще одна позасистемна одиниця рат Але знову ж таки я не раджу ці позасистемні одиниці вживати Вони мають історичну цінність Але станом на зараз вони не рекомендовані поглинута доза вже майже напряму визначає скільки шкоди Ми отримали якщо багато енергії прийшло в наше тіло вони завдали нам багато різних шкод якщо мало то мало але поглинута доза різного типу випромінювання Буде по-різному нам шкодити Чому це так а тому що шкода залежить не тільки від енергії а залежить і від того який саме тип радіоактивних частинок зруйнував наші молекулярні зв'язки утворив йони всередині нашого тіла Зрозуміло Коли ми кажемо про великі частинки Наприклад альфачастинки - Це величезне ядро Гелія це два протони два нейтрони воно важке воно велике це гарматне ядро це великий реактивний снаряд цей снаряд коли летить завдає величезної шкоди він руйнує абсолютно все на своєму шляху тому шкода від альфачастинки буде велика Якщо ми візьмемо бетачастинку це маленькиймаленький Електрон цей Електрон приблизно в 5 000 разів менших ніж альфа частинка так він має велико енергію але його вже коректніше порівняти не з великим гарматним снарядом а з маленькою кулею так куля також може вбити куля може зашкодити але в принципі руйнування від кулі значно менше ніж від великого нета тому Важливо не тільки скільки енергії Ми отримали від певних радіаційних іонізуючих випромінювань які пошкоджили наш організм а й те від якого саме типу радіаційних процесів ми її отримали якщо Та ж сама енергія від альфа частинок шкода велика якщо Та ж сама енергія від бета частинок шкода значно значно менша і От коли ми це хочемо врахувати то ми повинні ввести третю дозу яка називається біологічна або еквівалентна доза ця доза вже напряму визначає скільки шкоди наш організм отримав від певного типу радіоактивного випромінювання ця доза якраз і пов'язана з тим що різні типи частинок мають різну шкоду на наш організм альфа-частинки вони найбільш шкідливі гамапромені і бета-частинки вони найменш шкідливі щоб описати цю шкоду вводять так званий коефіцієнт якості випромінювання або відносну біологічну ефективність її позначають як правило або літерою Q або w з R нижнім індексом саме ця величина - Це просто число воно базується на певних експериментах на дослідженнях де досліджували вплив радіації на живі істоти Вона може бути знайдена в таблицях саме вона вказує наскільки шкідливе те чи інше випромінювання і наскільки біологічна доза відрізняється від поглинутої ви можете побачити таблицю цей коефіцієнт біологічної ефективності для xrays тобто для рентгенівських променів для гама променів для бета частинок дорівнює одиниці тобто приймають що так як це найменш шкідливе Це буде просто одиниця для нейтронів він буде дуже різний існує величезна кількість наукових праць які якраз і досліджують вплив нейтронів на живі істоти наскільки нейтрони різної енергії завдають різну шкоду там є цілі такі залежності тобто нейтрони певної енергії мають найбільшу шкоду інших енергій меншу шкоду ну це неважливо в будь-якому разі це величина там десь 2,5 5 до десятки коли ми кажемо про звичайні протони То шкода у них приблизно в два рази більше тобто для протонів ця величина дорівнює двійці коли ми кажемо про альфа-частинки коли ми кажемо про великі ядра які утворилися під час спонтанного поділу коли ми кажемо взагалі про важкі ядра То цей коефіцієнт приймають рівним 20 Звичайно що це умовно Звичайно що воно не рівно 20 але в цілому воно відповідає реальності тобто шкода від альфа частинок приблизно в 20 разів більше ніж шкода від бета частинок тієї самої енергії тому щоб порахувати біологічну або еквівалентну дозу Ми повинні поглинуту дозу в джоулях поділити на кілограм помножити от на цей коефіцієнт шкоди коефіцієнт біологічної ефективності Q і тоді ми врешті-решт отримуємо біологічну дозу біологічна доза вимірюється в так званих зівертах саме зіверт є рекомендованою чиною якою треба описувати радіаційний фон саме в зівертах рекомендовано описувати радіаційний фонд зараз в усіх країнах світу і в Україні в тому числі деякі служби притримуються таких рекомендацій І дійсно вимірюють це в зівертах деякі На жаль і досі використовують рентгени Ну я сподіваюся що вони врешті-решт відмовляться Бо саме зіверти визначають шкоду безпосередньо це скільки ми енергії поглинули помножи на Шкоду цієї енергії для бетачастинок для електронів біологічна доза просто дорівнює поглинутій тому що Q дорівнює одиниці для альфа частинок біологічна в 20 разів більше ніж поглинута тому що вони важкі і вони створюють багато руйнувань крім зівертів існує ще одна позасистемна одиниця вона називається Бер біологічний еквівалент рентгену ну це не так важливо Бер - це приблизно одна сота