Энергия излучения (оптика) — это… Что такое Энергия излучения (оптика)?
Эне́ргия излуче́ния — физическая величина, одна из основных энергетических фотометрических величин. Представляет собой энергию, переносимую оптическим излучением[1]. Служит основой для других энергетических фотометрических величин.
Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж), в системе СГС — эрг (эрг).
В качестве буквенного обозначения используется[1][2] или .
В системе световых величин аналогом энергии излучения является световая энергия .
Спектральная плотность энергии излучения
Если излучение немонохроматично, то во многих случаях оказывается полезным использовать такую величину, как спектральная плотность энергии излучения. Спектральная плотность энергии излучения представляет собой энергию излучения, приходящуюся на малый единичный интервал спектра[2]. Точки спектра при этом могут задаваться их длинами волн, частотами, энергиями квантов излучения, волновыми числами или любым другим способом.
Соответственно, в случае использования длин волн для спектральной плотности энергии излучения будет выполняться:
а при использовании частоты —
Следует иметь в виду, что значения спектральной плотности энергии излучения в одной и той же точке спектра, получаемые при использовании различных спектральных координат, друг с другом не совпадают. То есть, например, Нетрудно показать, что с учетом
- и
правильное соотношение приобретает вид:
Световой аналог
В системе световых фотометрических величин аналогом для энергии излучения является световая энергия . По отношению к энергии излучения световая энергия является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения
где — максимальная световая эффективность излучения[4], равная в системе СИ 683 лм/Вт[5][6]. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.
Производные величи́ны
Сведения об основных энергетических величинах приведены в таблице[7].
Энергетические фотометрические величины СИЗдесь — площадь элемента поверхности источника, — площадь элемента поверхности приёмника, — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.
Примечания
Взаимодействие позитронов с веществом
где − полная энергия позитрона (кинетическая + mec2), а θ − угол между направлением испускания первого фотона и направлением движения позитрона. Наиболее вероятно испускание двух фотонов в противоположных направлениях под углами, близкими к 0 и 180° относительно направления движения позитрона. При этом фотон, испускаемый под углом 0°, уносит практически всю энергию. Действительно, полагая θ и >> mec2, из (8) и (9) получаем:
Явление двухфотонной аннигиляции используется в специальных установках для получения монохроматического γ-излучения. При этом учитывается тот факт, что не только замедлившийся, но и быстрый позитрон, двигаясь в веществе, может испытать аннигиляцию, не успев потерять сколько-нибудь значительную часть своей первоначальной энергии. Конечно, сечение этого процесса очень мало по сравнению с процессом аннигиляции медленных позитронов.
На рис. 5 представлена зависимость энергии аннигиляционных γ-квантов от
угла θ для позитронов с энергией 20 МэВ. Видно, что спектр фотонов в конечном
телесном угле не является строго монохроматичным. При увеличении энергии
позитрона энергетический разброс уменьшается. Поэтому, выделяя аннигиляционные
фотоны, летящие в пределах достаточно малого телесного угла, можно достичь
весьма высокой степени монохроматизации γ-излучения. Поскольку процесс образования аннигиляционных фотонов является двухступенчатым, то выход монохроматического излучения очень мал. Обычно вероятность рождения электроном позитрона в конверторе не превышает 10 Задачи 10−21 05. 09.2018 |
Institute of High Current Electronics SB RAS
ЛАБОРАТОРИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Группа оптических излучений на правах лаборатории была создана в январе 1983 года, а в 1990 году получила статус лаборатории. Руководителем и основателем лаборатории является профессор, д.ф.-м.н. В.Ф. Тарасенко. В настоящее время в лаборатории работает 23 сотрудника. В том числе 2 доктора наук (В.М. Орловский и В.Ф. Тарасенко, которые работают в коллективе ИСЭ СО РАН с 1969 года), 7 кандидатов наук, 5 аспирантов, остальные — инженеры, техники и лаборанты. В течение прошедших 20 лет в лаборатории исследовались активные и оптические среды, импульсные лазеры на плотных газах, источники спонтанного излучения (эксилампы), а также проводились эксперименты по взаимодействию излучения с веществом. Лаборатория тесно сотрудничает с другими лабораториями ИСЭ СО РАН, с научными группами Томска, России и других стран, является одним из основных организаторов Международной конференции «Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул» (AMLP), которая будет проведена в Томске в 2003 году в шестой раз.
Научное направление
Получение высоких эффективностей излучения в лазерно-активных и оптических средах на основе газовых смесей и изучение взаимодействия излучения созданных источников с веществом.
Основные научные достижения
- Созданы эксиплексные лазеры на галогенидах благородных газов с уникальными параметрами. Впервые реализованы длительность импульса излучения эктроразрядного XeCl лазера 1 мкс и КПД в электроразрядном KrCl лазере 2%. Получены в лазерах с накачкой пучком электронов энергии излучения 2 кДж на длине волны λ=308 нм, 100 Дж на λ=250 нм, 100 Дж на λ=1.73 мкм и 50 Дж на λ=2.03 мкм.
- Созданы эффективные нецепные HF лазеры с инициированием химической реакции самостоятельным разрядом и пучком электронов. Получены энергия излучения в импульсе до 200 Дж, удельная энергия излучения до 140 Дж/л·атм и КПД от вложенной энергии ~11% (при накачке самостоятельным разрядом впервые).
- Созданы генераторы накачки импульсных лазеров и эксиламп с применением индуктивных накопителей энергии энергии. Впервые, при использовании подобного генератора и полупроводникового прерывателя тока, реализована частота следования импульсов 12 кГц при накачке лазера и 100 кГц при накачке ВУФ эксилампы на димерах ксенона. Разработан XeCl лазер, использующий индуктивный накопитель, (задающий генератор для лазерной системы с малой расходимостью излучения) с длительностью импульса на полувысоте 300 нс и энергией в импульсе 1 Дж или с длительностью импульса на полувысоте 200 нс и энергией в импульсе 1.6 Дж.
- Проведены исследования коаксиальных, цилиндрических и планарных источников спонтанного излучения с накачкой тлеющим, барьерным и емкостным разрядами, в том числе и с накачкой короткими импульсами. Созданы KrCl и XeCl эксилампы тлеющего разряда низкого давления со средней мощностью излучения в УФ области спектра до 1.6 кВт. Созданы импульсные KrCl и KrF эксилампы с плотностью мощности излучения до 5 кВт/см². Разработаны отпаянные источники спонтанного излучения, излучающие на длинах волн 172, 206, 222, 253, 282 и 308 нм со средней мощностью излучения до 100 Вт, высокой эффективностью и сроком службы более 2500 часов. Образцы эксиламп и лазеров представлялись на Международных и Российских выставках и награждены одной золотой, двумя серебряными и тремя бронзовыми медалями, а также дипломами и грамотами.
В США подозревают ГРУ в атаках с применением ″направленной энергии″ | Новости из Германии о событиях в мире | DW
Спецслужбы США изучают возможную роль российского ГРУ в предполагаемых атаках с применением направленного излучения против американских чиновников по всему миру, сообщило вечером в понедельник, 10 мая, издание Politico со ссылкой на информированные источники. Речь идет случаях так называемого «гаванского синдрома» — головной боли, тошноты, головокружении и проблемах со слухом, появляющихся, предположительно, в результате направленного микроволнового излучения.
«У США нет неопровержимых доказательств причастности к этим инцидентам российской военной разведки. Разведслужбы США не пришли к консенсусу или какому-либо определенному выводу по этому вопросу. В то же время США расширили масштабы расследования, сконцентрировав внимание на возможной роли ГРУ», — цитирует Politico слова источников, пожелавших остаться неназванными.
Технология «направленной энергии»
По словам собеседников издания, технологией «направленной энергии», помимо России, располагают также Израиль и Китай, но ни одна из этих стран не проводит операции во всех тех регионах, где были зафиксированы подобные инциденты, они также до сих пор не демонстрировали стремления атаковать американцев таким способом.
«Агенты ГРУ — единственные, кто способен атаковать наших людей таким способом на нашей территории. Это выглядит, пахнет и ощущается, как ГРУ», — сказал в интервью Politico бывший сотрудник Агентства нацбезопасности США.
Смотрите также:
Самое секретное здание Германии
Территория штаб-квартиры Федеральной разведывательной службы Германии (Bundesnachrichtendienst, БНД) занимает площадь в 14 футбольных полей. Ее строительство продолжалось больше десяти лет и обошлось в миллиард евро. Еще 400 миллионов стоят техническое оснащение и переезд, который должен завершиться до конца 2018 года.
Самое секретное здание Германии
Главные задачи Федеральной разведывательной службы, кроме, собственно, внешней разведки, — борьба с терроризмом и организованной преступностью. Сейчас создается новое управление — по борьбе с компьютерным шпионажем. В штаб-квартире в Берлине после завершения переезда будут работать около 4500 сотрудников внешней разведки ФРГ.
Самое секретное здание Германии
У главного входа, во дворе штаб-квартиры БНД, — лежит похожий на огромный валун художественный объект из красноватой стали. Предназначение непонятно. Автор Штефан Соуз утверждает, что это намек на работу разведчиков, разгадывающих секреты.
Самое секретное здание Германии
Так выглядит главное фойе. Отсюда можно попасть в разные секторы — но не всем сотрудникам разведки, а только тем, кто в этих секторах работает. Кроме того, внутри комплекса — 50 «коммуникационных зон», которые доступны всем сотрудникам разведки. Там стоят столики, есть электрические плиты и микроволновые печи.
Самое секретное здание Германии
Внешние стены зданий, расположенных на берлинской улице Chausseestrasse, покрыты анодированным (то есть не окисляющимся) алюминием. Всего в комплексе БНД 14 тысяч окон шириной 75 сантиметров. Стекло — специальное.
Самое секретное здание Германии
В комплексе — два так называемых «кризисных центра». Они предназначены для важнейших совещаний. Помещения надежно защищены от прослушивания. Компьютеры, видеокамеры, кабинки для переводчиков, а на стене — часы, показывающие время в Берлине, Нью-Йорке, Лондоне, Москве и Пекине.
Самое секретное здание Германии
А вот обычный рабочий кабинет разведчиков. В комплексе БНД — 5200 таких кабинетов, в основном, двухместных, площадью 17 кв. метров. У каждого сотрудника на столе — два телефона и два компьютера. Один работает только во внутренней сети, второй предназначен для связи с внешним миром.
Самое секретное здание Германии
Кабинет главы внешней разведки находится на восьмом этаже.Письменный стол из светлого дерева, паркетный пол. Рядом — душевая, но комнаты отдыха с диваном нет. С маленького балкончика открывается вид на здание парламента и на ведомство федерального канцлера. Что символично, потому что это — контролирующие разведку органы. Кстати, пальма рядом со зданием БНД — искусственная.
Самое секретное здание Германии
Юрист Бруно Каль — глава внешней разведки Германии с июля 2016 года. С 1994 года он работал в суде, в 1996-2005 годах был депутатом бундестага от ХДС, потом занимал руководящие посты в министерстве внутренних дел и министерстве финансов.
Автор: Ефим Шуман
Спектр энергии излучения видимые излучения
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твердых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной части спектра. Методом С. изучают зависимость интенсивности (энергии) излучения, поглощения, отражения, рассеяния или иного преобразования света, излучаемого веществом или падающего на него, от длины волны. С. широко применяют для изучения строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и т. д.), для качественного и количественного определения веществ (открытия следов элементов в металлах и сплавах). Приборы, которыми пользуются в С., называют спектрофотометрами. [c.234]Спектры электромагнитного излучения, испускаемого, поглощаемого и рассеиваемого веществом, изучает раздел физики — спектроскопия. Квант поглощаемой или испускаемой веществом энергии соответствует изменению энергии при каком-либо единичном акте атомного или молекулярного процесса (табл. 11). Наиболее коротковолновое излучение (у-излучение) соответствует ядерным процессам. Квантовые переходы внутренних электронов атомов и молекул сопровождаются рентгеновским излучением. Электромагнитное излучение ультрафиолетовой и видимой области спектра отвечает квантовым переходам внешних (валентных) электронов. Колебанию атомов в молекулах отвечает инфракрасное излучение, вращению молекул — дальнее инфракрасное излучение, спиновому переходу элект-1)онов и ядер — радиоизлучение. [c.140]
Атомные спектры. Согласно модели Резерфорда, энергия атома должна уменьшаться непрерывно за счет излучения, образующего сплошной спектр. Однако экспериментально установлено, что все атомные спектры имеют дискретный (линейчатый) характер. Спектр служит одной из важнейших характеристик атома и отражает его внутреннее строение. На рис. 1.1 приведен линейчатый спектр водорода. В видимой области спектра атома водорода имеются только четыре линии, они обозначаются Н , Нр, Н , Н . В прилегающей к видимой ультрафиолетовой области имеется еще несколько линий, которые вместе с указанными четырьмя образуют серию линий. Волновые числа линий этой серии выражаются формулой [c. 10]
Поглощение излучений низких энергий (ИК) приводит к изменению лишь вращательной или колебательной энергии молекул, поглощение излучений УФ и видимого участков спектра вызывает изменение также энергии электронов, в результате чего происходит переход электронов главным образом внешних энергетических уровней в возбужденное состояние. [c.459]
Спектроскопия видимого и УФ-излучения — это раздел молекулярной оптической спектроскопии, изучающей спектры поглощения электромагнитных волн с частотами 10 —10 см . Поглощение световой энергии в видимой и УФ-областях связано с переходом электронов, что дает возможность определить энергию орбиталей молекулы, ее энергию ионизации и энергию химической связи. Последнюю определяют при действии излучения, вызывающего диссоциацию молекулы. О диссоциации молекулы свидетельствует момент перехода полосатого спектра в сплошной. Зная к, при которой происходит диссоциация, вычисляют энергию связи. [c.244]
Неионизирующие излучения имеют более низкую энергию. Излучение в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах спектра — это неионизирующая радиация. Когда эти виды излучений передают свою энергию веществу, происходит возбуждение молекул усиливаются их колебания или электроны переходят на более высокий уровень. В результате такого переноса энергии могут происходить химические реакции, как, например, при приготовлении пищи в микроволновых печах. Длительное неионизирующее облучение также может нанести вред организму. Солнечные ожоги, например, вызываются длительным действием неионизирующего излучения Солнца. Микроволновое и инфракрасное излучения могут оказать пагубное воздействие на организм. [c.304]
В ультрафиолетовой и видимой области спектра поглощение излучения связано с возбуждением электронов (электронные переходы). При обычной температуре электроны в органической молекуле находятся преимущественно в низших энергетических состояниях. Эти состояния называют основными. Для перехода на энергетически более высокий, незанятый уровень электрону необходим некоторый вполне определенный запас энергии, которую он забирает у поглощаемого электромагнитного излучения. При каждом определенном переходе электрона поглощается энергия строго определенной частоты, соответствующей этой энергии (первое возбужденное состояние). Если энергия излучения еще больше, электронный переход может произойти на гораздо более высокий энергетический уровень (на более дальнюю электронную оболочку). Этот процесс электронных переходов может происходить до тех пор, пока электрон не приобретет в итоге потенциала ионизации и вообще не покинет области притяжения к ядру атома. В спектре каждому уровню возбуждения электрона соответствует определенная линия поглощения, которая наблюдается также и в атомных спектрах. В молекулярных спектрах отдельные линии, соответствующие одновременным изменениям в колебательном и вращательном движении в молекуле, объединяются в полосы поглощения. [c.95]
Процессы фотохимического и радиационного распада различаются распределением поглощаемой энергии. Фотоны видимой и ультрафиолетовой частей спектра поглощаются в поверхностных слоях вещества, вследствие чего фотохимические реакции являются преимущественно негомогенными каждый квант участвует только в одном первичном акте взаимодействия с определенными атомами или связями макромолекул. Ионизирующие излучения высокой щ)они-кающей способности обусловливают протекание радиационно-химических реакций в облучаемой среде достаточно равномерно по всему объему вещества. Доли поглощенной энергии излучения, расходуемые на ионизацию и возбуждение, примерно одинаковы. [c.58]
Классическая физика преподнесла физикам большой сюрприз, когда они попытались объяснить свечение нагретого докрасна куска железа. Известно, что все твердые тела в сильно нагретом состоянии испускают излучение. Идеальное излучение, испускаемое телом с совершенными погло-шающими и излучающими свойствами, называется излучением абсолютно черного тела. На рис. 8-6,а показан спектр, т. е. график зависимости относительной интенсивности от частоты излучения, нагретого докрасна твердого тела. Поскольку большая часть его излучения приходится на красную и инфракрасную области частот, свечение предмета кажется красным. При повышении температуры максимум интенсивности смещается в сторону больших частот, и тогда светящийся предмет кажется оранжевым, затем желтым и, наконец, белым, если во всей видимой области спектра излучается достаточная энергия. [c.336]
Кроме теплового излучения, тела могут испускать лучистую энергию других видов. Бомбардировка вещества электронами дает излучение, которое мы называем рентгеновскими лучами. Выдерживание вещества под облучением одного вида часто приводит к тому, что оно дает другое или вторичное излучение например, некоторые минералы флуоресцируют в ультрафиолетовом свете. В действительности существует целый спектр электромагнитного излучения, различные части которого получили название, отражающее способ их получения или некоторое характерное свойство. Все виды электромагнитного излучения имеют одинаковую скорость распространения, но отличаются длиной волны и происхождением, При поглощении всех видов излучения выделяется тепло. Однако, только одно электромагнитное излучение, возникающее благодаря нагретому состоянию излучающего тела, мы называем тепловым излучением. Часть этого теплового излучения мы называем также видимым светом, но большая часть его, однако, лежит за пределами спектра видимого света и обычно включается в понятие об инфракрасном излучении, В табл. 28, 1 приводятся примерные пределы длин волн некоторых видов излучения. [c.384]
Спектральные исследования излучения пламен показали, что излучение имеет преимущественно хемилюминесцентную природу, причем основная часть излучаемой энергии приходится на ИК-область спектра. Видимое и УФ-излучения несут в себе сравнительно малую часть общей энергии излучения (менее 1 %). [c.114]
Если тело нагрето, оно излучает теплоту. Тепловое излучение, так же как и видимый свет, является одним из видов электромагнитных волн. Однако оно обычно состоит из волн с большей длиной и, следовательно, с меньшей энергией, чем видимый свет. Было замечено, что энергия излучения от нагретого тела распределяется по непрерывному спектру, зависящему от температуры тела. При низких температурах спектр состоит в основном из излучения с низкой энергией, т. е. соответствует инфракрасной области. Однако при повышении температуры спектр меняется, и в нем усиливается область, отвечающая высоким энергиям. Это легко заметить, если иметь в виду, что при нагревании тела его излучение соответствует видимой области спектра. Сначала тело становится красным, а затем при повышении температуры — белым, например таким, как нити в лампах накаливания. [c.17]
Энергия, испускаемая во время радиоактивного распада, является одной из форм электромагнитного излучения высокой энергии. Видимый свет, мик-ро- и радиоволны тоже являются электромагнитным излучением, но меньшей энергии. На, рис. V.1 показаны главные составляющие спектра электромагнитного излучения и их источники. [c.303]
Три изомерных комплекса окрашены в красный, зеленый и желтый цвет соответственно. Какой из этих комплексов поглощает излучение с наибольшей энергией, если каждый из них дает только одну полосу поглощения в видимой области спектра Какой комплекс поглощает излучение с самой низкой энергией [c.404]
