Нове запитання, поставлене мені студентами ІЕС, куди я пішов виступати:
6. Як вимірюється радіоактивність та які наслідки вона має?
Є величини, які легко виміряти, тому що вони є безпосередніми або тому, що ми дуже звикли до них: висота, температура, швидкість, але є й інші величини, оскільки вони не такі поширені, або тому, що вони дуже абстрактні, а не дуже торкається. це коштує нам набагато дорожче. Заходи, пов'язані з радіоактивністю, відносяться до цієї другої групи.
Радіоактивність - це виділення енергії у певній формі, і тому одиниці енергії були б достатніми для вимірювання кількості виділеної радіоактивності. Це можна виміряти в джоулях або калоріях. І це також стосується вимірювання кількості світла, кількості тепла, кількості роботи: усі форми енергії до певної міри еквівалентні і вимірюються в одних і тих же одиницях.
Але кожна форма енергії має свої особливості, які призводять до винайдення способів її вимірювання, які наближаються до потреби ми повинні пізнати її краще та виміряти її ефекти. Ось чому були винайдені нові агрегати, які часто маловідомі.
Радіоактивність спричинена розпадом радіоактивних ядер, спонтанним або викликаним. У Міжнародній системі одиниць, що діє в Іспанії та в більшості країн, беккерель (Бк) визначається як одиниця радіоактивної активності, еквівалентна 1 занепаду в секунду. У багатьох випадках це значення є дуже низьким. Раніше була визначена одиниця діяльності, яка називається кюрі (Ci). 1 кюрі дорівнює 37 мільярдам беккерелів.
Ця одиниця не дає уявлення про загальну кількість енергії, що поглинається тілом (поглинена доза), що є важливим значенням для практичних цілей. Ось чому сірий колір (Gy) був визначений у СІ, що є поглиненою дозою іонізуючого випромінювання, еквівалентною 1 джоулю на кг речовини. Раніше використовувався інший агрегат, який називався рад. 1 Гр = 100 рад.
Отримана одразу доза іонізуючого випромінювання 20 Гр є смертельною. Якби його отримав чоловік вагою 70 кг, він би отримав 1400 джоулів, що еквівалентно лише 336 калоріям. Це значення дуже мало: воно еквівалентно хімічній енергії, яка потрапляє в організм при вживанні 84 мг цукру або 37 мг олії. Саме спосіб його отримання у вигляді іонізуючого випромінювання спричиняє смерть.
Але цієї одиниці недостатньо, щоб дати нам уявлення про те, як впливає випромінювання на живих істот, оскільки доза опромінення, отримана у вигляді фотонів (гамма-промені або X), не є такою ж, як та сама доза, отримана в утворюють частинки більш важкі (нейтрони, протони, альфа-випромінювання), які мають більший шкідливий вплив. З цієї причини довелося винайти іншу одиницю, що називається сіверт (Sv), яка визначається як еквівалентна доза іонізуючого випромінювання. 1 Зв дорівнює 1 Гр, якщо випромінювання поглинається у вигляді фотонів (електромагнітного випромінювання) або електронів, але 1 Зв дорівнює 2 Гр, якщо поглинаються протони, від 5 до 10 Гр, якщо поглинаються нейтрони, і 20 Гр, якщо вони є альфа-частинками. Раніше використовувався інший блок, який називався rem. 1 Зв - це 100 рем.
З іншого боку, не те, що доза отримується дифузно по всьому тілу, ніж у певному органі. Важливим є також спосіб отримання радіації. Шкіра діє як бар'єр і зупиняє випромінювання частіше, ніж якщо вона потрапляє з їжею або якщо вона дихається. Існує багато таблиць, заснованих на експериментальних даних (в результаті інцидентів або аварій на атомних електростанціях або радіації, отриманої від ядерних бомб в ході випробувань), які вказують на вплив еквівалентної дози опромінення, отриманої за 1 годину, 1 день або 1 рік.