зіверта - це доза будь-якого йонізуючого випромінювання що спричиняє ту саму біологічну дію що і доза рентгенівського гамапромінювання в один рад що пов'язано з експозиційною дозою в один рентген це не так важливо важливо що зіверт - це актуальна станевна зараз доза яка враховує і кількість тих частинок і їх енергію і наскільки ті чи інші частинки шкідливі для нашого здоров'я зівер найбільш актуальний отже резюмуємо коли ми кажемо про активність певного джерела ми повинні використовувати бекерейлі або Юрі ви можете побачити це на зображенні Activity of raditive Source measured in backerels or cues бекерелі або - це скільки розпадів відбувається в середині певного джерела за одну секунду коли ми кажемо про повітря яке нас оточує то радіація в цьому повітрі радіоактивність у повітрі доза може вимірюватися в рентгенах або кулонах на кілограм це експозиційна доза експозиційна доза каже скільки навколо нас в повітрі утворюється зарядів і наскільки вони нам можуть зашкодити якщо ми щось поглинули певну енергію то вона вимірюється в греях або радах А якщо ми хочемо дізнатися ще й наскільки вона нам зашкодила то ми повинні перевести ці грей або ради у зіверти або бери і саме отримані зіверти визначають в підсумку шкоду радіації для людини absorbed dobs in rats on Grace converted do equivalent in ramps or ses zever Se zвер - це найбільш важлива для нас одиниця бо вона визначає шкоду але тут не все так просто як здається я сказав що альфавипромінювання є найбільш шкідливим Це правда альфа-частинки - це величезні ядра Гелія які завдають великих руйнувань коли вони потрапляють у будь-які біологічні об'єкти вони надзвичайно активно руйнують всі хімічні зв'язки вони руйнують ту саму молекулу ДНК вони руйнують все в наших клітинах руйнування молекули ДНК призводить до появи мутацій мутації призводить до того що в нас може виникнути онкологія тобто так радіація напряму впливає на появу онкологічних захворювань так Альфа частина дуже шкідливі але так як альфа-частинки дуже великі то вони мають малу проникну статність тобто вони легко зупиняються будь-якою перешкодою і коли ми кажемо про альфа-частинки то для того щоб їх зупинити якщо звичайно ж їх енергія не дуже велика нам вистачає звичайного аркушу паперу один аркуш паперу повністю зупиняє потік альфа частинок коли ми кажемо про наш організм то наша шкіра вже не є проникною для альфа-частинок тобто якщо біля мене буде джерело альфа-частинок воно не зможе потрапити в середину моєї тканини воно не зможе потрапити в мої внутрішні органи тому що моя шкіра захистить мене від тих альфа-частинок тому хоча від них Шкода дуже велика але проникнути самі по собі в наш організм вони не можуть бета і гама частинки мають значно меншу шкоду але при цьому вони мають значно більшу проникну здатність тобто Альфа частинака зупиняється аркушем паперу бета частинка зупиняється тонким шаром певного металу наприклад алюмінієм А якщо ми хочемо зупинити гамма частинку нам вже повинен великий шар бетону нам вже потрібен великий шар свинцю тобто зупинити гама частинку Майже неможливо якщо поруч з нас з нами є гама фон то він буде проникати всередину нашого організму і ніяк зупинити його зовнішнім чином ми не зможемо тобто коли ми кажемо про зовнішні джерела небезпеки то гама і бета в принципі значно більш шкідливі ніж альфа альфа зупиняється шкірою бета проникає в середині тканин в м'язи а гамма проходить в нас організ організм наскрізь воно проникає в усі тканини воно проникає в Усі органи воно шкодить абсолютно всьому що в нас в той же час є у альфавипромінювання величезна небезпека Але у випадку якщо джерело альфавипромінювання буде не зовні А якщо воно буде всередині нас наприклад після Чорнобильської аварії в атмосферу було викинуто величезну кількість радіоактивного сміття в тому числі сміття активного за типом випромінювання альфа-частинок це були такі маленькі-маленькі частинки не атоми не молекули а вже реальніж частинки речовини пилинки Dust вони просто рухалися у повітрі і поки вони просто знаходяться у повітрі вони нам не задають шкоди Але якщо ми їх з'їмо якщо вони потраплять нам в їжу або ще гірше Якщо ми будемо ними дихати то вони потраплять всередину нашого організму це джерело альфа-частинок потрапить нам наприклад в легені або у шлунок або у кішків Або кудись ще і от там воно буде опромінювати нас з середини там вже шкіра нам не зможе ніяк допомогти не зможе нас ніяк врятувати не зможе нічого зупинити тому альфачастинки які опромінюють нас з середини це величезна небезпека і тому хоча звичайна наприклад маска не може ніяк зупинити радіацію вона абсолютно прозора і для бета і для гама Але в той же час вона чудово зупиняє оці великі пещінки Альфа з