Що таке рентген, грей і зіверт? Чому для радіації існує одразу кілька одиниць вимірювання? Які дози є безпечними, а які становлять загрозу для життя?
Раніше вже було розказано про види радіації: альфа-, бета-, гамма-випромінювання та нейтрони. Але тепер виникає нове запитання. Після аварії на Чорнобильській АЕС у повідомленнях можна було почути цифри: 5 рентген на годину, 100 мілізівертів, 2 грея. Скільки це? Багато чи мало? Чому радіацію вимірюють різними одиницями? Що гірше 1 зіверт чи 100 рентгенів?
Щоб це зрозуміти, уявімо звичайний дощ. Можна виміряти, скільки води випало з неба. А можна виміряти, наскільки сильно людина промокла і наскільки це небезпечно для її здоров’я. З радіацією ситуація дуже схожа.
Рентген
Першою широко відомою одиницею став рентген, названий на честь німецького фізика Вільгельма Конрада Рентгена, який у 1895 році відкрив рентгенівські промені. Рентген показує, наскільки сильно випромінювання іонізує повітря, тобто скільки електрично заряджених частинок виникає в ньому під дією рентгенівського або гамма-випромінювання.
Саме тому старі дозиметри часто показували значення в рентгенах на годину. Під час аварії на Чорнобильській АЕС ця одиниця постійно звучала в офіційних повідомленнях. Проте рентген має важливий недолік. Він добре описує те, що відбувається в повітрі, але майже нічого не говорить про те, яку дозу отримала людина.
Грей
Щоб розв’язати цю проблему, вчені запровадили іншу одиницю — грей. Вона названа на честь британського фізика Луїса Гарольда Грея, який досліджував вплив радіації на живі тканини. Один грей означає, що кожен кілограм речовини поглинув один джоуль енергії випромінювання.
Якщо продовжити аналогію з дощем, то рентген показує силу дощу, а грей — скільки води вже ввібралося в одяг.
Але навіть цього виявилося недостатньо. Річ у тім, що однакова кількість поглинутої енергії може по-різному впливати на живі тканини. Наприклад, альфа-частинки руйнують клітини значно сильніше, ніж гамма-промені при однаковій поглинутій енергії.
Зіверт
Тому вчені створили ще одну одиницю — зіверт. Вона названа на честь шведського фізика Рольфа Зіверта. Зіверт показує не просто кількість поглинутої енергії, а реальний біологічний вплив випромінювання на організм людини. Саме тому сучасні норми радіаційної безпеки майже завжди виражаються у зівертах.
Якщо говорити дуже просто, рентген показує, що відбувається у повітрі, грей — скільки енергії поглинуло тіло, а зіверт — наскільки небезпечною ця доза є для людини.
Саме тому більшість сучасних дозиметрів показують не зіверти, а мікрозіверти на годину. Один мікрозіверт — це одна мільйонна частина зіверта. У нормальних умовах природний радіаційний фон зазвичай становить приблизно 0,1 мікрозіверта на годину. Саме в такому радіаційному середовищі людство живе постійно.
Дози опромінення
Кожна людина щороку отримує певну дозу природного опромінення. У середньому вона становить від 2000 до 4000 мікрозівертів на рік. Частина цієї дози надходить із космосу, частина — від гірських порід і будівельних матеріалів, а частина — від природних радіоактивних ізотопів, які містяться навіть у нашому організмі.
Для порівняння, рентгенівський знімок зуба дає кілька мікрозівертів. Рентген грудної клітки — приблизно 100 мікрозівертів. Комп’ютерна томографія всього тіла дає вже від 10 000 мікрозівертів, тобто, одну соту зіверта. Саме тому такі дослідження проводять лише тоді, коли користь від них значно перевищує ризики.
Для гамма-випромінювання один грей приблизно відповідає одному зіверту. Але для альфа-випромінювання той самий один грей може відповідати приблизно двадцяти зівертам через значно більшу біологічну небезпеку альфа-частинок. Саме тому для оцінки ризику для людини використовують не греї, а зіверти.
Щодо рентгенів, то сьогодні вони майже не застосовуються для оцінки шкоди здоров’ю. Для гамма-випромінювання один рентген приблизно відповідає дозі близько 0,01 зіверта, хоча точне співвідношення залежить від умов вимірювання та енергії випромінювання.
Коли виникає променева хвороба
Є ще один важливий момент. Небезпека залежить не лише від величини дози, а й від того, за який час вона була отримана. Один зіверт, отриманий протягом кількох хвилин, може спричинити гостру променеву хворобу. А той самий один зіверт, накопичений протягом багатьох років, матиме значно менший вплив на організм.
Для розуміння масштабу достатньо сказати, що один зіверт — це дуже велика доза. Щоб набрати її лише від природного радіаційного фону, людині знадобилися б сотні років життя.
Отже, рентген показує, що відбувається у повітрі. Грей показує, скільки енергії поглинуло тіло. А зіверт показує, наскільки небезпечною ця доза є для людини. Саме завдяки цим одиницям ми можемо не лише виявляти радіацію, а й оцінювати її реальний вплив на здоров’я.
Але як працює сам дозиметр? Як невеликий прилад здатний виявляти невидимі частинки та випромінювання навколо нас? Саме про принцип роботи дозиметрів ми поговоримо у наступному відео.