Teres-1t.ru

Инженерные решения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерение радиационного фона

Измерение радиационного фона

Масштабные катастрофы в человеческой истории приучили людей бояться радиации. Но мало кто задумывается о том, что источником опасности может быть не только ядерный взрыв или техногенная авария. Угрозой для здоровья людей является и естественная радиация.

В конце XIX века ученый Рентген обнаружил новый вид излучения. Способностью самопроизвольно испускать невидимые лучи обладают атомы некоторых металлов, например, урана. Это явление называется радиоактивностью, а излучение – ионизирующим.

новый вид излучения

Основные свойства ионизирующего излучения:

  • способность образовывать ионы;
  • проникновение вглубь предметов, из-за чего радиация часто называется проникающей;
  • невозможность обнаружения лучей органами чувств, отсутствие у них запаха, цвета, вкуса.

Величина излучения определяется с помощью приборов-дозиметров.

Хронология событий и не совсем адекватные действия жителей города

Так радиоактивны пыль была показа в сериале.

В начале сериала показано, как жители Припяти ночью и с детьми смотрят на пожар. Камера фокусируется на оседающую на них радиоактивную пыль. В реальности большинство жителей города узнали о пожаре на Чернобыльской АЭС только лишь утром. Да и вряд ли бы семьи ядерщиков решили бы стоять под оседающим пеплом горящей АЭС.

Хронологическая неточность также наблюдается в сцене с вертолетом, несшим смесь для засыпки горящего реактора. Нет, само трагическое происшествие произошло в реальности, но многим позже, через несколько месяцев после аварии, а не на следующий день, как показано в фильме. В сериале также имеется намек то, что падение вертолета произошло из-за того, что воздушное судно пролетело слишком близко к реактору и получило огромную дозу радиации, которая вывела из строя его электронику. В действительности вертолет ликвидаторов потерпел крушение после столкновения с краном, зацепив его трос.

Теперь про квантовое бессмертие

Что же это такое? Если официальным языком, то:

Квантовое бессмертие — мысленный эксперимент, вытекающий из мысленного эксперимента с квантовым самоубийством и утверждающий, что, согласно многомировой интерпретации квантовой механики, существа, имеющие способность к самосознанию, бессмертны.

Квантовая механика

Ученые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько миров. Это микромир, к которому относятся атомы, молекулы, протоны и фотоны, то есть все маленькие частицы. Макромир – это наш обычный мир, где мы живем, и все вещи, которые мы видим перед собой: машины, поезда, люди, деревья, животные. И Мегамир – это планеты, солнечная система, вселенная и все крупные объекты, которые кажутся нам невероятно большими.

В нашем мире все можно объяснить обычной механикой. Здесь работают законы физики, закон Ньютона. Но в маленьком мире этого не происходит. Мы живем в обычном мире, где ездят машины, летают самолеты, и мы привыкли, что везде все должно работать по законам физики, а если где-то это перестает работать, то для нас это мистика и мы в это не верим. По крайней мере, мы так думаем. Квантовая механика, как раз, старается объяснить процессы, которые там происходят. А когда мы понимаем, что это все научно доказано, то нам становится не по себе.

Квантовая механика, как наука, является очень сложной и непонятной. Но, в то же время, она очень интересна и может помочь человечеству ответить на самые интересные вопросы. Ученый физик Ричард Фейман сказал: «Это нормально не понимать квантовую механику, потому что её никто не понимает».

Пример

Главный принцип, от которого стоит отталкиваться в дальнейшем и который нужно понять, чтобы понять квантовое бессмертие – это принцип суперпозиции. Он гласит о том, что любой предмет в нашем мире находится в нескольких положениях одновременно. Возьмем кота. Сейчас он лежит на кровати, с тем же он лежит на стуле, ест на кухне и все это одновременно, просто в разных мирах. Это и есть доступное объяснение принципа суперпозиции.

А теперь возьмем микромир, он является основным в нашем познании квантовой механики. Вместо кота там маленькие частицы, например, фотоны. Мы их изучаем, чтобы выяснить одно лишь единственное их положение в мире, а не в принципе суперпозиции. И дело в том, что, когда мы начинаем их изучать, вся суперпозиция пропадает и фотон оказывается в том положении, в котором он есть и будет. Также и ваш кот сейчас лежит на диване, и это единственное то, что он делает в этот момент времени.

Еще немного про квантовую механику

На данный момент ученые не могут объяснить, как и почему один предмет может находиться в нескольких местах одновременно. Также, в квантовой механике существуют несколько интерпретаций, которые несколько отличаются друг от друга. Прежде чем начать говорить о квантовом бессмертии, стоит понять, что они значат.

