Как замерить радиацию в домашних условиях

Добавлено: 19.01.2018, 02:49 / Просмотров: 84583

как замерить радиацию в домашних условиях Мониторинг уровня радиации в быту

Радиация вездесущая и всепроникающая. Радиоактивное загрязнение -одна из серьезных экологических проблем нашей страны. Многих людей волнует воздействие радиации на организм человека. Поэтому я решила узнать, безопасна ли радиационная обстановка, в которой я нахожусь чаще всего? Какую дозу облучения получаю я, моя семья и друзья, находясь дома и в школе? В ЗАТО (закрытом территориальном образовании), где проживаю я, многое связано с атомной отраслью. Электронные часы, установленные на одной из улиц нашего города, кроме всего прочего показывают уровень окружающего нас радиационного фона. Он всегда в норме. Но как обстоят дела с уровнем радиации в домашней обстановке? Ведь радиация имеет свойство накапливаться в предметах, проникать из земли в закрытые, плохо проветриваемые помещения, с водой в наши квартиры попадает радиоактивный газ радон. Особенно опасно влияние радиации на формирующийся детский организм. Вот почему важно знать, что нас окружает безопасная обстановка. 

Актуальность моей исследовательской работы обусловлена потребностью знать уровень окружающего радиационного фона в быту, а также необходимостью своевременного и простого информирования населения о возможных источниках радиации. Поскольку многие предметы вокруг нас могут быть источниками опасного излучения, например, различные бытовые устройства, мебель, стройматериалы. Кроме того, в нашем технически прогрессирующем мире, возрастает необходимость мониторинга радиационного фона из-за появления все новых искусственных источников радиации. Людям нужна информация, потому что им свойственно бояться того, чего они не видят. Поэтому целями моей работы стали следующие: 

— изучение, анализ данных, собранных в динамике, а также последующая  оценка изменения уровня бытовой радиации в домашних условиях; 

— тестирование бытового дозиметра, являющегося инновационной опытной разработкой специалистов – резидентов Сколково и Технопарка «Саров»; 

— разработка практических рекомендаций для снижения уровня бытовой радиации. 

 

Для достижения заявленных целей мной поставлены такие задачи:

1. Изучение явления радиации, её возможный вред и польза для здоровья человека и всего живого.

2. Знакомство с методами измерения радиационного фона, единицами его измерения, бытовыми измерительными приборами.

3. Овладение навыками и приемами работы с современными приборами (инновационным бытовым дозиметром), выявление достоинств и недостатков экспериментального прибора в процессе измерения.

4. Измерить уровень радиационного фона в быту с помощью прибора и выявить причины изменения этого фона, сравнить полученные данные с предельно допустимой нормой.

Школьники чаще всего находятся либо дома, либо в школе, поэтому объектом исследования в моей работе явились домашние помещения (спальня, гостиная, кухня, ванная комната), бытовые приборы (телевизор, сотовый телефон), школьные помещения (цокольный этаж - гардероб, столовая, классная комната на 3 этаже) и прилегающая территория (крыльцо). 

Материалы, использованные мной в исследованиях: опытный образец дозиметра «ДО-РА», сотовый телефон WindowsPhone, программное приложение для смартфонов «ДО-РА», зарядное устройство, шариковая ручка, блокнот.

Методы исследования: изучение специализированной литературы, практическое измерение и фиксирование результатов, сбор данных в динамике, сравнительный анализ, обсуждение, обобщение, представление результатов в табличной форме. 

 

Глава 1. Радиация вокруг нас  

1.1 Естественный и искусственный радиационный фон  Радиация – это невидимые глазом лучи, которые способны проникать сквозь препятствия, например, сквозь предметы, не толстые стены, людей. И если этих лучей много, то они могут нанести вред здоровью человека вплоть до смертельного исхода. 

Все вещества в природе состоят из атомов. Многие из них имеют свойство радиоактивности. Есть два вида источников радиации. Один вид образуется в природе естественным путем (например, природный уран, торий, радон, радиоактивный калий, радиоактивный углерод, радий, полезные ископаемые, щебень, бетон и прочее). Земная кора содержит естественные радиоактивные элементы, создающие естественный радиационный фон. В горных породах, почве, атмосфере, водах, растениях и тканях живых организмов присутствуют радиоактивные нуклиды. 

