Оставайтесь с нами
Дом и быт архив

Слабая бытовая РАДИАЦИЯ — вы даже об этом не знали!

В данной статье я хочу поделиться своими изысканиями на тему слабых источников радиации, которые можно встретить в повседневном обиходе. Я не буду рассматривать всякую экзотику типа изделий из уранового стекла, приборов со радиолюминисцентной краской на шкале и ионизационных датчиков дыма. Речь пойдет о самой обычной посуде, стройматериалах и продуктах питания, слабую и неопасную для здоровья радиоактивность которых можно обнаружить простейшим бытовым дозиметром.

Тема радиации заинтересовала меня после прочтения статьи про брелок Гейгера. Как справедливо заметил в комментариях KbRadar, брелок является сигнализатором опасности, а не поисковым прибором для сравнения мощности фона излучения в разных местах.

Поэтому, мне захотелось обзавестись простейшим дозиметром-радиометром с экраном. Я написал в Даджет и заказал для обзора дозиметр Defender СОЭКС. Оказалось, что прибор уже снят с производства, и мне достался последний имевшийся в наличии экземпляр. Поэтому далее в статье не буду подробно описывать данный конкретный гаджет, а лишь приведу результаты проведенных с его помощью исследований.

Первым делом мне захотелось проверить точность показаний прибора. В комплект к бытовым дозиметрам почему-то не кладут контрольный источник (в отличие от изделий промышленного и военного назначения), поэтому я стал искать второй прибор, с которым можно сравнить показания. В соседнем переулке нашлись уличные часы с индикацией радиационного фона:

На том же месте мой дозиметр показал вот что:

Так как сто рентген соответствуют одному зиверту, то показания почти сходятся.

В моем дозиметре используется старый добрый датчик бета-излучения СБМ-20 производства «Электрохимприбор».

Данный датчик является счетчиком Гейгера-Мюллера не реагирущим на альфу и мягкую бету (эти виды излучения не проникают через его металлический корпус). Тем не менее он раз в десять чувствительнее СБМ-21 используемого в упомянутом выше брелке за счет своих размеров.

Калий-40

Из этой таблицы (взятой с сайта Электрохимприбора) видно что СБМ-20 засечет как минимум 15 импульсов в минуту при естественном фоне 15 мкР/ч а СБМ-21 — лишь 1-2 импульса. За несколько минут измерений с СБМ-20 можно набрать достаточно статистики чтобы показать более-менее надежное значение слабого радиационного фона.

Один из распространенных в природе изотопов калия, 40K, радиоактивен. Так как химически он неотличим от обычного стабильного калия, то наряду со стабильным калием он участвует в обмене веществ в живых организмах и входит в состав множества минералов. Каждую секунду в вашем теле происходит несколько тысяч бета-распадов 40K:

Кроме того, c вероятностью 12% ядро 40K может захватить электрон и превратиться в 40Ar c испусканием ?-кванта.

На этой реакции основан калий-аргоновый метод ядерной геохронологии.

Древесная зола содержит поташ (карбонат калия, K2CO3). На фото ниже счетчик лежит в ведерке с золой, оставшейся от приготовления шашлыков. Чтобы разница с естественным фоном 0.12 мкЗв/ч была заметнее, пришлось практически закопать дозиметр в золу.

Примечание: Если целью является получение точного числового значения фона, дозиметр не следует держать в непосредственной близости от изучаемого предмета. В моем случае задача была иная — обнаружить сам факт наличия небольшого дополнительного фона.

Зола от сжигания травы содержит больше поташа чем древесная, с ней различия были бы заметнее. Дачники часто используют золу вместо калийных удобрений фабричного производства, которые тоже фонят из-за присутствия изотопа 40K.

При изготовлении хрустального стекла, в шихту могут добавлять тот же поташ или оксид калия. Поэтому можно встретить слаборадиоактивную хрустальную посуду. Я перепробовал кучу ваз и фужеров и лишь внутри этой пивной кружки заметил небольшие отклонения от фона.

Стоит отметить что измерения радиоактивности предметов имеют смысл только если также измерять естественный фон поблизости и смотреть на разницу. Тут видно что поодаль от кружки фон меньше.