Физики-теоретики Нильс Бор и Вернер Гейзинберг сформировали Копенгагенскую интерпретацию в 20 веке. Согласно ей, фотоны и другие частицы в микромире могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Когда мы пытаемся измерить микромир, мы воздействуем на него, тем самым он меняется и остается таким навсегда, а все другие его состояния удаляются и больше не проявляются никогда. Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять. Это возможные его состояния. Но, когда вы посмотрите на него, он ляжет на кровать и продолжит там лежать. Это станет единственным его состоянием, а другие пропадут и не будут существовать в других мирах.

Многомировая интерпретация. В 1957 году ее озвучил Американский физик Хью Эверит. Согласно ей, когда человек наблюдает за фотоном, в этот момент мир разделяется на двое. В одном мире фотон идет прямо, а в другом волнообразно. Мы же попадаем в один из этих миров совершенно случайно, без какого-либо принципа. Только представьте, что где-то один ученый смотрит на обычный свет, который светит в дырки, а из-за этого целый мир разделяется на двое. Мы остаемся в нашем, а где-то в другой вселенной появляется новый мир, похожий на наш, но там все будет происходить по-другому. Этой версии придерживаются большинство ученых.

Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоятьЧтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять

Радиация. Часть 2: Средства и методы измерения

В статье «Радиация. Часть 1. Радиоактивность и радиационный фон.» мы рассмотрели природу радиации — что такое радиация (ионизирующее излучение) и радиоактивность, понятие радионуклидов и периода полураспада, влияние радиации на организм человека, и немного рассказали о радиоактивных предметах вокруг нас.

Далее разговор пойдёт о средствах и методах измерения радиации, радиоактивности и радиационного фона.

Что измеряет и чего не измеряет дозиметр?

Дозиметр измеряет мощность дозы ионизирующего излучения непосредственно в том месте, где он находится. Основное предназначение бытового дозиметра — измерение мощности дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверка тем самым на радиоактивность подозрительных предметов. Однако скорее всего, Вам удастся заметить только достаточно серьезные повышения мощности дозы.

Поэтому индивидуальный дозиметр поможет прежде всего тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС (как правило, все эти места хорошо известны).

Кроме того, такой прибор может быть полезен в незнакомой удаленной от цивилизации местности (на пример при сборе ягод и грибов в достаточно «диких» местах), при выборе места для строительства дома, для предварительной проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве. В этих случаях полезен он будет только при весьма существенных радиоактивных загрязнениях. Не очень сильные, но тем не менее небезопасные загрязнения бытовым дозиметром обнаружить очень трудно.

Относительно возможности проверять с помощью бытового дозиметра соответствие радиационных параметров установленным нормам можно сказать следующее: дозовые показатели (мощность дозы в помещениях, мощность дозы на местности) для отдельных точек проверить можно, однако бытовым дозиметром очень трудно обследовать все помещение и добиться уверенности в том, что не пропущен локальный источник радиоактивности.

Почти бесполезно пытаться измерять радиоактивность продуктов питания или стройматериалов с помощью бытового дозиметра. Дозиметр способен выявить разве что очень сильно загрязненные продукты или строительные материалы, содержание радиоактивности в которых в десятки раз превосходит допустимые нормы. Для продуктов и строительных материалов нормируется не мощность дозы, а содержание радионуклидов, а дозиметр принципиально не позволяет измерять этот параметр.

Как правильно пользоваться дозиметром?

Следует пользоваться дозиметром в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией.

Также необходимо учитывать, что при любых измерениях радиации присутствует естественный радиационный фон. Поэтому сначала выполняют измерение дозиметром уровня фона, характерного для данного участка местности (на достаточном удалении от предполагаемого источника радиации), после чего выполняют измерения уже в присутствии предполагаемого источника радиации. Наличие устойчивого превышения над уровнем фона может свидетельствовать об обнаружении радиоактивности.

В том, что показания дозиметра в квартире больше в 1,5 — 2 раза, чем на улице, нет ничего необычного. Кроме того, необходимо учитывать, что при измерениях на «уровне фона» в одном и том же месте прибор может показать, например, 8, 15 и 10 мкР/час. Поэтому для получения достоверного результата рекомендуют провести несколько измерений и затем вычислить среднее арифметическое. В нашем примере среднее составит (8+15+10)/3 = 11 мкР/час.

Какие бывают дозиметры?

