Альфа излучение способы защиты от него

Как защититься от альфа-излучения

Открытие радиоактивности и его необычных свойств породило в учёном мире огромный интерес и вызвало множество вопросов. Прорывом в изучении этого явления стал классический опыт английского учёного Э. Резерфорда, поместившего радиоактивный излучатель в магнитное поле. К удивлению экспериментаторов, радиоактивный пучок разделился на 3 части. Лучи, испытавшие минимальное отклонение, были названы — альфа-лучами.

Что собой представляет альфа-излучение? Чем оно стало для человечества — другом, помощником или врагом? Какой от него вред и как защититься от альфа-излучения?

Что собой представляет альфа-излучение

Продолжив свои опыты, Резерфорд установил, что это излучение испытывает заметное отклонение не только в магнитном, но и в электрическом поле. Причём явно тяготеет к отрицательному полюсу. Целая серия подобных опытов, выполняемых в вакуумных установках, позволила определить, что такое альфа-излучение — это положительные частицы, параметры которых в точности совпадают с параметрами… ядер гелия. У обычного атома гелия всего лишь два электрона. Расставшись с ними, получается дважды ионизированный атом, то есть ядро гелия. Поэтому говоря об α-излучении, совершенно правомерно утверждать, что это дважды ионизированные атомы гелия.

Источники альфа-излучения

Существует несколько естественных и искусственных источников альфа-излучения.

1. Ядерный альфа-распад тяжёлых элементов (радий, торий и др.), при котором происходит испускание ядер гелия.
2. Ускоренные ядра гелия, стремящиеся в объятия земного тяготения из космических глубин вместе с потоками межзвёздного газа.
3. Эксперименты, проводимые в радиоизотопных лабораториях и на ускорителях заряженных частиц.
4. Объекты урановой промышленности и ядерные реакторы.

Как ведёт себя альфа-излучение в разных средах

Начальная скорость альфа-частиц заключена в пределах 14–20 тыс. км/с. А поскольку это достаточно тяжёлые частицы (они массивнее бета-частиц в 7300 раз!), то их ионизирующая способность весьма велика.

Так, в зависимости от начальной энергии, альфа-частица, двигаясь в воздухе при 15° C и нормальном атмосферном давлении, способна создать 150 000–250 000 пар ионов. Затраты энергии на ионизацию весьма велики, поэтому срок жизни этих частиц весьма недолог. По мере замедления этих частиц, их ионизационная способность возрастает.

Свободный пробег альфа-частиц в воздухе находится в пределах 3–11 см, а в твёрдых и жидких средах всего — сотые доли миллиметра.

Как можно защититься от альфа-излучения

В прямой зависимости от длины свободного пробега находится поражающая способность альфа-излучения. Она весьма невелика. При большой ионизирующей способности альфа-частицы проникают в ткани человеческого тела лишь на малую глубину, повреждая только поверхность кожи. Считается, что внешнее α-облучение неопасно. Но попадание этих достаточно массивных частиц внутрь организма (с пищей, водой или через повреждённую кожу) чревато серьёзным отравлением из-за их сильного ионизирующего действия, образования окислителей, свободного водорода и кислорода. Их накопление в гипофизе, коре надпочечников и других тканях приводит к патологии в работе различных систем и органов, к снижению адаптационных свойств организма.

Из всех видов ионизирующих излучений поток альфа-частиц считается самым безобидным, поскольку при внешнем облучении он не требует специальных средств защиты. Достаточно отдалиться от источника излучения на 10–20 сантиметров. Впрочем, экран из обычной бумаги, ткани или тонкого слоя алюминия и одежда, полностью поглощает это излучение.

Настоящая опасность возникает лишь при угрозе внутреннего облучения. Во избежание этой беды, следует не допускать проникновения радионуклидов вовнутрь организма, а также использовать средства индивидуальной защиты:

комбинезоны, шлемы, нарукавники и обувь из специальных материалов;

чтобы оградить от опасности глаза, достаточно использовать щитки из оргстекла;

для защиты чувствительной кожи следует использовать дерматологические пасты и кремы.

