Меню

Чем измерить излучение рентгена



Базовые знания об измерении радиации

Ознакомившись с этой статьей, вы поймёте разницу между разными типами излучений (альфа, бета, гамма, рентгеновское) и поймёте, что конкретно измеряют дозиметры, и как нужно относится к результатам, появляющимся на экранах индикаторов радиоактивности.

Сегодня многие имеют бытовые дозиметры в своем распоряжении, но не все представляют, как правильно измерять радиацию. Инструкции по эксплуатации на дозиметрические приборы сложны для понимания людьми, не имеющими элементарных понятий о радиоактивном излучении и о его действии на живые организмы и человека. Между тем, чтобы правильно пользоваться дозиметром, необходимо знать, какие виды радиоактивного излучения существуют в природе. Также важно понимать возможности измерительного прибора и правильно истолковывать результаты, полученные при измерении.

Науке известно четыре основных вида радиоактивного излучения: альфа, бета, гамма и рентгеновские лучи. Альфа-излучение, образующееся при распаде радиоактивных веществ, представляет собой поток тяжелых частиц, ядер гелия, имеющих скорость до 20 тысяч км/с, высокую энергию и разрушительную силу. Из-за своих крупных размеров, они не могут пролететь в воздухе расстояние большее, чем 10 см. Сталкиваясь с препятствиями, альфа-частицы отдают им свою энергию и разрушают их. Проникающая способность этих частиц низкая – простой лист бумаги полностью задерживает радиацию такого типа. Для человека наибольшую опасность представляет внутреннее альфа-облучение, когда источник радиации проникает в легкие с вдыхаемым воздухом или в желудочно-кишечный тракт с пищей. Открытые участки кожи также требуют защиты. Ни один из простых бытовых дозиметров не способен обнаружить альфа-частицы.

Некоторые профессиональные приборы похожего класса способны регистрировать альфа-излучение. В таких приборах установлены чувствительные к альфа-частицам газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера. Например, в дозиметрах-радиометрах МКС-01СА1 и МКС-01СА1М установлен датчик торцевого типа Бета-1-1, который может фиксировать альфа-частицы с энергией не менее 3 МэВ и с расстояния не более 2 мм до исследуемого образца. Производится также современный вариант дозиметра и для широкого потребителя – Радиаскан-701. Он не требует метрологической поверки и предназначен для использования в бытовых целях.

Аренда дозиметра Радиаскан 701А от 350 рублей в день

Если Вам необходим дозиметр для измерения всех видов излучений всего на несколько дней и Вы не планируете пользоваться им регулярно, аренда дозиметра станет выгодным и практичным решением ваших задач!
Нет смысла покупать новый дозиметр или, к примеру, дешевый, с ограниченными возможностями, который не увидит до половины излучений, особенно таких как Альфа и Бета. А ведь именно эти виды излучений самые опасные.

Бета-излучение – это поток частиц, электронов и позитронов, продукт атомного распада. Скорость движения частиц может быть разная, от минимальной до околосветовой, 300 тысяч км/с. Бета-частицы обладают средней энергией, сильно зависящей от собственной скорости, имеют массу в 7500 раз меньшую, чем альфа-частицы. Ввиду малых размеров длина свободного пробега в воздухе может достигать 10 м. В биологические ткани они проникают на 10 мм, в толщу алюминия – на 5 мм. Полностью экранируются свинцовым экраном. Человеку следует остерегаться как внешнего, так и внутреннего облучения, воздействующего на кожный покров, слизистую глаз, легкие, желудок и кишечник. Все счетчики Гейгера, установленные в бытовых дозиметрах, могут регистрировать бета-излучение. Однако у большинства моделей счетчик Гейгера обвернут свинцовой фольгой, что делает невозможной регистрацию бета-частиц.