В продаже можно встретить как бытовые, так и профессиональные дозиметры. Последние имеют целый ряд принципиальных преимуществ. Однако, эти приборы весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра), а ситуации, когда эти преимущества могут быть реализованы, крайне редки в быту. Поэтому приобретать надо бытовой дозиметр.

Особо следует сказать о радиометрах для измерения активности радона: хотя они бывают только в профессиональном исполнении, но их использование в быту может быть оправданным.

Подавляющее большинство дозиметров являются прямопоказывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямопоказывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение — индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно-опасных объектах и в медицине. Поскольку провести перезарядку такого дозиметра или считать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры, его нельзя использовать для принятия оперативных решений.

Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение предустановленного изготовителем нормативного уровня радиации по принципу «да-нет» и благодаря этому просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 — 2 раза. Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.

Бытовые дозиметры в основном различаются по следующим параметрам:

  • типы регистрируемых излучений — только гамма, или гамма и бета;
  • тип блока детектирования — газоразрядный счетчик (также известен как счетчик Гейгера) или сцинтилляционный кристалл/пластмасса; количество газоразрядных счетчиков варьируется от 1 до 4-х;
  • размещение блока детектирования — выносной или встроенный;
  • наличие цифрового и/или звукового индикатора;
  • время одного измерения — от 3 до 40 секунд;
  • наличие тех или иных режимов измерения и самодиагностики;
  • габариты и вес;
  • цена, в зависимости от комбинации вышеперечисленных параметров.
Бытовой дозиметр-радиометр гамма- и бета-излучения АНРИ-01-02 «Сосна». Цена — $10-30 Тип детектора — 2 встроенных газоразрядных счетчика. Цифровой индикатор на жидких кристаллах Время, затрачиваемое на 1 измерение — 20 секунд. Габариты прибора 133х82х45 мм, масса 350 г.
Профессиональный радиометр СРП-88, предназначенный для поиска и обнаружения источников гамма- излучения (например, при обследовании металлолома). Ориентировочная стоимость — $1.500. Тип детектора — сцинтилляционный кристалл, блок детектирования — выносной. Цифровой и стрелочный индикаторы. Время, затрачиваемое на 1 измерение — от 1 до 10 секунд. Масса прибора — 2,2 кг.

Что делать, если дозиметр зашкаливает или его показания необычно большие?

  • Убедиться, что при удалении дозиметра от того места, где его «зашкаливает», показания прибора приходят в норму.
  • Убедиться, что дозиметр исправен (большинство приборов такого рода имеют специальный режим самодиагностики).
  • Нормальную работоспособность электрической схемы дозиметра могут частично или полностью нарушать замыкания, протечки батареек, сильные внешние электромагнитные поля. Если есть возможность, желательно продублировать измерения с помощью другого дозиметра, желательно другого типа.

Если же вы уверены, что обнаружили источник или участок радиоактивного загрязнения, НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не следует пытаться самостоятельно избавиться от него (выбросить, закопать или спрятать). Следует как-то обозначить место своей находки, и обязательно сообщить о ней службам (например, МосНПО «Радон» в Москве), в чьи обязанности входит обнаружение, идентификация и захоронение бесхозных радиоактивных источников. Читайте также:

Дозиметр радиации. Виды и применение. Как выбрать и пользоваться

Дозиметр радиации — это инструмент для измерения радиоактивного излучения. Он позволяет замерять радиационный фон в помещениях, а также общее количество радиоактивных веществ в любых окружающих предметах. Их использование обязательно на потенциально опасных производствах: на атомных станциях, на оружейных заводах и фабриках по производству медтехники.

В быту этот прибор тоже может быть очень полезным. Ведь уровень радиации очень сильно влияет на здоровье человека. Она имеет свойство накапливаться в организме и способна вызывать различные болезни, в том числе онкологические. Безопасным принято считать радиационный фон до 50 микрорентген в час.

Istochniki radiatsionnogo fona

Бытового дозиметра вполне достаточно, чтобы определить уровень радиоактивного заражения. И если датчик показывает, что допустимая норма превышена, лучше покинуть место нахождения или устранить из своего окружения предмет-источник заражения.

Конструкция дозиметра радиации и принцип работы

Главной рабочей деталью аппарата является датчик радиации. Именно от него зависит, как быстро можно получить данные и насколько они будут точны. Под действием альфа-, бета- и гамма-излучения в датчике происходят скачки напряжения, которые преобразуются в числовые данные.