В числе рекомендаций, объясняющих как защищаться от альфа-излучения, содержатся интересные сведения о влиянии некоторых продуктов питания на процесс выведения радионуклидов из организма.

Этой способностью обладают продукты, содержащие витамины B и C. Для лечения малых доз облучения с достаточно хорошим эффектом используют перепелиные яйца. Они чрезвычайно богаты витаминами, аминокислотами и другими веществами с профилактическим радиозащитным действием. К числу растений, не накапливающих радиоактивные элементы, относится топинамбур.

Для обнаружения альфа-излучения не могут быть использованы обычные дозиметры по причине его малой проникающей способности. А вот счётчик Гейгера своими чёткими, сухими щелчками предупредит о наличии такой угрозы, что позволит принять меры по защите от альфа-излучения.

Применение альфа-излучения

Полученные знания о физико-химических свойствах этих лучей позволили не только узнать, как можно защититься от альфа-излучения, но и разработать тактику альфа-терапии. Она использует полученные при альфа-излучении изотопы — радон, торон, имеющие малые сроки жизни и быстро выводимые из организма.

Спектр возможных процедур включает:

• радоновые ванны;
• питье радоновой воды;
• радоновые аппликации и орошения;
• вдыхание воздуха с радоновым компонентом.

Медики считают, что применение альфа-частиц в терапии более эффективно и безопасно для пациентов, чем бета-излучение. Их воздействие более фокусируемо и для уничтожения раковых клеток требуется значительно меньшее количество процедур.

Альфа-терапия оказывает противовоспалительное, обезболивающее и успокаивающее действие, поэтому показано для лечения гинекологических, сердечно-сосудистых заболеваний, а также проблем с опорно-двигательным аппаратом.

Так, огромная исследовательская работа целой плеяды физиков позволила установить границы опасности этого излучения, способы профилактики и защиты от его воздействия. А разработанная методика альфа-терапии вернула здоровье огромному числу пациентов.

Источник

Радиоактивное загрязнение и защита от радиации

Радиация не имеет ни вкуса, ни запаха, её нельзя увидеть, услышать или почувствовать. Радиоактивные вещества могут попасть в наш организм с пищей, водой или воздухом. Все мы в современном мире в той или иной степени подвержены ионизирующему излучению. Источники его могут быть самые различные. Так, например, человек подвергается облучению при рентгеновских обследованиях, некоторых диагностических процедурах, основанных на использовании короткоживущих радиоактивных элементов, при испытаниях ядерного оружия, авиапутешествиях, курении (табачный дым содержит ряд радиоактивных веществ) и даже в своём доме, так как стройматериалы могут являться источниками слабой радиации. Мы постоянно находимся под воздействием естественного радиоактивного фона.

Радиация может вести к генетическим мутациям, разрушать клетки и ткани организма, способствовать образованию канцерогенных веществ и химически активных свободных радикалов, повреждающих клетки организма. Известно, что свободные радикалы в небольших дозах всегда присутствуют в нашем организме, образуясь, например, при различных биохимических реакциях. Однако при воздействии радиации и химических загрязнений процесс образования свободных радикалов становится очень интенсивным. На защитные системы организма при этом падает непосильная нагрузка. Иммунные реакции подавляются и создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и опухолевых клеток. Организм утрачивает способность сопротивляться разнообразным заболеваниям.

Непросто сегодня сохранить своё здоровье, выжить и вырастить здоровых детей. Для этого нужно уметь защищаться от вредного воздействия радиоактивных веществ, что во многом зависит от нас самих.

Помочь себе в борьбе с загрязнением радиоактивными веществами мы можем, в частности, с помощью соответствующего питания. Очень важно, чтобы в рационе было достаточно антиокислителей (витаминов С, Е, А), которые обезжиривают свободные радикалы и тем самым противодействуют внутриклеточному окислению жиров, возрастающему при ионизирующем облучении.