В тех случаях, когда определенная энергия, Е, электромагнитного излучения в видимой части спектра поглощается соединением в процессе возбуждения электрона на более высокий квантовый уровень, длина волны, X, поглощаемого света может быть вычислена при помощи соотнощения [c.206]
Все электронные переходы, в том числе и переходы на локальные уровни типа 5 и 3—4 сопровождаются электронно-фонон-ным взаимодействием, в результате которого часть электронной энергии превращается в вибрационную энергию, т. е. в теплоту, нагревающую твердое тело выше первоначальной температуры, а часть излучается в виде квантов сниженной частоты, по сравнению с частотой поглощаемого излучения Поэтому, когда ширина запрещенной зоны не слишком сильно превосходит 3,1 эВ, т. е. энергию фотонов самого коротковолнового видимого света, полоса электромагнитного излучения данного вещества может находиться в области спектра видимого излучения. При более значительной ширине запрещенной зоны может иметь место испускание только ультрафиолетового излучения. [c.122]
Из основного уравнения квантовой теории АЕ=Ьх=кс1% следует, что излучение видимой части спектра отвечает энергии квантов (фотонов) излучения [c.219]
Видимая область спектра электромагнитного излучения показана на рис. 23,16, в верхней части которого (в порядке повышения энергии) даны первые буквы названий спектральных цветов. [c.388]
Фотохимические реакции. К фотохимическим относятся реакции, обусловливаемые лучистой энергией главным образом видимой части спектра электромагнитного излучения. Например, смесь газон водорода и фтора при ее освещении взрывается бромистое серебро на свету разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии синтез сложных органических веществ растениями в процессе их жизнедеятельности также имеет фотохимическую основу (фотосинтез) многие краски на солнечном свету блекнут, выцветают и т. д. [c.143]
Спектр электромагнитного излучения. Самые разнообразные явления — радиоволны и идущие из космоса -(-лучи, лучи Рентгена и видимый свет — оказались одинаковыми по своей природе. Все они являются электромагнитными волнами различной длины волны (частоты). Длина волны электромагнитных волн может изменяться в очень широких пределах от нескольких километров до малых долей ангстрема. Полный спектр содержит все типы электромагнитного излучения, расположенные по порядку от длинных к коротким волнам (см. рис. 9, цветная вклейка в конце книги). В зависимости от длины волны меняется характер излучения и его свойства. В области длинных волн электромагнитное излучение имеет чисто волновой характер. Порция (квант) энергии, соответствующая отдельной группе воли, как видно из формулы (4), очень мала. Поэтому выделить отдельные кванты практически невозможно. Наоборот, в области коротких волн энергия одного кванта велика, и он может быть без труда обнаружен. Но волновые свойства в связи с очень малой длиной волны почти незаметны, и излучение по своему характеру мало отличается от пучка быстрых частиц. [c.25]
Для возбуждения электронных уровней необходимы излучения УФ-участка спектра, так как разность энергий этих уровней равна примерно 10 эВ. Если электронные уровни молекул расположены достаточно близко друг к другу, то для осуществления перехода между ними достаточно воздействия излучений видимого участка спектра. Таким образом, изменение колебательной энергии сопровождается в большинстве случаев и изменением вращательной. Изменению электронной энергии сопутствует также изменение колебательной и вращательной энергий. [c.8]
Человеческий глаз имеет очень небольшую чувствительность и различает только часть электромагнитного спектра, так называемую видимую область, длины воли которой лежат между 400 и 750 нм (1 нанометр = 10 м), В сторону более коротких волн (примерно до 50 ни) распространяется ультрафиолетовая область, а в сторону более длинных — инфракрасная область. Их природа одинакова энергия излучения превращается в энергию возбуждения электрона, достигающую максимального значения при ионизации. Поэтому спектры в этих областях поглощения часто объединяют названием электронные спектры поглощения . [c.83]
Колебательные спектры экспериментально наблюдаются как ИК-спектры и спектры комбинационного рассеяния. Эти два вида спектров имеют различную физическую сущность. ИК-спектры наблюдаются в результате разрешенного правилами отбора перехода молекулы вещества с одного энергетического уровня на другое. В коррозионных исследованиях обычно имеют дело с наблюдаемыми ИК-спектрами поглощения, получаемыми в результате перехода молекулы с уровня, имеющего меньшую энергию, на уровень с большей энергией. Спектры комбинационного рассеяния возникают при электронной поляризации, вызванной воздействием ультрафиолетового или видимого излучения. [c.199]
Наибольшее значение имеют энергии электронных переходов (1—100 эВ) изменение эпергии электронов находит свое выражение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Энергии колебательных переходов (Ю» —10 2 эВ) соответствует излучение (поглощение) в ближней инфракрасной области. Наименьшее значение имеют энергии вращательных переходов молекул (Ю З—10 эВ) им соответствует излучение или поглощение в дальней инфракрасной области или даже в области радиочастот (см. табл. 14). [c.162]
Известно что различия в энергиях квантовых состояний внешних электронов атомов и молекул, проявляющиеся при поглощении и излучении, соответствуют квантам энергии (фотонам) видимой и соседних — ультрафиолетовой и инфракрасной — областей электромагнитного спектра, причем электромагнитное излучение обычно характеризуют длиной волны, а изменение состояний атома или молекулы — энергией (обычно в электрон-вольтах). [c.73]
Электронные спектры поглощения наблюдаются в результате поглощения ультрафиолетового (УФ) и видимого излучения при этом происходит переход (возбуждение) валентного электрона с занимаемого им уровня на уровень с более высокой энергией. По характеру поглощаемого излучения электронную спектроскопию часто называют спектроскопией в УФ и видимой области или УФ-спектроскопией. [c.515]
Решение. Голубая окраска дезоксигемоглоби-иа объясняется тем, что этот комплекс поглощает оранжевый свет, т.е. низкоэнергетическое излучение видимой области спектра (рис, 23.16). Следовательно, энергия расщепления кристаллическим полем А между двумя наборами -орбиталей в дезоксигемоглобине должна быть невелика, Оксигемоглобин имеет красную окраску, поскольку он поглощает зеленый свет-высокоэнергетическое излучение видимой области спектра следовательно, в этом случае расще- [c.396]
Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]
ФОТОН — элементарная частица с массой покоя, равной нулю, вследствие чего Ф. всегда движется со скоростью света. Спнн Ф. равен 1. Ф. представляет собой порцию электромагнитного излучения, например, видимого света, рентгеновского или -излучения. Ф. называют также квантами — световыми квантами, рентгеновскими квантами или у-квантами. Ф. могут испускаться или поглощаться любой системой, содержащей электрические заряды или по которой проходит ток. Ф. с высокой энергией (7-кванты) испускаются при распадах атомных ядер и элементарных частиц, и могут вызывать расщепление атомных ядер и образование элементарных частиц. Понятие Ф. введено в 1899 г. М. Планком для объяснения распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Существование Ф. означает, что электромагнитные волны с частотой V излучаются и поглощаются только определенными порциями (квантами) с энергией, равной hv (где /г — постоянная Планка). [c.268]
Однако оценить по кривым поглощения энергию -излучения не так-то просто. Форма кривых поглощения зависит от геометрии, максимальной энергии -спектра, его формы, атомного номера ядра и т. д. Хотя кривые поглощения -излучения изотопов со спектром разрешенной формы приближенно следуют экспоненциальной зависимости, однако уже при толщине поглотителя свыше ЗАч, — 4А /, они начинают заметно отклоняться от экспоненты. Начальные участки также нередко не подчиняются экспоненциальной зависимости. Существует довольно большое количество методов определения энергии -излучения по кривым поглощения. Все они, как правило, основаны на сравнении кривой поглощения -излучения от известного изотопа с кривой поглощения -излучения от неизвестного 5-излучателя. Наиболее известными являются методы Физера 3, 36, 41], Харли [39], Блейлера и Цунти [26, 34, 41]. Сравнительный обзор этих методов дан в работе [54]. Наилучшим из всех экспоненциальных методов, по-видимому, является метод Форро [52], где поглотитель из Au расположен у источника. При сокривая поглощения является экспонентой для кратностей ослабления от V2 до 1/50—1/100, причем =ll,8 111 ° , где ц — экспериментальный коэффициент ослабления [53]. Использовать i для непосредственного вычисления поправок нельзя, так как геометрия отличается от обычной. В этом сборнике в 6, гл. 9 также дан метод анализа кривой поглощения с большей точностью. [c.374]
Величина Е называется интегральным излучением, это есть не что иное, как лучеиспускательная способность абсолютно черного тела. Из фиг. 9-3 также видно, что при температурах, с которыми приходится иметь дело в технике, энергия излучения видимых лучей (Я =7 0,4— 0,76 МКН, см. заштрихованную пло-1цадку) для излучающих нагретых поверхностей (кривая 4 на фиг. 9-3) пренебрежимо мала по сравнению с энергией инфракрасного излучения (Я = 0,7610,0 мкн), т. е. при температурах от 20 до 3 000° К максимум находится в инфракрасной части спектра. Реальные тела, имеющие непрерывный спектр излучения, в котором [c.97]
Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]
В видимой и в ближней части инфракрасной области излучательная способность изоляторов меняется в очень широких пределах, как и у металлов, и наилучший способ ее оценки состоит в визуальном наблюдении. Излучательные способности диэлектриков зависят также от температуры. Электронные уровни в них полностью заняты, и поэтому изоляторы не могут поглощать или испускать энергию при нормальных температурах. При достаточно высоких температурах электроны во.чбуждаются и могут попадать на более высокие энергетические уровни, в результате возникает электронный газ (т. е. свободные электроны), которые могут испускать и поглощать излучение с непрерывным спектром в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. [c.195]
При использовании электронных спектров неизбежно встанет вопрос об их изучении, так как для многих радикалов наблюдаются возмущения их электронного состояния (аномалии в электронно-колебательно-вращательной структуре). Так в спектре радикала Сг, система полос Свана, (видимая область спектра) были обнаружены аномалии во вращательной структуре спектра, заключающиеся в отсутствии излучения с вращательных уровней с квантовыми числами К = 46 и 50. Это говорит о том, что уровени К»= 46 и 50 является метастабильными, т.е. время жизни этих уровней в тысячи раз больше, чем других уровней (если, конечно, не происходит передача энергии с данного конкретного энергетического уровня другим энергетическим уровням других молекул — в данном случае это обстоятельство маловероятно). Был обнаружен также эффект лазерной накачки уровня N =39. [c.100]
Обратите внимание на то, что для образования одного моля сахара СбН120б должно быть поглощено и использовано 48 молей фотонов. Необходимая для этого энергия излучения поступает из видимой части солнечного спектра (см. рис. 5.3 ч. 1). Фотоны поглощаются фотосинтетическими пигментами в листьях растений. К важнейшим из этих пигментов относятся хлорофиллы структура наиболее распространенного хлорофилла, так называемого хлорофилла-а , показана на рис. 25.1. Хлорофилл представляет собой координационное соединение. Он содержит ион связанный с четырьмя атомами азота, которые расположены вокруг него по вершинам квадрата в одной плоскости с металлом. Атомы азота входят в состав порфиринового цикла (см. разд. 23.2). Следует обратить внимание на то, что в окружающем ион металла цикле имеется ряд двойных связей, чередующихся с простыми связями. Благодаря такой системе чередующихся, или сопряженных, двойных связей хлорофилл способен сильно поглощать видимый свет. На рис. 25.2 показано соотношение между спектром поглощения хлорофилла и спектральным распределением солнечной энергии у поверхности Земли. Зеленый цвет хлорофилла обусловлен тем, что он поглощает красный свет (максимум поглощения при 655 нм) и синий свет (максимум поглоще- [c.442]
Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращатвльны , колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. в границах длин волн от 1500 до 8000 А. Электронный спектр позволяет получить дан-пые о строении как основного, так и возбужденного состояний мо- [c.194]
Числовая связь между значениями длин волн, частот колебаний и энергией электромагнитного излучения для видимой части спектра (4000—7000 А) и ближайших к ней областей наглядно показана на рис. 111-27. В последней включены также наиболее употребительные в химии значения соответствующих энергий в ккал на грамм-атом (т. е. на 6,02 10 фотвнов). Как легко установить по рис. 111-27, энергия излучения на протяжении ввдимого спектра изменяйся почти вдвое. [c.81]
Источник излучения. Если в приборе для видимой или УФ-области источник излучения работает обычно в области 0,2—0,4 или 0,35—0,8 мкм, то в ИК-спектрометре он должен перекрыть значительно больший интервал длин волн. Наиболее распространенные источники ИК-излучения — нагреваемые током до 1500—1800° С стержни из карбида кремния (глобар) или из окислов редкоземельных элементов (штифт Нернста). Электрическое сопротивление таких источников уменьшается с повышением температуры, поэтому необходимо использовать балластное сопротивление. Глобар и штифт Нернста дают мощное ИК-излучение, но оно приходится в основном на ближнюю ИК-область и быстро падает с увеличением длины волны. Изменение энергии источника с длиной волны компенсируется в спектрометре программированным раскрытием входной щели прибора. В длинноволновой части ИК-спектра интенсивность излучения этих источников становится недостаточной, и в области ниже 200 см применяют ртутно-кварцевые лампы высокого давления. [c.203]
СОЛНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ на поверхности земли
Солнечное излучение
Обновлено 22 сентября, 2021
Опубликовано авторомИнтенсивность солнечного света, которая достигает земли меняется в зависимости от времени суток, года, местоположения и погодных условий. Общее количество энергии, подсчитанное за день или за год, называется иррадиацией (или еще по-другому “приход солнечной радиации”) и показывает, насколько мощным было солнечное излучение. Иррадиация измеряется в Вт*ч/м² в день, или другой период.
Интенсивность солнечного излучения в свободном пространстве на удалении, равном среднему расстоянию между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Ее величина – 1353 Вт/м². При прохождении через атмосферу солнечный свет ослабляется в основном из-за поглощения инфракрасного излучения парами воды, ультрафиолетового излучения – озоном и рассеяния излучения частицами атмосферной пыли и аэрозолями. Показатель атмосферного влияния на интенсивность солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, называется “воздушной массой” (АМ). АМ определяется как секанс угла между Солнцем и зенитом.
На рис.1 показано спектральное распределение интенсивности солнечного излучения в различных условиях. Верхняя кривая (АМ0) соответствует солнечному спектру за пределами земной атмосферы (например, на борту космического корабля), т.е. при нулевой воздушной массе. Она аппроксимируется распределением интенсивности излучения абсолютно черного тела при температуре 5800 К. Кривые АМ1 и АМ2 иллюстрируют спектральное распределение солнечного излучения на поверхности Земли, когда Солнце в зените и при угле между Солнцем и зенитом 60°, соответственно. При этом полная мощность излучения – соответственно порядка 925 и 691 Вт/м². Средняя интенсивность излучения на Земле примерно совпадает с интенсивностью излучения при АМ=1,5 (Солнце – под углом 45° к горизонту) [1].Около поверхности Земли можно принять среднюю величину интенсивности солнечной радиации 635 Вт/м². В очень ясный солнечный день эта величина колеблется от 950 Вт/м² до 1220 Вт/м². Среднее значение — примерно 1000 Вт/м² [860 ккал/(м²ч)]. Пример: Интенсивность полного излучения в Цюрихе (47°30′ с. ш., 400 м над уровнем моря) на поверхности, перпендикулярной излучению:1 мая 12 ч 00 мин 1080 Вт/м²;21 декабря 12 ч 00 мин 930 Вт/м².Для упрощения вычисления по приходу солнечной энергии, его обычно выражают в часах солнечного сияния с интенсивностью 1000 Вт/м². Т.е. 1 час соответствует приходу солнечной радиации в 1000 Вт*ч/м². Это примерно соответствует периоду, когда солнце светит летом в середине солнечного безоблачного дня на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам.
Пример
Яркое солнце светит с интенсивностью 1000 Вт/м² на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам. За 1 час на 1 м² падает 1 кВт*ч энергии (энергия равна произведению мощности на время). Аналогично, средний приход солнечной радиации в 5 кВт*ч/м² в течение дня соответствует 5 пиковым часам солнечного сияния в день. Не путайте пиковые часы с реальной длительностью светового дня. За световой день солнце светит с разной интенсивностью, но в сумме она дает такое же количество энергии, как если бы оно светило 5 часов с максимальной интенсивностью. Именно пиковые часы солнечного сияния используются в расчетах солнечных энергетических установок.
Приход солнечной радиации меняется в течение дня и от места к месту, особенно в горных районах. Иррадиация меняется в среднем от 1000 кВт*ч/м² в год для северо-европейских стран, до 2000-2500 кВт*ч/м² в год для пустынь. Погодные условия и склонение солнца (которое зависит от широты местности), также приводит к различиям в приходе солнечной радиации.
В России, вопреки распространённому мнению, очень много мест, где выгодно преобразовывать солнечную энергию в электроэнергию при помощи солнечных батарей. Ниже приведена карта ресурсов солнечной энергии в России. Как видим, на большей части России можно успешно использовать солнечные батареи в сезонном режиме, а в районах с числом часов солнечного сияния более 2000 часов/год – круглый год. Естественно, в зимний период выработка энергии солнечными панелями существенно снижается, но все равно стоимость электроэнергии от солнечной электростанции остается существенно ниже, чем от дизельного или бензинового генератора.
Особенно выгодно применение солнечных батарей там, где нет централизованных электрических сетей и энергообеспечение обеспечивается за счет дизель-генераторов. А таких районов в России очень много.
Более того, даже там, где сети есть, использование работающих параллельно с сетью солнечных батарей позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию. При существующей тенденции на повышении тарифов естественных энергетических монополий России, установки солнечных батарей становится умным вложением денег.
Ресурсы солнечной энергии РоссииЭта статья прочитана 48123 раз(а)!
Продолжить чтение
66
Классификация солнечных фотоэлектрических электростанций — Автономные, соединенные с сетью, резервные. Солнечные батареи в системах электроснабжения.60
Инверторы для фотоэлектрических систем Инверторы используются для преобразования постоянного тока от аккумуляторов или солнечных модулей в переменный ток, аналогичный тому, который присутствует в сетях централизованного электроснабжения. В системах электроснабжения с солнечными батареями применяются следующие типы инверторов: Сетевые фотоэлектрические инверторы В…54
Фотоэлектрические комплекты: Состав Для того, чтобы использовать солнечную энергию для питания ваших потребителей, одной солнечной батареи недостаточно. Кроме солнечной батареи нужно еще несколько составляющих. Типичный состав автономного фотоэлектрического комплекта следующий: фотоэлектрическая батарея контроллер заряда аккумуляторной батареи аккумуляторная батарея провода, коннекторы,…54
Как работают MPPT контроллеры? Что такое MPPT контроллеры, для чего они нужны и в чем их отличие от контроллеров с ШИМ описано по ссылке. На этой странице дана более подробная техническая информация Методы поиска точки максимальной мощности (ТММ) солнечной батареи…54
Солнечные фотоэлектрические модули с двойным стеклом Модули с двойным остеклением (double glass) Солнечные модули с двойным стеклом появились на рынке сравнительно недавно — 5-7 лет назад, но до недавнего времени они были дороже обычных модулей. В 2017 году они стали…54
Эффективность работы солнечных батарей и коллекторов зимой Солнечные батареи могут быть великолепной частью вашего дома. Они определённо позволяют экономить вам деньги в течение длительного срока и постоянно могут снижать ваши счета за электроэнергию. Мы все знаем, что солнечные батареи преобразуют…
из центра Галактики исходит рекордное гамма-излучение
Астрономы обнаружили, что из центра Млечного Пути исходит излучение невероятной энергии. Учёные зафиксировали сотни гамма-лучей со сверхвысокой энергией выше одного петаэлектрон-вольта, то есть 1015электрон-вольт. Ранее считалось, что излучение такой высокой энергии не может производиться ни одним источником в нашей галактике.