Датчики отличаются друг от друга чувствительностью и бывают:
  • Слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера. Их устанавливают в бытовые дозиметры. Фиксируют альфа- и бета- частицы.
  • Газоразрядные. Используются для небольших, карманных приборов. Регистрируют бета- и гамма-излучение и показывают только критический уровень.
  • Термолюминесцентные лампы встречаются в дозиметрах для индивидуального пользования. Замеряют накопленную дозу радиации.
  • Сцинтилляционные кристаллы. Фиксируют фотоны и их чувствительность максимальна. Однако бесполезны для измерения альфа-излучения.
  • Пин-диоды — наименее чувствительные датчики, которые фиксируют только критические уровни. Как правило, устанавливаются в телефонные штекеры.

Другим составным элементом дозиметра выступает система оповещения. В бюджетных бытовых устройствах она представляет собой светодиоды и звук. Чем выше радиационный фон, тем интенсивнее мерцание и характерное потрескивание прибора. Более новые дозиметры, а также профессиональные модификации оснащены преобразователем данных и экраном для их отображения.

Дозиметр радиации может иметь и дополнительные функции, например, выносной детектор, настройку режимов измерения и подключение к ПК или планшету для анализа данных. Наиболее подходящая модель подбирается с учетом требований потребителя и условий применения.

Классификация приборов
По своему назначению дозиметры подразделяются на:
  • Бытовые. Реагируют только на гамма-излучения, имеют высокую степень погрешности и применяются для замера радиационного фона в помещении, а также излучение от продуктов питания и иных предметов.
  • Профессиональные. Фиксируют альфа-частицы, протоны и нейтроны. Измеряют уровень и дозу излучения в помещениях и на местности, от живых объектов, предметов, газов и жидких веществ. Такие модели обязательно регистрируются в реестре Росстандарта.
  • Промышленные. Предназначены для постоянного контроля за уровнем радиации. Устанавливаются на АЭС, горно-обогатительных предприятиях и т.п.
  • Военные. Предназначены для использования в военное время.
Среди бытовых устройств выделяют персональные, карманные и портативные.

Персональные по размеру напоминают обычный брелок. Могут регистрировать бета-, гамма-частицы, поток нейтронов и фотонов. Реагируют на превышение допустимого порога звуком или вибрацией. Некоторые приборы обладают световым сигналом. Дисплей у такого устройства отсутствует, и числовые данные можно получить только при подключении к компьютеру. Предназначены они для информирования своего хозяина о его нахождении в потенциально опасной зоне.

Карманный дозиметр радиации позволяет не только выявлять повышение допустимого фона бета- и гамма-излучения, но и запечатлевать полученные данные. Они имеют небольшие размеры, питаются от аккумулятора или батареек, имеют экран и несложное меню.

Dozimetr radiatsii karmannyi

Есть и более оснащенные варианты, которые подключаются к телефону и/или планшету и имеют больший функционал.

Портативные совмещают в себе дозиметр и радиометр. В их функции входит еще и поиск зараженного предмета или объекта. Реагируют на гамма-излучение, используют разные виды оповещения (свет, звук), отображают данные на дисплее и имеют возможность подключения к ПК для анализа данных.

Как выбрать дозиметр радиации

Для того, чтобы определиться с моделью устройства, нужно прежде всего разобраться в том, для каких целей оно будет применяться. Установить, что окружающий радиационный фон превышает допустимые значения, в состоянии любой прибор. Если требуется только получать подобную информацию, подойдет обычный сигнализатор.

Для получения подробных данных об излучении требуются более чувствительные измерители, например МКС-03СА. Для обнаружения источника заражения применяются устройства поиска — они определяют направление к объекту излучения по колебаниям фона.

Dozimetr radiatsii personalnyi

Если наряду с источником нужно установить тип изотопа, потребуются спектрометры, к примеру, лазерный дозиметр ЛД-07.

Lazernyi dozimetr LD-07

При выборе прибора для применения в домашних условиях, следует обращать внимание и на другие характеристики:
  • Верхний порог измерений. Желательно, чтобы он был не ниже 10 000 мкР/ч.
  • Типы датчиков и их количество в устройстве. Лучше, если в дозиметре несколько датчиков, позволяющих замерять разные виды излучений.
  • Производитель и наличие сертификата качества.
  • Размеры — бытовой дозиметр радиации должен быть компактным, помещаться в ладони и кармане.
  • Особенности работы. Желательно, чтобы питание прибора осуществлялось при помощи батареек, а экран был монохромным.
  • Система оповещения — звуковой, световой сигнал или отображение на дисплее.
  • Существование дополнительного функционала в зависимости от требований пользователя.
  • Возможность и тип подсоединения к гаджетам и ПК.