Пища должна быть также богата грубыми волокнами — целлюлоза (овощи, зерновые, отруби), пектин (фрукты, овощи, бобовые). Грубые волокна способны связывать токсические вещества (в том числе стронций, цезий, свинец и др.), образуя с ними стойкие соединения, которые не всасываются и удаляются из организма. Это их важное свойство применяется в лечебных и профилактических целях, например, при воздействии радиации на человека.

В зонах радиоактивного загрязнения внешней среды как работающие, так и население могут подвергаться внешнему и внутреннему (от попавших внутрь радионуклидов) облучению. Радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов) способны аккумулироваться в продуктах растительного и животного происхождения, откуда они вместе с пищей могут попадать в организм человека. После всасывания из пищеварительного тракта и лёгочной ткани радионуклиды накапливаются в органах и тканях. Поэтому применение мер профилактики должно быть своевременным.

Выведение радионуклидов, циркулирующих в крови, в значительной степени происходит через кишечник, где они связываются с пектинами и другими пищевыми волокнами.

Пищевые волокна содействуют выведению радионуклидов, они являются ценным компонентом продуктов. Много пищевых волокон в необработанном зерне, овощах и фруктах (столовая свёкла, редис, морковь, сладкий перец, тыква, зелёный горох, яблоки, абрикосы, цитрусовые, чёрная смородина).

В ежедневном рационе должно быть в достаточном количестве минеральных солей калия, кальция и фосфора (насыщение ими организма препятствует накоплению радионуклидов). Хорошим источником калия являются курага, картофель, горох, томаты, чёрная смородина и др. Много кальция содержится в фасоли, капусте и моркови. Достаточно большое количество фосфора имеется в яйцах, крупах, ржаном хлебе.

Особое внимание необходимо уделять достаточному потреблению витаминов и микроэлементов:

• Витамин А защищает от свободных радикалов, предупреждает раковые заболевания, укрепляет иммунную системы
• Витамин В₁₂ способствует образованию эритроцитов и блокирует поглощение радиоактивного кобальта-60
• Витамин С оказывает антитоксическое действие, защищает от свободных радикалов, укрепляет иммунную систему
• Витамин Е защищает от свободных радикалов, улучшает кроветворение
• Кальций укрепляет костную ткань, блокирует поглощение радиоактивного стронция-90, который может откладываться в костях при недостатке кальция
• Калий регулирует деятельность сердца, улучшает функцию печени, блокирует всасывание радиоактивного цезия-137
• Йод необходим для нормальной функции щитовидной железы. Если с пищей поступает недостаточно йода, то организм поглощает радиоактивный йод-131. Он аккумулируется в щитовидной железе, нарушает её функцию и со временем может привести к её раковому перерождению. Если в щитовидную железу будет поступать достаточно обычного йода, то его радиоактивный изотоп быстро выводится из организма
• Железо способствует образованию эритроцитов, блокирует поглощение радиоактивного плутония, который схож по структуре с железом
• Селен укрепляет иммунную систему, защищает организм от радионуклидов
• Сера повышает устойчивость к радиации, блокирует поглощение радиоактивного изотопа — серы-35
• Цинк необходим для образования Т-лимфоцитов. При нехватке его в костях и органах размножения может откладываться радиоактивный цинк-65.

Кроме пищевых продуктов есть целый ряд растений, способных повышать устойчивость человека к радиации — женьшень, родиола розовая, элеутерококк, лимонник китайский. Защищают организм от радиации также ромашка аптечная, одуванчик, подорожник.