альфавипромінюванням і тому користуватися масками в радіаційному фоні цілком-цілком доречно бо вони не дадуть джерелам альфавипромінювання потрапити всередину нашого організму і не дадуть потім завдавати шкоди з середини Ну ми вдихнули в себе оцю маленьку пщінку Вона потрапила нам в легені вона там десь застрягла і вона нам годинами роками опромінює нас альфа-частинками формуються відразу поруч руйнування ДНК ДНК порушено відбувається пошкоджена реплікація відбуваються мутацій відбуваються утворення онкології рак легенів все в нас немає альфавипромінювачі - Це величезне джерело яке створює ризик раку легенів одне з найбільших після коріння всі сучасні прилади які використовуються для побутових ціілей вони вимірюють саме зіверти ви можете по бачите тут ра P зображення знайдено в інтернеті або ви можете побачити мій власний дозиметр terра p+ який саме і вимірює dose of radiation тобто дозу радіації в зівертах на годину ну точніше зіверт - це досить велика доза тому як правило використовують кратні дози менші дози від зіверта це мікрозіверти і нанозіверти Тобто це 1 мільйонна і од мільярдна від зівартів якщо ми подивимося наприклад фон у Києві який я взяв з певного сайту який зараз станом на зараз він є ви можете побачити що тут саме в нанозівертах на годину наведена інформація Ну наприклад десь у центрі там 82 нанозіверти на годину десь в іншому місці 112 102 тощо це все природній фон Він завжди присутній і він в принципі є цілком безпечним тобто він не є чимось що може нам завдати великої шкоди для того що щоб завдати шкоду нам потрібно отримати значно більшу дозу ніж нанозіварти або мікрозіварти а от давайте і поговоримо про те наскільки такі значення безпечні або небезпечні радіаційний фон присутній завжди ми не можемо позбутися радіаційного фону який нас оточує питання не в тому чи є радіація чи немає вона є Вона завжди є питання в тому наскільки ця радіація велика тобто Тобто ми як люди як біологічні істоти сформувалися в процесі еволюції в природньому радіаційному фоні так радіація шкодить нашим клітинам вона руйнує певні зв'язки але якщо таких руйнувань небагато наш організм чудово навчився їх лагодити власноруч і такі пошкодження вони не спричиняють великої шкоди для нашого організму ми пристосовані до цього ми вміємо це а от якщо радіаційний фон буде значно більший отут вже організм не зможе сам полагодити руйнування і тому треба буде або якось лікуватися або на жаль Нічого ми не зможемо зробити якщо отримана доза дійсно дуже і дуже велика ее я неодноразово займався вимірюванням радіаційних доз я в свій час зі своїми студентами яким я викладав в тому числі атомну ядерну фізику їздив у Чорнобиль Це було в часи коли ще не було зовнішнього укриття на саркофазі Чорнобильської СС Тобто ви бачите старий саркофаг про радіацію існує дуже багато міфів хтось вважає що там Біля Чорнобиля у Чорнобильській зоні взагалі не можна існувати там такий радіаційний фон що він абсолютно все б'є хтось вважає навпаки що нічого такого не існує Ну ми робили дуже Просто ми їздили туди офіційною організованою екскурсією на автобусі там були Студенти там був я у кожного студента був власний дозим ми поїхали в цю зону ми були в різних місцях цієї зони ми вимірювали фон і цілком можна побачити що цей фон він відрізняється тобто коли ми кажемо наприклад про певні місця в місті Прип'ять яке знаходиться біля Чорнобиля то так як це місто Потім використовувалися в тому числі для проживання ліквідаторів для проживання людей які займалися цією станцією то там в принципі в більшості місць все почистили тобто в більшості місць люди позбулись від радіоактивного сміття яке утворилося після вибуху і там цілком безпечно знаходитись але позбутися радіації остаточно неможливо тобто коли вибухнула Чорнобильська станція було викинуто величезна кількість сміття і це сміття просто випадковим чином десь впало в різних місцях тому якщо у вас з собою є дозиметр ви можете просто йти просто вимірювати і побачити що отут радіаційний фон Ну там в два рази більше норми в три рази більше норми а потім ви підходите до якогось дерева ви підходите до якоїсь купи землі Хоча звичайно що офіційно В такі місця де великі фони вас ніхто не пустить тому ми були в тих місцях де фони цілком нормальні Ми не ходили туди де небезпечно в реальності там де ми були в принципі туди ходили в свій час організовані екскурсії і шкоди для життя Ми б там ніколи не отримали реальної шкоди але ми могли також побачити підне дозіметр радіометр точніше до певного місця що радіаційний фон раптово підстрибує І дійсно якщо знаходитися в цьому місці не кілька хвилин як ми були а якщо там жити постійно якщо з'їсти певну рослину яка там виросла яка в себе адсорбувала