Радиофобия. Стоит ли бояться радиации?

В настоящее время средствами массовой информации часто преподносится информация о том, что радиация это нечто безусловно вредное, убивающее, калечащее и превращающее мирных граждан в мутантов с тремя головами. Другими словами, насаживается радиофобия. Попробуем разобраться, насколько радиация опасна на самом деле и стоит ли обычному человеку бояться.

Начнём с того, что слово «radiation» переводится с английского как «излучение». Физики называют радиацию ионизирующим излучением.
В природе существует четыре основных вида ионизирующих излучений: альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение и нейтронное излучение. Каждый из этих видов излучений имеет различное происхождение и, соответственно, по-разному взаимодействует с окружающей материей. Так, например, альфа-излучение является потоком ядер гелия-4, бета —потоком электронов или позитронов, гамма — электромагнитное излучение, не имеющее заряда и массы. Нейтронное же излучение — отдельный специфический вид излучения, характеризующееся наиболее сложными взаимодействиями с веществом ввиду наличия массы и отсутствия заряда у нейтрона.
Самое интересное, что практически со всеми видами ионизирующих излучений мы сталкиваемся практически ежедневно, даже не подозревая об этом, и чувствуем себя прекрасно. Например, альфа-активные изотопы полония содержатся в золе, особенно в табачном пепле (курение убивает, полоний и правда очень опасен), нейтронное и гамма-излучения входят в естественный радиационный фон Земли и прилетают к нам из космоса в составе Галактических Космических Лучей (ГКЛ). Этим и объясняется то, что на высоте, например, во время полёта на самолёте мы получаем дозу в 30-40 раз больше, чем находясь на поверхности Земли. Подробнее о дозах излучения немного позже.
Более того, мы сами радиоактивны! В природе содержится как минимум 3 вида радиоактивных изотопов — изотопы тория, урана и калия-40, и все эти изотопы по понятным причинам содержатся в организме человека. Радиоактивным калием, вообще говоря, очень богаты бананы, которые мы с вами очень любим. Изотопами, кстати, называют элементы с одинаковым зарядом, но разной массой. Во многих случаях изменение массы элемента и приводит к тому, что элемент начинает самопроизвольно излучать, то есть становится радиоактивным.

Теперь немного о дозах излучений. Дозой излучения называют величину, использующуюся для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества. Мощностью дозы — дозу в единицу времени.
Существует несколько основных типов доз:
-Поглощённая доза. Показывает, какое количество энергии передаётся веществу массой 1 кг. Да, разумеется, при взаимодействии ионизирующих излучений с веществом происходит передача энергии массе вещества. Поглощённая доза измеряется в Греях [Гр]. 1 Гр = 1 Дж/1кг. Поглощённая доза не даёт нам точного представления о том, насколько опасен тот или иной тип излучения, в этом нам поможет понятие эквивалентной дозы.
-Эквивалентная доза. Эквивалентной дозой называют величину, равную величине поглощённой дозы, домноженной на коэффициент качества определенного вида излучения. Измеряется в Зивертах [Зв]. Так, для гамма-излучения коэффициент качества составляет 1, а для альфа-излучения 20. Таким образом, 1 Гр для гамма-излучения равен 1 Зв, а для альфа излучения 1 Гр = 20 Зв, то есть альфа-излучение в 20 раз опаснее, чем гамма. Стоит успокоить читателя тем, что альфа-излучение ввиду большой массы при движении в веществе несет большие потери на ионизацию этой самой среды и поэтому имеет малый пробег (человек может защититься от этого вида излучения листом бумаги, кожа человека также превосходно защищает от этого вида излучений). Наиболее опасно альфа-излучение при внутреннем облучении (например, если вдохнуть альфа-радиоактивную пыль, привет курильщикам).

-Эффективная доза. Характеризует влияние того или иного вида излучения на тот или иной орган или ткань человека. Вычисляется как значение эквивалентной дозы, домноженное на поправочный коэффициент для каждого органа. Наиболее восприимчивы к излучениям органы и ткани, в которых происходит быстрое деление клеток: костный мозг, половые органы, слизистые оболочки. Соответственно, для таких органов и тканей поправочный коэффициент наибольший. На этом же принципе строится лечение раковых заболеваний: раковые клетки делятся крайне быстро, а потому наиболее восприимчивы к излучениям.

-Экспозиционная доза — это отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобождённых или порождённых фотонами (рентгеновским излучением) в элементарном объёме воздуха, к массе воздуха в этом объёме. Единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, делённый на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица —рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р. Принято считать, что 1 Зв = 100 Р.
Немного о цифрах, чтобы читатель мог ориентироваться в информации о «зашкаливающих дозиметрах», льющейся из телевизора. Стандартный природный фон на поверхности Земли — 0.1-0.2 микрозиверта в час (мкЗв/ч, одна миллионная зиверта), мощность дозы при полёте на самолете ~3 мкЗв/ч. Единоразовая доза, полученная в результате одного снимка у рентгенолога, составляет порядка 35 мкЗв. Излучение от пепла сигареты составляет порядка 1-2 мкЗв/ч. Радиоактивные пески (монациты) Таманского полуострова излучают мощности доз порядка 30-500 мкЗв/ч, что связано с большим наличием в них природного урана и тория. Острая лучевая болезнь же начинается, как правило, с доз 1 Гр и выше. Смертельная доза радиации — 6 и более Гр.

А теперь сопоставим эти цифры с допустимыми нормами. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) говорят, что обычный человек (категория «население») может получить дозу не более 1 мЗв в год (одна тысячная Зв) в среднем за последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год. Самое интересное, что здесь имеется в виду только доза от техногенных источников. Попробуйте посчитать, сколько вам нужно сделать в год рентгеновских снимков, чтобы набрать хотя бы 1 мЗв, не говоря уже о начале лучевой болезни. Природные источники излучений тут даже не учитываются, настолько малый вклад они вносят (хотя я бы посомневался насчет радиоактивных песков). Для персонала атомной отрасли допустимы нормы в 20 раз больше, но не более 50 мЗв/год. При этом я лично знаю множество сотрудников атомной отрасли, доживающих до 90 лет, несмотря на то, что в советское время нормы радационной безопасности были мягче.

О воздействии радиации на организм. Ионизирующие излучения могут повлечь два типа биологических эффектов — детерминированные (вызванные непосредственно влиянием излучения: лучевая болезнь, катаракта) и стохастические, то есть случайные (например, рак). Соответственно, вероятность их возникновения пропорциональна дозе излучения. В Нормах указаны максимальные безопасные дозы, которые повлекут за собой стохастические эффекты с минимальной вероятностью.

Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что те дозы излучений, который получает обычный человек в течение жизни, не повлекут каких-либо негативных эффектов. Но, как говорится, всё хорошо в меру. Безусловно, при различных радиационных авариях (например, на Чернобыльской АЭС) дозы излучения, полученные ликвидаторами, были колоссальны, но даже несмотря на это, многие из них ещё живы либо умерли от причин, не связанных с радиацией.

Будьте здоровы и не верьте всему, что говорят вам с экранов телевизоров.

P.S. На фото ниже показано число нейтронов, зарегистрированных дозиметром на нейтронов на квадратный сантиметр за время написания статьи (~2 часа).