Занимательная радиация

А ещё раньше использовали общеизвестную единицу – рентген. Рентгенами оценивали не энергию, а ионизирующую способность излучения. Не будем забивать голову; для простоты отметим: рентген примерно равен раду.

Обратите внимание на три важных детали. Во-первых, доза – это дробь. И в числителе стоит вовсе не количество альфа-частиц или гамма-квантов, поглощённых телом. В числителе дроби – энергия. Значение имеет именно энергия ионизирующих излучений. Например, гамма-излучение может быть как жёстким, так и мягким. Жёсткое излучение (правый край шкалы на рис. 2.2) обладает высокой энергией. А мягкое (поближе к ультрафиолету) несёт меньшую энергию. Важен не только калибр пули. Выстрел из винтовки – одно дело, а той же пулей из рогатки – совсем другое.

Во-вторых, нас интересует не вся энергия излучения, а лишь та её часть, что поглотилась облучённым телом. Энергия излучения, прошедшего сквозь тело – в дозу не войдёт.

И в-третьих. В знаменателе дроби стоит масса. Но уже не масса радионуклида, как при расчёте удельной активности. А масса облучаемого тела, мишени.

Ах, да, ещё используют какие-то зиверты. Но прежде, чем вы окончательно запутаетесь, хочу немного вдохновить вас. Правда, не всех, а лишь мужскую часть читателей. Попробуем понять: а зачем нам, мужикам, нужно разбираться во всех этих греях и беккерелях. Представьте: знакомитесь вы с шикарной женщиной. Без больших денег удивить её трудно (я ж понимаю: вряд ли эту книгу читает олигарх). И тогда мы поступаем так. Плавно переводим разговор на тему о радиации и небрежно вставляем типа: «Так… плотность загрязнения территории там была… м-м-м… 10 кюри на квадратный километр. Выходит, эти чернобыльцы получали (тут надо потереть лоб указательным пальцем) среднюю дозу около 100 миллигрей. Больше нормы, но не опасно». Всё! Она – в экстазе, она – ваша.

А вот женщинам демонстрировать продвинутость в разговоре с мужчинами не рекомендуется. Оскорбление мужского достоинства.

А если серьёзно: пока не разберёмся в основах – мы не сможем иметь самостоятельное мнение. И придётся нам принимать на веру мнение чужое. А потому – вперёд.

Вернёмся к нашим зивертам. Они-то зачем понадобились, мало нам греев? Оказывается, поглощённая доза учитывает не всё. Она не учитывает различную способность разных видов излучений повреждать ткани живых организмов.

Часто путают разные вещи: проникающую способность разных видов излучений и их повреждающее действие.

Да, у гамма-излучения высокая приникающая способность, от него труднее защититься. Но мы хотим сравнить повреждающее действие разных излучений при одинаковой поглощённой дозе. Например, когда полностью защититься не получается, и человек таки набирает свои греи. Вот в этом случае альфа-излучение куда опаснее. Потому что тяжёлые и заряженные альфа-частицы, попадая в живую клетку, тормозятся резко и гасят свою энергию на коротком участке пути. Альфа-частицы можно сравнить с разрывными пулями. Поэтому степень биологического повреждения при одинаковой поглощённой дозе для альфа-излучения будет выше.

Подчеркнём еще раз: один грей альфа-излучения опаснее, чем один грей бета- или гамма-излучения. Другое дело – получить большую поглощённую дозу от бета- или гамма-излучения проще. Достаточно находиться рядом с источником излучения – например, с изотопами стронция-90 или цезия-137. А от альфа-излучения – вас защитит даже слой воздуха между вами и источником (например, урановым слитком). Кусок урана можно взять в руки – вас защитит внешний слой кожи. Альфа-излучение становится опасным только при попадании радионуклида внутрь организма. Вот при внутреннем облучении и проявляется его повышенная опасность.

Если вы дышите радиоактивным радоном, или вы случайно выпьете урановый раствор (лучше не надо) – вот тогда полученный грей окажется зловредней, чем грей от стронция либо цезия.

Итак, не все ионизирующие излучения одинаково опасны. Но как это учесть? Для этой цели применяют поправочный коэффициент по отношению к принимаемому за стандарт гамма-излучению (такой коэффициент носит сложное название взвешивающий коэффициент для отдельных видов излучения, запоминать которое нам без надобности). Считается, что повреждающее действие бета- и гамма-излучения при равной их дозе одинаково: для бета- излучения коэффициент равен единице. А для альфа-излучения поправочный коэффициент равен двадцати [1].

Дозу, рассчитанную с учётом взвешивающего коэффициента, называют уже не поглощённой, а эквивалентной. Вот её-то измеряют в зивертах (Зв).

Итак, мы имеем простую формулу:

Для бета- и гамма излучения мы получаем:

1 Гр х 1 = 1 Зв,

один грей равен одному зиверту.

А для коварного альфа-излучения имеем:

1 Гр х 20 = 20 Зв.