цю радіацію то дійсно можна отримати велику шкоду для власного здоров'я а в інших місцях цілком безпечно і хоча я на цій фотографії знаходжуся поруч зі знаком радіаційни небезпеки який знаходиться біля в'їзду в місто Прип'ять але насправді саме в тому місці абсолютно безпечно і радіаційний фон там навіть менший причому значно менший ніж в Києві в центрі міста тому про радіацію існує багато міфів існує багато міфів що дійсно шкідливе що ні іноді Кажуть люди що будь-яка доза радіації шкідлива Ні це не так іноді кажуть що радіація нешкідлива взагалі ні це також не так звичайно що є певні нормативи Ну і давайте коротко про це все поговоримо існують Офіційні документи це ви можете побачити здається радбез ООН офіційно видав комніке яке якраз і описує скільки радіації яку дозу радіації в середньому отримують різні люди в різних умовах ви тут можете побачити декілька таблиць Ну я навів наприклад таблицю оage Natural sources це середня радіаційна доза яку отримують середні мешканці Землі від різних радіаційних доз які пов'язані як з зовнішнім так і з внутрішнім випромінюванням Звичайно що вони дуже різні в різних місцях землі в різних умовах але в принципі Ви можете бачити що вони є вони є нормовані і звичайно що можна порівняти ту дозу яку ми отримуємо з певними нормативами ви можете побачити про дози які отримують Люди які працюють в певних небезпечних умовах ви можете побачити наприклад nuclear Full Cycle тобто ті хто працюють над ядерним паливом ви можете побачити medine use of radiation ті хто використовують радіацію в медицині наприклад ті хто працюють з рентгенівськими апаратами ви можете побачити знову таки Air Travel як я скажу пізніше ті хто використовують літаки часто отримують значно більші дози ніж ті хто наприклад робить час рентген CO Mining about Ground workes тобто видобування вугілля інші типи видобування інших колесних копалин і так далі можна ці нормативи певним чином проаналізувати і побачити так які саме джерела радіації для нас є дійсно найбільш небезпечними І скільки ми в середньому отримуємо в рік від різних радіоактивних джерел джерел природньої радіації є достатньо багато я не буду зупинятися на всіх джерелах які існують я скажу лише на ті які викликають саме найбільшу шкоду для нашого організму яких позбутися ми в принципі ніяк не можемо і найбільш шкідливим для звичайного життя людини є джерело радіації яке пов'язано з газом який називається радон радон - це радіоактивний газ який утворюється весь час в глибинах землі на початку першої частини нашої лекції я демонстрував ланцюжок перетворень урана уранпере перетворюються на торій торій на протоактиній протоактиній на уран уран знов на торій торій перетворюється на радій радій перетворюється на радон радон на Полоній полонь на свинець свинець на бісмут і так далі Коли я казав про історію відкриття радіоактивності я казав про подружжя Кюрі які якраз і відкрили два радіоактивних елементи радій і Полоній але при цьому вони не помітили і ненертний газ який знаходиться між радієм і полонієм і який називається радон радон - це газ який має достатньо короткий час життя Період напіврозпаду радону приблизно 3,8 дня Це означає що радон в принципі Якби він колись існував він би весь вже давно-давно зник але радон утворюється весь час в середині землі в гірських породах є завжди певна кількість урану уран присутній абсолютно всюди уран присутній в усіх гранітах уран є невід'ємною складовою частиною цих гранитів коли ура уран перетворюється в результаті радіоактивних перетворень на інші елементи то спочатку Це ті ж самі метали це торій це протоактиній це радій і вони не залишають ті граніти але по потім на одному з кроків той самий храдій відкритий подружжям Кюрі перетворюється на інертний газ радон і цей радон якщо в нас в граниті є певні тріщини він з цих тріщин легко виходить якщо це підземні джерела граніта то він вимивається звідки певними грунтовими водами він піднімається назовні і він потрапляє відповідно в атмосферу Він завжди присутній в атмосфері В невеликій кількості і ми їм дихаємо Якщо ви подивитеся на цей рядок то радон - це є альфвипромінювач я казав що альфвипромінювач дуже небезпечний коли він потрапляє в середину нашого організму коли ми дихаємо радоном Він завжди потрапляє в наші легені ми завжди дихаємо радон радон нам шкодить за оцінками американських лікарів радон є другою причиною утворення новоутворень онкології легенів після куріння тобто Радон Це дійсно вбивця радон вбиває щорічно величезну кількість людей концентрація радону вона дуже сильно залежить від того Де ми знаходимося так як радон як правило утворюється в глибинах землі в гранітах то якщо ми знаходимося на певній гранітній