Защита от гамма-излучения
Основным вариантом для защиты от альфа-, бета-, гамма-излучения выступает экранирование, а также использование специализированных индивидуальных защитных средств, которые обеспечат безопасность человека в опасных условиях радиации.
Различают несколько типов вредного излучения, каждый из которых имеет свою проникающую способность и, исходя из этого, особенность защиты:
- Альфа-излучение обладает небольшой проникающей способностью, поэтому для защиты от него достаточно будет использование рабочих перчаток из резины, пластиковых очков, простого респиратора.
- Бета-излучение отличается большей способностью проникать в различные материалы, поэтому для безопасности человека необходимо использовать противогаз, экраны на основе тонкого слоя алюминия и стекла.
- Гамма-излучение проникает практически в любую поверхность кроме вольфрама, свинца, чугуна.
- Для защиты от гамма- и нейтронного излучения требуется использование многослойных экранов.
Источниками радиации выступает не только радионуклиды, но и в частности прохождение флюорографического обследования, компьютерной томографии.
Чтобы понять какая защита от гамма-излучения наиболее эффективна, необходимо определиться с источником радиации.
Защита от внешнего гамма-излучения
Источниками внешнего радиационного опасного излучения выступают:
- радиоактивные вещества;
- ядерные реакторы;
- рентгеновское оборудование и т. д.
Использование источников радиации предполагает соблюдение специализированных необходимых мер защиты. Допустимые уровни облучения прописаны в нормах радиационной безопасности, которые обязательно должен знать рабочий персон и не превышать указанных данных.
Обычно для защиты от гамма-излучения целесообразно применять защитные сооружения, которые экономически выгодны и обеспечат значительное ослабление радиационного воздействия. Мощность точечного источника радиации прямо пропорциональна активности облучения, поэтому ее удается ограничить путем меньшего использования и на большем удалении.
Такой вариант защиты предусматривает возможность выполнения работ в определенный промежуток времени, который не позволит получить большую дозу облучения, так как первое свойство ионизирующего излучения — это накопление. Следовательно, чем меньше времени человек находится в зоне повышенного радиационного фона, тем меньший вред это нанесет его здоровью.
Следующий способ защиты от внешнего гамма-излучения выступает снижение его мощности при увеличении расстояния между источником изучения и объекта. Четкие указания по допустимому промежутку времени для нахождения вблизи источника излучения предъявляются рабочему персоналу, по истечению которого люди должны выводиться в безопасную зону.
При работе с источниками повышенной радиационной активности необходимо применение специализированных многослойных экранов, позволяющих существенно снизить интенсивность проникновения опасного излучения.
Отличной защитой от гамма-излучения являются материалы с большим атомным номером и высокой плотностью:
- Свинец.
- Сталь.
- Бетон.
- Свинцовое стекло.
В зависимости от мощности гамма-лучей подбирается необходимый материал для повышенной защиты здоровья людей.
Защита от гамма-излучения: свинец
Для защиты от гамма-излучения применяют чаще всего свинцовый лист. Металл способен задерживать заряженные крупные и мелкие радиационные частицы, а также комбинированные излучения.
Используется свинцовые изделия в медицине, научных институтах, лабораториях для защиты от гамма-лучей, рентгеновского излучения от специализированных приборов в поликлиниках.
Помещения для диагностики организма при помощи рентген аппаратов обязательно должны быть экранированы свинцовыми пластинами во избежание избыточного облучения как медицинского персонала, так и пациентов.
Для защиты от гамма-излучения целесообразно использовать специализированную одежду со свинцовыми прокладками:
- накидки; ; .
Свинцовое стекло используется при проведении опытов с радиоактивными веществами, оно необходимо для установки в специализированном оборудовании в качестве смотрового окна.
Свинец выступает тяжелым металлом, который не взаимодействует с бета- и гамма-лучами, радиоактивными изотопами, поэтому станет эффективным для них препятствием.