Мы ранее подробно рассказывали о гамма-излучении и возможной природе его мощнейших вспышек: гамма-всплесков. Считается, что источником столь мощного космического излучения могут быть сверхновые, аннигиляция материи с антиматерией, а также пульсары.
Однако обычно энергия такого излучения измеряется в гигаэлектрон-вольтах (109 эВ), в особо выдающихся случаях – в тераэлектрон-вольтах (1012 эВ). В пределах родного для нас Млечного Пути гамма-лучи более высокой энергии испускает только Крабовидная туманность (в 2019 году энергия её излучения превысила 100 ТэВ).
Недавно китайский телескоп LHAASO, расположенный на Тибетском нагорье, зарегистрировал гамма-излучение с энергией выше одного петаэлектрон-вольта, что составляет 1000 ТэВ: это значит, что пойманные телескопом гамма-лучи в 10 раз «рекорднее» того, что считалось максимумом для нашей Галактики ранее.
Исследовательская группа обнаружила в общей сложности 530 фотонов сверхвысокой энергии, исходящих из 12 источников. Один из них заметно выделялся среди остальных: его характеристика составляла 1,4 ПэВ. Это наивысшее значение, зафиксированное астрономами в пределах Галактики за всю историю наблюдений.
Авторы работы считают, что источник этого рекордного излучения находится в области активного звездообразования в созвездии Лебедя. Эти мощнейшие космические ускорители частиц китайские специалисты назвали «ПэВатроны», хотя астрономы пока не могут объяснить, какие процессы смогли породить фотоны со столь выдающимися характеристиками.
Учитывая, что LHAASO пока только достраивается, исследователи ждут момента, когда обсерватория заработает в полную силу. Астрономы ожидают от этого аппарата новых открытий и планируют найти ответ на свои вопросы в ближайшем будущем.
Исследование было опубликовано в престижном научном издании Nature.
Ранее мы писали о том, что излучение из центра Галактики может быть сигналом от тёмной материи, а также о том, какие эффекты гамма-излучения говорят о его связи с неизвестными науке частицами.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Радиация — образование в области энергетики
Радиация — это излучение или передача энергии по прямой линии (как «луч» в геометрии »). Эта линия проходит через пространство или какой-то материал, распространяясь от источника во всех направлениях; «излучающий» наружу. Радиация также может относиться к самой излучаемой энергии. Существует множество различных типов излучения, которые могут включать электромагнитное, тепловое, акустическое излучение, излучение частиц (например, альфа- или бета-излучение от радиоактивного источника) и ионизирующее излучение. [1]
Сравнение ионизирующего и неионизирующего излучения
Рис. 1. Ионизирующее излучение — это излучение, которое может оторвать электроны от атомов. Этот процесс показан выше. [2]Ионизирующее излучение — это особый тип излучения, обладающий достаточной энергией, чтобы выбросить электрон из какого-либо атома. Это излучение включает ионизирующие частицы от альфа- или бета-распада, а также электромагнитные волны в форме гамма-излучения. Вообще говоря, энергии альфа- и бета-частиц распада и гамма-фотонов выше, чем энергии ионизации атомов и молекул. [3] Эти частицы ионизируют вещество и разрывают молекулярные связи, что может вызвать серьезные биологические повреждения, такие как ожоги, лучевая болезнь и рак.
Неионизирующее излучение не удаляет электроны из атомов. Это означает, что оно обычно менее опасно, чем ионизирующее излучение. Большинство рисков для здоровья, связанных с неионизирующим излучением, связано с тепловой энергией, сопровождающей излучение [4] . Все формы излучения можно разделить на ионизирующее и неионизирующее излучение.
Электромагнитное излучение
Рис. 2. Электрическое (красное) и магнитное (синий) поля меняются, в результате чего излучение движется вправо.
- основная статья
Электромагнитное излучение создается заряженными частицами, ускоряющимися в пространстве. Когда заряд движется, его электрическое и магнитное поля колеблются, как показано на рисунке 2. [1] Это излучение также известно как электромагнитная волна, поскольку оно состоит из переменных электрических и магнитных полей.Этот тип излучения поступает в виде дискретных пакетов, известных как фотоны.
Существует несколько различных типов электромагнитного излучения, и их свойства зависят от их энергии и длины волны. Некоторые из различных типов включают радиоволны, инфракрасное излучение (ощущаемое как тепло), микроволны, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи и космические лучи.
Длинноволновое электромагнитное излучение (от радио до видимых световых волн) обычно неионизирует. Электромагнитное излучение с более короткой длиной волны (от ультрафиолетового до гамма-излучения) имеет тенденцию быть ионизирующим (рис. 3). [4]
Рисунок 3. Электромагнитный спектр, разделенный на ионизирующее и неионизирующее излучение. [5]Тепловое излучение
Тепловое излучение — это один из видов электромагнитного излучения, о котором очень подробно говорится. С точки зрения теплопередачи, излучение — это испускание тепловой энергии в виде инфракрасных волн. [6] Обычно тепловое излучение и инфракрасные волны называют просто «теплом». Поскольку тепло переносится электромагнитными волнами, для его передачи не требуется физическая среда.Вместо этого он излучается в космосе — так Земля нагревается Солнцем, несмотря на то, что космос — это вакуум. [7]
Рисунок 4. Собака в инфракрасном спектре. [8]Все объекты при нормальной температуре излучают тепловое излучение; однако это не видно невооруженным глазом. Инфракрасные камеры способны улавливать это невидимое излучение и преобразовывать его в цифровом виде в видимое изображение (такое, как показано на рисунке 4). Иногда это лучистое тепло видно. Например, свеча излучает тепло.Он также излучает видимый свет, который соответствует температуре пламени. Пламя горит сильнее всего у фитиля и излучает синий или белый свет, поскольку он находится на верхнем конце видимого светового спектра. Пламя вокруг фитиля сначала желтое, а затем красное, что соответствует нижнему краю видимого светового спектра. Область, окружающая пламя, не излучает света, поскольку излучает инфракрасные волны, но на ощупь кажется теплой.
Солнечный свет
Солнечный свет, также называемый солнечным излучением, представляет собой форму излучения, исходящего от Солнца.Излучение является частью электромагнитного спектра, включая инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет. Солнечный свет, падающий на поверхность Земли, фильтруется через атмосферу, при этом часть ультрафиолетового излучения поглощается. [9] Помимо освещения Земли, солнечный свет также действует как источник лучистого тепла, нагревая Землю.
Для дальнейшего чтения
Список литературы
- ↑ 1,0 1,1 Рэндалл Д.Рыцарь. Физика для ученых и инженеров: стратегический подход , 3-е изд., Гленвью, Иллинойс, США: Pearson Education, 2013
- ↑ Создано внутри компании членом группы энергетического образования.
- ↑ Р. Найт. (6 августа 2015 г.). Физика для ученых и инженеров , 3-е изд. США: Пирсон
- ↑ 4,0 4,1 Центры по контролю и профилактике заболеваний. Radiation Studies , 7 декабря 2015 г. Дата доступа: октябрь.9, 2018. Доступно по адресу: https://www.cdc.gov/nceh/radiation/nonionizing_radiation.html
- ↑ Mirion Technologies. «Что такое радиация?» 9 октября 2018 г. Доступно по адресу: https://www.mirion.com/introduction-to-radiation-safety/what-is-radiation/
- ↑ Х. Мичиган, Т. У. Морган. (1 ноября 2013). «Большие идеи в вулканологии: вулканическое тепло». [Онлайн]. Доступно: http://www.geo.mtu.edu/~hamorgan/bigideaswelcome.html
- ↑ Тепло: Теплопередача. (6 августа 2015 г.). Радиация — Страница 1. [Интернет]. Доступно: http://www.hk-phy.org/contextual/heat/hea/radia01_e.html.
- ↑ Wikimedia Commons. (6 августа 2015 г.). Инфракрасная собака [Интернет]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/Infrared_dog.jpg
- ↑ ScienceDaily. (20 мая 2015 г.). Солнечный свет [Онлайн]. Доступно: http://www.sciencedaily.com/terms/solar_radiation.htm
Основы радиации | NRC.gov
Радиация — это энергия, выделяемая веществом в форме лучей или высокоскоростных частиц.Вся материя состоит из атомов. Атомы состоят из различных частей; ядро содержит мельчайшие частицы, называемые протонами и нейтронами, а внешняя оболочка атома содержит другие частицы, называемые электронами. Ядро несет положительный электрический заряд, а электроны несут отрицательный электрический заряд. Эти силы внутри атома работают в направлении прочного, стабильного баланса, избавляясь от избыточной атомной энергии (радиоактивности). В этом процессе нестабильные ядра могут излучать определенное количество энергии, и это спонтанное излучение мы называем излучением.
Для получения дополнительной информации см. Следующие разделы на этой странице:
Физические формы излучения
Как указывалось ранее, материя испускает энергию (излучение) в двух основных физических формах. Одна из форм излучения — это чистая энергия без веса. Эта форма излучения, известная как электромагнитное излучение, похожа на вибрирующие или пульсирующие лучи или «волны» электрической и магнитной энергии. К знакомым типам электромагнитного излучения относятся солнечный свет (космическое излучение), рентгеновские лучи, радар и радиоволны.
Другая форма излучения, известная как излучение частиц, — это крошечные быстро движущиеся частицы, которые обладают как энергией, так и массой (массой). Эта менее известная форма излучения включает альфа-частицы, бета-частицы и нейтроны, как объясняется ниже.
Радиоактивный распад
Как указывалось ранее, большие нестабильные атомы становятся более стабильными, испуская излучение, чтобы избавиться от избыточной атомной энергии (радиоактивности). Это излучение может испускаться в форме положительно заряженных альфа-частиц, отрицательно заряженных бета-частиц, гамма-лучей или рентгеновских лучей, как объясняется ниже.
В результате этого процесса, называемого радиоактивным распадом, радиоизотопы со временем теряют свою радиоактивность. Эта постепенная потеря радиоактивности измеряется периодами полураспада. По сути, период полураспада радиоактивного материала — это время, за которое половина атомов радиоизотопа распадается с испусканием излучения. Это время может составлять от долей секунды (для радона-220) до миллионов лет (для тория-232). Когда радиоизотопы используются в медицине или промышленности, очень важно знать, как быстро они теряют свою радиоактивность, чтобы знать точное количество радиоизотопа, которое доступно для медицинских процедур или промышленного использования.
Ядерное деление
В некоторых элементах ядро может расщепляться в результате поглощения дополнительного нейтрона в результате процесса, называемого ядерным делением. Такие элементы называются делящимися материалами. Одним из наиболее заметных расщепляющихся материалов является уран-235. Это изотоп, который используется в качестве топлива на коммерческих атомных электростанциях.
Когда ядро делится, оно вызывает три важных события, которые приводят к высвобождению энергии. В частности, это выброс излучения, выброс нейтронов (обычно двух или трех) и образование двух новых ядер (продуктов деления).
Ионизирующее излучение
Излучение может быть ионизирующим или неионизирующим, в зависимости от того, как оно влияет на материю. Неионизирующее излучение включает видимый свет, тепло, радар, микроволны и радиоволны. Этот тип излучения накапливает энергию в материалах, через которые проходит, но у него недостаточно энергии для разрыва молекулярных связей или удаления электронов с атомов.
Напротив, ионизирующее излучение (например, рентгеновское и космическое излучение) более энергично, чем неионизирующее излучение.Следовательно, когда ионизирующее излучение проходит через материал, оно выделяет достаточно энергии для разрыва молекулярных связей и смещения (или удаления) электронов из атомов. Это смещение электронов создает две электрически заряженные частицы (ионы), которые могут вызывать изменения в живых клетках растений, животных и людей.
Ионизирующее излучение имеет ряд полезных применений. Например, мы используем ионизирующее излучение в детекторах дыма, а также для лечения рака или стерилизации медицинского оборудования. Тем не менее ионизирующее излучение потенциально опасно при неправильном использовании.Следовательно, Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) строго регулирует коммерческое и институциональное использование ядерных материалов, включая следующие пять основных типов ионизирующего излучения:
Альфа-частицы
Альфа-частицы — это заряженные частицы, которые испускаются естественными материалами (такими как уран, торий и радий) и антропогенными элементами (такими как плутоний и америций). Эти альфа-излучатели в основном используются (в очень небольших количествах) в таких устройствах, как детекторы дыма.
В общем, альфа-частицы имеют очень ограниченную способность проникать в другие материалы. Другими словами, эти частицы ионизирующего излучения могут быть заблокированы листом бумаги, кожей или даже несколькими дюймами воздуха. Тем не менее, материалы, излучающие альфа-частицы, потенциально опасны при их вдыхании или проглатывании, но внешнее воздействие, как правило, не представляет опасности.
Бета-частицы
Бета-частицы, похожие на электроны, испускаются естественными материалами (такими как стронций-90).Такие бета-излучатели используются в медицине, например, при лечении глазных болезней.
Как правило, бета-частицы легче альфа-частиц и обычно обладают большей способностью проникать в другие материалы. В результате эти частицы могут перемещаться по воздуху на несколько футов и проникать через кожу. Тем не менее тонкий лист металла или пластика или кусок дерева могут задерживать бета-частицы.
Гамма и рентгеновские лучи
Гамма-лучи и рентгеновские лучи состоят из волн высокой энергии, которые могут преодолевать большие расстояния со скоростью света и, как правило, обладают большой способностью проникать в другие материалы.По этой причине гамма-лучи (например, от кобальта-60) часто используются в медицинских целях для лечения рака и стерилизации медицинских инструментов. Точно так же рентгеновские лучи обычно используются для получения статических изображений частей тела (таких как зубы и кости), а также в промышленности для поиска дефектов сварных швов.
Несмотря на их способность проникать сквозь другие материалы, в целом ни гамма-лучи, ни рентгеновские лучи не способны сделать что-либо радиоактивным. Несколько футов бетона или несколько дюймов плотного материала (например, свинца) способны блокировать эти типы излучения.
Нейтроны
Нейтроны — это высокоскоростные ядерные частицы, обладающие исключительной способностью проникать в другие материалы. Из пяти типов ионизирующего излучения, обсуждаемых здесь, нейтроны — единственные, которые могут сделать объекты радиоактивными. Этот процесс, называемый активацией нейтронов, дает множество радиоактивных источников, которые используются в медицинских, академических и промышленных приложениях (включая разведку нефти).
Благодаря своей исключительной способности проникать в другие материалы, нейтроны могут перемещаться в воздухе на большие расстояния, и для их блокировки требуются очень толстые водородсодержащие материалы (например, бетон или вода).К счастью, нейтронное излучение в основном происходит внутри ядерного реактора, где много футов воды обеспечивают эффективную защиту.
Страница Последняя редакция / обновление 20 марта 2020 г.
Radiation Energy — обзор
Влияние электромагнитных волн рассматривается с учетом их физических свойств, а не их воздействия на глаза. Единицей измерения СИ является джоуль.
См. фотон ; радиометрия ; Единица СИ .
Мощность, излучаемая в форме излучения. Единица измерения СИ — ватт. Соответствующая фотометрическая величина — световой поток.
См. световой поток ; лучистая энергия ; Единица СИ .
- 1.
Эмиссия или передача энергии, выраженная в форме электромагнитных волн или частиц.
- 2.
Группа нервных волокон, которые расходятся во всех направлениях от исходной точки. Пример : оптическое излучение.
См. спектр, электромагнитный .
Излучение, испускаемое нагретым черным телом.
См. корпус, черный ; цветовая температура .
Часть зрительного пути, состоящая из аксонов, берущих начало в латеральном коленчатом теле и заканчивающихся веерообразно в зрительной области затылочной доли. Когда они выходят из бокового коленчатого тела, нижние волокна петляют вперед в височной доле, прежде чем повернуться назад к затылочной коре.Эти волокна образуют то, что называется петлей Мейера (петля Аршамбо ). Они получают импульсы из нижних квадрантов сетчатки (соответствующих верхнему аспекту контралатерального поля зрения) и заканчиваются на нижней губе калькариновой щели. Syn. оптических излучений Гратиолет; геникулокалькариновый путь; геникулостриатный путь.
См. тест, оптокинетический нистагм .
Наука, изучающая методы, использующие лучистую энергию (например,грамм. Рентген) для диагностики и терапии.
См. ангиография, флуоресцеин ; магнитно-резонансная томография ; томография, расчетная .
Измерение лучистой энергии независимо от ее влияния на зрение.
См. энергия излучения ; фотометрия .
Форма терапии, используемая для лечения внутриглазных опухолей, таких как увеальная меланома и, в частности, хориоидальная меланома, ретинобластома и хориоидальная гемангиома.Он состоит из радиоактивных семян (чаще всего с использованием йода-125) или пленки изотопа рутения-106, прикрепленной к золотому или стальному носителю в форме чаши, называемой бляшкой, которая пришивается на внешнюю поверхность глаза рядом с опухолью. . Эта процедура предусматривает локализованную концентрированную лучевую терапию. Было показано, что он очень эффективен. Доза облучения зависит от различных факторов, включая продолжительность воздействия (не более 7 дней), Syn . брахитерапия; брахитерапия бляшек.
См. меланома сосудистой оболочки .
Прибор для измерения радиуса кривизны поверхностей контактной линзы. Он основан на методе Драйсдейла. Syn. Оптический микросферометр .
См. Метод , метод Дрисдейла ; Топоскоп .
См. эффект Рамановский .
Небольшой пучок парасимпатических волокон, выходящих из цилиарного ганглия. Они продолжаются вдоль коротких ресничных нервов, но отделяются от них и заканчиваются на сосудистой оболочке.
См. Окуляр , Рамсден .
См. ганглий ресничный ; нерв офтальмологический .
См. стереограмму со случайными точками .
См. рандомизированное контролируемое исследование .
См. размещение, диапазон .
Человеческая зрительная система может работать в большом диапазоне яркостей от яркого солнечного света с яркостью около 10 4 кд / мм 2 до абсолютного порога около 10 — 6 кд / мм 2 , диапазон около 10 логарифмических единиц (10 000 000 000: 1).
См. яркость ; зрение, фотопикс ; зрение, скотопик .
См. препараты против VEGF ; дегенерация желтого пятна, возрастная ; диабетическая ретинопатия .
См. шов сетчатки .
См. Электроокулограмма .
Отношение диаметра артерий сетчатки к диаметру вен сетчатки. Обычно это около двух третей. Отклонения от этого значения могут указывать на сосудистое заболевание (например, гипертонию).
См. артериосклероз ; АВ переход ; ретинопатия гипертоническая .
См. передаточное отношение чашка-диск .
См. Диаграмму , Раубичек .
В геометрической оптике — прямая линия, представляющая направление распространения света.
- осевой правый.
Луч, совпадающий с осью оптической системы.
- начальник р.
Луч, соединяющий объект, указывает на центр входного зрачка оптической системы (рис. R1).
См. свет, карандаш .
- эмерджентный р.
Луч света в пространстве изображения после отражения ( отраженный луч ) или после преломления ( преломленный луч ).
- внеочередной р.
Луч, не подчиняющийся закону преломления Снеллиуса при прохождении через двулучепреломляющую среду.