Наприклад, дози на добу менше 0,2 Зв не вважаються результатами вимірюваного ефекту. Це, як правило, дозволені обмеження для робітників об'єктів з іонізуючим випромінюванням (рентгенівські оператори, електростанції, атомні підводні човни тощо). Дози від 0,2 до 1 Зв тимчасово зменшують вироблення еритроцитів і викликають головний біль. Дози від 1 до 2 Зв викликають блювоту, втому та смертність 10% протягом наступного місяця.
Ці симптоми погіршуються при випадінні волосся, кровотечах, безплідді, генетичних мутаціях до значень більше 10 Зв, що спричиняє майже впевнену смерть за тиждень, навіть якщо існує медичне лікування.
Якщо радіація одержується поступово з часом, ефекти менші, чим менше опромінення отримується. Існує багато способів прийому іонізуючого випромінювання: рентгенівські промені або КТ, космічні промені, отримані під час висотних польотів, дихання радонового газу, який багато будівель щодня віддають, живучи в певних регіонах планети, де інтенсивніше природна радіоактивність, ніж в інших місцях, або їжте певні овочі.
З деякою легковажністю була визначена ще одна одиниця радіоактивної дози: еквівалентна доза в бананах (BED або еквівалентна доза банана). Дійсно, банани, природно, містять певну кількість калію (близько 600 мг у 150 г банана), невелика частина якого (0,070 мг) - калій-40, радіоактивний. Еквівалентно 18,5 Бк. Це дрібниця, але вимірна. Також помірно радіоактивними є квасоля, яйця, люльки, авокадо і особливо бразильські горіхи. Ця одиниця в бананах іноді використовується для порівняння споживання дещо забрудненої їжі.
Наприклад, було встановлено, що молоко з ферми поблизу Фукусіми (яке не комерціалізувалось) містить 1510 Бк/кг. Випити склянку цього молока (200 мг) було б, з точки зору радіоактивності, що потрапила всередину, еквівалентно вживанню 16 нормальних бананів. Японське законодавство дозволяє молоку мати значення активності 300 Бк. У шпинаті дозволено до 2000 Бк/кг, а в Фукусімі було виявлено деякі зразки, що досягають 15000. Ці значення не є суворо небезпечними, оскільки нормативні значення нижче значень, які, як відомо, дають можливість виміряти ефекти. Наразі (3-21-11) вони є простими ознаками радіоактивних витоків, які сталися на заводі.
Мовна примітка: Грей, Сіверт, Кюрі та Беккерель були вченими, пов’язаними з вивченням радіоактивності. Насправді мадам Кюрі винайшла концепцію радіоактивності і, ймовірно, померла від її наслідків.
NB 13-9-12 Деякі помилки в цій публікації були виправлені. Детальніше тут
Заслужений професор хімічної інженерії в Університеті Барселони. Автор науково-популярних книг: La truita cremada (2005, Під ред. Col·legi de Químics de Catalunya, каталонська мова) та Tortilla quemada (2005, Під ред. Col·legi de Químics de Catalunya). Els secrets de les etiquetes (2007, Ред. Міна, каталонська) та Секрети етикеток (2007, Ред. Аріель). Сферична корова (2008, редакційна стаття Рубеса, каталонська). Сферифікація та макарони (2010, Ед. Аріель), Хімія кожного дня (2016, Publicacions de la Universitat de Barcelona, Catalan) та Хімія на кухні: швидке занурення (2018, Tibidabo Ediciones).
Науковий директор Іспанського комітету з миття посуду, поверхнево-активних речовин та супутніх продуктів (CED). Член правління Associació Catalana de Ciències de l'Alimentació (ACCA) та Коледжу Аграпасіон де Кімікос де Каталонія.
Природа людини - це її штучність: воля пристосувати середовище до своїх потреб. Звідси технологія та прикладна наука. Ми поговоримо про це, особливо про наше повсякденне життя. А також наукового мистецтва, науково-повсякденної мови. Ми добре проведемо час.