Что не пропускает радиацию
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Добавить в закладки
Вы сможете увидеть эту публикацию в личном кабинете
Подпишитесь на нашу рассылку и получайте новости о последних проектах, мероприятиях и материалах ПостНауки
Радиационностойкие материалы и их особенности
Радиационное облучение может быть достаточным, чтобы ухудшить критические свойства конструкционных материалов. Радиационная стойкость зависит от мощности источника излучения, расстояния до него, а также допустимыми уровнями воздействия, при которых эти эффекты становятся важными.
Свойства материалов, которые подвергаются воздействию излучения, должны рассматриваться в трёх категориях:
Радиационная стойкость материалов принято рассматривать отдельно для наземных и искусственных космических объектов.
Понятие радиационной стойкости материалов
Материалы, защищающие от излучения, используются для различных радиологических применений – в медицине, технике неразрушающего контроля, при производстве космических летательных аппаратов и пр. Однако использование радиации сопряжено с риском. Те, кто использует радиацию, должны быть надлежащим образом обучены радиационной безопасности, радиационной физике, биологическим эффектам радиации, чтобы гарантировать безопасность.
Таким образом, выбор радиационно стойких материалов важен для того, чтобы снизить влияние внешнего радиационного облучения на человека, а также на экологию окружающей среды.
Различают экранирование объектов и экранирование производственного персонала. В первом случае используют механически прочные защитные экраны, конфигурация которых соответствует форме защищаемого объекта, во втором – защитную одежду, которая ослабляет рентгеновское излучение: фартуки, жилеты, обувь. Интенсивность экранирования зависит от индивидуальной стойкости веществ к радиоактивному излучению.
Стойкость неорганических материалов
Исторически материалы для защиты от излучения изготавливались из свинца. Однако в последнее время, кроме свинца, используются также композиты на его основе и бессвинцовистая неорганика.
Противорадиационная стойкость свинца связывается с его высокой плотностью, которая составляет 11,34 г/см³. Это делает данный металл полезным для эффективной защиты от рентгеновского и гамма излучения.
Свинец в чистом виде хрупок, поэтому непосредственно для экранирования его не применяют. Чтобы превратить чистый свинец в радиационно-защитный материал, его смешивают со связующими веществами и добавками, получая гибкий свинцово- виниловый лист. Затем из этих листов набирается необходимая толщина защитного покрытия. Существует три стандартных уровня защиты, эквивалентных свинцу, для традиционной одежды с радиационной защитой из свинца: 0,25 мм, 0,35 мм и 0,5 мм.
Свинцовая композитная защита представляет собой смесь свинца с другими, более лёгкими металлами. Состав композита варьируется в зависимости от назначения, но обычно туда входят олово, резина, ПВХ, и другие металлы, ослабляющие радиацию. Экранирование из композиционной смеси на основе свинца легче (до 25%), чем свинец обычного сорта, при этом фактическая эффективность защиты остаётся на прежнем уровне.
Из других металлов, обладающих высокой радиационной стойкостью, следует отметить некоторые тяжёлые металлы, которые относятся к той же группе, что и свинец, и, следовательно, так же хорошо поглощают или блокируют излучение. В ряду высокой радиационной стойкости находятся олово, сурьма, вольфрам, висмут.
Стойкость полимеров
Радиационная стойкость полимеров и пластика сильно зависит от длины волны базового излучения, но с уменьшением длины волны (что характерно именно для рентгеновского и гамма-излучения) противорадиационная способность всех неметаллов снижается. Поэтому излучение высокой энергии часто приводит к снижению характеристик удлинения и развитию хрупкости в полимере.
Общий срок службы пластика зависит от общего количества поглощённого излучения. Такие материалы, как полиэстер или полиамид, обладают удовлетворительной устойчивостью к гамма-излучению и рентгеновским лучам. Наоборот, полиэтилен (особенно высокого давления) весьма чувствителен к радиации, и поэтому в активных ионизирующих средах не применяется.
Информацию, касающуюся радиационного сопротивления пластмасс, следует рассматривать только как ориентир, поскольку различный химический состав пластика, мощность дозы, уровень механического напряжения, температура окружающей среды играет основную роль в противорадиационной стойкости. Обычно рекомендуется проводить экспериментальное тестирование применительно к конкретным условиям.
Стойкость органических веществ
Радиационная стойкость материалов органического происхождения – сельскохозяйственных культур, кустарников, деревьев – важна для оценки их экологической безопасности при потреблении (овощи, фрукты) и проведении сезонных лесохозяйственных работ, например, при высадке саженцев.
Таким образом, радиационное облучение считается одним из наилучших способов безопасности потребления фруктов и овощей.
Радиоактивное загрязнение и защита от радиации
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.
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:
5 ответов на вопросы о радиации, появившиеся после «Чернобыля»
Нашумевший, уже признанный «лучшим в истории» сериал «Чернобыль» раскрывает детальную картину произошедшей в 1986 году катастрофы. Однако многие вещи, происходящие по ходу действия фильма, показались не слишком очевидными, а то и вовсе непонятными широкому зрителю. Для тех, кто далёк от ядерной физики и не особо разбирается в радиации, Фактрум нашёл ответы на эти вопросы.