Способы защиты от гамма-излучения внутри зданий
Для защиты от внутреннего облучения проводятся мероприятия по уменьшению накопления опасной радиоактивной пыли — это специализированная облицовка стен, пола, потолка, проведение регулярной влажной уборки помещений, обустройство эффективной вытяжной вентиляции.
Дополнительно требуется тщательная личная гигиена персонала, применение индивидуальных средств защиты от альфа излучения (это комбинезоны, шапочки, очки, резиновые перчатки, сапоги, респираторы либо шланговые противогазы). При надевании и снятии СИЗ, чтобы не загрязнить одежду и кожные покровы, окружающие предметы необходимо четко следовать инструкции, проводить контроль мощности дозы рентгеновского и прочего излучения.
Расчет защиты от гамма-излучения
Когда рентгеновские лучи проходят через вещество, они не полностью поглощаются материалом, а ослабляются, то есть уменьшается их интенсивность.
Величина ослабления может быть описана математическим соотношением: линейный коэффициент ослабления зависит от следующих данных:
- типа защитного материала;
- энергии падающего рентгеновского излучения.
Определить максимальную длину пробега гамма-излучения необходимо с учетом атомной массы, плотности поглощающего вещества.
Мощность дозы источников гамма-излучения может быть измерена соответствующими приборами или подсчитана математически.
После измерения мощности радиационных лучей получится правильно подобрать методы защиты от гамма-излучения, чтобы обезопасить пребывание людей вблизи с источником радиации.
Существует ли материал, не пропускающий рентгеновское излучение (т. е. полностью его поглощающий)?
Ослабление излучения в веществе подчиняется экспоненциальной зависимости и определяется количественно по слоям половинного поглощения. Слой половинного поглощения — это толщина защитного материала, необходимая для того, чтобы уменьшить интенсивность излучения вдвое по сравнению с ее первоначальной величиной. Экран, состоящий из 7 слоев половинного поглощения, снижает интенсивность излучения до величины, менее 1 % интенсивности неэкранированного первоначального излучения. Для ослабления рентгеновского излучения чаще всего используют элементы с высоким атомным номером и высокой плотностью: свинец, вольфрам, а также бетон, сталь и др.
ага, вещество нейтронной звезды.
Земные же материалы, включая свинец, могут его лишь ослабить, чем больше толщина материала — тем больше ослабление. Но увы — не до конца
Это не только свинец. Если б был ТОЛЬКО свинец — фиг бы можно было создать флюорографию и вообще рентгеновский аппарат.
Рентгеновское излучение хорошо поглощается галогенидами тяжёлых щелочных металлов (популярная шняга — йодид цезия) и оксидами лантаноидов (опять же популярен оксид гадолиния) . Эти соединения применяются для преобразования рентгеновского излучения в видимое, и там толщина слоя люминофора составлет всего-то сотни микрон. Как видите, вполне эффективное поглощение.. .
Вместо свинца можно взять любой металл с большой атомной массой — медь, золото, даже уран. «Оптические» миры для измерения параметров ренгеночувствительных приёмников изображения как раз из золота делают.
Да любой материал поглощает, вопрос в интенсивности излучения и толщине слоя.
Ученые предложили альтернативу свинцу для защиты от радиации
До сей поры наиболее эффективной защитой от радиации остается свинец. Именно он входит в состав экранов, шлемов и очков, которыми пользуются врачи-онкологи при лечении методом лучевой терапии, и которыми защищают не пораженные опухолями участки тела пациентов и больничные приборы. Ученые готовы предложить современную альтернативу этому материалу, который, во-первых, токсичен сам по себе, а во-вторых — тяжело поддается утилизации.
На основе химического соединения из оксидов стронция и бора, а также диоксида теллура в Южно-Уральском госуниверситете создали материал, который может стать основой для защиты от гамма-излучения, что актуально для целого ряда отраслей, помимо приведенной в качестве примера медицины.
«Стронций-борат-теллуритные стекла обладают как высокой плотностью, так и эффективным атомным номером. Оксид стронция также является оксидом тяжелого металла, и если его добавить к стеклу, то это повысит плотность материала, что является важным параметром в радиационной защите», — цитирует РИА Новости Дарью Тишкевич, младшего научного сотрудника лаборатории роста кристаллов.