скелі то концентрація радону буде більша якщо ми знаходимося десь на морі де під нами лише вода концентрація радону буде значно менша бо той радон що утворився на суші просто розпав с по дорозі Навіть якщо ми знаходимося наприклад в місті Києві на Хрещатику знаходимося біля будівель які були побудовані після Другої світової війни коли Хрещатик був зруйнований повністю і відбудований з нуля то там багато гранітів і ці граніти вони випускають назовні радон тому біля них концентрація радону більша і тому радіаційний фон більший Але якщо ми відійдемо від цих будинків трохи далі якщо ми потрапимо наприклад там в парк Шевченка де таких будинків немає де просто дерева де ґрунт то звичайно що концентрація радону стане менша і небезпека від нього стане менша радон потрапляє Як правило в нижню частину будинків він потрапляє через артезіанські води він потрапляє через Артезіанські свердловини він потрапляє через тріщини в грунтах тому наприклад в країнах які лежать на гранітах наприклад в Скандинавії концентрація радона десь в підземних приміщеннях дуже велика і там він дійсно небезпечний якщо ми кажемо про країни які лежать більше на осадкових гірських породах якщо ми кажемо не про підземні поверхи А про вищі поверхи концентрація родону дуже маленька і тому наприклад якщо ми живемо десь на 20-му поверсі то Цим можна взагалі знехтувати але в будь-якому разі радон - це найбільше джерело радіації які ми отримаємо від зовнішніх чинників радон присутній в атмосфері завжди І він дуже небезпечний тому що це альфавипромінювач який напряму потрапляє в наші легені і який руйнує нас з середині але радон - це є не єдине джерело випромінювання яке нам шкодить нам дуже шкодять також космічні промені космічні промені - це потоки різних частинок абсолютно різних які падають весь час на Землю з космосоу вони можуть іти від сонця від якихось подій які відбулися в середині галактики від інших зірок від якихось між галактичних подій вони йдуть весь час з різних боків різні частинки з різної енергії вони також мають певну велику енергію вони також здатні іонізовувати речовину Тобто це іонізуючи радіоактивну випромінювання нас достатньо гарно захищає від космічних променів атмосфера шар атмосфери достатньо товстий і Він достатньо сильно пригнічує ту кількість радіації яку ми отриємо від космосу але в той же час люди які живуть на високогір'ї або ще гірше люди які дуже часто подорожують у літаках а літаки літають на висоті 10 км Це хоча здається що небагато але насправді кількість атмосфери яка там захищає від космосу значно менша Вони отримують під час таких польотів надзвичайно великі дози радіації і тому наприклад дози радіації які отримують пілоти або стюардеси як правило значно більші ніж дози радіації які отримують Люди які працюють на атомних станціях чи наприклад які працюють з рентгенівським обладнанням чи наприклад які видобувають уран Як не дивно тобто бути пілотом з точки зору радіації шкідливіше ніж видобувати уран тому що уран є довгоживучим елементом і там в принципі достатньо гарно налаштована безпека а від космічних променів захиститися на великій висоті Майже неможливо це друге за поширеністю джерело радіоактивного зовнішнього випромінювання яке Ми отримаємо Звичайно що є і інші я тут навів типові дози які ми можемо отримати за один рік щоб нам це не завдало великої шкоди наприклад природнє фонове випромінювання це певний середній світовий рівень знов таки він залежить від того Де ми знаходимося у гранітній Скандинавії чи у в Україні де гарні чорноземи чи наприклад десь на висоті в в тибеті це все залежить від містця від країни від багатьох чинників але в середньому люди на Землі отримують за один рік 2,4 мілізіверта радіації з них приблизно 0,31 мілізіверт - це космічна радіація знов таки це залежить від висоти біля моря менша на висоті більша зовнішнє гама випромінювання воно має багато теж різних джерел в середньому це приблизно стільки ж 0,3 06 вдихання радону в приміщеннях воно знов таки відрізняється але в середньому це 1,2 це значно більше ніж всі інші джерела якщо ми кажемо про те що частину радіаційних матеріалів ми вживаємо в їжу Ми п'ємо то це приблизно 0,208 в залежності від того чим ми живемося що ми їмо що ми п'ємо менше ніж радон менше ніж космічні промені приблизно на одному рівні з зовнішнім гамавипромінюванням якщо казати про медицинські процедури медичні процедури те саме рентгенівське випромінювання а воно теж є іонізаційним то тут все залежить досить сильно від Країни наприклад в країнах з розвинутою медициною дуже часто роблять медичні дослідження це 1,2 мілізіварти в країнах де медичне дослідження не таке поширене в бідних країнах де зробити рентген чи флюрографію велика