Много калия содержится в бананах. Банан даже используется как шуточная единица дозы радиации (см. банановый эквивалент). Разница фона внутри ящика с бананами и в метре от него очень мала, но все же обнаруживается.

Чтобы надежно обнаруживать такие малые различия фона, приходится тратить довольно много времени на измерения, ведь погрешность СБМ-20 может достигать 30%. Дозиметр обновляет показания на дисплее каждые десять секунд. В процессе каждого измерения заполняется зеленый столбик в левой части экрана. С каждым новым измерением на экран выводится усредненное значение всех предыдущих изменений и таким образом повышается точность. Для индикации точности имеется желтый столбик, подрастающий с каждым измерением и полностью заполняющийся за две минуты — инструкция гласит что достаточная точность достигается при его максимальном заполнении. Чтобы реагировать на изменения фона, в логику работы прибора заложен сброс предыдущих измерений при изменении фона в три раза. В моих опытах никогда не встречалось столь существенного перепада, и я не придумал ничего лучше чем просто выключать и включать дозиметр между измерениями.

Для надежной фиксации наличия разницы фона, я повторил опыт с бананами несколько раз. В каждом подходе я измерял два значения фона — внутри коробки и в метре рядом. Естественно, цифры немного плавали, но в коробке с бананами фон всегда был немного выше.

Уран и торий

Эти элементы в первую очередь вспоминают, когда говорят о природных источниках радиации. Природный гранит может содержать как следы урана, так и тория, хотя их количество сильно зависит от месторождения. В парке я обнаружил вот такой декоративный гранитный булыжник, фон у поверхности которого в два раза превышает фон в паре метров рядом.

Гранитная плитка, идущая на облицовку зданий и памятников тоже может фонить. Мне пришлось обойти множество кандидатов пока я не обнаружил двукратное отклонение от фона, который в тот момент составлял 0.12 мкЗв/ч:

В строительстве используется гранитный щебень который могут добавлять в бетон или посыпать дорогу. Гранитный щебень также используется в железнодорожных насыпях. На фото ниже — Новомосковская детская железная дорога (узкоколейка, использующаяся для тренировки юных железнодорожников). Здесь щебень хороший, совсем не фонит.

Также в строительстве может использоваться шлак — побочный продукт доменного сталелитейного производства. У советских дачников были популярны вот такие слабофонящие шлакоблоки:

Откуда же в шлаке уран? Он содержится в каменном угле, который сжигают в домне. Поэтому металлургические комбинаты и ТЭС не только повышают уровень углекислого газа в атмосфере, но и создают радиоактивное загрязнение. Жить рядом с ТЭС может быть вреднее чем рядом с АЭС (до тех пор пока последняя работает в штатном режиме). Некоторая часть урана остается в шлаке из которого делают вот такой дешевый щебень и посыпают им дорожки.

Дорожка слегка фонит.

Природные изотопы урана и тория излучают лишь ?-частицы которые не могут проникнуть сквозь корпус счетчика. Счетчик реагирует на ?-активные продукты их распада (см. Радиоактивные ряды).

Радон

Радон — это радиоактивный инертный газ, в семь раз тяжелее воздуха. Не имеет стабильных изотопов, самый долгоживущий из них, 222Rn, имеет период полураспада чуть меньше четырех суток. Природные запасы распадающегося радона непрерывно пополняются благодаря ?-распаду радия в земной коре.

Из-за своей инертности, атомы радона легко покидают кристаллическую решетку минерала в котором они образовались. Через трещины и поры, газ поднимается к поверхности и попадает в атмосферу, где и рассеивается, не причиняя особого вреда. Другое дело если радон выходит не на открытое пространство, а в замкнутый объем подвала здания. Если подвал не проветривается, радон будет накапливаться. СБМ-20 не может непосредственно засечь радон так как этот газ подвержен ?-распаду:

Возникающее в этом распаде ядро полония 218Po также распадается с излучением ?-частицы: 218Po > 214Pb + 4He. Зато ядра свинца 214Pb перегружены нейтронами и распадаются испуская ?-излучение которое «видит» СБМ-20. Есть и другие продукты распада (изотопы полония, висмута, свинца и др.) излучающие не только в ? но и ?-частицы.