Гамма-лучи, испускаемые в процессе распада радиоактивного материала, обладают как свойствами частиц, так и свойствами электромагнитных колебаний, распространяющихся со скоростью 300 тысяч км/с. Так как электромагнитная волна здесь носит импульсный характер, то принято говорить, что дозиметр регистрирует кванты или фотоны гамма-излучения. Этот тип радиации имеет самую высокую проникающую способность. В человеческое тело гамма-лучи могут углубляться на 150 мм, а в воздухе легко преодолевают расстояния 100 м и более. Полностью защититься от гамма-излучения – сложная задача. Свинцовый экран толщиной 10 мм уменьшает радиацию в 2 раза. Чтобы снизить ее воздействие в 100 раз, потребуется 70-миллиметровая свинцовая плита. Гамма-лучи несут в себе опасность для всех органов и систем человеческого организма. Все бытовые дозиметры способны измерять данный вид радиации.

Рентгеновское излучение также представляет собой высокочастотное электромагнитное колебание и имеет схожие свойства с гамма-лучами. Если частота колебаний гамма-квантов простирается до 3 триллионов гигагерц (вспомним, что частота работы магнетрона микроволновой печи всего 2,45 гигагерц), то частота рентгеновского облучения в тысячи раз меньшая. Это тоже высокая частота, что обуславливает хорошую проникающую способность. Известно два источника рентгеновских лучей: естественное излучение, приходящее на Землю из космических глубин, и искусственное, созданное человеком в виде технических приборов, например, рентгеновских аппаратов, электронно-лучевых трубок мониторов и телевизоров старых моделей. Воздействие рентгена на человека аналогичное гамма-лучам, но более мягкое, из-за пониженной частоты. Этот вид ионизирующего излучения может регистрировать любой дозиметр.

После этого краткого экскурса в теорию микромира, любой владелец бытового дозиметра будет яснее представлять, что измеряет его прибор, и как нужно относится к результатам, появляющимся на табло.

Источник

Как измерить уровень радиации с помощью смартфона. Три способа

Пожар в Чернобыльской зоне тушили 10 дней. Огонь подходил к хранилищам с высокоактивными ядерными отходами. К счастью, в этот раз всё обошлось. Но следите за новостями.

Стоит ли паниковать и как в любой момент узнать уровень радиации вокруг?

Что такое радиация

Краткий ликбез для тех, кто забыл уроки физики. Очень обобщенно.

Радиоактивность – способность некоторых химических элементов к распаду. Нестабильные ядра распадаются на элементарные частицы и ядерные фрагменты:

■ Альфа-частицы – ядра гелия, положительно заряженные частицы. Каждое ядро – это два протона + два нейтрона.

■ Бета-частицы – электроны (заряд отрицательный) и позитроны (заряд положительный).

■ Гамма-частицы – поток гамма-квантов (фотонов с высокой энергией). Это электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и огромной проникающей способностью.

■ Нейтроны – нейтральные частицы, которые обычно появляются рядом с работающим атомным реактором.

■ Протоны, мюоны, кластеры и т.д.

Суть ионизирующего излучения – в способности ионизировать вещества, создавать внутри них новые заряженные частицы. Ионизирующее излучение часто называют радиацией, но это обобщение. Например, видимый свет и ультрафиолет – тоже радиация, но эти лучи не ионизируют.

Излучение существует ровно до того момента, как его поглотит вещество. И если тяжелые альфа-частицы тормозит даже воздух и задерживает бумага, а от бета-излучения защищает специальная одежда или слой пластика, то с гамма-излучением это не работает. Частицы остановит только толстый слой свинца, почвы, бетона и т.д.

Радиоактивные частицы могут попасть в организм разными путями: например, с грязью, питьевой водой, продуктами или воздухом, который мы вдыхаем, проникают через кожу. Ветер способен переносить радиоактивные частицы на сотни километров.

Для понимания: от Чернобыля до границы Украины с Беларусью – 11 км. До границы с РФ – 150 км.

Ионизирующее излучение повреждает живые клетки. Результат облучения – злокачественные опухоли, нарушение обмена веществ, лучевая болезнь, ожоги, катаракта, бесплодие и ещё сотни диагнозов. Особенно опасно гамма-излучение – от него очень сложно защититься.

Что такое нормальный радиационный фон

В разных районах планеты уровень радиации может отличаться. Например, в Кито, Боготе, Лхасе и других высокогорных областях уровень космического излучения в 5 раз выше, чем на уровне моря.