Как свинец защищает от радиации?
От радиации спасёт и простая одежда. Точнее, от некоторых видов излучения. Альфа-излучение состоит из тяжёлых частиц, которые образуются в процессе распада урана, тория, радия. Так как частицы тяжёлые, их задерживает даже обычная одежда. Бета-излучение возникает из-за бета-распада в ядре некоторых атомов. Такие потоки состоят из электронов и позитронов, которые имеют значительно меньший размер, чем альфа-частицы. Ионизирующий эффект (интенсивность радиации) у бета-частиц слабее, но проникают они глубже. Когда частицы проходят через вещество, они взаимодействуют с его электронами и атомами, теряя энергию. То есть постепенно замедляются. Плотного листа алюминиевой фольги достаточно, чтобы остановить бета-лучи. Самая лучшая проникающая способность у гамма-излучения. Возникает оно в процессе распада радиоактивных ядер, отсюда сверхмалый размер частиц. Никакой защитный костюм не остановит гамма-частицы.
Свинец — не волшебный материал, он просто обладает высокой плотностью. Именно тем, что гамма-частицы не могут протиснуться через молекулярную структуру, и объясняются защитные свойства свинца. Однако с таким же успехом можно использовать плотный бетон или спрессованную почву. Главное — не оставить места гамма-частицам в структуре материала.
Зачем принимать йод?
Йод, как и свинец, — не волшебное вещество. Сам по себе он никак не борется с радиацией: не запускает защитные механизмы, не снижает ионизацию. Но врачи действительно рекомендуют пить йод, если рядом произошла техногенная катастрофа, разбросавшая радионуклиды повсюду. Наш организм постоянно нуждается в йоде и старается накопить его в щитовидной железе про запас. Например, взрослый должен потреблять не менее 150 мкг йода в сутки, но по факту мало кто следует этой норме. И вот когда в атмосферу или воду попадает радиоактивный йод-131, организм заполняет им щитовидную железу под завязку. Поглощение радиоактивного вещества можно снизить простым способом: насытить организм йодом заранее. Таким образом, йод пьют для того, чтобы перекрыть его недостаток.
Рекомендуется принять ударную дозу йода в первые дни после заражения местности. О том, что произошёл выброс опасных веществ, — вследствие аварии или ядерного взрыва — население уведомляет служба МЧС. Для употребления внутрь обычный йод в бутылочке не подойдёт, он обожжёт слизистую. Лучше взять очищенный калия йодид в таблетках, подойдут также специальные БАДы: «Йодомарин», «Йод-актив». Принимать ударные дозы йода в профилактических целях категорически запрещено. Высокая концентрация вещества разрушает щитовидную железу.
Как радиация влияет на человека?
Облучение происходит мгновенно. Альфа-, бета- и гамма-частицы вступают в электрические взаимодействия с атомами тканей, через которые проходят. В результате от атомов отрываются электроны, которые продолжают по цепной реакции выталкивать атомы из ядер других веществ. И электроны, и атомы, заряд которых меняется с положительного на отрицательный, вступают в сложные физико-химические реакции. Из-за этого появляются новые молекулы, в том числе «свободные радикалы». Они продолжают вступать в реакции друг с другом и с другими молекулами организма, нарушая нормальную работу клеток. Они также повреждают спирали ДНК, которые система репарации восстанавливает случайными нуклеотидами. Так возникают мутации.
Повреждённая клетка уже не может функционировать как здоровая, так как в ней нет верной «инструкции» — тех самых спиралей ДНК. При критическом повреждении спиралей, когда восстановление невозможно, в клетке запускается апоптоз, и она погибает. Скорость, с которой в организме будут происходить необратимые изменения, зависит от дозы облучения. При 0,05-0,2 Зиверта никаких «быстрых» симптомов не появится, человек рискует заболеть раком в будущем из-за мутаций. Получив дозу в 6-10 Зиверт, человек со стопроцентной вероятностью умирает через 14 дней. Доза выше 50 Зиверт убивает организм в течение нескольких часов.
Авария на Чернобыльской АЭС
Зачем убивать домашних животных?
Через две недели после Чернобыльской катастрофы в Припять прибыли солдаты в защитных костюмах. Они отстреливали собак и кошек, которые за это время изрядно исхудали без человеческой заботы. Тела животных захоронили на специальном полигоне. Исключений не делали: всех встреченных питомцев солдаты уничтожали. Такие меры предпринимались не для того, чтобы прекратить мучения животных. Люди боялись, что вместе с кошками и собаками из зоны «сбежит» радиоактивная пыль.
Во время эвакуации людям приказали брать с собой только самое необходимое. Домашние питомцы, какими бы любимыми они ни были, в этот комплект не входили. Жители Припяти были вынуждены скрепя сердце оставлять собак, до последнего бегущих за автобусами. Но эта мера спасла жизни тысячам людей, так как кошки, собаки, кролики, птицы, домашний скот — любое животное — могли спокойно перенести на своей шерсти ядовитую пыль и распространить её в безопасной зоне.