См. двулучепреломление .
- происшествие р.
Луч света в пространстве объекта, падающий на отражающую или преломляющую поверхность.
- крайний р.
Луч, соединяющий осевую точку объекта с краем или краем апертуры или зрачка (рис. R1).
- обыкновенная р.
Луч, который подчиняется закону преломления Снеллиуса при прохождении через двулучепреломляющую среду.
См. двулучепреломление .
- параксиальный правый.
Световой луч, который образует настолько малый угол падения, что его значение в радианах почти равно его синусу или тангенсу. (т.е. sin θ = θ или tan θ = θ). Это приблизительные выражения, называемые параксиальным приближением (или гауссовым приближением ) (таблица R1).
См. оптика параксиальная ; параксиальная область ; теория, гауссовский .
- основной р.
Луч, соединяющий крайнюю точку внеосевого объекта с центром входного зрачка или апертуры (рис. R1).
- р. отслеживание
Метод, используемый в оптических вычислениях, состоящий в отслеживании путей световых лучей через оптическую систему графическими методами или с использованием формул. В настоящее время используются компьютерные методы.
См. соглашение о знаках .
См. критерий Рэлея .
Уравнение цвета, представляющее соответствие желтого (обычно 589 нм) со смесью красного (обычно 670 нм) и зеленого (обычно 535 нм). Он используется для различения определенных типов недостатков цвета. На этом принципе построен аномалоскоп.
См. аномалоскоп ; цветное зрение, дефектное .
См. рассеяние Рэлея .
Интервал времени между началом стимула и ответом испытуемого. Визуальная стимуляция вспышкой света вызывает время реакции от 130 до 180 мс. Этот показатель значительно увеличивается с возрастом.
См. окислительный стресс .
Акт просмотра и интерпретации букв, слов, предложений и т. Д.Он состоит из паттерна движений глаз. Глаза движутся по линии в виде серии ступенчатых саккад , разделенных паузами фиксации , во время которых извлекается информация из текста. Объем материала для чтения, правильно идентифицированный во время паузы фиксации, называется диапазоном распознавания или диапазоном восприятия . Большинство саккад выполняется слева направо, но некоторые происходят в противоположном направлении (так называемая регрессия , ), чтобы вернуться к тексту, который был недавно прочитан, но еще не полностью воспринят.В конце строки глаза возвращаются к следующей строке текста (рис. R2).
См. движение, саккадический глаз ; тест, развитие движения глаз .
См. Добавление , около ; Стол R3 , р. 305 .
См. под существительными.
См. Сегмент бифокальной линзы .
См. типоскоп .
См. поле рецептивное .
См. фоторецептор .
Хирургическая процедура, используемая при косоглазии, при которой экстраокулярная мышца удаляется из места ее прикрепления и перемещается в другое место на земном шаре сзади, чтобы ослабить и ослабить его.
См. продвижение ; резекция ; Операция по лечению косоглазия .
См. наследование .
См. закон реципрокной иннервации, Шеррингтона.
См. кривизна поверхности .
См. Закон , закон Бунзена – Роско .
См. нейрофиброматоз 1 типа .
См. точка восстановления .
См. Таблица M6, стр. 220 .
См. очки лежачие .
См. рецидивирующая эрозия роговицы .
Один из оттенков видимого спектра, вызванный стимуляцией сетчатки с длинами волн свыше 630 нм. Дополнительные цвета к красному — сине-зеленый (от 490,4 до 492,4 нм).
См. протанопия .
См. офтальмоскопия без красного цвета .
см. тест красного стекла .
Информация о радиации: основы
Основы радиации
© Центры по контролю и профилактике заболеваний
Что такое радиация?
Радиация — это энергия, которая исходит от источника, перемещается в космосе и может проникать через различные материалы. Свет, радио и микроволны — это типы излучения, которые называются неионизирующим излучением.Вид излучения, обсуждаемый в этом документе, называется ионизирующим излучением , потому что он может производить заряженные частицы (ионы) в веществе.
Ионизирующее излучение создается нестабильными атомами. Нестабильные атомы отличаются от стабильных атомов, потому что нестабильные атомы имеют избыток энергии или массы, или и того, и другого. Излучение также может производиться высоковольтными устройствами (например, рентгеновскими аппаратами).
Считается, что нестабильные атомы радиоактивны .Чтобы достичь стабильности, эти атомы испускают избыточную энергию или массу. Эти выбросы называются излучением . Виды излучения — электромагнитное (например, свет) и дисперсное (т. Е. Масса, выделяемая вместе с энергией движения). Гамма-излучение и рентгеновские лучи являются примерами электромагнитного излучения. Гамма-излучение исходит из ядра, а рентгеновское излучение исходит из электронной части атома. Бета- и альфа-излучение являются примерами излучения твердых частиц.
Интересно, что повсюду в нашей окружающей среде существует « фон » естественной радиации. Он исходит из космоса (то есть космических лучей) и из естественных радиоактивных материалов, содержащихся в Земле и в живых существах.
Облучение из разных источников
Источник | Облучение |
---|---|
Внешнее фоновое излучение | 0.60 мЗв y -1 , в среднем по США |
Естественный K-40 и другая радиоактивность в организме | 0,4 мЗв y -1 |
Путешествие по воздуху туда и обратно (Нью-Йорк-Лос-Анджелес) | 0,05 мЗв |
Эффективная доза при рентгенографии грудной клетки | 0,10 мЗв за просмотр |
Радон в доме | 2,00 мЗв y -1 (переменная) |
Искусственное (медицинские рентгеновские снимки и т. Д.) | 0.60 мЗв в год -1 (в среднем) |
Какие типы излучения существуют?
Обычно встречается излучение одного из четырех типов: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение и рентгеновское излучение. Нейтронное излучение также встречается на атомных электростанциях и высотных полетах и испускается некоторыми промышленными радиоактивными источниками.
- Альфа-излучение
Альфа-излучение — это тяжелая частица с очень коротким радиусом действия, которая на самом деле представляет собой выброшенное ядро гелия.Некоторые характеристики альфа-излучения:- Большая часть альфа-излучения не проникает через кожу человека.
- Альфа-излучающие материалы могут быть вредными для человека при вдыхании, проглатывании или всасывании через открытые раны.
- Для измерения альфа-излучения было разработано множество инструментов. Специальное обучение использованию этих инструментов необходимо для проведения точных измерений.
- Зонд Гейгера-Мюллера (GM) с тонким окном может обнаруживать присутствие альфа-излучения.
- Приборы не могут обнаружить альфа-излучение даже через тонкий слой воды, пыли, бумаги или другого материала, потому что альфа-излучение не проникает.
- Альфа-излучение распространяется по воздуху только на небольшое расстояние (несколько дюймов), но не является внешней опасностью.
- Альфа-излучение не проникает через одежду.
- Бета-излучение
Бета-излучение — это легкая частица с коротким радиусом действия и фактически выброшенный электрон.Некоторые характеристики бета-излучения:- Бета-излучение может перемещаться по воздуху на несколько футов и имеет умеренную проникающую способность.
- Бета-излучение может проникать в кожу человека до «зародышевого слоя», где образуются новые клетки кожи. Если позволить высоким уровням загрязняющих веществ с бета-излучением оставаться на коже в течение длительного периода времени, они могут вызвать повреждение кожи.
- Загрязняющие вещества, излучающие бета, могут быть вредными при хранении внутри.
- Большинство бета-излучателей можно обнаружить с помощью исследовательского инструмента и зонда G-M с тонким окном (например.г., «блинного» типа). Однако некоторые бета-излучатели производят очень низкоэнергетическое, плохо проникающее излучение, которое может быть трудно или невозможно обнаружить. Примерами этих трудно обнаруживаемых бета-излучателей являются водород-3 (тритий), углерод-14 и сера-35.
- Одежда обеспечивает некоторую защиту от бета-излучения.
- Гамма и рентгеновское излучение
Гамма-излучение и рентгеновское излучение — это электромагнитное излучение с высокой проникающей способностью.Некоторые характеристики этих излучений:- Гамма-излучение или рентгеновские лучи способны перемещаться на много футов в воздухе и на много дюймов в тканях человека. Они легко проникают через большинство материалов и иногда называются «проникающим» излучением.
- Рентгеновские лучи похожи на гамма-лучи. Рентгеновские лучи тоже проникают. Закрытые радиоактивные источники и машины, излучающие соответственно гамма-излучение и рентгеновское излучение, представляют в основном внешнюю опасность для человека.
- Гамма-излучение и рентгеновские лучи — это электромагнитное излучение, такое как видимый свет, радиоволны и ультрафиолетовый свет.Эти электромагнитные излучения различаются только количеством имеющейся энергии. Гамма-лучи и рентгеновские лучи — самые энергичные из них.
- Для защиты от гамма-излучения необходимы плотные материалы. Одежда мало защищает от проникающего излучения, но предотвращает загрязнение кожи веществами, излучающими гамма-излучение.
- Гамма-излучение легко обнаруживается измерительными приборами с детектором йодида натрия.
- Гамма-излучение и / или характеристические рентгеновские лучи часто сопровождают испускание альфа- и бета-излучения во время радиоактивного распада.
Международная система единиц (СИ) для измерения радиации в настоящее время является официальной системой измерения и использует «серый» (Гр) и «зиверт» (Зв) для поглощенной и эквивалентной дозы соответственно.
В Соединенных Штатах, поглощенная доза излучения , эквивалент дозы, и облучение измеряли и указывали в традиционных единицах, называемых рад , бэр или рентген (Р) соответственно.
Для практических целей с гамма- и рентгеновскими лучами эти единицы измерения воздействия или дозы считаются равными. Облучение может происходить от внешнего источника, который облучает все тело, конечность или другой орган или ткань, в результате чего доза внешнего облучения . С другой стороны, радиоактивный материал, осажденный внутри, может вызвать дозу внутреннего облучения на все тело или другой орган или ткань.
Меньшие доли этих измеренных величин часто имеют префикс e.г., милли (м) означает 1/1000. Например, 1 Зв = 1000 мЗв. Микро (µ) означает 1/1 000 000. Итак, 1 Зв = 1 000 000 мкЗв.
Преобразования следующие:
- 1 Гр = 100 рад
- 1 мГр = 100 мрад
- 1 Зв = 100 бэр
- 1 мЗв = 100 мбэр
Сколько радиоактивных материалов присутствует?
Размер или вес определенного количества материала не указывает на то, сколько присутствует радиоактивность. Большое количество материала может содержать очень небольшое количество радиоактивности, или очень небольшое количество материала может иметь большую радиоактивность.
Например, уран-238 с периодом полураспада 4,5 миллиарда лет имеет только 5,5 МБк активности на фунт, в то время как кобальт-60 с периодом полураспада 5,3 года имеет почти 19 000 ТБк активности на фунт. Эта «удельная активность» или кюри на единицу массы радиоизотопа зависит от уникального периода полураспада радиоактивного и определяет время, необходимое для распада половины радиоактивных атомов.
В системе СИ используется единица измерения радиоактивности беккер эл (Бк) .Более старая традиционная единица измерения, ранее использовавшаяся в Соединенных Штатах, — это кюри (Ки) .
Общие кратные беккерелю — мегабеккерель (1 МБк = 1 000 000 Бк) и гигабеккерель (1 ГБк = 1 000 000 000 Бк).
Одна кюри составляет 37 миллиардов Бк. Поскольку Bq представляет собой такое маленькое количество, можно увидеть префикс, указывающий на большой множитель, используемый с Bq, следующим образом:
- e
- 1 МБк = 1 миллион Бк = ~ 27 микрокюри
- 1 ГБк = 1 миллиард Бк = ~ 27 милликюри
- 1 ТБк = 1 триллион Бк = ~ 27 кюри
Что такое радиоактивное загрязнение?
Если радиоактивный материал не находится в закрытом контейнере с источником, он может распространиться на другие объекты.Загрязнение происходит, когда материал, содержащий радиоактивные атомы, осаждается на материалах, коже, одежде или в любом другом месте, где это нежелательно. Важно помнить, что радиация не распространяется, не проникает «внутрь» или «внутрь» людей; скорее, это радиоактивное загрязнение , которое может распространяться. Человек, зараженный радиоактивным материалом, будет подвергаться радиационному облучению до тех пор, пока источник излучения (радиоактивный материал) не будет удален.
- Человек внешне загрязнен, если радиоактивный материал попал на кожу или одежду.
- Человек является внутренне зараженным, если радиоактивный материал вдыхается, проглатывается или всасывается через раны.
- Окружающая среда загрязняется, если радиоактивный материал распространяется или не ограничивается.
Безопасно ли находиться рядом с источниками излучения?
Единичное облучение высокого уровня (т.е. более 100 мЗв), доставленное на все тело в течение очень короткого периода времени, может иметь потенциальные риски для здоровья.Из наблюдения за выжившими после атомной бомбардировки мы знаем, что очень высокие дозы радиации могут увеличить возникновение определенных видов заболеваний (например, рака) и, возможно, негативных генетических эффектов. Для защиты населения и радиационных работников (и окружающей среды) от потенциальных последствий хронического низкоуровневого облучения (т. Е. Менее 100 мЗв) текущая практика радиационной безопасности предполагает разумное предположение, что аналогичные неблагоприятные последствия возможны при длительном низкоуровневом облучении. к радиации. Таким образом, риски, связанные с низкоуровневым медицинским, профессиональным облучением и облучением окружающей среды, консервативно рассчитываются и пропорциональны рискам, наблюдаемым при высоком уровне облучения.Эти рассчитанные риски сравниваются с другими известными профессиональными опасностями и опасностями для окружающей среды, и соответствующие стандарты и политика безопасности были установлены международными и национальными организациями по радиационной защите (например, Международной комиссией по радиологической защите и Национальным советом по радиационной защите и измерениям) для контроля и ограничения потенциальные вредные радиационные эффекты.
Нормативные пределы доз как для населения, так и для персонала устанавливаются федеральными агентствами (т.е., Агентство по охране окружающей среды, Комиссия по ядерному регулированию и Министерство энергетики) и государственные учреждения (например, государства, подписавшие соглашение), чтобы ограничить риск рака. Другие предельные дозы облучения применяются для ограничения других потенциальных биологических воздействий на кожу и хрусталик глаза рабочих.
Годовые пределы дозы излучения | Агентство |
---|---|
Радиолог — 50 мЗв | (NRC, «профессионально») |
Для населения — 1 мЗв | (NRC, представитель общественности) |
Общественность — 0.25 мЗв | (NRC, D&D все пути) |
Для населения — 0,10 мЗв | (EPA, воздушный путь) |
Для населения — 0,04 мЗв | (EPA, канал питьевой воды) |
Источник информации на этой странице: http://hps.org/publicinformation/ate/faqs/radiation.html
Виды ионизирующего излучения
3 апреля 2015 г. | Компания Mirion Technologies
Ионизирующее излучение принимает несколько форм: альфа-, бета- и нейтронные частицы, а также гамма- и рентгеновские лучи.Все типы вызваны нестабильными атомами, у которых либо избыток энергии, либо масса (или и то, и другое). Чтобы достичь стабильного состояния, они должны высвободить эту дополнительную энергию или массу в виде излучения.
Альфа-излучение Альфа-излучение: испускание альфа-частицы из ядра атома
Альфа-излучение возникает, когда атом подвергается радиоактивному распаду, испуская частицу (называемую альфа-частицей), состоящую из двух протонов и двух нейтронов (по сути, ядра атома гелия-4), превращая исходный атом в один из элементов с атомный номер на 2 меньше, а атомный вес на 4 меньше, чем было вначале.Из-за своего заряда и массы альфа-частицы сильно взаимодействуют с веществом и перемещаются по воздуху всего на несколько сантиметров. Альфа-частицы не могут проникнуть через внешний слой мертвых клеток кожи, но способны, если излучающее альфа вещество попадает в организм с пищей или воздухом, вызывать серьезные повреждения клеток. Александр Литвиненко — известный пример. Он был отравлен полонием-210, альфа-излучателем, в своем чае.
Бета-излучение принимает форму электрона или позитрона (частицы с размером и массой электрона, но с положительным зарядом), испускаемого атомом.Благодаря меньшей массе он может перемещаться по воздуху дальше, на расстояние до нескольких метров, и его можно остановить толстым куском пластика или даже стопкой бумаги. Он может проникать через кожу на несколько сантиметров, создавая некоторую внешнюю опасность для здоровья. Однако основная угроза по-прежнему связана с внутренними выбросами из проглоченного материала.
Гамма-излучение, в отличие от альфа или бета, не состоит из каких-либо частиц, а состоит из фотона энергии, испускаемого нестабильным ядром.Не обладая массой или зарядом, гамма-излучение может проходить по воздуху гораздо дальше, чем альфа или бета, теряя (в среднем) половину своей энергии на каждые 500 футов. Гамма-волны могут быть остановлены толстым или достаточно плотным слоем материала, при этом материалы с высоким атомным номером, такие как свинец или обедненный уран, являются наиболее эффективной формой защиты.
Рентгеновские лучи похожи на гамма-излучение, с той разницей, что они исходят из электронного облака.Обычно это вызвано изменениями энергии электрона, такими как переход от более высокого энергетического уровня к более низкому, что приводит к высвобождению избыточной энергии. Рентгеновские лучи имеют большую длину волны и (обычно) более низкую энергию, чем гамма-излучение.
Наконец, нейтронное излучение состоит из свободного нейтрона, обычно испускаемого в результате спонтанного или индуцированного деления ядер.Они способны преодолевать сотни или даже тысячи метров в воздухе, однако их можно эффективно остановить, если они заблокированы материалом, богатым водородом, таким как бетон или вода. Обычно не способные ионизировать атом напрямую из-за отсутствия заряда, нейтроны чаще всего являются ионизирующими косвенно, поскольку они поглощаются стабильным атомом, что делает его нестабильным и с большей вероятностью испускает ионизирующее излучение другого типа. Фактически, нейтроны являются единственным типом излучения, которое может сделать другие материалы радиоактивными.
излучения | Ядерная радиация | Ионизирующее излучение | Воздействие на здоровье
( обновлено в марте 2021 г. )
- Радиация — это хорошо изученный процесс, большая часть радиации, которую мы получаем каждый год, приходится на естественные источники.
- Вопреки общественному мнению, аварии на атомных электростанциях привели к очень небольшому количеству смертей, а использование ядерной энергии не подвергает население значительным уровням радиации.
- Социально-экономические и психологические последствия радиационных опасений после ядерных аварий вызвали значительные.
- Действующие стандарты радиационной защиты предполагают, что любая доза радиации, какой бы небольшой она ни была, связана с риском для здоровья человека. Это сознательно консервативное предположение, противоречащее научным знаниям, все чаще ставится под сомнение научным сообществом.
Радиация играет ключевую роль в современной жизни, будь то использование ядерной медицины, исследование космоса или производство электроэнергии.Радиация постоянно окружает нас в результате естественных радиоактивных элементов, например, в почве, воздухе и человеческом теле. В результате многих десятилетий исследований влияние радиации на здоровье очень хорошо изучено. В отчете за 2016 год Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) отметила:
«Мы знаем больше об источниках и последствиях воздействия [ионизирующего] излучения, чем почти о любом другом опасном агенте, и научное сообщество постоянно обновляет и анализирует свои знания… Источники излучения, вызывающие наибольшее облучение населения, не обязательно привлекают наибольшее внимание ».