Исследователи полагают, что смогут сделать новый материал конкурентоспособным: технология его производства относительно проста, он имеет высокие значения эффективности экранирования и позволяет создавать стекла различной толщины и формы. И при всем при этом имеет сравнительно невысокую стоимость, так как при его производстве не используют дорогостоящее сырье.
Между тем
Ученые предложили также новое применение для электролитических пленок висмута. Ранее они заявляли об их эффективности в качестве защиты от электронного излучения. Теперь же, изучив физико-химические свойства материалов, пришли к выводу, что пленки можно использовать при разработке защиты от ионизирующих излучений.
Российские химики открыли материалы, стойкие к действию радиации
ТАСС, 16 октября. Нижегородские ученые выяснили, что металлорганические соединения некоторых редкоземельных металлов необычно хорошо поглощают радиацию. Они помогут защитить от ионизирующего излучения спутники и улучшить атомные электростанции (АЭС). Работу ученых опубликовал научный журнал Scientific Reports. Кратко об этом сообщает пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
"Столь высокая радиационная устойчивость поможет в будущем разработать установки для прямого преобразования ядерной энергии в электричество. Это позволит создать АЭС нового поколения", — рассказал пресс-службе один из авторов исследования Михаил Бочкарев, профессор Института органометаллической химии Российской академии наук (РАН) и Нижегородского государственного университета.
Работе спутников и космических кораблей в космосе угрожают не только резкие перепады температур, вакуум и механические нагрузки, но и высокий уровень ионизирующего излучения. Два его главных источника — Солнце и космические лучи. Радиация опасна не только для экипажа космических кораблей, особенно при полетах в дальний космос, но и для электронной аппаратуры и обшивки самих пилотируемых аппаратов и беспилотных зондов.
В последние годы ученые активно пытаются решить эту проблему, создавая различные покрытия и наночастицы, которые могли бы поглощать ионизирующее излучение, преобразовать его в другие формы энергии и при этом не разрушаться. Бочкарев и его коллеги значительно расширили защитный арсенал будущих марсонавтов, строителей и работников АЭС и прочих опасных объектов, экспериментируя с соединениями лантана, иттербия, церия и других редкоземельных металлов, а также ряда сложных фторорганических молекул.
Редкоземельный щит
Как отмечает химик, неорганические соединения этих элементов сами по себе необычно хорошо поглощают радиацию, однако ученых давно интересовало, можно ли соединить их с органикой так, чтобы последнюю не разрушали облучение достаточно сильными пучками гамма-излучения, космические лучи или другие формы ионизирующего излучения.
Создавая различные комплексные соединения редкоземельных элементов и органики, исследователи достаточно долго облучали их мощными потоками нейтронов и гамма-квантов. Специалисты наблюдали за тем, смогут ли молекулы этих химических веществ выдержать дозы радиации, которые превышают смертельную для человека почти в тысячу раз.
Эти эксперименты показали, что некоторые из соединений церия, иттербия и органических молекул были невероятно стойки к действию радиации. Они почти не меняли своей структуры даже после поглощения более 900 Грэй ионизирующего излучения, смертельной дозы радиации для большинства существующих солнечных батарей и прочих полупроводниковых электронных приборов.
Единственный недостаток этих соединений — они постепенно становятся радиоактивными при облучении очень большим количеством нейтронов из-за того, что часть атомов редкоземельных металлов поглощает эти частицы и превращается в нестабильные изотопы. Однако это не мешает им блокировать действие радиации и не приводит к разрушению молекул.
"Мы обнаружили, что металлорганические комплексы редкоземельных металлов, в частности, лантаноидов, обладают высокой радиационной устойчивостью. Их можно использовать при конструировании приборов для работы в космических аппаратах или на АЭС. Устройства на основе этих комплексов также могут быть полезны на предприятиях по переработке и обогащению радиоактивных веществ и на территориях, подвергшихся их заражению", — подытожил Бочкарев.