В индийском штате Керала и в бразильском Гуарапари уровень радиации повышен из-за минералов, которые содержат фосфаты с примесью радиоактивных изотопов урана и тория. А в Ромсере (Иран) есть участок выхода грунтовых вод с высоким уровнем радия. Но на здоровье населения это особо не повлияло.

Радиационный фон непрерывно меняется. В РФ принято ориентироваться на стандарт НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы».

Для населения нормой считается 1 мЗв/год (10-3 Зв/год) в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год.

В зивертах (Зв) измеряют эквивалентную и эффективную дозы излучения. Это количество энергии, которую поглотила биологическая ткань. Эквивалентная доза зависит от реакции ткани на облучение, эффективная – сумма всех эквивалентных доз с учетом коэффициентов для разных тканей.

В рентгенах (Р) измеряют экспозиционную дозу. Это показатель воздействия источника излучения на сухой воздух. Для оценки биологического действия излучения принято считать, что 100 Р = 1 Зв.

На расстоянии от источника радиационный фон сильно падает. Если в метре можно обнаружить 1000 мкР/ч, то в пяти метрах – уже 40 мкР/ч, что практически не опасно.

В идеале радиационный фон измеряют дозиметром или радиометром. Дозиметр определяет дозу, которую человек или объект получил после контакта с радиоактивным предметом или пребывания в зараженной местности. Радиометр измеряет радиационный фон.

Внутри обоих устройств обычно устанавливают один или несколько газорязрядных датчиков (счетчиков Гейгера-Мюллера). Они подсчитывают число попавших на них ионизирующих частиц.

Как измерить уровень излучения с помощью камеры смартфона

CMOS-матрицы в камерах смартфонов чувствительны не только к видимому свету. Они воспринимают и более короткие волны — рентгеновское и гамма-излучение.

За время выдержки для среднего фото (до 100 мс) следов воздействия такого излучения матрица не зафиксирует. К тому же его перекроет излучение в видимом диапазоне.

Но выход есть! Заклейте камеру черной изолентой. Она защитит от видимого излучения, но позволит рентгеновским и гамма-фотонам попадать на матрицу. После этого приложению останется только подсчитать количество фотонов и преобразовать это значение в понятные единицы измерения.

Насколько точно это работает? В 2014 году специалисты Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) протестировали приложение Radioactivity Counter на Samsung Galaxy S2 и Apple iPhone 4S. Они определяли поглощенную предметами дозу излучения в мкГр/ч (для гамма-излучения единицы Гр (грей) и Зв эквивалентны).

Точный дозиметр должен показать линейный отклик на разные дозы радиации. Результаты не должны зависеть от ориентации смартфона в пространстве.

В целом смартфоны хорошо справились с задачей. Samsung показал линейный отклик при мощности излучения от 20 микрогрей в час (мкГр/ч, 10-6 Гр/ч), iPhone – от 30 мкГр/ч (в смартфоне Apple использовали фронтальную камеру, на которую мог попадать свет от экрана). От ориентации устройства показатели не зависели.

Мощность измеренной дозы обеспечивает годовую дозу радиации около 0,18-0,26 Зв (для гамма-излучения 1 Зв эквивалентен 1 Гр). Это в 180-260 раз больше безопасной по российским стандартам нормы.

Дозу в 1 мЗв можно получить, если подвергаться излучению с интенсивностью 20 мкГр/ч в течение 50 часов (более 2 суток).

Если смартфон обнаружил такое или более высокие значения, вы достаточно быстро и без последствий сможете убраться подальше от источника излучения.

Приложение Radioactivity Counter платное, но дозиметры, как правило, дороже. Версия для iOS, для Android.

На измерение стоит потратить не менее 10 минут. А лучше – целый час, так результат будет точнее.

Исследований на тему CMOS-матриц и фиксации излучения много: вот еще один пример. А здесь есть сравнение чувствительности CMOS-матриц смартфонов к излучению и тесты в разных приложениях: GammaPix, Radioactivity-Meter, RadSensor и уже упомянутом Radioactivity Counter.