проблема це може бути 0,4 або навіть менше Тобто це основні джерела для порівняння я додав кількість дози яку ми отримуємо від атомної енергетики нам здається що атомні станції - це щось небезпечне там радіація це 0,002 мілізіверта тобто ці станції дають нам приблизно в 10 000 разів менше радіації ніж радон який нас оточиє тому небезпека від всієї атомної енергетики світу значно менше ніж небезпека від тих самих медичних процедур ніж від ніж від тієї самої їжі яку ми їмо якщо ми кажемо про ті ядерні випробовування які колись робили Сполучені Штати Америки Радянський Союз Франція Англія Китай то навіть залишки цього випромінювання нам шходять більше ніж атомна енергетика світу це 0,005 мілізівартів якщо ми кажемо про залишкову радіацію від Чорнобильської АС чи від аварії на АС в косіма в Японії яке виникла через величезне Цунамі це буде 00,2 І 00,1 мілізіверт знову ж таки це типові дози Я не кажу що такі дози наприклад будуть якщо ми потрапимо в Чорнобильську зону знайдемо спеціальне місце де великий радіаційний фон і там будемо довго перебувати Ні це типові дози усереднені певним чином але в принципі можна побачити що найбільшу небезпеку становить не атомна енергетика не атомні станції і навіть не аварії на цих станціях а звичайний радон звичайні космічні промені звичайна їжа і позбутися цього фону ми ніяк не можемо але нам абсолютно не слід цього лякатися якщо ми кажемо про середню дозу на рік ну тобто ті ж самі 2ва Мілі зіварта Це абсолютно безпечна доза жодної небезпеки для нашого життя чи здоров'я ця доза не становить і навіть значно більша доза нам не становить жодної небезпеки якщо ми кажемо про населення то допустимими вважаються дози 5 до 5 мілізівартів якщо ми кажемо про професіоналів які працюють саме в таких небезпечних умовах ну ті самі пілоти ті самі лікарі які працюють з радіаційним обладнанням то для них дози в 10 разів більше це 20-50 мілізівертів і навіть вони абсолютно безпечні так таким людям слід час від часу проходити певні огляди слідкувати за своїм здоров'ям вживати наприклад більше молока щоб там певний кальцій і калій потрапляли гарні куди потрібно але в будь-якому разі ніякої смертельної загрози 10 разів більша доза не становить і навіть в 100 разів більша доза ніякої смертельної небезпеки не становить в 100 разів більше це буде лише 200 млізівартів так це вже погано але абсолютно не смертельно якщо ми кажемо про небезпечні дози то приблизно від 0,1 до 0,5 зівертів тобто 100 ти 500 мілізівартів Це окремі можуть бути проблеми з організмом це загибель окремих клітин крові окремих статевих клітин це ще не онкологія це ще не променева хвороба так шкода є але дуже і дуже і дуже окремо при цьому це радіаційний фон який перевищений в 100 разів тобто коли кажуть що радіаційнийн фон в Києві став в два рази більше Ну нічого в 20 разів більше теж нічого от як якби сказали що він став в 1000 разів більше я б злякався якщо дози стають ще більшими то звичайно що і небезпека теж збільшується якщо ми кажемо про дози 0,51 зіверт тобто 500 000 мілізівертів на рік то тут вже відбуваються певні порушення в роботі кровотворної системи можуть бути певні захворювання крові але знов таки це ще не смертельно от починаючи в вже з одного зіверта 1000 мілізівартів і десь до трьох це вже Лег і це вже середня форма променевої хвороби тут вже є досить великий ризик онкології тут вже треба терміново щось робити тут вже будуть великі зміни у складі крові які відразу будуть помітні при будь-якому аналізі тут вже дійсно небезпека починається але це перевищення базового фону в 1000 разів замість двох мілізівертів Два зіверта якщо ми ще збільшимо дозу до тьх-5'яти зівертів на рік то це ГОСТ променева хвироба при такій дозі летальність досягається 50% якщо нічого не робити тобто половина людей які отримали дозу п'ять зівартів в середньому загинуть Ну на жаль врятувати їх ми ніяк не зможемо якщо ми ще підвищимо дозу 6 ти9 зівертів на рік Ну це вже гостра променева хвороба з 90% загибелі На жаль при такому опроміненні вже ніяк без величезної шкоди для здоров'я Ми не можемо врятуватися На жаль врятувати Тут взагалі Буде нам великим щастям На жаль при такій дозі все буде досить і досить погано і буде тривале лікування навіть якщо нам дуже пощастить а от якщо 10 зівертів і далі то це летальна доза яку На жаль вже врятувати сучасна медицина не може тобто порівняйте звичайна доза 2 мілізіверта смертельна доза 10 зівартів різниця приблизно у 5 000 разів тобто радіаційний фон який нас оточує він надзвичайно малий і враховувати його в принципі ми можемо слідкувати за ним Ми можемо але вважати що він нам якось шкодить чи він нам якось небезпечний абсолютно не потрібно всі ціі дози всі вони