Другие источники радиации появились благодаря деятельности человека при ядерных испытаниях, работе атомных электростанций (АЭС), излучение электронных устройств. Это искусственные радиоактивные источники. Они находят применение в науке, медицине, промышленности. 

Естественный радиационный фон формируется космическим излучением (16%) и излучением, создаваемым рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека, (84%). Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой (рисунок 1). 

В обиходе мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью. В состав бетона, из которого строят наши дома, входит щебень, который добывают в карьерах, измельчая горные породы. Практически в любых горных породах, а в особенности в вулканических — гранитах и базальтах — есть некоторое количество радиоактивных веществ - урана и тория. Они испускают радиоактивные частицы. Поскольку уран и торий входят в состав стен, потолков и полов наших домов, то в домах всегда присутствует радиоактивное излучение.

Уран и торий могут, распадаясь превращаться в другие радиоактивные элементы. Одним из них является инертный газ радон. Он радиоактивен и легко проникает сквозь стены. В закрытых и не проветриваемых помещениях радон способен накапливаться в заметных количествах 1.

Еще одним заметным источником излучений является наше родное светило. Солнце посылает на Землю не только свет и тепло, но также и мощные потоки заряженных частиц. Благодаря магнитному полю Земли частицы не достигают ее поверхности, тормозясь за пределами атмосферы. Иногда на полюсах Земли частицы долетают до верхних слоев атмосферы, создавая полярные сияния. 

Небольшой уровень естественного излучения называется радиационным фоном. По различным природным причинам, в зависимости от содержания радиоактивных элементов, фон может в разных местах отличаться в десятки раз, и это не оказывает никакого видимого влияния на людей или другие живые существа. Есть места, где радиационный фон всегда выше среднего. Это высокогорье, салоны и кабины самолетов, космические корабли. В этих местах главный вклад принадлежит космическому (солнечному) излучению. Поскольку человечество всегда существовало в условиях естественного облучения, то за многие сотни тысяч лет в наших организмах сформировались мощные механизмы защиты, которые позволяют без видимых последствий перенести облучение, в десятки и сотни раз превышающее естественный фон.

Рисунок 1. Источники радиоактивного излучения (природные и техногенные)

Радиоактивное загрязнение означает, что на какой-либо поверхности или в каком-либо объеме вещества находятся радиоактивные атомы в количестве, превышающем их естественное содержание.  

1.2 Вред и польза радиации

Всё может быть ядом и лекарством, говорил Авиценна, врач древних времен. Так и радиация в разных дозах может приносить как вред, так и пользу. Сейчас радиоактивные изотопы широко используются в сельском хозяйстве (предпосевное облучение семян для повышения урожайности), биологии и медицине. Используя радиацию, действительно можно изменять в нужном для человека направлении живые организмы. 

Ученые заметили одну особенность: чувствительность к радиации у разных живых организмов различна. Уровень радиации в окружающей среде не одинаков и не постоянен во времени. В больших дозах радиация губительна для всего живого. Если бы вдруг над Землей пропала бы атмосфера, то мы оказались бы беззащитны перед ионизирующим излучением из космоса и все бы погибли. 

При действии радиации на человека возможны три вида заболеваний: онкологические болезни различных органов, генетические повреждения, не влияющие на здоровье самого человека, но приводящие к появлению различных болезней или уродств у его потомков, зачатых и рожденных после облучения и лучевая болезнь. Кроме того, ослабленные болезнями люди, маленькие дети, беременные женщины чувствительны к радиации. 

Основные источники радиационного воздействия (эквивалентные дозы за год, мкЗв/год).

— Космическое излучение 32
— Облучение от стройматериалов и на местности 37
— Внутреннее облучение 37
— Радон 222, радон 220 126
— Медицинские процедуры 169
— Испытания ядерного оружия 1,5
— Ядерная энергентика 0,01
Всего: 400

 

1.3 Чем измеряют радиацию

Радиационный мониторинг включает не только проведение радиологических измерений, но также их интерпретацию, использование данных для оценки уровня опасности и контроль над воздействием.

Радиоактивное излучение никак не воспринимается нашими органами чувств: 
его нельзя ни видеть, ни слышать, ни ощущать. Это увеличивает опасность. В быту мы сталкиваемся, главным образом, с естественной радиоактивностью (основные источники – газ радон и строительные материалы, особенно щебень и бетон). Естественный радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Допустимым считается радиационный фон от 0,08 до 0,3 мкЗв/ч (рисунок 3). 