Есть ли смартфоны со встроенными дозиметрами

Японская компания Sharp после аварии на АЭС “Фукусима-1” выпустила смартфон Sharp Pantone 5 с датчиком радиационного фона. В него встроен детектор, уменьшенный до размеров SIM-карты.

Чтобы воспользоваться дозиметром, нужно нажать на большую кнопку в нижней части передней панели. Результаты измерений в мЗв/ч появятся на экране через 10 секунд. Данные измерений можно сохранять с привязкой к GPS, чтобы делиться ими с другими пользователями и учеными.

Какие ещё способы существуют

В российских магазинах и на Aliexpress можно заказать портативные дозиметры и радиометры, которые подключаются к 3,5 мм разъему, Lightning- или microUSB-порту. Внутри них – счетчики Гейгера разной степени точности.

Не перепутайте только дозиметры радиации с датчиками электромагнитного излучения – в поиске Aliexpress приборы показываются вместе.

Есть, к слову, и российские разработки – ДО-РА от ОАО «Интерсофт Евразия», к примеру. Подключается к 3,5 мм разъему, измеряет уровень радиации каждые 4 с в течение минуты. Стоит 5,5 тыс. рублей.

Результаты измерений таких гаджетов выводятся либо на встроенный экран, либо передаются в приложение на смартфоне. Некоторые устройства комбинируют данные с датчиков с GPS-координатами и рисуют карту радиационного загрязнения прямо в приложении.

Точность измерений такими датчиками должна быть выше, чем непосредственно камерой смартфона. Хотя, конечно, всё зависит от конструкции устройства и добросовестности производителя.

Где посмотреть уровни радиации на карте

Для РФ:

■ Карта “Народного монитора” (можно оставить только датчики радиации в меню “Вид” в левом верхнем углу)

■ ФГУП “Радон” – уровни радиации для Москвы и части МО

■ Карта Гейгера – совместный проект производителя датчиков СОЭКС с Информационным центром атомной отрасли “Росатома”

■ Радиационная обстановка на предприятиях “Росатома” (нужен Flash Player)

■ Официальная карта ЕГАС мониторинга радиационной обстановки РФ

Мировые данные:

■ Карта Группы по мониторингу радиоактивности окружающей среды (The Radioactivity Environmental Monitoring) — служба Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии

■ Данные Radiation Network – карты обновляются регулярно, информация поступает от частных лиц по всему миру

■ Радиационная карта США от EPA Radnet Gross Data (сервис Агентства по охране окружающей среды)

■ Сервис Radmon.org, который поддерживают энтузиасты из разных стран

А здесь – список зараженных радиацией объектов на территории бывшего СССР. Не подходите близко!

Источник

Проверка радиации без дозиметра в домашних условиях

Природная радиация для человека опасности не представляет – вредны только новые радиоактивные источники, созданные человеком в результате строительной, конструкционной, технологической, технической и иных отраслей деятельности.

Но как проверить радиацию без дозиметра дома, ведь люди постоянно покупают новые вещи и продукты: продовольственные товары, стройматериалы, электронику, одежду и многое другое. Где гарантия, что окружающие человека предметы не обладают высоким, опасным для здоровья радиационным фоном? Далее будет рассказано о проверке радиации без дозиметра.

Бытовые дозиметры

Чаще всего измерение ионизирующего излучения осуществляется с использованием дозиметра или радиометра. Это разные по функционалу приборы:

  • Дозиметр (проверку радиации без него сложно представить) – устройство, измеряющее дозу, которая получена человеком во время его нахождения на зараженной территории или при контакте с радиоактивным объектом.
  • Радиометр – прибор, измеряющий радиационный фон (в жилых и нежилых помещениях, в уличных условиях и т. д).

Бытовые устройства, используемые для измерения ионизирующего излучения, обладают следующими характерными особенностями: компактные размеры, небольшой вес, удобство использования, реагирование на незначительные и средние дозы радиоактивного излучения. Проверка радиации без дозиметра видится практически невыполнимой задачей.