На самом фундаментальном уровне радиоактивность — это вопрос энергии и стремления нестабильных элементов стать стабильными. Высвобождая излучение, элементы переходят из одного энергетического состояния в другое, что в конечном итоге приводит к тому, что элемент больше не является радиоактивным. Следует проводить различие между радиоактивностью, с одной стороны, и радиоактивными элементами, с другой.Радиоактивность — это процесс высвобождения энергии частицами (α, β) или фотонами высокой энергии (γ, рентгеновские лучи).
Радиоактивный элемент — это элемент, который может распадаться из-за вышеупомянутого энергетического дисбаланса, процесс, который может занять менее секунды или миллиардов лет. Когда эти нестабильные элементы, известные как радионуклиды, распадаются, они часто становятся разными элементами, а также выделяют энергию, которая измеряется в электрон-вольтах (эВ). Многие радионуклиды существуют в природе, но многие также образуются в различных ядерных реакциях, например, в звездах или ядерных реакторах a .
Излучение, особенно связанное с ядерной медициной и использованием ядерной энергии, наряду с рентгеновскими лучами, является «ионизирующим» излучением, что означает, что излучение обладает достаточной энергией, чтобы взаимодействовать с материей, особенно с человеческим телом, и производить ионы, т.е. он может выбросить электрон из атома. Это взаимодействие между ионизирующим излучением и живой тканью может вызвать повреждение.
Рентгеновские лучи от высоковольтного разряда были обнаружены в 1895 году, а радиоактивность от распада определенных изотопов была обнаружена в 1896 году.Затем многие ученые занялись их изучением, особенно их медицинскими применениями. Это привело к идентификации различных видов излучения от распада атомных ядер и пониманию природы атома. Нейтроны были идентифицированы в 1932 году, а в 1939 году было обнаружено деление атома путем облучения урана нейтронами. Это привело к использованию энергии, выделяемой при делении.
Виды излучения
Ядерное излучение возникает из сотен различных видов нестабильных атомов.Энергия каждого вида излучения измеряется в электронвольтах (эВ). Основными видами ионизирующего излучения являются:
Альфа-частицы
Альфа (α) -частицы состоят из двух протонов и двух нейтронов и имеют положительный заряд. Они часто очень энергичны, но из-за своего большого размера они не могут путешествовать очень далеко, пока не потеряют эту энергию. Их останавливает лист бумаги или кожа, и они представляют потенциальную опасность для здоровья только при проглатывании или вдыхании.
Относительно большой размер альфа-частиц и высокая энергия являются ключом к пониманию их воздействия на здоровье.Находясь внутри человеческого тела, альфа-частицы могут вызывать повреждение клеток и ДНК, поскольку их размер повышает вероятность взаимодействия с веществом. Если доза слишком высока для удовлетворительного ремонта, существует потенциальное повышение риска заболеть раком в более позднем возрасте.
Примеры альфа-излучателей: уран-238, радон-222, плутоний-239.
Бета-частицы
Бета (β) -частицы — это электроны с высокой энергией. Бета-частицы имеют размер 1/8000 от размера альфа-частицы, что означает, что они могут двигаться дальше, прежде чем их остановят, но листа алюминиевой фольги достаточно, чтобы остановить бета-частицы.Точно так же его небольшой размер приводит к тому, что его ионизирующая способность значительно меньше, чем у альфа-частиц (примерно в 10 раз). Это происходит из-за того, что человеческое тело (и все материи в целом) в основном состоит из «пустого» пространства. Чем меньше размер частицы, тем ниже риск ее столкновения с частями атома, что, в свою очередь, снижает риск повреждения.
Примеры бета-излучателей: цезий-137, стронций-90, водород-3 (тритий).
Гамма-лучи
Это электромагнитные волны высокой энергии, похожие на рентгеновские лучи.Они испускаются при многих радиоактивных распадах и могут быть очень проникающими, поэтому требуют более прочной защиты. Энергия гамма-лучей зависит от конкретного источника. Гамма-лучи представляют собой основную опасность для людей, имеющих дело с закрытыми радиоактивными материалами, которые используются, например, в промышленных приборах и аппаратах для лучевой терапии. Значки доз облучения носят работники в условиях облучения для контроля облучения. Все мы получаем от горных пород около 0,5–1 мЗв гамма-излучения в год, а в некоторых местах и больше.Гамма-активность вещества (, например, рок) может быть измерена с помощью сцинтиллометра или счетчика Гейгера.
Рентгеновские лучи также являются электромагнитными и ионизирующими волнами, практически идентичны гамма-излучению, но не ядерного происхождения. Они производятся в вакуумной трубке, где электронный луч от катода направляется на целевой материал, содержащий анод, поэтому они производятся по запросу, а не с помощью неумолимых физических процессов. (Однако действие этого излучения зависит не от его происхождения, а от его энергии.Рентгеновские лучи производятся с широким диапазоном уровней энергии в зависимости от их применения.)
Космическое излучение состоит из очень энергичных частиц, в основном протонов высоких энергий, которые бомбардируют Землю из космоса. Они составляют примерно одну десятую естественного фона на уровне моря и больше на больших высотах.
Нейтроны — это незаряженные частицы, в основном высвобождаемые в результате ядерного деления (расщепление атомов в ядерном реакторе), и поэтому редко встречаются вне активной зоны ядерного реактора.* Таким образом, они обычно не являются проблемой за пределами АЭС. Быстрые нейтроны могут быть очень разрушительными для тканей человека. Нейтроны — единственный тип излучения, которое может сделать другие, нерадиоактивные материалы, радиоактивными.
Единицы радиации и радиоактивности
Чтобы определить количество радиации, которому мы подвергаемся в повседневной жизни, и оценить возможное воздействие на здоровье в результате, необходимо установить единицу измерения. Базовая единица из дозы радиации, поглощенной в ткани, — это серый цвет (Гр), где один серый цвет представляет собой выделение одного джоуля энергии на килограмм ткани.
Однако, поскольку нейтроны и альфа-частицы наносят больший ущерб на серый цвет, чем гамма- или бета-излучение, при установлении стандартов радиологической защиты используется другая единица, зиверт (Зв). Эта взвешенная единица измерения учитывает биологические эффекты различных типов излучения и указывает эквивалентную дозу . Один серый цвет бета- или гамма-излучения имеет один зиверт биологического эффекта, один серый цвет альфа-частиц имеет эффект 20 Зв, а один серый цвет нейтронов эквивалентен примерно 10 Зв (в зависимости от их энергии).Поскольку зиверт является относительно большой величиной, доза для людей обычно измеряется в миллизивертах (мЗв), или одной тысячной зиверта.
Обратите внимание, что измерения Зв и Гр накапливаются с течением времени, тогда как повреждение (или эффект) зависит от фактической мощности дозы , , например мЗв в день или год, Гр в день при лучевой терапии.
Беккерель (Бк) — это единица измерения фактической радиоактивности материала (в отличие от излучения, которое он испускает, или дозы облучения человека от этого), со ссылкой на количество ядерных распадов в секунду (1 Бк = 1 распад / сек).Количество радиоактивного материала обычно оценивается путем измерения количества собственной радиоактивности в беккерелях — один Бк радиоактивного материала — это количество, которое в среднем разлагается в секунду, , то есть , активность 1 Бк. Это может распространяться через очень большую массу.
Радиоактивность некоторых природных и других материалов
1 взрослый человек (65 Бк / кг) | 4500 Бк |
1 кг кофе | 1000 Бк |
1 кг бразильских орехов | 400 Бк |
1 банан | 15 Бк |
Воздух в австралийском доме площадью 100 кв.м (радон) | 3000 Бк |
Воздух во многих европейских домах площадью 100 квадратных метров (радон) | до 30 000 Бк |
1 бытовой дымовой извещатель (с америцием) | 30 000 Бк |
Радиоизотоп для медицинской диагностики | 70 млн. Бк |
Радиоизотопный источник для лечебной терапии | 100000000 миллионов Бк (100 ТБк) |
1 кг остеклованные высокоактивные ядерные отходы 50-летнего возраста | 10 000 000 миллионов Бк (10 ТБк) |
1 световой знак выхода (1970-е годы) | 1 000 000 млн Бк (1 ТБк) |
1 кг урана | 25 млн. Бк |
1 кг урановой руды (канадская, 15%) | 25 млн. Бк |
1 кг урановой руды (Австралия, 0.3%) | 500 000 Бк |
1 кг низкоактивных радиоактивных отходов | 1 млн. Бк |
1 кг золы угля | 2000 Бк |
1 кг гранита | 1000 Бк |
1 кг суперфосфатного удобрения | 5000 Бк |
N.B. Хотя собственная радиоактивность такая же, доза облучения, полученная тем, кто имеет дело с килограммом высококачественной урановой руды, будет намного больше, чем при таком же воздействии килограмма отделенного урана, поскольку руда содержит ряд короткоживущих распадов. продукты (см. раздел «Радиоактивный распад»), в то время как уран имеет очень длительный период полураспада.
В некоторой литературе продолжают использоваться более старые единицы измерения радиации:
1 серый = 100 рад
1 зиверт = 100 бэр
1 беккерель = 27 пикокюри или 2,7 x 10 -11 кюри
Одна кюри первоначально была активностью одного грамма радия-226 и представляет 3,7 x 10 10 распадов в секунду (Бк).
Месяц рабочего уровня (WLM) использовался в качестве меры дозы облучения радоном и, в частности, продуктами распада радона b .
Поскольку во многих продуктах питания присутствует радиоактивность, было выдвинуто причудливое предположение, что банановая эквивалентная доза от употребления одного банана должна быть принята для всеобщего сведения. Это примерно 0,0001 мЗв.
Обычные источники излучения
Радиация может возникать в результате деятельности человека или из естественных источников. Большая часть радиационного облучения происходит из естественных источников. К ним относятся: радиоактивность горных пород и почвы земной коры; радон, радиоактивный газ, выделяемый многими вулканическими породами и урановой рудой; и космическое излучение.Окружающая среда, окружающая человека, всегда была радиоактивной, и на ее долю приходится до 85% годовой дозы облучения человека.
Полезные изображения обычных источников излучения можно найти на сайтах information is beautiful и xkcd.
Радиация, возникающая в результате деятельности человека, обычно составляет до 20% облучения населения ежегодно в среднем в мире. В США к 2006 г. он составлял в среднем около половины от общего числа. Это излучение ничем не отличается от естественного излучения, за исключением того, что им можно управлять.Наибольшее облучение в этом квартале приходится на рентгеновские лучи и другие медицинские процедуры. Менее 1% облучения вызвано радиоактивными осадками в результате прошлых испытаний ядерного оружия или производства электроэнергии на атомных, а также угольных и геотермальных электростанциях.
Рентгеновские сканерыс обратным рассеянием, внедряемые для обеспечения безопасности аэропортов, дадут облучение до 5 микрозивертов (мкЗв) по сравнению с 5 мкЗв в коротком полете и 30 мкЗв в длительном межконтинентальном полете через экватор или более в более высоких широтах — на коэффициент 2 или 3.Экипажи могут получать до 5 мЗв / год за время своего нахождения в воздухе, в то время как часто летающие люди могут получить аналогичное приращение c . В среднем работники атомной энергетики получают более низкую годовую дозу облучения, чем летный экипаж, а часто летающие люди за 250 часов получают 1 мЗв.
Максимально допустимая годовая доза для радиационных работников составляет 20 мЗв / год, хотя на практике дозы обычно держатся значительно ниже этого уровня. Для сравнения: средняя доза, полученная населением от ядерной энергетики, равна 0.0002 мЗв / год, что примерно в 10 000 раз меньше общей годовой дозы, получаемой населением от фонового излучения.
Естественный радиационный фон, радон
Естественный фоновый радиационный фон является основным источником облучения для большинства людей и дает некоторое представление о радиационном облучении от ядерной энергии. Большая часть его поступает из первичных радионуклидов в земной коре и материалов из нее. Основными источниками являются калий-40, уран-238 и торий-232 с продуктами их распада.
Средняя доза, полученная всеми нами от фонового излучения, составляет около 2,4 мЗв / год, что может варьироваться в зависимости от геологии и высоты, на которой живут люди — от 1 до 10 мЗв / год, но может быть более 50 мЗв / год. . Самый высокий известный уровень радиационного фона, влияющий на значительную часть населения, находится в штатах Керала и Мадрас в Индии, где около 140 000 человек получают дозы гамма-излучения, которые в среднем составляют более 15 миллизивертов в год, в дополнение к аналогичной дозе от радона.Сопоставимые уровни наблюдаются в Бразилии и Судане, со средним уровнем облучения многих людей примерно до 40 мЗв / год. (Самый высокий зарегистрированный уровень естественного радиационного фона зафиксирован на бразильском пляже: 800 мЗв / год, но люди там не живут.)
Известно несколько мест в Иране, Индии и Европе, где естественная фоновая радиация дает годовую дозу более 100 мЗв для людей и до 260 мЗв (в Рамсарской конвенции в Иране, где около 200000 человек подвергаются воздействию более 10 мЗв / год. ). Прижизненные дозы естественного излучения могут достигать нескольких тысяч миллизивертов.Однако нет никаких свидетельств увеличения числа случаев рака или других проблем со здоровьем, возникающих из-за такого высокого естественного уровня. Миллионы ядерщиков, за которыми в течение 50 лет пристально наблюдались, не имеют более высокой смертности от рака, чем население в целом, но получили дозу, в десять раз превышающую среднюю. Люди, живущие в Колорадо и Вайоминге, получают вдвое большую годовую дозу, чем в Лос-Анджелесе, но имеют более низкий уровень заболеваемости раком. Горячие источники Мисаса на западе Хонсю, объект культурного наследия Японии, привлекают людей из-за высокого уровня радия (до 550 Бк / л), а также давно заявленных последствий для здоровья, и в исследовании 1992 года уровень смертности местных жителей от рака был вдвое меньше. в среднем по Японии.* (Japan J.Cancer Res. 83,1-5, январь 1992 г.) Исследование 3000 жителей, проживающих в районе с уровнем радона 60 Бк / м 3 (примерно в десять раз больше среднего среднего), не показало никаких различий в состоянии здоровья. В горячих источниках Китая уровни радона-222 достигают 3270 Бк / л (санаторий Ляонин), 2720 Бк / л (горячий источник Танхэ) и 230 Бк / л (горячий источник Пукчжэ), хотя сопутствующее облучение от радона, переносимого по воздуху, является низким **.
* Вода рекламируется как повышающая иммунитет организма и естественная целебная сила, помогая облегчить симптомы бронхита и диабета, а также делая кожу более красивой.Также считается, что питьевая вода обладает антиоксидантным действием. (Эти утверждения не подтверждаются никакими органами общественного здравоохранения.)
** китайских фигурок Лю и Пань в НОРМЕ VII.
Радон — это радиоактивный газ природного происхождения, образующийся в результате распада урана-238, который концентрируется в замкнутых пространствах, таких как здания и подземные рудники, особенно на ранних урановых рудниках, где он иногда становился значительной опасностью до того, как проблема была осознана и контролировалась повышенными вентиляция.Радон имеет продукты распада, которые являются короткоживущими альфа-излучателями и откладываются на поверхностях в дыхательных путях во время прохождения воздуха для дыхания. При высоком уровне радона это может вызвать повышенный риск рака легких, особенно у курильщиков. (Само по себе курение оказывает гораздо более сильное воздействие на рак легких, чем радон.) Люди повсюду обычно подвергаются облучению около 0,2 мЗв / год, а часто и до 3 мЗв / год из-за радона (в основном при вдыхании в их домах) без видимых заболеваний. -эффект d .При необходимости уровни радона в зданиях и шахтах можно контролировать с помощью вентиляции, а в новых постройках можно принимать меры для предотвращения проникновения радона в здания.
Однако уровни радона до 3700 Бк / м 2 3 в некоторых жилищах в Рамсарской области в Иране не оказывают явного вредного воздействия. Здесь исследование (Мортазави и др., 2005) показало, что самый высокий уровень смертности от рака легких наблюдался при нормальных уровнях радона, а самый низкий — при самых высоких концентрациях радона в жилищах.МКРЗ рекомендует поддерживать уровни радона на рабочем месте ниже 300 Бк / м 3 , что эквивалентно примерно 10 мЗв / год. Помимо этого, рабочие должны рассматриваться как подвергающиеся профессиональному облучению и подлежать такому же контролю, как и работники ядерной промышленности. Нормальная концентрация радона в помещениях колеблется от 10 до 100 Бк / м 3 , но, по данным ЮНЕП, естественным образом может достигать 10 000 Бк / м 3 .
Облучение населения естественной радиацией e
Источник воздействия | Годовая эффективная доза (мЗв) | ||
Среднее значение | Типовой диапазон | ||
Космическое излучение | Прямо ионизирующий и фотонный компонент | 0.28 | |
Нейтронный компонент | 0,10 | ||
Космогенные радионуклиды | 0,01 | ||
Всего космических и космогенных | 0,39 | 0,3–1,0 e | |
Внешнее земное излучение | На улице | 0.07 | |
В помещении | 0,41 | ||
Суммарное внешнее земное излучение | 0,48 | 0,3–1,0 e | |
Вдыхание | Уран и торий серии | 0,006 | |
Радон (Рн-222) | 1.15 | ||
Торон (Rn-220) | 0,1 | ||
Полное ингаляционное воздействие | 1,26 | 0,2-10 e | |
Проглатывание | К-40 | 0,17 | |
Уран и торий | 0.12 | ||
Полное воздействие при проглатывании | 0,29 | 0,2–1,0 e | |
Всего | 2,4 | 1.0-13 |
Среднее годовое профессиональное облучение реакторов ВМС США составляло 0,06 мЗв на человека в 2013 году, и ни один персонал не превышал 20 мЗв ни в одном году за 34 года до этого.Среднее профессиональное облучение каждого человека, находящегося под наблюдением на объектах Военно-морских реакторов с 1958 года, составляет 1,03 мЗв в год.
Действие ионизирующего излучения
Часть ультрафиолетового (УФ) излучения солнца считается ионизирующим излучением и служит отправной точкой для рассмотрения его эффектов. Солнечный свет Ультрафиолетовое излучение играет важную роль в производстве витамина D у человека, но слишком большое воздействие вызывает солнечный ожог и, возможно, рак кожи. Кожная ткань повреждается, и это повреждение ДНК не может быть исправлено должным образом, поэтому со временем развивается рак, который может быть фатальным.Адаптация к повторяющемуся низкому воздействию может снизить уязвимость. Но к воздействию солнечного света в умеренных количествах вполне справедливо стремятся, и его не так уж и опасаются.
Наши знания о воздействии коротковолнового ионизирующего излучения от атомных ядер получены в основном от групп людей, получивших высокие дозы. Основное отличие от УФ-излучения заключается в том, что бета, гамма и рентгеновские лучи могут проникать через кожу. Риск, связанный с большими дозами этого ионизирующего излучения, относительно хорошо установлен.Однако эффекты и любые риски, связанные с дозами ниже примерно 200 мЗв, менее очевидны из-за большой основной заболеваемости раком, вызванной другими факторами. Преимущества более низких доз давно признаны, хотя стандарты радиационной защиты предполагают, что любая доза радиации, какой бы небольшой она ни была, связана с возможным риском для здоровья человека. Однако имеющиеся научные данные не указывают на риск рака или немедленные эффекты при дозах ниже 100 мЗв в год. При низких уровнях облучения естественные механизмы организма обычно восстанавливают радиационное повреждение ДНК в клетках вскоре после того, как оно происходит (см. Следующий раздел о низком уровне радиации).Однако высокоуровневое облучение подавляет эти механизмы восстановления и вредно. Мощность дозы так же важна, как и общая доза.