Большую помощь в повышении сопротивляемости организма воздействию радиации могут оказывать продукты пчеловодства (мёд, перга, маточное молочко, прополис). При воздействии повышенных доз радиации хорошо принимать по 1 ст. ложке мёда, растворяя его в стакане тёплой воды, 3 — 4 раза в день. Пергу следует принимать по половине чайной ложки 2 — 3 раза в день. Препарат маточного молочка Апилак нужно держать по 1 — 2 таблетки под языком до полного растворения, суточная доза — 3-6 таблеток. Что касается прополиса, то рекомендуется приём его водного экстракта по 1 — 2 ст. ложки 3 раза в день.

Источник

Альфа излучение способы защиты от него

Альфа(а)-лучи — положительно заряженные ионы гелия (Не++), вылетающие из атомных ядер со скоростью 14 000—20 000 км/час. Энергия частиц составляет 4—9 MeV. а-излучение наблюдается, как правило, у тяжелых и преимущественно естественных радиоактивных элементов (радий, торий и др.). Величина пробега а-частицы в воздухе возрастает с увеличением энергии а-излучения.

Так, например, а-частицы тория (Th232), имеющие энергию 3,9в MeV, в воздухе пробегают 2,6 см, а а-частицы радия С с энергией 7,68 MeV имеют пробег 6,97 см. Минимальная толщина поглотителя, необходимая для полного поглощения частиц, называется пробегом этих частиц в данном веществе. Пробеги а-частиц в воде и ткани составляют величины 0,02—0,06 мм.

а-частицы поглощаются полностью листком папиросной бумаги или тонким слоем алюминия. Одним из важнейших свойств а-излучения является сильное ионизирующее действие. На пути движения а-частица в газах образует огромное количество ионов. Например, в воздухе при 15° и 750 мм давления одна а-частица дает 150 000—250000 пар ионов в зависимости от ее энергии.

Так, например,удельная ионизация в воздухе а-частиц от радона, имеющих энергию 5,49 MeV, составляет 2500 пар ионов на 1 мм пути. Плотность ионизации в конце пробега а-частиц возрастает, поэтому поражаемость клеток в конце пробега примерно в 2 раза больше, чем в начале пробега.

Физические свойства а-частиц определяют особенности их биологического действия на организм и способы защиты от этого вида излучения. Внешнее облучение а-лучами не представляет опасности, так как достаточно удалиться от источника на несколько (10—20) сантиметров или установить простейший экран из бумаги, ткани, алюминия и других обычных материалов, чтобы излучение было полностью поглощено.

Наибольшую опасность а-лучи представляют при попадании и отложении внутри организма радиоактивных а-излучающих элементов. В этих случаях происходит непосредственное облучение а-лучами клеток и тканей организма.

Бета(b)-лучи — поток электронов, выбрасываемых из атомных ядер со скоростью приблизительно 100 000—300 000 км/сек. Максимальная энергия р-частиц находится в пределах от 0,01 до 10 MeV. Заряд b-частицы по знаку и величине равен заряду электрона. Радиоактивные превращения типа b-распада широко распространены среди естественных и искусственных радиоактивных элементов.

b-лучи обладают значительно большей проникающей способностью Но сравнению с а-лучами. В зависимости от энергии b-лучей их пробег в воздухе составляет от долей миллиметра до нескольких метров. Так, пробег b-частиц с энергией 2—3 MeV в воздухе составляет 10—15 м, а в воде и ткани измеряется миллиметрами. Например, пробег b-частиц, Испускаемых радиоактивным фосфором (Р32) с максимальной энергией 1,7 MeV, в ткани равен 8 мм.

b-частица с энергией, равной 1 MeV, может образовать на своем пути в воздухе около 30 000 пар ионов. Ионизирующая способность b-частиц в несколько раз меньше, чем таковая а-частиц той же энергии.

Воздействие b-лучей на организм может проявляться как при внешнем, так и при внутреннем облучении, в случае попадания в организм активных веществ, излучающих b-частицы. Для защиты от b-лучей при внешнем облучении необходимо применение экранов из материалов (стекло, алюминий, свинец и др.). Интенсивность излучения можно снизить увеличением расстояния от источника.

Источник