Некоторым животным повезло, и солдаты с ружьями их не нашли. Но везение условное: из-за многочисленных генетических повреждений у кошек и собак проявились мутации, несовместимые с жизнью. В целом в зоне отчуждения наблюдается сокращение популяций птиц и млекопитающих, но в неодинаковых пропорциях. Связано это с тем, что у разных животных восстановление ДНК происходит с разной скоростью. Птицы и млекопитающие, которые остались в зоне отчуждения, страдают от катаракты и уменьшения размеров мозга из-за постоянного облучения через пищу, воду и воздух. Около 40 процентов птиц в зоне заражения бесплодны. Некоторые виды животных и птиц смогли приспособиться. Например, в одном из отчётов 2015 года такие виды, как дикий кабан и лось, числились как процветающие.
Радиацию можно смыть водой?
Радиоактивные частицы нельзя уничтожить, как нельзя ускорить время их распада. Поэтому единственный способ снизить радиацию — удалить частицы механическими, химическими или физико-химическими методами. Дезактивация водой входит в первую группу наряду с удалением частиц щёткой, пылесосом. Для увеличения эффективности в воду добавляют мыло или поверхностно-активные вещества. И этот метод правда работает. Причём подходит он для всего: асфальта, бытовых приборов, стен домов, кожи человека. Таким методом спасли фонившую старинную скрипку, которая находилась очень близко к эпицентру Чернобыльской катастрофы. Добавление в воду комплексообразователей, ионообменных смол, цеолитов и сорбентов увеличивает эффективность дезактивации, так как составы удаляют радионуклиды с поверхности.
Но если радионуклиды хорошо связались с поверхностью или просочились в мелкие дефекты и трещинки, потоком воды их уже не достать. Тогда для дезактивации прибегают к более жёстким методам: верхний слой растворяют щелочами и кислотами. Сильные окислители «сдирают» органическую грязь, на которую налипла радиоактивная пыль.
Камень, который защищает от радиации
Камень, который защищает от радиации
Этот камень – единственный в мире минерал, способный практически полностью нейтрализовать радиацию. Ради того, чтобы излечиться от тяжёлых заболеваний, многие люди готовы даже съесть его.
Египтяне считали минерал проводником в мир мёртвых. Они верили, что если в усыпальницу положить кусок камня, то его душа без препятствий найдёт дорогу в загробный мир. Индейские жрецы использовали барит во время спиритических сеансов и разговоров с ушедшими предками. Особенный эффект на участников действа производил момент, когда к бариту подносили огонь, и пламя моментально становилось жёлто-зелёным.
Со временем оказалось, что минерал не обладает драгоценными свойствами и распространён в больших масштабах по всему миру. Однако этот факт не помешал бариту обрести популярность и стать востребованным минералом во многих сферах, в том числе опасных для жизни.
Дело в том, что барит – материал, способный задерживать вредное X-излучение, которое присутствует как в рентгеновских аппаратах, так и на атомных электростанциях. Минерал входит в состав защитных экранов. Такие устройства уменьшают дозу радиации или вовсе нейтрализуют её. Это позволяет человеку работать вблизи источника излучения, и при этом находиться в безопасности. Поэтому барит используют при проектировании многих медицинских учреждений. Специальным раствором, содержащим минерал, покрывают стены рентген-кабинетов и помещений для томографии. Состав на основе бария даже принимают внутрь. Его советуют пить людям, у которых есть заболевания пищеварительной системы, перед рентгенографией. Такой напиток, будучи безвредным для организма, окрашивает ткани, которые на снимках обычно остаются в тени. В итоге получается более чёткая и ясная картина состояния внутренних органов. Нашёл свое применение барит и в косметологии. Многочисленные маски и скрабы из измельчённого минерала помогают разгладить морщины и придать коже тонус.
Сферы использования барита разнообразны и не ограничиваются только медициной. Камень незаменим в кондитерской промышленности, где служит наполнителем для пищевых продуктов и увеличивает их вес. В нефтяной промышленности барит тоже повышает плотность, но уже буровых растворов.
Единственная область, где камень себя реализовал не полностью, это ювелирное дело. Из-за трудности обработки, изделия из него встречаются довольно редко. Однако в умелых руках мастера камень способен превратиться в драгоценный минерал. Единичные образцы барита очень ценятся коллекционерами. Считается, что сувениры из него приносят удачу в бизнесе. При бережном хранении, такие поделки способны пережить даже ледниковый период или атомную войну. Минерал практически не поддаётся внешним воздействиям.
Недаром в древности люди считали барит таинственным камнем. До сих пор в выработках, в которых его добывают, встречают огромное количество летучих мышей. Учёные не могут объяснить, почему животных так привлекает именно этот минерал, ведь он не имеет даже запаха. В свою очередь мистики полагают, что летучие мыши, сами окутанные тайной, чувствуют в камнях родственную энергетику.