Научная комиссия ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) в настоящее время использует термин низкая доза для обозначения поглощенных уровней ниже 100 мГр, но больше 10 мГр, а термин очень низкая доза для любых уровней ниже 10 мГр. Высокая поглощенная доза определяется как более 1000 мГр. Для бета- и гамма-излучения эти цифры можно принять за эквивалентную дозу мЗв.
Некоторые сравнительные дозы облучения всего тела и их эффекты | |
2,4 мЗв / год | Типичный радиационный фон, с которым сталкивается каждый (в среднем 1,5 мЗв в Австралии, 3 мЗв в Северной Америке). |
---|---|
от 1,5 до 2,5 мЗв / год | Средняя доза, полученная австралийскими уранодобывающими предприятиями и работниками ядерной промышленности США, выше уровня фона и медицинских. |
До 5 мЗв / год | Типичная дополнительная доза для летных экипажей в средних широтах. |
9 мЗв / год | Облучение, нанесенное экипажем авиакомпании, летевшей по полярному маршруту Нью-Йорк — Токио. |
10 мЗв / год | Максимальная фактическая доза для австралийских уранодобывающих компаний. |
10 мЗв | Эффективная доза при компьютерной томографии брюшной полости и таза. |
20 мЗв / год | Текущее ограничение (усредненное) для сотрудников атомной отрасли и уранодобывающих компаний в большинстве стран.(В Японии: 5 мЗв в три месяца для женщин) |
50 мЗв / год | Прежний стандартный предел для сотрудников атомной отрасли, теперь максимально допустимый в течение одного года в большинстве стран (в среднем не более 20 мЗв / год). Это также мощность дозы, которая возникает из-за уровней естественного фона в нескольких местах в Иране, Индии и Европе. |
50 мЗв | Допустимая кратковременная доза для аварийных работников (МАГАТЭ). |
100 мЗв | Самый низкий годовой уровень, при котором очевиден рост риска рака (НКДАР ООН).Выше этого предполагается, что вероятность возникновения рака (а не тяжесть) увеличивается с дозой. Ниже этой дозы вреда не выявлено. Допустимая кратковременная доза для аварийных работников, принимающих жизненно важные восстановительные меры (МАГАТЭ). Доза от четырех месяцев на международной космической станции на орбите 350 км. |
130 мЗв / год | Долгосрочный безопасный уровень для населения после радиологического инцидента, измеренный на высоте 1 м над зараженной землей, рассчитанный на основе опубликованной почасовой ставки x 0.6. Риск слишком низкий, чтобы оправдать любые действия ниже этого (МАГАТЭ). |
170 мЗв / нед | 7-дневный условно безопасный уровень для населения после радиологического инцидента, измеренный на высоте 1 м над зараженной землей (МАГАТЭ). |
250 мЗв | Допустимая кратковременная доза для работников, контролирующих аварию на Фукусиме 2011 года, установлена как аварийный предел в другом месте. |
250 мЗв / год | Естественный фоновый уровень в Рамсарской конвенции в Иране без выявленных последствий для здоровья (некоторые воздействия достигают 700 мЗв / год).Максимально допустимая годовая доза в чрезвычайных ситуациях в Японии (NRA). |
350 мЗв / срок службы | Критерий переселения людей после аварии на Чернобыльской АЭС. |
500 мЗв | Допустимая кратковременная доза для аварийных работников, предпринимающих спасательные действия (МАГАТЭ). |
680 мЗв / год | Допустимый уровень дозы до 1955 г. (с учетом гамма-, рентгеновского и бета-излучения). |
700 мЗв / год | Предлагаемый порог для поддержания эвакуации после ядерной аварии. (В качестве предварительной безопасности МАГАТЭ имеет 880 мЗв / год в течение одного месяца. |
800 мЗв / год | Самый высокий зарегистрированный уровень естественного радиационного фона на бразильском пляже. |
1000 мЗв краткосрочное | Предполагается, что много лет спустя он может вызвать смертельный рак примерно у 5 из каждых 100 человек, подвергшихся этому заболеванию ( i.е. , если бы нормальная частота смертельного исхода рака составляла 25%, эта доза увеличила бы ее до 30%). Наивысший контрольный уровень, рекомендованный МКРЗ для спасателей в чрезвычайных ситуациях. |
1000 мЗв краткосрочное | Порог возникновения (временной) лучевой болезни (острого лучевого синдрома), такой как тошнота и снижение количества лейкоцитов, но не смерти. Выше этого серьезность болезни увеличивается с дозой. |
5000 мЗв краткосрочное | убьет примерно половину тех, кто получает его в дозе для всего тела в течение месяца.(Однако это всего лишь вдвое больше обычной суточной терапевтической дозы, применяемой к очень небольшому участку тела в течение 4-6 недель или около того, чтобы убить злокачественные клетки при лечении рака.) |
10 000 мЗв краткосрочное | Со смертельным исходом в течение нескольких недель. |
Основным экспертным органом по воздействию радиации является Научная комиссия ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), созданная в 1955 году и подотчетная Генеральной Ассамблее ООН. В нем участвуют ученые из более чем 20 стран, и его результаты публикуются в крупных отчетах.В отчете НКДАР ООН за 2006 год широко рассматривается влияние ионизирующего излучения. Еще один ценный отчет, озаглавленный «Излучение низкого уровня и его последствия для восстановления Фукусимы», был опубликован в июне 2012 года Американским ядерным обществом.
В 2012 году НКДАР ООН отчитался перед Генеральной Ассамблеей ООН о радиационных эффектах. В 2007 году к нему обратились с просьбой «дополнительно уточнить оценку потенциального вреда из-за хронического низкоуровневого облучения среди больших групп населения, а также объяснение последствий для здоровья» радиационному облучению.В нем говорилось, что, хотя некоторые эффекты от высоких острых доз были очевидны, другие, включая наследственные эффекты в человеческих популяциях, не были и не могут быть отнесены на счет облучения, и что это особенно верно при низких уровнях. «В целом рост числа случаев воздействия на здоровье населения не может быть надежно объяснен хроническим воздействием радиации на уровнях, которые типичны для глобальных средних фоновых уровней радиации». Кроме того, умножение очень низких доз на большое количество людей не дает значимого результата в отношении воздействия на здоровье.НКДАР ООН также рассмотрел неопределенности в оценке риска, связанные с раком, особенно экстраполяции от высоких доз облучения к низким дозам и от острого к хроническому и фракционированному облучению. Ранее (1958 г.) данные НКДАР ООН по заболеваемости лейкемией среди выживших в Хиросиме предполагали пороговое значение около 400 мЗв для вредных воздействий.
Продолжаются эпидемиологические исследования выживших после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, в которых участвуют около 76 000 человек, облученных на уровнях до более 5 000 мЗв.Они показали, что радиация является вероятной причиной нескольких сотен смертей от рака в дополнение к нормальной заболеваемости, обнаруживаемой в любой популяции f . Исходя из этих данных Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) и другие оценивают смертельный риск рака в 5% на зиверт для населения всех возрастов, поэтому можно ожидать, что у одного человека из 100, подвергшегося воздействию 200 мЗв, разовьется смертельный рак. лет спустя. В западных странах около четверти людей умирают от рака, среди основных причин которых являются курение, диетические факторы, генетические факторы и сильный солнечный свет.Ожидается, что около 40% людей заболеют раком в течение жизни даже при отсутствии радиационного облучения, превышающего нормальные фоновые уровни. Радиация — слабый канцероген, но чрезмерное облучение, безусловно, может увеличить риск для здоровья.
В 1990 году Национальный институт рака США (NCI) не обнаружил никаких доказательств увеличения смертности от рака среди людей, живущих рядом с 62 крупными ядерными объектами. Исследование NCI было самым широким в своем роде из когда-либо проводившихся и поддерживало аналогичные исследования, проведенные в других местах в США, а также в Канаде и Европе. г
Около 60 лет назад было обнаружено, что ионизирующее излучение может вызывать генетические мутации у плодовых мушек. С тех пор интенсивные исследования показали, что радиация может аналогичным образом вызывать мутации у растений и подопытных животных. Однако нет никаких доказательств наследственного генетического повреждения людей от радиации, даже в результате больших доз, полученных выжившими после атомной бомбы в Японии.
В растительной или животной клетке материал (ДНК), несущий генетическую информацию, необходимую для развития, поддержания и деления клеток, является критической мишенью для излучения.Большая часть повреждений ДНК поддается восстановлению, но в небольшой части клеток ДНК постоянно изменяется. Это может привести к гибели клетки или развитию рака или, в случае клеток, образующих ткань гонад, к изменениям, которые продолжаются в виде генетических изменений в последующих поколениях. Большинство таких мутационных изменений вредны; очень немногие из них могут привести к улучшениям.
Относительно низкие уровни радиации, разрешенные для населения и работников ядерной промышленности, таковы, что любое усиление генетических эффектов из-за ядерной энергетики будет незаметным и почти наверняка не будет существовать.Уровни радиационного воздействия устанавливаются таким образом, чтобы предотвратить повреждение тканей и минимизировать риск рака. Экспериментальные данные показывают, что рак более вероятен, чем наследственное генетическое повреждение.
Около 75 000 детей, рожденных от родителей, переживших высокие дозы радиации в Хиросиме и Нагасаки в 1945 году, были предметом интенсивного обследования. Это исследование подтверждает, что рост генетических аномалий в человеческих популяциях невозможен даже в результате достаточно высоких доз радиации.Точно так же никаких генетических эффектов в результате аварии на Чернобыльской АЭС не наблюдается.
Жизнь на Земле зародилась и развивалась, когда окружающая среда была определенно подвержена в несколько раз большей радиоактивности, чем сейчас, так что радиация — не новое явление. Если не произойдет резкого увеличения общего радиационного облучения людей, нет никаких доказательств того, что воздействие радиации на здоровье или генетику может когда-либо стать значительным.
Временная перспектива
Последствия для здоровья воздействия как радиации, так и химических канцерогенных агентов или токсинов следует рассматривать в зависимости от времени.Есть повод для беспокойства не только по поводу воздействия на людей, живущих в настоящее время, но и по поводу кумулятивных эффектов, которые сегодняшние действия могут иметь на многие поколения.
Некоторые радиоактивные материалы распадаются до безопасного уровня в течение нескольких дней, недель или нескольких лет, тогда как другие сохраняют свою радиотоксичность в течение длительного времени. Хотя канцерогенные и другие токсины также могут оставаться вредными в течение длительного времени, некоторые (, например, тяжелых металлов, таких как ртуть, кадмий и свинец) сохраняют свою токсичность навсегда.Важнейшая задача для правительственных и промышленных кругов — не допустить, чтобы чрезмерное количество таких токсинов причиняло вред людям сейчас или в будущем. Стандарты устанавливаются в свете исследований экологических путей, от которых в конечном итоге могут пострадать люди.
Эффекты низкого уровня радиации
Было проведено много исследований по воздействию низкоуровневой радиации. Полученные данные не подтвердили так называемую линейную беспороговую гипотезу (LNT). Эта теория предполагает, что продемонстрированная взаимосвязь между дозой облучения и побочными эффектами при высоких уровнях облучения также применима к низким уровням и обеспечивает (сознательно консервативную) основу для профессионального здоровья и других стандартов радиационной защиты.
МКРЗ рекомендует использовать модель LNT с целью оптимизации практики радиационной защиты, но следует использовать ее , а не для оценки воздействия на здоровье малых доз радиации, полученных большим количеством людей в течение длительного периода времени. время. При низких уровнях воздействия естественный механизм организма восстанавливает радиацию и другие повреждения клеток вскоре после их возникновения, и стимулируется некоторая адаптивная реакция, которая защищает клетки и ткани, как и при воздействии других внешних агентов на низких уровнях.
В техническом отчете Исследовательского института электроэнергетики в США, подготовленном в ноябре 2009 г., на основе более 200 рецензируемых публикаций о влиянии излучения низкого уровня был сделан вывод о том, что эффекты излучения с низкой мощностью дозы различны и что «риски, связанные с [эти эффекты] могут быть переоценены »линейной гипотезой 1 . «С эпидемиологической точки зрения индивидуальные дозы облучения менее 100 мЗв при однократном облучении слишком малы, чтобы позволить выявить какие-либо статистически значимые избыточные виды рака в присутствии естественных раковых образований.Дозы, полученные работниками атомных электростанций, попадают в эту категорию, потому что облучение накапливается в течение многих лет, при этом средняя годовая доза примерно в 100 раз меньше 100 мЗв ». В нем цитируется Комиссия по ядерному регулированию США, что« с 1983 года атомная промышленность США ежегодно контролирует более 100 000 радиационных работников, и с 1989 года ни один из работников не подвергался воздействию более 50 мЗв в год ». Исследование 2 Массачусетского технологического института, 2012 г., в котором мышей подвергали воздействию радиации с низкой мощностью дозы в течение длительного периода. не показали никаких признаков повреждения ДНК, хотя контрольная группа, получившая ту же дозу остро, действительно показала повреждение.Этот тест на живых животных подтверждает другие рабочие и эпидемиологические исследования, предполагающие, что люди, подвергшиеся воздействию до 1000 мЗв / год при низкой мощности дозы, не пострадают от неблагоприятных последствий для здоровья.
Имеется около in vitro доказательств положительного эффекта от низкоуровневого излучения (примерно до 10 мЗв / год), явления, которое называется гормезисом. Этот эффект может возникать в результате адаптивной реакции клеток организма, аналогично физическим упражнениям, когда небольшие и умеренные количества имеют положительный эффект, тогда как слишком большое количество может иметь пагубные последствия.В случае канцерогенов, таких как ионизирующее излучение, положительный эффект будет проявляться как в более низкой заболеваемости раком, так и в устойчивости к воздействию более высоких доз. Однако существует значительная неопределенность в отношении наличия горметического эффекта по отношению к радиации и, если такой эффект действительно существует, насколько он будет значительным. В настоящее время нет убедительных доказательств in vivo в поддержку гормезиса. Дальнейшие исследования продолжаются, и дискуссии о фактических последствиях воздействия малых доз радиации на здоровье продолжаются.Между тем нормы радиационного облучения по-прежнему сознательно консервативны.
В США Закон об исследованиях низких доз радиации от 2015 года призывает к оценке текущего состояния американских и международных исследований в области низких доз радиации. Он также поручает Национальной академии наук «сформулировать общие научные цели для будущего исследований малых доз радиации в Соединенных Штатах» и разработать долгосрочную программу исследований для достижения этих целей. Закон является результатом письма группы физиков-медиков, которые указали, что ограниченное понимание рисков для здоровья при низких дозах снижает способность страны принимать решения, будь то реагирование на радиологические события, затрагивающие большие группы населения, такие как авария на Фукусиме 2011 года или такие области, как быстрое увеличение числа медицинских процедур, основанных на облучении, очистка от радиоактивного загрязнения унаследованных объектов и расширение использования ядерной энергии в гражданских целях.
Страх перед радиационным воздействием
Основной эффект низкоуровневого излучения возникает из-за страха, а не из-за самого излучения. Люди, которые привыкли бояться любого уровня ионизирующего излучения, как правило, принимают меры, чтобы избежать его, и эти действия иногда гораздо более вредны, чем может быть любое воздействие низких доз радиации *. Опасения по поводу низких доз радиации при компьютерной томографии и рентгеновских лучах не только ошибочны, но и могут привести к страданиям и смерти из-за того, что удалось избежать или отложить диагностику. Кроме того, терапевтические преимущества ядерной медицины значительно перевешивают любой вред, который может возникнуть в результате контролируемого облучения.
* После аварии на Чернобыльской АЭС некоторые беременные женщины в Европе пытались сделать аборт без какого-либо медицинского обоснования, поскольку уровни воздействия были значительно ниже тех, которые могут иметь какие-либо последствия. Иногда страх поощряется заблуждающимися правительствами, как, например, в Японии, где поддержание эвакуации многих людей в течение нескольких недель привело к гибели более 1000 человек, хотя уровни воздействия, если люди вернулись в дома, не были бы опасными, за исключением, возможно, некоторых ограниченных территорий. легко определяется.
Ограничение воздействия
Пределы дозы облучения населения при добыче урана или на атомных станциях обычно устанавливаются на 1 мЗв / год выше фона.
В большинстве стран в настоящее время максимально допустимая доза облучения работников составляет 20 мЗв в год, усредненных за пять лет, с максимумом 50 мЗв в любой год. Это сверх фонового воздействия и исключает медицинское облучение. Это значение исходит от Международной комиссии по радиологической защите (ICRP) и связано с требованием сохранять облучение на разумно достижимом низком уровне (ALARA) — с учетом социальных и экономических факторов.
Радиационная защита при добыче урана и остальной части ядерного топливного цикла строго регулируется, а уровни облучения контролируются.
Существует четыре способа защиты людей от идентифицированных источников излучения:
- Ограничение времени. В профессиональных ситуациях доза снижается за счет ограничения времени воздействия.
- Расстояние. Интенсивность излучения уменьшается по мере удаления от источника.
- Экранирование.Барьеры из свинца, бетона или воды обеспечивают хорошую защиту от высоких уровней проникающего излучения, такого как гамма-лучи. Поэтому сильно радиоактивные материалы часто хранятся или обрабатываются под водой или с помощью дистанционного управления в помещениях, построенных из толстого бетона или облицованных свинцом.
- Сдерживание. Высокорадиоактивные материалы хранятся в замкнутом пространстве и не должны попадать на рабочее место и в окружающую среду. Ядерные реакторы работают в закрытых системах с множеством барьеров, удерживающих радиоактивные материалы.
ЮНЕП отмечает: «Хотя выброс радона в подземных урановых рудниках вносит существенный вклад в профессиональное облучение со стороны ядерной промышленности, среднегодовая эффективная доза для рабочего в ядерной отрасли в целом снизилась с 4,4 мЗв в 1970-е годы до примерно 1 мЗв сегодня. Однако среднегодовая эффективная доза для шахтера по-прежнему составляет около 2,4 мЗв, а для других горняков — около 3 мЗв ». Цифры по добыче, вероятно, относятся к подземным условиям.
Около 23 миллионов рабочих во всем мире контролируются на предмет радиационного облучения, и около 10 миллионов из них подвергаются воздействию искусственных источников, в основном в медицинском секторе, где годовая доза составляет в среднем 0,5 мЗв.
Нормы и правила радиационного воздействия
Стандарты радиационной защиты основаны на консервативном предположении, что риск прямо пропорционален дозе, даже на самых низких уровнях, хотя фактических доказательств вреда на низких уровнях, ниже примерно 100 мЗв в качестве краткосрочной дозы, нет.В той степени, в которой повреждение клеток устраняется в течение месяца (скажем), мощности хронической дозы до 100 мЗв в месяц также могут быть безопасными, но стандартное предположение, называемое « линейной беспороговой гипотезой (LNT) », не учитывает влияние любых таких пороговых значений и рекомендуется только для практических целей радиационной защиты, например, для установления допустимых уровней радиационного облучения людей.
LNT был впервые принят Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) в 1955 году, когда научные знания о радиационных эффектах были меньше, а затем в 1959 году Научным комитетом Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации (НКДАР ООН) в качестве философской основы. для радиологической защиты при низких дозах, прямо заявляя, что «линейность предполагалась в первую очередь для простоты, и пороговая доза может быть, а может и не быть».(При острой дозе выше 100 мЗв есть некоторые научные доказательства линейности зависимости доза-эффект.) С 1934 по 1955 год МКРЗ рекомендовала предел переносимой дозы в 680 мЗв / год, и никаких доказательств вреда от этого — ни рака, ни генетического — не было. — были задокументированы.