прописані у певних нормативних актах існують певні норми радіаційної безпеки України певні законодавчі акти які якраз і фіксують скільки радіації можна отримати без певної шкоди для здоров'я а коли вже треба вчиняти пев ді там є значно більше інших особливостей Наприклад якщо ми таку дозу отримали за рік то небезпека буде невелика якщо ми ту ж саму дозу отримали дуже концентровано за одну годину за одну хвилину небезпека буде значно більша я тут кажу що один зіверт отриманий наприклад за рік - це легка і середня форма один зіверт отриманий за хвилину все буде значно гірше це буде можна смерть летальний випадок тому Важливо не тільки за який час отримана певна радіація не важливо не тільки скільки цієї радіації отримано важливо все в комплексі це надзвичайно складна річ і тут слід додати що навіть ми самі по собі є джерелом радіації Ми всі складаємося з певних органічних сполук ну це чотири основні сполуки це кисень водень вуглець і азот Але не тільки ті чотири елементи в кожного з нас є наприклад кальцій в кістках У кожного з нас є калій магній залізо і у цих елементів є також свої радіоактивні ізотопи якщо казати про нашу внутрішню радіацію радіацію нашого тіла то нейбільша частина цієї радіації іде від одного єдиного ізотопа - це калій40 калій40 - це основне джерело нашої власної радіації це не такий активний елемент звичайно як цезій які були дуже шкідливі коли ми їх дихали на жаль після Чорнобильської аварії але при цьому він помітно впливає на наш організм у калія 40 період напіврозпаду 1,2 мльрда років досить великий це означає що його питома активність дуже мала але при цьому цей елемент є в усіх органічних речовинах і дуже часто вводять так званий навіть банановий еквівалент ну це звичайно що не зовсім науковий термін це більша гра це більша гра щоб показати що дійсно радіація Хоча вона присутня завжди абсолютно не означає невід'ємну шкоду для нашого організму тому що банани - це фрукти які містять достатню кількість калію How much potum is in Banana Well The average Banana contains about 42 mг of pot тобто в одному банані приблизно 422 мг калія доза від одного Банана яку ми отримаємо приблизно складає 0,1 мілізіверт якщо ми переведемо 422 мг через активність через період напіврозпаду якщо ми подивимося скільки бананів Ми повинні з'їсти для того щоб отримати смертельну дозу радіації то виходить що смертельна доза радіації міститься приблизно в 50 мльнах бананів тобто щоб отримати смер тельну радіаційну дозу Ми повинні з'їсти 50 мльйонів бананів і тоді вони нас напевно вб'ють тому Звичайно що радіація від бананів як і наша власна радіація вона присутня але вона є абсолютно непринциповою вона є абсолютно несттєвою вона є природньою наш організм звик до такої радіації у фоні на в результаті процесів своєї еволюції тому шкоди особливої вона не зати Ну і взагалі радіація - це далеко не завжди тільки шкода що таке радіація радіація - це ядерні перетворення які супроводжуються випромінюванням різних типів частинок основна шкода радіації відбувається тому що ці частинки мають велику енергію Вони іонізують все на своєму шляху вони руйнують вбивають біологічні молекули іноді це погано якщо мова ійде про нас то це погано але вбивати можна не тільки когось гарного вбивати можна і когось поганого тому радіація іноді використовується навіть для лікування радіація - це не тільки шкода радіація - це джерело радіотерапії або променевої терапії ви можете побачити на цьому зображені одну з перших так званих кобальтових гармат які використовують потік частинок радіоактивних частинок для того щоб лікувати певні захворювання ідея дуже проста радіація вбиває щось біологічне руйнуюч певні молекулярні зв'язки якщо ми зробимо так щоб вона лікувала вбивала щось погане то нашому організму стане краще якщо в нас є певна пуклина певне онкологічне захворювання і ми будемо вбивати це захворювання ці ракові пухлини радіаційними частинками то Таким чином ми будемо лікувати себе так звичайно буде певна побічна шкода так звичайно ми не можемо сказати що це абсолютно небезпечне безпечне типлікування так шкода є але якщо користь перевищує шкоду то радіацією можна також лікуватися радіація має багато інших дуже важливих застосувань наприклад радіація використовується для радіовуглецевого аналізу радіовуглецевий аналіз є одним з найбільш поширених способів дотування старих об'єктів Якщо ці об'єкти побудовані з якоїсь органіки Ну наприклад це якась тканина Чи це наприклад якесь дерево в чому Ідея цього аналізу вуглед 14 - це радіоактивних Ізотоп вуглетю вуглед 14 не існує сам по собі в природі він утворюється весь час У верхніх шарах атмосфери коли атмосфера бомбардуються певними космічними частинками з верхніх