1. Накопленная нами доза (если говорить по простому)
В дозиметрии используются лишь показатели поглощенной эквивалентной эффективной дозы. Ее измеряют в Зивертах (русское обозначение: Зв; международное: Sv).
Все дело в том, что наш организм расположен к накоплению всей поглощенной за свою жизнь радиацией в виде необратимых изменений органов и тканей, а еще радионуклидов, которые оседают во внутренних тканях организма. Так как на нашей планете постоянно присутствует некоторое фоновое излучение, то мы за свою жизнь накапливаем дозу примерно от 100 до 700 мЗв (миллизивертов). Данный показатель рассчитан на ~70 лет жизни. При таких значениях не трудно самостоятельно рассчитать норму полученной накопленной дозы за сутки, за год или за несколько лет. Итак, в нормальных условиях за год мы получаем норму в 1,43 — 10 мЗв, а за 24 часа, соответственно, 0,004 — 0,027 мЗв. С помощью дозиметра накопленный эквивалент дозы измеряется после включения и до момента, пока его не выключат или не обнулят результаты предыдущих измерений.
Однако в некоторых чрезвычайных ситуациях случается так, что человек может «поймать» такую дозу излучения, которая во много раз превышает естественные фоновые показатели. Такую дозу можно накопить за один раз (это разовое облучение), кратковременно (облучение до четырех суток подряд) или на протяжении нескольких лет.
Облучение небольшими дозами, но за длительный промежуток времени, считается намного опаснее, чем облучение за малый промежуток времени, но большой дозой. Скорее всего это происходит из-за того, что человеческий организм способен самостоятельно бороться с облучением радиацией и восстанавливать поврежденные ткани с помощью иммунитета.
Хорошо, если это понятно, предлагаю посмотреть, как воздействуют различные дозы облучения на организм человека:
Естественная доза радиационного фона. Такому облучению подвергаются все люди в повседневной жизни.
Облучение, получаемое экипажем самолета, который совершает перелет Токио – Нью Йорк через Северный полюс.
Средний допустимый уровень ежегодной дозы облучения для работников атомной промышленности и других видов работ, связанных с радиоактивным излучением.
Такой уровень облучения увеличивает вероятность возникновения онкологических заболеваний.
По правилам, при достижении этого порога накопленной дозы, ликвидатора аварии на ЧАЭС более не допускали до опасной работы и отправляли из зоны заражения навсегда.
Основание для эвакуации людей после катастрофы в Чернобыле.
Это варианты получения накопленных доз за длительный промежуток времени.
При кратковременном радиационном облучении граница предельно допустимой накопленной дозы поднимается следующим образом:
Эту дозу можно не учитывать.
Если за одну рабочую смену человек имеет риск превысить порог в 0,2 мЗв, то такая работа относится к радиационно-опасной и предполагает оснащение работника дозиметром.
Допустимое единовременное аварийное облучение. С медицинской стороны каких-либо заметных отклонений в строении органов или тканей не наблюдается.
Разовое облучение свыше 200 мЗв считается критическим, потенциально опасным для здоровья.
Облучение дозой 500 и более мЗв вызывает у человека чувство усталости, могут наблюдаться умеренные изменения в составе крови. Состояние приходит в норму через некоторое время, однако появляется вероятность развития раковых клеток в будущем.
Облучение в 1000-1400 мЗв (1-1,4 Зв) за один раз могут вызвать лучевую болезнь, с тошнотой, рвотой, нарушением трудоспособности (реакция органов на радиацию) и пониженным содержанием белых телец в крови. Возможен летальный исход при отсутствии неотложного лечения.
После облучения высокими дозами облучения в 1500 мЗв (1,5 Зв) и выше измеряют поглощенную дозу в Грэях (русское обозначение: Гр, международное: Gy). 1 Зиверт = 1 Грэй. Необходимо учесть своеобразный «черный» юмор медиков, которые при данном облучении уже не воспринимают человека как «биологический» объект.
1,5-2,5 Гр (1500-2500 мЗв) — протекает легкая кратковременная форма лучевой болезни, проявляющаяся в виде ярко выраженном, продолжающемся длительное время снижении лейкоцитов (лейкопении). В 35-55% случаев может наблюдаться рвота и тошнота в первые 24 часа после облучения. При дозах выше чем 2 грэй — крайне высокий риск летального исхода.
2,5-3 Гр (2500-3000 мЗв) — возникает лучевая болезнь средней степени тяжести. В первые 24 часа у всех облученных наблюдается рвота и тошнота, резко снижается содержание лейкоцитов и возникают подкожные кровоизлияния. Такие высокие дозы вызывают весьма существенный, невосполнимый ущерб здоровью, белокровие и выпадение волос.
Теперь совсем страшные вещи.
Проникающая радиация – смертельные дозы:
3-4 Гр (3000-4000 мЗв) — тотальное повреждение костного мозга, без медицинского вмешательства возможен летальный исход у 50% облученных в течение одного месяца.
4-7 Гр (4000-7000 мЗв) —тяжелая форма лучевой болезни, очень высокая смертность.
Свыше 7 Гр (7000 мЗв) — крайне тяжелая форма острой лучевой болезни. Из крови полностью исчезают лейкоциты. Появляются множественные подкожные кровоизлияния. Смертность абсолютная. Чаще всего причиной смерти являются кровоизлияния и инфекционные заболевания.
10 Гр (10 Зв) — 100% людей, получивших такую дозу облучения, умирают в течение 2-3 недель.
15 Гр (15 Зв) — Можно протянуть целых 5 суток! Смотрите американский научно-фантастический фильм сценариста и режиссёра Нила Бломкампа «Элизиум — рай не на Земле». Там главный герой как раз принимает на себя очень хорошую дозу и видны последствия.
Это было описание воздействия различных доз на организм человека. Для этого в дозиметре и существует такой вид измерения как накопленная доза.
2. Мощность дозы
Второй, но от этого не менее важный показатель дозиметра – мощность дозы эквивалентного облучения. Он показывает, какое количество радиации (сколько Зивертов) в единицу времени при существующем фоне мы получим. Все договорились и за единицу времени взяли один час.
Философ и математик Пифагор утверждал, что «числа правят миром», поэтому перейдем сразу к числам:
Или 20 микрорентген/час —безопасный уровень мощности фонового излучения.
Или 30 мкР/час — предельное безопасное значение фонового излучения.
Или 50 мкР/час — верхний предел допустимой безопасной мощности дозы фонового излучения.
Если мы сократим время непрерывного нахождения в месте, загрязненном радиацией, до нескольких часов, тогда у нас появится возможность перенести излучение мощностью до 10 мкЗв/час без особого вреда для здоровья, а если сократить время до нескольких десятков минут — относительно безвредно облучение с интенсивностью до нескольких миллизивертов в час (для примера — всем известный рентген в поликлинике, флюорография и др.).
Именно для понимания того, какой уровень радиации нас окружает и что с ним делать, необходимо использование дозиметра.