Гипотеза LNT не может должным образом использоваться для прогнозирования последствий фактического воздействия низких уровней радиации, и она не играет надлежащей роли в оценке риска малых доз. Например, LNT предполагает, что если дозу уменьшить вдвое по сравнению с высоким уровнем, на котором наблюдались эффекты, будет половина эффекта и так далее.Это может ввести в заблуждение, если применить его к большой группе людей, подвергающихся незначительным уровням радиации, и даже на уровнях выше, чем тривиальные, это может привести к несоответствующим действиям по предотвращению доз.
Большая часть свидетельств, которые привели к сегодняшним стандартам, получены от выживших после атомной бомбардировки в 1945 году, которые подверглись воздействию высоких доз за очень короткое время. При оценке профессионального риска была сделана некоторая поправка на способность организма восстанавливать повреждения от небольшого облучения, но для низкого уровня радиационного облучения степень защиты от применения LNT может вводить в заблуждение.При низких уровнях радиационного облучения взаимосвязь «доза-реакция» неясна из-за уровней радиационного фона и естественной заболеваемости раком. Однако данные по лейкемии, опубликованные НКДАР ООН в 1958 г. в Хиросиме (см. Приложение), фактически показывают снижение заболеваемости в три раза в диапазоне доз от 1 до 100 мЗв. Порог повышенного риска здесь составляет около 400 мЗв. Это очень важно в связи с опасениями по поводу радиационного облучения загрязненных территорий после аварии на Чернобыльской АЭС и Фукусиме.
Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ), созданная в 1928 году, является объединением научных экспертов и уважаемым источником рекомендаций по радиационной защите, хотя она независима и не подотчетна правительствам или ООН. Его рекомендации широко соблюдаются национальными органами здравоохранения, ЕС и МАГАТЭ. Он сохраняет гипотезу LNT в качестве руководящего принципа.
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) публикует международные стандарты радиационной защиты с 1962 года.Это единственный орган ООН с конкретными законодательными обязанностями по радиационной защите и безопасности. Его «Основы безопасности» применяются в основных стандартах безопасности и последующих правилах. Однако Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), созданный в 1955 году, является наиболее авторитетным источником информации об ионизирующем излучении и его эффектах.
В любой стране стандарты радиационной защиты устанавливаются государственными органами, как правило, в соответствии с рекомендациями МКРЗ и в сочетании с требованием сохранять облучение на разумно достижимом низком уровне (ALARA) — с учетом социальных и экономических факторов.Авторитет МКРЗ обусловлен научным авторитетом ее членов и достоинствами ее рекомендаций.
Три ключевых пункта рекомендаций МКРЗ:
- Обоснование. Никакая практика не может быть принята, если ее внедрение не принесет положительной чистой выгоды.
- Оптимизация. Все воздействия должны поддерживаться на разумно достижимом низком уровне с учетом экономических и социальных факторов.
- Ограничение. Облучение людей не должно превышать пределов, рекомендованных для соответствующих обстоятельств.
Национальные стандарты радиационной защиты сформулированы как для категории профессионального облучения, так и для категории облучения населения.
МКРЗ рекомендует, чтобы максимально допустимая доза для профессионального облучения составляла 20 миллизивертов в год, усредненных за пять лет (, т. Е. 100 миллизивертов за 5 лет), с максимальной дозой 50 миллизивертов за любой год. Для воздействия на людей пределом является 1 миллизиверт в год в среднем за пять лет. В обеих категориях цифры превышают фоновые уровни и не включают медицинское облучение. я
Облучение после аварии
Эти низкие уровни облучения достижимы для нормальной ядерной энергетики и медицинской деятельности, но там, где авария привела к радиоактивному загрязнению, их применение не приносит чистой пользы для здоровья. Существует большая разница между тем, что желательно при нормальной планируемой работе любой станции, и тем, что допустимо для устранения последствий аварии. Здесь ограничительные пределы доз ограничат гибкость в управлении ситуацией, и, таким образом, их применение может увеличить другие риски для здоровья или даже привести к серьезным неблагоприятным последствиям для здоровья, как в районе Фукусимы с марта 2011 года (см. Предыдущее примечание).Цель должна состоять в том, чтобы свести к минимуму риски и вред для отдельного человека и населения в целом, а не сосредотачиваться на радиации изолированно.
Это до некоторой степени признано в пределах гигиены труда, установленных для очистки таких ситуаций: МАГАТЭ устанавливает допустимую кратковременную дозу 100 мЗв для аварийных работников, принимающих жизненно важные восстановительные меры, и 500 мЗв как допустимую кратковременную дозу для аварийной ситуации. работники, предпринимающие спасательные действия. На Фукусиме 250 мЗв была установлена как допустимая кратковременная доза для рабочих, контролирующих выведенные из строя реакторы в течение 2011 года.После рассмотрения NRA опыта Фукусимы, а также зарубежных стандартов и научных данных, 250 мЗв теперь является предлагаемой допустимой дозой в чрезвычайных ситуациях в Японии с апреля 2016 года.
Но даже эти уровни низкие, и не было соответствующей поправки для соседних представителей общественности — ALARA был единственным эталонным критерием, независимо от его побочных эффектов из-за продления эвакуации более чем на несколько дней. При принятии решений об эвакуации следует учитывать все риски для здоровья (не только радиационное облучение), поскольку сосредоточение внимания на минимизации одного риска (который может быть уже небольшим или даже отсутствующим) может привести к увеличению других рисков.Это было очевидно на Фукусиме, поскольку число погибших и травм в результате эвакуации было намного больше, чем риски повышенного радиационного облучения после первых нескольких дней.
Это привело к тому, что в мае 2013 года МАГАТЭ опубликовало допустимые мощности дозы для населения, обычно проживающего на пораженных территориях, измеренные на высоте 1 м над зараженной землей. Уровень 220 мЗв / год в течение полного года является «безопасным для всех», если любая проглоченная радиоактивность безопасна. В краткосрочной перспективе, при 40-кратном превышении этого уровня, 170 мЗв в течение одной недели является условно безопасным, а при четырехкратном годовом уровне — 880 мЗв — условно безопасным в течение одного месяца.
Это также привело к призывам к замене ALARA другими концепциями при работе с аварийными ситуациями или существующими ситуациями с высокой степенью облучения на основе имеющихся научных данных. Одним из таких предложений является концепция AHANE — настолько высокая, насколько это естественно существует. AHANE основывается на доказательствах, касающихся высокого естественного радиационного фона во всем мире, где большие группы населения подвергаются воздействию очень высоких уровней радиационного фона (порядка 10-100 раз превышающих средний глобальный фоновый уровень) без заметных негативных последствий для здоровья.В Рамсарской конвенции, Иран, около 2000 человек подвергаются воздействию не менее 250 мЗв / год без каких-либо побочных эффектов. В Гуарапари, Бразилия (население 73 000), Керала, Индия (население 100 000), и Янцзян, Китай (население 80 000), средние уровни облучения составляют около 50 мЗв / год, 38 мЗв / год и 35 мЗв / год соответственно. Во всех случаях средняя продолжительность жизни жителей не ниже, чем у их сверстников по стране, а уровень заболеваемости раком немного ниже, чем у соотечественников.
Некоторые физики пошли дальше и предложили концепцию AHARS — относительно безопасной — которая была бы похожа на систему допустимых доз, которая использовалась с 1920-х до 1950-х годов.AHARS ожидает увеличения пределов воздействия примерно до 1000 мЗв / год или 100 мЗв в месяц. Это, однако, очень мало подтверждено в научной литературе, и есть данные, свидетельствующие о том, что радиационное облучение выше 100 мЗв незначительно увеличивает риск развития рака на протяжении всей жизни. Тем не менее, очевидно, что нынешняя концепция ALARA не служит своей первоначальной цели, особенно в контексте радиологических аварий, когда больший вред причиняется чрезмерным вниманием к радиационным рискам за счет принятия достаточных мер по снижению других рисков.
Несмотря на это, в марте 2011 года, вскоре после аварии на Фукусиме, МКРЗ заявила, что «продолжает рекомендовать контрольные уровни от 500 до 1000 мЗв, чтобы избежать серьезных детерминированных травм для спасателей, оказавшихся в ситуации аварийного облучения». Для населения в таких ситуациях он рекомендует «контрольные уровни для наивысшей запланированной остаточной дозы в диапазоне от 20 до 100 миллизиверт (мЗв)», снижаясь до 1-20 мЗв / год, когда ситуация находится под контролем.
Радиационное облучение ядерного топливного цикла
Средняя годовая доза облучения сотрудников урановых рудников (в дополнение к естественному фону) составляет около 2 мЗв (в диапазоне до 10 мЗв). Естественный радиационный фон составляет около 2 мЗв. На большинстве рудников поддержание доз на таком низком уровне достигается с помощью простых методов вентиляции в сочетании со строго соблюдаемыми процедурами гигиены. На некоторых канадских рудниках с очень богатой рудой используются сложные средства для ограничения воздействия.(См. Также информационную страницу «Безопасность труда при добыче урана».) Дозы на рабочем месте в ядерной энергетике США — конверсия, обогащение, изготовление топлива и эксплуатация реактора — в среднем менее 3 мЗв / год.
Заводы по переработке в Европе и России перерабатывают отработанное топливо для извлечения пригодных для использования урана и плутония и отделения высокорадиоактивных отходов. В этих установках используется массивная защита, в частности, от гамма-излучения. Ручные операции выполняются операторами за свинцовым стеклом с использованием оборудования для удаленного перемещения.
При изготовлении смешанного оксидного топлива (МОКС) требуется небольшая защита, но весь процесс ограничен доступом через перчаточные боксы, чтобы исключить возможность альфа-загрязнения плутонием. Там, где люди, вероятно, будут работать рядом с производственной линией, 25-миллиметровый слой плексигласа защищает от нейтронного излучения Pu-240. (При изготовлении топлива из оксида урана защита не требуется.)
Интересно, что из-за значительного количества гранита при строительстве многие общественные здания, включая здание парламента Австралии и центральный вокзал Нью-Йорка, столкнулись бы с некоторыми трудностями при получении лицензии на работу, если бы они были атомными электростанциями.
Исторические случаи аварийного облучения
Кыштым, Россия (1957) — военный завод по переработке ядерных материалов
В 1957 году произошла крупная химическая авария на химическом комбинате «Маяк» (тогда называвшемся Челябинск-40) под Кыштымом в России. Этот завод был построен в спешке в конце 1940-х годов для военных целей. Отказ системы охлаждения резервуара, в котором хранятся многие тонны растворенных ядерных отходов, привел к взрыву нитрата аммония с силой примерно 75 тонн в тротиловом эквиваленте (310 ГДж).Большая часть из 740-800 ПБк радиоактивного загрязнения осела поблизости и способствовала загрязнению реки Теча, но шлейф, содержащий 80 ПБк радионуклидов, распространился на сотни километров к северо-востоку. Пострадавший район уже был очень загрязнен — река Теча ранее принимала около 100 ПБк преднамеренно сброшенных отходов, а озеро Карачай — около 4000 ПБк. В результате этой «аварии в Кыштыме» погибло около 200 человек, а от радиоактивного шлейфа пострадали еще тысячи, поскольку он выпал, в частности, Cs-137 и Sr-90.Он получил 6-й уровень по Международной шкале ядерных и радиологических событий (INES).
Многие люди получили дозы до 400 мЗв при относительно низких мощностях доз от жидких отходов, сброшенных в реку. В этой популяции наблюдается рост заболеваемости раком на уровнях выше 200 мЗв. Но ниже этого уровня заболеваемость раком ниже ожиданий LNT.
Nuclear Reactor Testing Station, США (1961) — военный исследовательский реактор
Из-за неправильного извлечения регулирующих стержней в стационарном реакторе малой мощности номер один (SL-1) произошел паровой взрыв и расплавление активной зоны.В результате аварии погибли три оператора. Хотя операторы погибли из-за физических травм в результате взрыва, они подверглись воздействию очень высоких уровней радиации, которые были бы фатальными.
Мехико, Мексика (1962 г.) — бесхозный источник
Молодой мальчик принес домой неэкранированный радиографический источник на основе кобальта-60, в результате чего в результате облучения девять человек заболели ОЛБ, четверо из них погибли.
Методистская больница Риверсайд, Колумбус, Огайо, США (1974-1976) — лучевая терапия
Аппарат лучевой терапии был откалиброван на основе неправильной кривой распада, в результате чего десять пациентов умерли и еще 78 получили травмы из-за передозировки.
Три-Майл-Айленд, США (1979) — ядерный энергетический реактор
Авария на АЭС Три-Майл-Айленд в марте 1979 г. привела к тому, что несколько человек около станции получили очень низкие дозы радиации, значительно ниже нормативных пороговых значений. Последующие научные исследования не обнаружили доказательств какого-либо ущерба в результате аварии. Рейтинг INES 5.
Мохаммедия, Марокко (1984) — сиротский источник
Источник иридия-192, используемый для промышленной радиографии, был извлечен из экранированного контейнера и доставлен домой рабочим.11 человек пострадали от ОЛБ, 8 из них скончались.
США / Канада (1985-1987) — лучевая терапия
Программный сбой и фундаментальный недостаток конструкции медицинского облучателя Therac-25 привели как минимум к шести авариям, в результате которых была получена доза бета-излучения в 100 раз превышающая предполагаемую. Шесть человек пострадали от ОРС, трое из них скончались.
Чернобыль, Украина (1986) — ядерный энергетический реактор
Сразу после аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 году многие люди получили большие дозы.Помимо жителей близлежащей Припяти, которые были эвакуированы в течение двух дней, около 24 000 человек, живущих в пределах 15 км от станции, получили в среднем 450 мЗв до эвакуации. Всего было выделено 5200 ПБк радиоактивности (эквивалент йода-131).
В июне 1989 года группа экспертов Всемирной организации здравоохранения согласилась с тем, что возрастающая длительная доза в 350 мЗв должна быть критерием для переселения людей, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС 1986 года. Это считалось «консервативным значением, которое гарантировало, что риск для здоровья от этого воздействия был очень мал по сравнению с другими рисками на протяжении всей жизни».(Для сравнения, в большинстве мест радиационный фон составляет в среднем около 150-200 мЗв за всю жизнь.)
Из 134 серьезно облученных рабочих и пожарных 28 наиболее сильно облученных скончались в результате острого лучевого синдрома (ОЛБ) в течение трех месяцев после аварии. Из них 20 были из группы из 21, которые получили более 6,5 Гр, семь (из 22) получили от 4,2 до 6,4 Гр, и один (из 50) — из группы, получившей 2,2-4,1 Гр. 3 Еще 19 человек умерли в 1987-2004 гг. От различных причин (см. Информационную страницу в Приложении 2 о Чернобыльской аварии: Воздействие на здоровье).
Что касается аварийных работников с дозами ниже доз, вызывающих симптомы ОЛБ, в отчете Всемирной организации здравоохранения за 2006 год 4 упоминаются исследования, проведенные с участием 61 000 российских аварийных работников, в которых в течение 1991-1998 годов было зарегистрировано в общей сложности 4995 смертей из этой группы. «Число смертей российских спасателей, связанных с радиацией, вызванной солидными новообразованиями и болезнями системы кровообращения, можно оценить примерно в 116 и 100 случаев соответственно». Более того, хотя пока не наблюдается роста лейкемии, «количество случаев лейкемии, связанных с облучением, в этой когорте можно оценить примерно в 30.«Таким образом, 4,6% смертей в этой группе связаны с радиационно-индуцированными заболеваниями (расчетная средняя доза внешнего облучения для этой группы составила 107 мЗв).
В докладе авария также увязывается с увеличением заболеваемости раком щитовидной железы у детей: «В 1992–2000 годах в Беларуси, России и Украине было диагностировано около 4000 случаев рака щитовидной железы у детей и подростков (0–18 лет), из которых в возрастной группе от 0 до 14 лет произошло около 3000. Из 1152 случаев рака щитовидной железы, диагностированных среди детей-чернобыльцев в Беларуси в 1986-2002 гг., выживаемость составляет 98.8%. Восемь пациентов умерли из-за прогрессирования рака щитовидной железы, а шесть детей умерли от других причин. В России умер один больной раком щитовидной железы ».
Не было отмечено роста врожденных аномалий, неблагоприятных исходов беременности или любых других радиационно-индуцированных заболеваний среди населения в целом, связанного с Чернобылем, ни на загрязненных территориях, ни на отдаленных территориях.
Сообщения, поступившие через два десятилетия после аварии, ясно показывают, что основные последствия аварии для здоровья связаны с эвакуацией многих людей в сочетании со страхом, и тысячи людей умерли от самоубийства, депрессии и алкоголизма.В отчете Чернобыльского форума 2006 года говорится, что люди в этом районе пострадали от парализующего фатализма из-за мифов и неправильных представлений об угрозе радиации, которые способствовали развитию культуры хронической зависимости. Некоторые «взяли на себя роль инвалидов». Психическое здоровье в сочетании с курением и злоупотреблением алкоголем является гораздо более серьезной проблемой, чем радиация, но хуже всего в то время был уровень здоровья и питания. Психосоциальные последствия для пострадавших в результате аварии аналогичны последствиям других крупных стихийных бедствий, таких как землетрясения, наводнения и пожары.
После того, как убежище f было построено над разрушенным реактором в Чернобыле, была создана группа из 15 инженеров и ученых для расследования ситуации внутри него. В течение нескольких лет они неоднократно попадали в руины, накапливая индивидуальные дозы до 15 000 мЗв. Суточная доза в основном была ограничена до 50 мЗв, хотя иногда и многократно. Ни у одного из мужчин не появилось никаких симптомов лучевой болезни, но следует считать, что они имеют значительно повышенный риск рака.Рейтинг INES 7.
Гояния, Бразилия (1987 г.) — бесхозный источник
В 1987 году в Гоянии 6 в Бразилии, выброшенный источник лучевой терапии, украденный из заброшенной больницы и взломанный, стал причиной смерти четырех человек, 20 случаев лучевой болезни и значительного заражения многих других. Источник телетерапии содержал 93 грамма цезия-137 (51 ТБк), заключенного в защитный контейнер диаметром 51 мм и длиной 48 мм, сделанный из свинца и стали, с иридиевым окном. Различные люди контактировали с источником в течение двух недель, когда он был передан на свалку, и некоторые серьезно пострадали.Четыре погибших (доза 4-5 Зв) были членами семьи и служащими владельца свалки, а еще 16 человек получили дозу более 500 мЗв. В целом было обнаружено, что 249 человек имеют значительные уровни радиоактивного материала в организме. За 25 лет, прошедших с 1987 года, не было ни одного случая рака от радиации среди 249 человек, пострадавших в Гоянии, несмотря на прием внутрь до 100 МБк при дозах до 625 мЗв / месяц (у 8 человек внутренняя активность была выше, чем 100 МБк. из которых 4 умерли от острого лучевого синдрома, но ни один из них не умер от рака).Родились два здоровых ребенка, один от матери среди наиболее зараженных. Однако страх заражения стал причиной сильного стресса и депрессии. В марте 2012 года Генеральный директор МАГАТЭ Юкия Амано охарактеризовал Гоянию как лучшую иллюстрацию воздействия грязной бомбы террористов — несколько смертей, но широко распространенные страх и стресс. Рейтинг INES 5.
