Физика в быту

Вплоть до 1950-х производилось также урановое стекло. Оно имеет красивый зеленоватый оттенок, красиво блестит, а при освещении ультрафиолетом ещё и флюоресцирует. Стекло с добавлением урана начали выпускать ещё в 1830-х, причём до Второй мировой войны использовался природный уран – минерал, содержащий, помимо урана, все радиоактивные члены урановых семейств и обладающий поэтому высокой активностью. Содержание такого урана в некоторых стёклах 1920-х годов достигало 25 %! После войны, когда выпуск уранового стекла ненадолго был возобновлён, в него уже добавлялся чистый уран без «потомков», так что активность новых стёкол была гораздо ниже, а массовая доля урана обычно не превышала 2 %. Из уранового стекла делали всевозможную посуду, а также украшения. Посуда не представляет особой радиационной опасности для потребителя (особенно если хранится в серванте за стеклом); но вот стеклодувы, работавшие со стеклом, пострадали очень серьёзно.

Урановое стекло перестали выпускать, главным образом, потому, что уран стал ценным стратегическим сырьём для военной промышленности, а также для атомных электростанций. К тому же стоимость урана очень сильно выросла.

Дозы и единицы их измерения

Постепенно накапливались данные по негативному действию ионизирующих излучений на организм человека. Так, с середины 1920-х начали болеть работницы американской часовой фабрики, производящей часы с радиевой светомассой. Работницы смачивали слюной палитры, на которых разводили радиолюминесцентную краску, и вскоре у них начали выпадать зубы и разрушаться челюсти, были и смертельные исходы. Многие учёные – пионеры изучения радиоактивности – впоследствии умерли от хронической лучевой болезни. Ведь первичное действие радиации на организм не ощущается человеком (если доза не смертельна), симптомы лучевой болезни проявляются лишь спустя некоторое время.

В 1934 году в возрасте 66 лет от лучевой анемии угасла Мария Кюри. Её дочь Ирен, также работавшая с радиоактивными препаратами, умерла от лейкемии.

Чтобы контролировать воздействие радиации на человека, в 1921 году во многих странах были созданы национальные комитеты по защите от ионизирующих излучений. Они решали вопросы об измерении доз этих излучений и об их воздействии на живые и неживые объекты. Вскоре была введена первая единица измерения таких излучений – рентген (Р). Она характеризует способность излучения создавать ионы в сухом воздухе. С 1990 года эта единица не используется, однако вы можете ещё встретить старые дозиметры, отградуированные в рентгенах.

В процессе взаимодействия ионизирующего излучения с веществом часть энергии излучения поглощается. Именно поглощенная энергия – исходная мера вредоносности всех последующих процессов, которые в конечном итоге приводят к биологическим изменениям в живом организме. Количественно действие ионизирующего излучения (независимо от его природы) оценивается по энергии, переданной живым тканям.

Энергия ионизирующего излучения любого вида, поглощённая одним килограммом вещества, называется поглощённой дозой. Единица её измерения Дж/кг (мы не будем здесь приводить название этой единицы, чтобы не запутать читателя новыми словами).

Но при одной и той же поглощённой дозе степень поражения биологических тканей разными видами излучений (α, β, γ-излучениями, рентгеновскими лучами, заряженными частицами космических лучей) различается. Чтобы учесть эти различия, ввели коэффициент относительной биологической эффективности К (можно было бы назвать его коэффициентом вредоносности). Для рентгеновского, β и γ-излучений К = 1. Альфа-излучение радиоактивных ядер при той же поглощённой дозе в 20 раз опаснее, потому что на единице своего пути альфа-частицы производят гораздо больше ионов. Для α-излучения принято К = 20. Для всех других частиц в зависимости от их энергий имеются свои значения К.

Чтобы оценить совокупный вред всех видов излучений, ввели понятие эквивалентной дозы. Для её вычисления поглощённую дозу каждого вида излучений умножают на соответствующий данному виду коэффициент К, а потом всё суммируют – это и есть эквивалентная доза, количественная мера биологического воздействия облучения. Единицей её измерения является зиверт (Зв). Именно в зивертах мы будем приводить в дальнейшем значения тех или иных доз. При этом мы можем не конкретизировать, о каких видах излучений идёт речь – достаточно числового значения эквивалентной дозы в зивертах.