шарів атмосфери він потрапляє в нижні шари атмосфери він вбудовуються в будь-які біологічні тканини коли люди або люди або тварини або дерева використовують його для своєї життєдіяльності Тобто ми поглинаємо цей вуглець і він стає частиною нашого організму і він стає джерелом нашої внутрішньої радіації поки певне дерево росте воно весь час поглинає вуглець в тому числі радіоактивний вугледь 14 коли дерево зробили воно більше не поглинає цей вугледь і він починає поступово розпадатися Таким чином якщо якесь дерево Зрубали декілька тисяч років тому цей вуглець майже весь розпався і якщо ми проведемо аналіз і побачимо що там його дуже мало ми можемо дізнатися що це дерево було зроблено дуже давно якщо навпаки ми побачимо що цього вуглеця вуглецю в дереві дуже багато це означає що він ще не встиг розпастися це означає що його зробали дуже і дуже нещодавно Таким чином можна відрізнити чи дійсно певний об'єкт був наприклад побудований вісними людьми наприклад 5 000 років тому Чи це якась фальсифікація яка була зроблена наприклад 200 років тому і насправді абсолютно не є чимось старим Таким чином наприклад можна проаналізувати якісь речі Наприклад туринську плащаницю чи дійсно їй 2000 років чи її Зробили десь в середньовіччі 1000 років тому тому що кількість вуглецю 14 у об'єкті якому 2000 років і об'єкті якому 1000 років буде дуже різна в одному падку він вже встигне дуже сильно розпастися в іншому випадку його ще залишиться дуже багато коли ми кажемо про інші використання радіації це наприклад стерилізація що таке стерилізація це вбиття наприклад тих самих бактерій бактерії чудово вбиваються радіацією Так є певні типи бактерій які живуть у Великих радіаційних фонах але більша частина бактерій радіацією вбивається тому якщо ми хочемо стерилізувати наприклад їжу чи медичні інструменти то то для цього цілком доречно використовувати радіацію Так вона буде вбивати всі живі організми на цих медичних інструментах всі погані бактерії вони стануть мертвими і вони нам більше не зашкодять крім того Звичайно що радіація використовується у космосі радіація використовується наприклад як джерело для космічних кораблів які летять на величезні відстані якщо ми кажемо про космічні кораблі які подорожують кудись там в напрямку Плутона чи далі якщо ми кажемо про горизонти про Voyager 1 Voyager 2 на великій відстані від сонця вже не можна користуватися жодними сонячними панелями на великій відстані від сонця ми не можемо використовувати будь-який інший тип енергії крім енергії від радіаційних процесів тобто джерела енергії - Це дуже просто в нас є певний шматок досить активного радіоактивного елемента підбирають як правило такі які містять в собі достатньо велику кількість ядер активних в той же час період повинен бути не дуже коротким тому що він дуже швидко тоді розпадеться і не дуже довгим тому що він не буде випромінювати достатньо енергії Ну наприклад взяти плутоній 238 це типове джерело цих джерел і от беруть цей шматок плутонія поміщають його в одну частину цього космічного корабля він весь час розпадається він весь час нагрівається за рахунок цього розпаду і в нас є джерело постійної енергії на довгі роки ті ж самі вояджери подорожують вже півсторіччя І продовжують подорожувати далі і джерело енергії для них єдине можливе - це саме радіоактивний елемент це саме джерело рітек яке використовує плутоні 238 для їх живлення радіація використовується в томографії радіація використовується в сільському господарстві в гідрології радіація радіаційні радіоактивні елементи використовуються в пожежних сигналізаціях радіаційні промені використовуються для дослідження різних матеріалів вони використовуються для як сенсори станів повітря і так далі Тобто ми не можемо сказати що радіація - це завжди шкідливо радіація - це дуже різноманітне явище яке має як багато шкоди так і багато корисних застосувань це дуже різноманітне явище дуже складне явище в своїй лекції я лише дуже поверхнево його описав і можна в принципі прочитати цілий великий курс по кожному з тих розділів про який я дуже коротко згадав про той самий радон можна прочитати лекцію про ті самі космічні промені можна прочитати цілий курс про шкоду радіації для біологічних істот як радіація впливає на наші молекули як вона руйнує наші молекули що там відбувається як вони відбудовуються це цілий курс який читається магістрам по спеціальності радіаційна безпека і так далі Тобто це величезна тематика Ну але в рамках нашої лекції Я вважаю що я основи розповів я вважаю що Так як ця тема нескінченна То треба десь поставити крапку все інше Це вже тема буде для інших лекцій а сьогодні на цьому все я сподіваюся що вам було цікаво і дякую за увагу До побачення