Рисунок 3. Размеры допустимого радиационного фона.

- до 0,20 мкЗв/ч норма 
- 0,2-0,3 мкЗв/ч повышен
- от 0,3 мкЗв/ч опасен  

На человека чаще воздействует природный, а не техногенный фон. В быту особую опасность представляет газ радон (он проникает из-под земли в подвалы, попадает в наши квартиры по трубам вместе с водой)  и строительные материалы. До 1980 года ни в одной стране мира не устанавливались нормативы на содержание радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в помещениях. И только в последние десятилетия, когда стало ясно, что радоновая проблема, включая вопросы нормирования и снижения доз облучения, имеет существенное значение, были введены нормативы для существующих и проектируемых зданий, рекомендованные Международным комитетом по радиационной защите (МКРЗ). 

Для измерения радиоактивности применяют разные единицы измерения. Величина дозы облучения за определенный промежуток времени измеряется в микро зивертах в час (мкЗв/ч). Используемый мной прибор мерял радиацию именно в этих единицах. Есть два вида приборов, замеряющих радиацию. Их часто путают. Прибор, измеряющий радиационный фон, называется радиометром. Прибор, измеряющий полученную человеком дозу - дозиметр. В своем исследовании я использовала радиометр ДО-РА.Uni (рисунок 4). Это инновационная разработка ученых Технопарка «Саров» и Сколково, производитель – компания ОАО «Интерсофт Евразия». Их прибор сертифицирован и предназначен для бытовых измерений. Прибор – это гаджет, совместимый со смартфонами, планшетами, ноутбуками. Чтобы он работал и передавал показания на экран – нужно установить соответствующее приложение. Я делала замеры с помощью сотового телефона WindowsPhone. Прибор «ДО-РА» отличается тем, что: имеет карманные размеры, отличается простотой измерений, совместим со смартфонами, планшетами и ноутбуками. Прибор экспериментальный, его показания следует перепроверять профессиональными измерительными устройствами. Из выявленных недостатков этого прибора в ходе моих исследований было то, что прибор работал в течение 6 минут, а затем переходил в режим симуляции. 

Рисунок 4. Прибор «ДО-РА» совместим со смартфонами.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Исследование уровня радиационного фона в быту.

2.1.Анализ уровня радиации дома и в школе. 

Опыт № 1. Измерение уровня радиации в квартире на 2-м этаже каменного дома.

Цель: исследовать уровень фона в спальне, гостиной, ванной и кухне, установить, безопасен он или нет, изменится ли фон после проветривания.  

Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.  

Ход опыта: включаем радиометр, заходим в комнату и ждем 1 минуту, фиксируем результат. Затем проветриваем помещение в течение 15 минут. Заходим  и снова включаем радиометр. Опять фиксируем результат.  

Наблюдение: во всех помещениях радиационный фон не превышал норму – 0,3 мкЗв/ч, однако в ванной комнате фон был выше чем в других исследуемых комнатах квартиры. После проветривания фон снижался на несколько сотых мкЗв/ч. 

Результаты замеров в доме в таблице:

Помещение Измерение до проветривания, мкЗв/час Измерение после проветривания, мкЗв/час
ванная 0,19 0,10
кухня 0,14 0,10
гостиная 0,12 0,07
спальня 0,14 0,08

Вывод: В непроветриваемых помещениях квартиры, особенно где течет вода и готовится пища  с использованием бытового газа,
радиационный фон оказался выше, чем в этих же комнатах после проветривания.

Опыт № 2. Измерение уровня радиации в школьных помещениях. 

Цель: определить уровень фона на крыльце, в цокольном этаже, столовой и на третьем этаже в учебном классе. Установить, где фон наименьший. 
Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.
Ход опыта: включаем радиометр, заходим в комнату и ждем 1 минуту, фиксируем результат.  
Наблюдение: во всех помещениях радиационный фон не превышал норму, но на третьем этаже фон был выше всего. Ниже всего фон был на улице. На крыльце школы. После проветривания радиационный фон снижался. 