Популярные дозиметры

Нормы радиации

Естественный радиационный фон индивидуален для каждого места – всё зависит от высоты над уровнем моря, геологических особенностей и иных факторов, поэтому выполнить такую проверку радиации без дозиметра нельзя. Для человека безопасен уровень ионизирующего излучения не более 0,5 мкЗв/ч (примерно до 50 мкР/ч) – это является верхней границей максимальной допустимой мощности дозы. Наиболее безопасным считается уровень до 0,2 мкЗв/ч (20 мкР/ч).

Если пребывание в зоне высокого радиоактивного фона составляет несколько часов, то человек способен переносить без вреда для здоровья изучение примерно в 10 мкЗ/ч (1 мР/ч). Также безопасным для людей считается кратковременное обучение, уровень интенсивности которого составляет несколько мЗв/ч (к примеру, во время флюорографического, рентгеновского исследований).

В течение всей жизни полученная доза ионизирующего излучения скапливается в организме, но за всю жизнь она должна быть не более 100-700 мЗв (для людей, проживающих в районах с высоким уровнем естественной радиоактивности грунтов, вод, полезных ископаемых, характерной будет безопасная доза, находящаяся на верхней границе допустимых значений). Проверку накопленной радиации без дозиметра также провести нельзя.

Как проверить радиацию в доме, квартире?

Проверить радиационный фон без дозиметра можно с помощью смартфона, установив специальное приложение. Такую проверку радиации без дозиметра выполнять не рекомендуется, потому что получаемые результаты обычно не имеют ничего общего с реальным положением вещей.

При этом матрицы камер телефонов обладают повышенным уровнем чувствительности, но они способны зафиксировать только существенное с точки зрения радиационной безопасности излучение. Поэтому проверка радиации без дозиметра с помощью смартфона возможна только в местах, где есть высокая вероятность наличия опасного радиационного фона, для точного установления данного обстоятельства.

Как мерить β и γ-излучение?

Перед тем как проверить радиацию в квартире без дозиметра, необходимо уяснить для себя, что смартфон и иные подручные средства не позволят получить даже более-менее точные результаты. Проверка радиации без дозиметра обычно является пустой тратой времени.

Для измерения β и γ излучения в домашних условиях оптимально подходят универсальные устройства – дозиметры-радиометры. Гамма-лучи считаются наиболее опасными для человека, но и выявить их наличие проще. Необходимо поднести устройство на максимально близкое расстояние к предмету измерения. Важно проследить, чтобы на прибор не попали загрязнения и пыль – мелкодисперсионные частицы могут существенно повлиять на итоговые результаты. Проверка радиации без дозиметра никогда не даст даже отдаленное точных результатов.

Для измерения β и γ излучения обычно применяются универсальные устройства с двумя счетчиками Гейгера, способны мерить три вида излучения. Проверка радиации без дозиметра с использованием, например, смартфона, не позволит измерить даже один тип излучения.

Как мерить альфа-излучение?

Альфа-излучение – корпускулярное, поэтому проверка такой радиации без дозиметра невозможна. Измерительный процесс включает в себя этапы:

  1. Берется лист бумаги, им накрывается проверяемый предмет.
  2. С помощью устройства измеряется уровень ионизирующего излучения.
  3. Второй раз измерения нужно проводить без листа бумаги.
  4. Если показатели существенно различаются, то это указывает на то, что источник сильно «фонит» альфа-лучами, потому что излучение такого типа удерживается бумагой.

При проверке радиации без дозиметра никак изменений не проявится.

Как мерить радиацию в продуктах питания?

Небезопасная доза излучения может присутствовать на любых продовольственных товарах. Обычно наиболее подвержены заражению ягоды, грибы, фрукты, мясопродукты, дикорастущие плоды. Наиболее рационально взять с собой карманный дозиметр (проверка радиации без него невозможна в уличных условиях).

Чтобы удостоверится в том, что продукты питания безопасны, необходимо поднести устройство как можно ближе к объекту измерения. Если результаты выше на 50%, чем допустимые нормы, но приобретать данную продукцию не стоит.

Источник

Читайте также:  Средства измерений не подлежащие поверке казахстан

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.