Сарагоса, Испания (1990) — лучевая терапия
27 онкологических больных подверглись воздействию очень высоких доз от неправильно отремонтированного ускорителя электронов GE, 15 из которых умерли в результате чрезмерного облучения, а еще двое умерли от радиации в качестве основной причины.
Сан-Хосе, Коста-Рика (1996) — лучевая терапия
115 человек получили передозировку облучения от неправильно откалиброванного блока лучевой терапии на кобальте-60. Согласно отчету МАГАТЭ об инциденте, было семь смертельных случаев: три были прямым следствием радиационного облучения и четыре, когда радиация сыграла свою роль. Еще 46 пациентов пострадали от неблагоприятных последствий для здоровья из-за передозировки.
Токай-мура, Япония (1999 г.) — авария с критичностью
Во время подготовки топлива на объекте Токай-мура произошла авария критичности.Двое из трех операторов скончались из-за радиационного облучения. Приблизительно 200 жителей были временно эвакуированы, подавляющее большинство получило крайне низкие дозы.
Самутпракан, Таиланд (2000 г.) — бесхозный источник
Бесхозный источник кобальта-60 был открыт на складе металлолома, в результате чего десять человек были госпитализированы из-за развития ОРС, трое из которых впоследствии скончались.
Панама-Сити, Панама (2000-2001) — лучевая терапия
28 человек получили передозировку радиации при получении лучевой терапии из-за использования протокола лечения, который не был валидирован, и неправильного ввода данных.Три пациента умерли в результате передозировки, еще двое умерли, вероятно, из-за радиации. Две смерти не были объяснены, и один пациент умер от рака. Еще 20 пациентов выжили, но большинство из них получили травмы, вызванные радиацией.
Fleurus, Бельгия (2006) — коммерческое облучение
Сотрудник Института радиоэлементов (IRE) во Флерюсе получил высокую дозу радиации (от 4,2 до 4,6 Гр) от источника кобальта-60, используемого для стерилизации медицинских изделий, в результате чего у рабочего развился ОЛБ.
Маяпури, Индия (2010 г.) — бесхозный источник
Университетский облучатель был продан торговцу металлоломом и впоследствии разобран, а источник кобальта-60 был разрезан на несколько более мелких частей. Восемь человек были госпитализированы с ОЛБ, один из них скончался.
Фукусима-Дай-ичи, Япония (2011 г.) — ядерный энергетический реактор
Авария на атомной электростанции «Фукусима-дайити» в Японии в марте 2011 года выбросила около 940 ПБк (эквивалент йода-131) радиоактивного материала, в основном в дни 4-6 после цунами.В мае 2013 года НКДАР ООН сообщил, что «облучение после ядерной аварии на Фукусима-дайити не вызвало каких-либо немедленных последствий для здоровья. Маловероятно, что в будущем можно будет приписать какие-либо последствия для здоровья населения и подавляющего большинства рабочих». Единственное исключение — 146 аварийных работников, получивших дозы облучения более 100 мЗв во время кризиса. 5 Дозы в щитовидной железе у детей были значительно ниже, чем после аварии на Чернобыльской АЭС. В качестве меры предосторожности было эвакуировано около 160 000 человек.Самая высокая внутренняя радиоактивность в результате проглатывания составила 12 кБк, что примерно в 1000 раз ниже уровня, вызывающего неблагоприятные последствия для здоровья в Гоянии (см. Ниже).
Безусловно, основное радиационное облучение приходилось на рабочих на площадке, и 146 с дозами более 100 мЗв будут тщательно контролироваться на предмет «потенциальных поздних радиационных последствий для здоровья на индивидуальном уровне». Шесть из них получили более 250 мЗв — предел, установленный для аварийных работников, очевидно, из-за вдыхания дыма йода-131 на раннем этапе.Ежедневно на объекте было около 250 рабочих. Рейтинг INES 7.
Стамболийски, Болгария (2011 г.) — коммерческое облучение
При плановой эксплуатации установки гамма-облучения с источниками кобальта-60 из-за ошибки персонала было извлечено уже перезаряженное источниками устройство взамен разряженного. Пятеро рабочих получили дозы от 1,23 до 5,63 Гр, и у всех развился ОЛБ.
Приложение
Точки данных слева:
i ) Контрольная группа из 32 963 человек на расстоянии более 3 км от гипоцентра.273 человека на миллион заболели лейкемией.
ii ) 32 692 человека на расстоянии 2–3 км от гипоцентра с расчетным средним уровнем облучения около 20 мЗв. 92 человека на миллион заболели лейкемией.
iii ) и iv ) 20 113 человек на расстоянии 1,5–2 км от гипоцентра, где средние дозы «превышали» 500 мЗв. Левая точка данных ( iii ) представляет рассчитанное радиационное облучение для этой зоны; справа ( iv ) представлена доза, которая считается более точной с учетом других симптомов, вызванных радиацией.398 человек на миллион заболели лейкемией.
v ) 8810 человек на расстоянии от 1 до 1,5 км от гипоцентра со средним расчетным уровнем облучения около 5000 мЗв. 3746 человек на миллион заболели лейкемией.
vi ) 1241 выживший менее чем в 1 км от гипоцентра, где погибло более 50 000 человек. 12 087 человек на миллион заболели лейкемией.
Латентный период лейкемии составляет менее шести месяцев. NB, это логарифмический график, и в противном случае зеленая линия была бы прямой.
Дополнительная информация
Примечания
а. Три основных ряда радиоактивных распадов, имеющих отношение к ядерной энергии, — это уран и торий. Эти серии показаны на рисунке по адресу www.world-nuclear.org/uploadedImages/org/info/radioactive_decay_series.png [Назад]
г. Концентрация дочерних продуктов распада радона (RnDP) измеряется в рабочих уровнях или в микроджоулей окончательно доставленной альфа-энергии на кубический метр воздуха. Один «рабочий уровень» (WL) приблизительно эквивалентен 3700 Бк / м 3 Rn-222 в равновесии с его дочерними продуктами распада (два основных из которых являются очень короткоживущими альфа-излучателями) или 20.7 мкДж / м 3 . Первый предполагает наличие неподвижного воздуха, а не надлежащей вентиляции. Один рабочий месяц в месяц (WLM) — это доза, полученная при вдыхании одного WL в течение 170 часов, и прежний предел профессионального облучения составлял 4 WLM / год. Сегодня рекомендуемый МКРЗ предел составляет 3,5 мкДж / м 3 , что является мерой реальной ситуации RnDP при любых преобладающих условиях вентиляции. Обычно это эквивалентно примерно 2000 часам в год воздействия 3000 Бк / м 3 радона в вентилируемой шахте, где радон удаляется и поэтому не находится в равновесии со своими дочерними продуктами распада.[Назад]
г. На высоте 30 000 футов мощность дозы составляет 3-4 мкЗв в час на широтах Северной Америки и Западной Европы. На высоте 40000 футов мощность дозы составляет около 6,5-8 мкЗв в час. Другие измеренные значения составляли 6,6 мкЗв в час во время полета Париж-Токио (полярный) и 9,7 мкЗв в час на Concorde, в то время как исследование датского летного экипажа показало, что они получали до 9 мЗв / год. [Назад]
г. Фоновый уровень радона в 40 Бк / м 3 в помещении и 6 Бк / м 3 на открытом воздухе при условии, что заполнение помещений составляет 80%, эквивалентен мощности дозы 1 мЗв / год и является средним для большинства жители мира.Уровни воздействия менее 200 Бк / м 3 (и, возможно, намного больше) не считаются опасными, если проблемы общественного здравоохранения не основаны на LNT, вопреки рекомендациям МКРЗ. [Назад]
e.
Диапазон космических и космогенных доз от уровня моря до возвышенности над землей.
Дальность действия внешнего земного излучения зависит от радионуклидного состава почвы и строительного материала.
Диапазон ингаляционного облучения зависит от накопления радона в помещении.
Диапазон воздействия при приеме внутрь зависит от радионуклидного состава пищевых продуктов и питьевой воды.
Источник: Таблица 12 из Облучения населения и рабочих от различных источников излучения, Приложение B к тому I Доклада Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации для Генеральной Ассамблеи за 2008 год, Источники и эффекты ионизирующего излучения , имеется в Отчете НКДАР ООН за 2008 год. Веб-страница I (www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html) [Назад]
ф. Фактические дозы, полученные выжившими после атомной бомбардировки, неизвестны. Также большая часть радиации тогда была от нейтронов, хотя гамма-излучение является основной проблемой радиационной защиты. Примерно через 65 лет после острого облучения можно увидеть, что уровень заболеваемости раком среди выживших после облучения ниже, чем в контрольной группе, и ниже, чем среди населения Японии в целом 8 . [Назад]
г. В Великобритании уровень детской лейкемии значительно повышен недалеко от Селлафилда, а также в других частях страны.Причины этих увеличений или скоплений неясны, но крупное исследование скоплений вблизи Селлафилда исключило какой-либо вклад ядерных источников. Помимо всего прочего, уровни радиации на этих объектах на несколько порядков слишком низки, чтобы учесть зарегистрированные избыточные уровни заболеваемости. Однако исследования продолжаются, чтобы дать более убедительные ответы. [Назад]
и. Самая последняя редакция рекомендаций МКРЗ была выпущена в 2007 г. (Публикация 103) и заменила рекомендации 1990 г. (Публикация 60) без каких-либо изменений пределов доз для профессионального облучения или облучения населения.Эти ценности также реализованы МАГАТЭ в его Основных нормах безопасности. [Назад]
Список литературы
1. Программа технологических инноваций: оценка обновленных исследований воздействия на здоровье и рисков, связанных с низкими дозами ионизирующего излучения, Исследовательский институт электроэнергии (EPRI), Пало-Альто, Калифорния, США, 1019227 (ноябрь 2009 г.). Широко цитируемое исследование облучения ядерными работниками низкими дозами в 2005 г. — Cardis et al, Риск рака после низких доз ионизирующего излучения: ретроспективное когортное исследование в 15 странах , British Medical Journal (BMJ 2005; 331: 77) — во многом зависел от данных Канады, которые впоследствии были отозваны CNSC в 2011 году.Без этих ошибочных данных исследование не показало повышенного риска от низких доз радиации. [Назад]
2. Вернер Олипиц и др. , Комплексный молекулярный анализ указывает на необнаруживаемое изменение повреждения ДНК у мышей после непрерывного облучения при ~ 400-кратном естественном фоновом излучении, Environmental Health Perspectives (2012 август 2012), 120 (8), 1130-1136 . См. Также новостную статью Массачусетского технологического института «Новый взгляд на длительное воздействие радиации» (15 мая 2012 г.) [Назад]
3. Таблица 11 из «Облучения и последствия чернобыльской аварии», Приложение J к тому II Доклада Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации 2000 года для Генеральной Ассамблеи, доступного в Докладе НКДАР ООН 2000 Том.Веб-страница II (www.unscear.org/unscear/en/publications/2000_2.html) [Назад]
4. Влияние чернобыльской аварии на здоровье и программы специальной медицинской помощи, Отчет Чернобыльского форума ООН, Экспертная группа «Здоровье», Всемирная организация здравоохранения, 2006 г. (ISBN: 97894172). [Назад]
5. Интернет-страница отчетов и резолюций Генеральной Ассамблеи НКДАР ООН [Назад]
6. Международное агентство по атомной энергии, Радиологическая авария в Гоянии (1988) [Назад]
7. Wm. Роберт Джонстон, База данных радиологических инцидентов и связанных с ними событий, авария с облучателем Fleurus, 2006 г. [Назад]
8.T. D. Luckey, Ядерное право стоит на тонком льду , Международный журнал ядерного права, Том 2, № 1, P 33-65 (2008) [Назад]
Общие источники
Профессор Бернард Л. Коэн, «Обоснованность линейной беспороговой теории радиационного канцерогенеза при низких дозах», представленный на 23-м ежегодном международном симпозиуме Института урана (ныне Всемирная ядерная ассоциация), состоявшемся в Лондоне, Великобритания, в сентябре 1998 г.
Эллисон В. 2009. Радиация и причина: влияние науки на культуру страха.Йоркские издательские услуги. СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. Сайт http://www.radiationandreason.com
Эллисон В. 2011. Восприятие рисков и энергетическая инфраструктура. Доказательства представлены в Парламент Великобритании. Избранный комитет общин. Наука и технология. 22 декабря.
Американское ядерное общество, Низкая радиация и ее значение для восстановления Фукусимы (57 МБ), специальная сессия президента, июнь 2012 г. http://db.tt/GYz46cLe (14 МБ).
Каттлер, Дж. М., Комментарий к Фукусиме и положительным эффектам низкого уровня радиации, Бюллетень Канадского ядерного общества, 34 (1): 27-32 (2013), а также «Доза-реакция» 10: 473-479, 2012.
Каттлер, Дж. М., Комментарий к соответствующему уровню излучения для эвакуации, доза-реакция, 10: 473-479, 2012.
Каттлер, Дж. М. и Полликов, М., Ядерная энергия и здоровье: и преимущества гормезиса малых доз радиации, Доза-реакция 7: 52-89, 2009.
Каттлер, Дж. М., Средство от радиационного страха — отказаться от политизированной науки, Бюллетень Канадского ядерного общества, декабрь 2013 г.
Каттлер, Дж. М., Заболеваемость лейкемией 96 000 выживших после атомной бомбардировки Хиросимы является убедительным доказательством того, что модель LNT неверна, Arch Toxicol, январь 2014 г.
Веб-сайт Radiation and Reason
Веб-страница с изложением позиции Общества физиков здоровья (www.hps.org)
Общество физиков здоровья, 2013 г., Радиация и риск: перспективы экспертов.
Веб-сайт физики здоровья Мичиганского университета (www.umich.edu)
Радиационные эффекты и источники, Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, 2016
Действия по защите населения в чрезвычайной ситуации из-за тяжелых условий на легководном реакторе, Международное агентство по атомной энергии, май 2013 г.
Международное агентство по атомной энергии, 2015 г., Радиоактивный материал естественного происхождения (НОРМА VII), Труды седьмого международного симпозиума, Пекин, Китай, апрель 2013 г., STI / PUB / 1664 (ISBN: 978–92–0–104014–5)
Часто задаваемые вопросы о веб-сайте НКДАР ООН
Отчет НКДАР ООН о действии ионизирующего излучения за 2006 год
Королевский колледж радиологов, фракционирование дозы лучевой терапии, июнь 2006 г.
Руководство Merck для медицинских работников, радиационное воздействие и загрязнение
Зайлер, Ф.А. и Альварес, Дж. Л. 1994, Научный метод оценки рисков, Технологический журнал Института Франклина 331A, 53-58
Управление реакторов военно-морского флота, ВМС США, Профессиональное радиационное облучение на объектах Министерства энергетики военно-морских реакторов, Отчет NT-14-3, май 2014 г.
Мортазави, S.M.J. 2014 г., «Актуальная проблема высокого фонового излучения», Научно-исследовательский центр защиты от ионизирующего и неионизирующего излучения
Беккер, Клаус, 2003 г., Воздействие на здоровье окружающей среды с высоким содержанием радона в Центральной Европе: еще одна проверка гипотезы LNT ?, Нелинейность в биологии, токсикологии и медицине, 1,1 (в архиве Dose Response J)
МКРЗ 21 марта 2011 г., авария на АЭС Фукусима
Билл Сакс, Грегори Мейерсон и Джеффри А.Сигель, Эпидемиология без биологии: ложные парадигмы, необоснованные предположения и точная статистика в радиационной науке (с комментариями Инге Шмитц-Фейерхак и Кристофером Басби и ответами авторов), Биологическая теория, 17 июня 2016 г.
Что такое лучистая энергия? — Определение и примеры — Видео и стенограмма урока
Как работает лучистая энергия?
Как мы только что обсуждали, электромагнитные волны могут распространяться в космическом пространстве. Они могут путешествовать на большие расстояния и движутся со скоростью света. Работа совершается за счет лучистой энергии, поскольку электромагнитные волны вступают в контакт с частицами и заставляют их двигаться. Давайте рассмотрим Солнце как источник лучистой энергии.
Лучистая энергия солнца конкретно обозначается как солнечная энергия . Солнце содержит огромное количество лучистой энергии, которая производит электромагнитные волны.Эти волны уходят от Солнца в пространстве и времени. Когда волны соприкасаются с каким-либо объектом — скажем, нашей кожей — они заставляют молекулы в нашей коже двигаться быстрее. Поскольку молекулы движутся быстрее, мы чувствуем себя теплее.
Те же самые электромагнитные волны, распространяющиеся в космосе, не работают, потому что не с чем контактировать. В то же время ничто не может остановить волны, поэтому они продолжают двигаться, пока не столкнутся с чем-то.
Что такое электромагнитные волны?
Чтобы лучше понять, как работает лучистая энергия, нам нужно более подробно рассмотреть электромагнитные волны.Электромагнитные волны похожи на другие волны, такие как волны в океане, в том, что они имеют высокие части и низкие части, и они движутся. Вершины волн называются гребнями, а низы волн — впадинами. Так же, как существуют разные типы волн, существуют разные типы электромагнитных волн.
Каждый тип электромагнитной волны определяется своей длиной волны . Ну что это? Это просто расстояние между волнами. Хотя длину волны в океане измерить легче, потому что мы можем ее видеть, ученые придумали способы измерения длины волны электромагнитных волн, даже если мы их не видим.
Другой способ взглянуть на разные типы волн — это их частота , которую можно представить как скорость, с которой движется волна. Частота также может быть выражена в единицах герц , или количестве волн, сформированных за период времени. Волны с длинными длинами волн имеют более короткие частоты, а волны с более короткими длинами волн имеют более высокие частоты.
Какое отношение волны имеют к энергии?
Хорошо. Итак, какое отношение эти волны имеют к энергии? Позвольте мне начать с того, что электромагнитные волны несут энергию. Электромагнитные волны с более короткими длинами волн и более высокими частотами несут больше энергии — другими словами, они обладают большей способностью выполнять работу.
Давайте подумаем об этом так. Представьте, что кто-то пробивает мешок. Представьте, что каждый удар эквивалентен одной волне. Если этот человек бьет быстрее, сумка будет двигаться больше.Другими словами, будет сделано больше работы. Точно так же волна с более высокой частотой будет обладать большей способностью выполнять работу, которая, как вы знаете, составляет энергии .
Применение лучистой энергии
Теперь, когда мы понимаем природу лучистой энергии и электромагнитных волн, давайте исследуем различные виды лучистой энергии и то, что каждый из них делает в природе. На экране вы видите спектр всех известных нам электромагнитных волн. На одном конце спектра у нас высокоэнергетических волн.Гамма-лучи и рентгеновские лучи несут много лучистой энергии, поскольку они имеют высокие частоты и короткие длины волн. Мы знакомы с рентгеновскими лучами , поскольку они используются для получения изображений наших костей.
Другой конец спектра состоит из волн с низкой энергией . Эти волны имеют низкую энергию, поскольку они имеют более низкие частоты и более длинные волны. Радиоволны несут аудиосигналы от радиостанции к радиоприемникам в наших машинах и домах.Электромагнитные волны в середине спектра — это ультрафиолетовый свет, видимый свет, инфракрасное излучение и микроволны. Даже видимый свет имеет разные длины волн, что объясняет разные цвета, которые мы видим.
Итоги урока
Подведем итоги тому, что мы узнали в этом уроке. Энергия излучения — это энергия, которой обладают колеблющиеся частицы.