Вообще для точного измерения активности радона в воздухе нужно специальное оборудование. С бытовым дозиметром можно лишь попытаться обнаружить сам факт его присутствия. В поисках радона я спустился в подвал старого жилого дома с земляным полом и измерил фон на высоте полтора метра (он составил 0.12 мкЗв/ч).

На уровне пола фон был лишь незначительно выше, и я было подумал что радона тут нет, но заметил что в полу есть большая яма глубиной около метра прикрытая досками (когда-то она использовалась для хранения картошки). Я предположил, что тяжелый газ может «стекать» туда через щели между досками и накапливаться, так как доски мешают проветриванию ямы. На дне ямы оказалось 0.3 мкЗв/ч.

Я убрал доски, проветрил подвал и повторил измерения:

Фон заметно снизился. Осталось попытаться объяснить результат. Казалось бы, после проветривания изменений быть не должно, так как дозиметр реагирует не на сам радон, а на дочерние продукты его распада — тяжелые металлы. Тем не менее эксперимент показал наличие разницы фона. На диаграмме выше видно, что большая часть образующихся изотопов металлов живет минуты и секунды, и просто не успевает осесть на пол. Атомы дочерних продуктов распада конденсируются на мельчайших пылинках висящих в воздухе, делая их радиоактивными. Проветривание позволяет частично избавиться от этой пыли.

Также немного радона может попадать в наши дома с природным газом и артезианской водой. Проветривайте чаще, ведь несмотря на то что ?-частицы не проникают через кожу, радон и продукты его распада попадают в легкие при дыхании. Там они уже будут не столь безобидны.

Дополнительные материалы по теме

Помимо многочисленных ссылок на статьи из википедии которые я расставил по тексту выше, могу порекомендовать следующие интересные материалы.

  • Статья egigd — Немножко про радиацию
  • Радиация на Луркморье
  • Тест дозиметров от Популярной механики
  • Статья в журнале «Химия» — Радиоактивность у нас дома: проблема радона
  • Польза и вред радона
  • Radiation Dose Chart на xkcd. (также есть русский перевод).
Владимирова Марина
Владимирова Марина

Вот и у меня нашлось время и руки взялись за участие в создании этого сайт. Мысли разные и немного хаотичные, поэтому свою основную тематику определю немного позже.

Реклама
МЕСТО ДЛЯ РЕКЛАМЫ
Дом и быт архив
Как вырастить яблоню из семечка

На приусадебных участках и садовых хозяйствах на территории России яблоня – это самое часто встречающееся плодовое дерево. Благодаря искусству селекционеров и в северных регионах, и в степной зоне сегодня можно...

Читать далее
Дом и быт архив
Благодарность останавливает тяжелую карму

Благодарность — это один из основных признаков развития нашего сознания, но самое интересное состоит в том, что благодарность останавливает карму. Мы — ученики этого мира Мы можем оказаться в самом...

Читать далее
Дом и быт архив
Как сделать плавательный пруд на садовом участке

Уже в процессе строительства дома его владельцам стало ясно, что рядом с ним должен быть пруд для купания. И вот спустя четыре года эту мечту хозяева смогли осуществить при помощи...

Читать далее
Дом и быт архив
Как сделать подпорную стенку своими руками

Не всегда участок, который нам достается для разбивки сада, имеет ровный рельеф. Иногда приходится иметь дело и с участками на склоне, которые не слишком удобны для озеленения и использования. В...

Читать далее
Дом и быт архив
Как он разобьет ваше сердце в зависимости от знака Зодиака

Вот, несколько типов поведения, согласно астрологии, которые помогут объяснить, как может разбить вам сердце. Говорят, что когда наше сердце разбивают, мы становимся мудрее и лучше понимаем других людей. Но как...

Читать далее
Дом и быт архив
Возьмите последнюю цифру года Вашего рождения и узнайте о себе что-то новенькое!

Проверьте себя! Считается, что год вашего рождения предопределен свыше. И душа его выбирает неслучайно. Последняя цифра года вашего рождения особенно значимая. Ей покровительствует одна из пяти основных стихий. И ваша...

Читать далее
Популярно
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!