Результаты опыта фиксировались в таблице:

Помещение Измерение до проветривания, мкЗв/час Измерение после проветривания, мкЗв/час
цокольный этаж 0,14 0,10
столовая 0,10 0,08 
кабинет на 3 этаже 0,19 0,14
крыльцо 0,07 0,07

Вывод: 1. Установлено, что в помещениях МБОУ «Лицей №15» радиационный фон, измеренный с помощью бытового радиометра ДО-РА до и после проветривания, оказался в пределах нормы.  2. Обнаружено, что в классной комнате третьего этажа радиационный фон выше фона подвального помещения. 3. Показано, что проветривание помещений уменьшает уровень радиационного фона в среднем на 0,04  мкЗв/час. Гипотеза (обсуждение результатов): стены кабинета построены из другого, более старого стройматериала, который дает излучение выше, чем в цоколе. Скорее всего в стенах класса было использовано много щебня, который и дает повышенное излучение. Для снижения фона необходим ремонт или частые влажные уборки. 

 

2.2 Анализ радиационного фона вокруг бытовых электроприборов. 

Опыт № 3. Измерение уровня радиации от бытовых электроприборов.  
Цель: исследовать уровень фона у экрана телевизора, монитора ноутбука, сотового телефона и микроволновки. Соответствует ли он норме?
Оборудование: бытовой радиометр «ДО-РА», смартфон WindowsPhone, ручка, блокнот для записей, фотоаппарат.  
Ход опыта: включаем радиометр рядом с работающим прибором, ждем 1 минуту, фиксируем результат. Затем отходим на 1-2 метра и снова замеряем. 
Наблюдение: рядом с экраном работающего телевизора и сотового телефона фон был на грани нормы, чуть ниже – у микроволновки и ниже всех – у экрана ноутбука. В зависимости от удаления от прибора радиационный фон снижался. 

Рисунок 6. Замеры рядом с бытовыми приборами.

Результаты опыта фиксировались в таблице:
Прибор Измерение во включенном состоянии, мкЗв/час
сотовый телефон 0,29
телевизор 0,24-0,34
экран ноутбука 0,14
микроволновка 0,19

Вывод: Включенные бытовые приборы представляют большую опасность, нежели природные источники радиации (газ радон и стройматериалы). По мере удаления от экрана прибора радиационный фон снижается. 

 

2.3 Практические рекомендации по снижению уровня радиации Рекомендации по снижению радиационного фона в быту:

— Чаще проветривайте помещение, особенно маленькое (как ванная).

— Чаще бывайте на свежем воздухе.

— Не смотрите телевизор с близкого расстояния

— Долго не говорите по сотовому телефону, используйте громкую связь

— Не сидите часами у монитора компьютера 

— Находитесь как можно дальше от экрана телевизора или включенной микроволновки

— Отремонтируйте помещение, а если нет такой возможности почаще делайте влажную уборку

— Сочетайте занятия в классе с отдыхом (или физкультурой) на улице

— На лето уезжайте в деревню, так как в деревянном доме нет тех стройматериалов, которые дают повышенный радиационный фон как в каменном доме

 

Заключение

Проведя  исследовательскую работу, я пришла к следующим выводам, которые можно оформить в полезные советы и рекомендации по снижению уровня радиационного фона: 
- на уровень радиации в быту влияет проветривание, наличие источника воды, близость к земле, наличие в стройматериалах щебня, цемента и старой штукатурки, близкое расстояние до включенного электроприбора; 
- человек чаще подвергается воздействию природных источников радиации (газа радона и стройматериалов), но излучение бытовых приборов, хоть и не постоянное, но гораздо сильнее; 
- радиационный фон гораздо меньше на улице, чем дома. Фон снижается после проветривания; 
- замеры делались экспериментальным образцом инновационного прибора, прибор быстро отключался (через 6 минут переходил в режим симуляции, требовал частой зарядки), следует перепроверить показания профессиональными радиометрами. 
На основе моего исследования, в домашних условиях можно продолжить измерения радиационного фона другими приборами и в других помещениях, дать более полную информацию о безопасности уровня окружающей нас радиации в быту. Считаю цели моей работы достигнутыми, а задачи выполненными. 

 

Пешкова Александра Владиславовна,
обучающаяся во 2Б классе (8 лет) МБОУ «Лицей №15» 
Руководитель: Шишкина Светлана Владимировна, учитель начальных классов МБОУ «Лицей №15», (83130) 7-89-81 


Источник: http://intersofteurasia.ru/do-ra/o-radiaczii1/538.html


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Как измерить радиацию в домашних условиях Самодельный отвал на самодельный минитрактор


Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях Как замерить радиацию в домашних условиях

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ


Back to Top