Дозиметр радиации с пин-диодами в практическом применении показал себя просто бесполезным, поэтому от него лучше отказаться.

Как правило, эксплуатация бытовых дозиметров не вызывает затруднений у пользователя. К тому же, к ним прилагается подробная инструкция. Проверить исправность тоже довольно просто — достаточно посмотреть на показания.

Проблемы с полицией

Парень разобрал реактор и хотел вывезти компоненты в лес. Ночью 31 августа 1994 года он загрузил все в багажник своего Plymouth 6000 и отправился в дорогу, но его остановила полиция. Соседям показалось, что Дэвид воровал покрышки, и позвонили копам. Те потребовали открыть багажник.

Увиденное их насторожило, особенно после предупреждения водителя: мол, лучше ничего не трогайте, здесь радиоактивные вещи. Полицейские решили, что парень собирал атомную бомбу, и вызвали отряд саперов вместе со специалистами по здравоохранению. Когда выяснилось, что торий и америций не встречаются в природе в столь сильной концентрации, какая обнаружилась в багажнике машины, делом заинтересовались серьезные органы, включая ФБР.

17-летний парень оказался не из простых: он не испугался ни полиции, ни людей в строгих костюмах, которые допрашивали его. Судя по всему, силовики недооценили молодого человека. Они съездили в дом к отцу Хана и не нашли там ничего подозрительного. Парень умолчал, что настоящая лаборатория была в сарае у дома его матери, а копы не стали проверять ее жилище. Только спустя три месяца Дэвид рассказал, где соорудил реактор. Отправившиеся туда специалисты установили, что уровень радиации некоторых предметов превышал допустимый в тысячу раз.

Расходы по утилизации радиоактивных вещей на могильнике в штате Юта обошлись властям в круглую сумму, и родителям Дэвида выставили счет на $60 000. Парень сильно переживал происходящее: его семья не была состоятельной, к тому же Хан остался без любимого дела. Что еще хуже, подростка взяли на карандаш агенты ФБР. Они опасались его дальнейших экспериментов, к тому же человек с подобными знаниями мог быть полезен террористам.

По настоянию родителей Дэвид поступил в Macomb Community College, где изучал металлургию, но постоянно прогуливал занятия. Наконец, мать с отцом предложили ему отправиться в армию. Парень попал на авианосец (по иронии судьбы, атомный) USS Enterprise, где занимался рутинными делами, а в свободное время продолжал изучать химию.

Отказавшись от военной карьеры, Хан вернулся на гражданку. Через некоторое время парня застукали на краже детекторов дыма — тех самых, которые содержат америций. Дэвида отправили на три месяца за решетку. Дальнейшие годы его жизни прошли относительно спокойно, а незадолго до смерти он хотел получить разрешение на работу механиком.

Дэвида Хана не стало два года назад: он умер 27 сентября 2016 года в возрасте 39 лет. Поначалу высказывались предположения, что сыграло свою роль долгое воздействие радиации. Но обследования при жизни показывали, что серьезного урона здоровью Хан себе не заработал. Да и сам парень заявлял, что своими экспериментами укоротил свою жизнь «не более чем на пять лет». Причина смерти оказалась совсем другой: отравление алкоголем. Оставить след в истории, как того хотел Дэвид, у него так и не получилось.

Теория Шредингера получила практическое применение:

  • в квантовых вычислениях;
  • в квантовой криптографии.

Приведем пример:

Световой сигнал передается по оптическому волокну, которое находится в суперпозиции двух состояний. В случае подключения злоумышленников к кабелю и отвода сигнала для прослушивания передаваемой информации произойдет схлопывание волновой функции (по копенгагенской интерпретации появится наблюдатель) и свет перейдет в одно из двух состояний. Произведя измерения света на приемном конце оптического волокна, можно установить, будет ли свет находиться в суперпозиции состояний, вычислить произведенное над ним наблюдение и передачу в другой пункт. Таким образом можно создать средства связи, исключающие незаметный для передающего перехват сигнала и подслушивание информации третьими лицами.

Как видите, эксперимент с котом Шредингера не самое сложное понятие в физике. Разобраться с ним достаточно легко. Так же просто специалисты Феникс.Хелп могут объяснить более сложные опыты, понятия и формулы. Смело обращайтесь за помощью!

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Поверка счетчиков арендатор или арендодатель
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector