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

Радиационные экраны могут быть лёгкими и недорогими

Радиационные экраны могут быть лёгкими и недорогими

Дата: 2020-05-13 12:35

Промышленность, медицина и, наконец, военные нуждаются в радиационных экранах нового поколения. От ионизирующего излучения необходимо защищать электронику и персонал, но при этом нужно стараться не использовать токсичные материалы, чтобы не навредить экологии и не испортить отношения с экоактивистами. Поэтому учёные всё чаще и чаще обращают свой взор в сторону полимеров как на основу радиационной защиты нового поколения. Группа исследователей из Университета штата Северная Каролина (NCSU) под руководством профессора Да Цао (Da Cao) сообщила о работе над новым полимером, который может стать основой для более легкой, дешевой и относительно экологически чистой радиационной защиты. Для этого команда Да Цао внедрила частицы триоксида висмута (Bi2O3) в полиметилметакрилат (ПММА). Затем получившаяся смесь в виде смолы (компаунда) была отверждена ультрафиолетовым светом. В результате получился лёгкий и прочный материал, эффективно блокирующий гамма-излучение.

Предыдущие новости

Бренд Honor, принадлежащий китайской компании Huawei, опубликовал тизер-изображение, говорящее о том, что на 18 мая намечена презентация планшетного компьютера под названием Tablet V6. Сообщается, что готовящийся гаджет станет первым в мире планшетом с поддержкой мобильной связи пятого поколения (5G) и беспроводной связи Wi-Fi 6, или IEEE.

Китайская компания Vivo опубликовала официальные пресс-изображения смартфона iQOO Z1 5G — первого аппарата на новейшем процессоре MediaTek Dimensity 1000+, который был представлен на прошлой неделе. Как можно видеть на рендерах, в тыльной части корпуса новинки установлена камера с тремя оптическими модулями, выстроенными в ряд по вертикали. Над этими блоками находится.

Компания Sony столкнулась с резким сокращением спроса на смартфоны Xperia: квартальные продажи этих аппаратов рухнули в годовом исчислении на 63,7 %. В период с января по март включительно Sony реализовала только около 400 тыс. смартфонов. Это худший результат в истории компании. Для сравнения: годом ранее поставки равнялись 1,1 млн.

Слухи о том, что производители готовят портативные компьютеры, сочетающие операционную систему Chrome OS и центральные процессоры AMD Ryzen, ходят уже довольно давно. И теперь сама AMD непреднамеренно подтвердила, что подобный ноутбук от Lenovo близок к выходу. На своём сайте компания AMD в разделе «Купить ноутбуки на базе AMD» упоминает версию ноутбука Lenovo Chromebook.

Радиационные экраны могут быть лёгкими и недорогими

Промышленность, медицина и, наконец, военные нуждаются в радиационных экранах нового поколения. От ионизирующего излучения необходимо защищать электронику и персонал, но при этом нужно стараться не использовать токсичные материалы, чтобы не навредить экологии и не испортить отношения с экоактивистами. Поэтому учёные всё чаще и чаще обращают свой взор в сторону полимеров как на основу радиационной защиты нового поколения.

Группа исследователей из Университета штата Северная Каролина (NCSU) под руководством профессора Да Цао (Da Cao) сообщила о работе над новым полимером, который может стать основой для более легкой, дешевой и относительно экологически чистой радиационной защиты. Для этого команда Да Цао внедрила частицы триоксида висмута (Bi2O3) в полиметилметакрилат (ПММА). Затем получившаяся смесь в виде смолы (компаунда) была отверждена ультрафиолетовым светом. В результате получился лёгкий и прочный материал, эффективно блокирующий гамма-излучение.

По сравнению с этим изобретением традиционные технологии и материалы для экранирования оборудования и защиты людей от ионизирующего излучения (например, на основе свинца) выглядят сложными, громоздкими, дорогими и токсичными. Также для изготовления современных радиационных экранов часто требуются длительные по времени техпроцессы в условиях очень высоких температур. Предложенный учёными способ ― отверждение смолы ультрафиолетом за считанные минуты в условиях комнатной температуры ― это радикальное снижение себестоимости производства радиационных экранов и множество других сопутствующих положительных эффектов.

Для проведения экспериментов учёные изготовили различные образцы нового антирадиационного материала с концентрацией триоксида висмута до 44 %. Попутно было обнаружено, что привнесение этой примеси в полимер увеличило микротвёрдость материала до семи раз. В сочетании с напечатанными на 3D-принтерах активными зонами ядерных микрореакторов полимерные радиационные экраны сулят в будущем удешевление процессов развёртывания новых атомных электростанций.

Добавим, статья об исследовании опубликована в журнале Nuclear Engineering and Technology и доступна по этой ссылке.

Радиационные экраны могут быть лёгкими и недорогими

Промышленность, медицина и, наконец, военные нуждаются в радиационных экранах нового поколения. От ионизирующего излучения необходимо защищать электронику и персонал, но при этом нужно стараться не использовать токсичные материалы, чтобы не навредить экологии и не испортить отношения с экоактивистами. Поэтому учёные всё чаще и чаще обращают свой взор в сторону полимеров как на основу радиационной защиты нового поколения.

Группа исследователей из Университета штата Северная Каролина (NCSU) под руководством профессора Да Цао (Da Cao) сообщила о работе над новым полимером, который может стать основой для более легкой, дешевой и относительно экологически чистой радиационной защиты. Для этого команда Да Цао внедрила частицы триоксида висмута (Bi2O3) в полиметилметакрилат (ПММА). Затем получившаяся смесь в виде смолы (компаунда) была отверждена ультрафиолетовым светом. В результате получился лёгкий и прочный материал, эффективно блокирующий гамма-излучение.

Читать еще:  1,7 Пбайт в месяц: объём трафика в метро Москвы бьёт рекорды

По сравнению с этим изобретением традиционные технологии и материалы для экранирования оборудования и защиты людей от ионизирующего излучения (например, на основе свинца) выглядят сложными, громоздкими, дорогими и токсичными. Также для изготовления современных радиационных экранов часто требуются длительные по времени техпроцессы в условиях очень высоких температур. Предложенный учёными способ ― отверждение смолы ультрафиолетом за считанные минуты в условиях комнатной температуры ― это радикальное снижение себестоимости производства радиационных экранов и множество других сопутствующих положительных эффектов.

Для проведения экспериментов учёные изготовили различные образцы нового антирадиационного материала с концентрацией триоксида висмута до 44 %. Попутно было обнаружено, что привнесение этой примеси в полимер увеличило микротвёрдость материала до семи раз. В сочетании с напечатанными на 3D-принтерах активными зонами ядерных микрореакторов полимерные радиационные экраны сулят в будущем удешевление процессов развёртывания новых атомных электростанций.

Добавим, статья об исследовании опубликована в журнале Nuclear Engineering and Technology и доступна по этой ссылке.

8 ответов на вопросы о радиации, возникшие после просмотра сериала «Чернобыль»

Сериал «Чернобыль» вызвал оживленную дискуссию и противоречивые отзывы. Однако это не помешало ему стать лучшим в мире по версии IMDb на данный момент.

Редакция AdMe.ru тоже посмотрела сериал, и у нас остались вопросы по поводу одной из его «главных героинь» — радиации. Мы постарались разобраться в этом сложном явлении и простым языком рассказать, как радиация действует на нас в повседневной жизни.

1. Чем опасна радиация?

Естественный радиационный фон постоянно присутствует на Земле. Некоторые нестабильные частицы зародились еще в горниле Большого взрыва, а период их полураспада сопоставим с возрастом Вселенной. К этому добавляется ионизирующее излучение из космоса. Но в обычных масштабах оно не опасно для человека.

Совсем другая картина складывается при атомных бомбардировках или техногенных катастрофах с мощнейшими выбросами ионизирующих частиц. Энергия, образующаяся при делении радиоактивных ядер, «выбивает» электроны из атомов клеток, что приводит к нарушению их функций. Так возникает лучевая болезнь.

2. Как проявляется лучевая болезнь? Как ее лечить?

Первые признаки болезни — тошнота, рвота, дезориентация — возникают при проникновении радиоактивных частиц в организм через кожу, с вдыхаемым воздухом или вместе с пищей. Поэтому главной задачей медиков на первом этапе лечения является выведение активных частиц с помощью капельниц и промывания. При облучении высокими дозами развивается острая форма заболевания, главным образом страдает кроветворная система. В этом случае применяют переливание крови и пересадку костного мозга.

Особый урон организму наносится в случае повреждения обеих спиралей ДНК. Она уже не может правильно восстановиться, заполняя свободное пространство случайными нуклеотидами. Это приводит к перерождению тканей и образованию опухолей. Последствия могут проявляться в течение длительного времени. Поломки в хромосомах половых клеток передаются по наследству и приводят к мутациям в следующих поколениях.

3. Как защититься от радиации?

Это зависит от того, какой вид излучения мы рассматриваем. Радиация, или ионизирующее излучение, при взаимодействии с веществом вызывает превращение ядер в его атомах в ядра других элементов. При этом образуются частицы разного типа:

  • В ходе альфа-распада испускается альфа-частица. Защититься от нее поможет простая одежда.
  • Бета-частица намного меньше альфа-частицы, поэтому способна проникать вглубь неплотных материалов. Стекло или алюминиевый лист способны задержать этот тип излучения.
  • Гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью. От него не защитят ни спецкостюмы, ни противогазы. В этом случае поможет очень плотный материал: не только свинец, накладки из которого используют герои сериала, но также сталь, вольфрам и другие тяжелые металлы. Также помогут толстые бетонные стены, что учитывается при строительстве подземных бункеров.
  • Помимо этого в ходе реакции образуются нейтроны. Их энергию способны рассеять вода, полиэтилен и другие полимеры.

Радиационные экраны могут быть лёгкими и недорогими

Совмещенные радиационные защиты — защитные экраны, совмещающие также функции несущих и ограждающих конструкций.

Прилегающие радиационные защиты – защитные экраны не совмещающие функции несущих и ограждающих конструкций, максимально приближенные к оборудованию с источниками ионизирующих излучений.

Достоинством совмещенных защитных экранов по сравнению с прилегающими является снижение расхода материалов и стоимости конструкций.

Недостатком совмещенных защитных экранов по сравнению с прилегающими является более жесткие требования к прочности материалов экранов.

Достоинством прилегающих защитных экранов по сравнению с совмещенными являются менее жесткие требования к прочности материалов экранов.

Недостатком прилегающих защитных экранов по сравнению с совмещенными являются увеличение расхода материалов и стоимости материалов.

Классификация экранов радиационной защиты по форме

По форме поверхности наиболее часто на практике
используются следующие виды экранов радиационной защиты:

— плоские— в виде перегородок, стен, перекрытий и их комбинации в виде коробчатых конструкций

— цилиндрические —в виде толстостенного кольца обычно с днищами и покрытиями различной формы;

— сферические —в виде сферической толстостенной оболочки или ее части.

Преимущества и недостатки экранов радиационной защиты разной формы.

Плоские защитные экранынаиболее просты в изготовлении. Однако могут быть более дорогими, чем цилиндрические и сферические из-за более значительного расхода материалов.

Читать еще:  Injustice 2 — лучше, чем фильмы о супергероях

Цилиндрические и сферические защитные экраныболее сложны в изготовлении, но могут быть менее дорогими из-за меньшего расхода материалов.

Классификация экранов радиационной защиты по степени восприятия нагрузок.

По степени восприятия нагрузок экраны радиационной защиты делятся на три типа:

— несущие;

— самонесущие;

— не несущие.

Несущие защитные экраны воспринимают нагрузки не только от собственного веса, но и от других конструкций (перекрытий, вышележащих стен), оборудования и механизмов и передают их на соседние строительные конструкции или фундаменты.

Примерами несущих экранов радиационной защиты различной формы являются стены и перекрытия зданий атомной отрасли, совмещающие функции экранов радиационной защиты, защитные оболочки зданий ядерных установок, железобетонные корпуса ядерных реакторов.

Самонесущие защитные экраны воспринимают нагрузки только от собственного веса

Не несущие защитные экраны не воспринимают никаких нагрузок и выполняются из сыпучих материалов, вода и т.п.). Экраны из таких материалов чаще всего осуществляются путем создания металлических емкостей необходимых габаритов, которые заполняются этими материалами.

Преимущества и недостатки различных экранов радиационной защиты по степени восприятия нагрузок.

Несущие защитные экраныболее сложны в изготовлении и по требованиям, но уменьшают общий расход материалов и стоимость конструкций.

Самонесущие защитные экраны менеесложны в изготовлении и по требованиям к материалам, но увеличивают общий расход материалов и стоимость конструкций.

Не несущие защитные экраны могут быть выполнены из материалов любой прочности и состояния, но при использовании сыпучих материалов и жидкостей требуют устройства специальных несущих резервуаров баков.

Всё, что вы должны знать о радиации

В день годовщины трагедии на Чернобыльской АЭС люди каждый год задаются вопросами: может быть, стоит закрыть все станции, запретить эксперименты и использование источников радиации? А что из себя представляет радиация? Как и в каких дозах она влияет на человека? Можно ли избежать облучения в повседневной жизни? Отвечаем на эти и другие вопросы о радиации в нашей статье.

Что такое радиация и откуда она берётся

Под словом «радиация» чаще понимают ионизирующее излучение, связанное с радиоактивным распадом. При этом человек испытывает действие и неионизирующих видов излучения: электромагнитного и ультрафиолетового.

Основными источниками радиации являются:

  • природные радиоактивные вещества вокруг и внутри нас — 73%;
  • медицинские процедуры (рентгеноскопия и прочие) — 13%;
  • космическое излучение — 14%.

Конечно, существуют техногенные источники загрязнений, появившиеся в результате крупных аварий. Это наиболее опасные для человечества события, поскольку, как и при ядерном взрыве, в таком случае может выделяться йод (J-131), цезий (Cs-137) и стронций (в основном Sr-90). Оружейный плутоний (Pu-241) и продукты его распада не менее опасны.

Также не стоит забывать, что последние 40 лет атмосфера Земли очень сильно загрязнялась радиоактивными продуктами атомных и водородных бомб. Конечно, на данный момент радиоактивные осадки выпадают только в связи с природными катаклизмами, например при извержении вулканов. Но, с другой стороны, при делении ядерного заряда в момент взрыва образуется радиоактивный изотоп углерода-14 с периодом полураспада 5 730 лет. Взрывы изменили равновесное содержание в атмосфере углерода-14 на 2,6%. В настоящее время средняя мощность эффективной эквивалентной дозы, обусловленная продуктами взрывов, составляет около 1 мбэр/год, что равно примерно 1% от мощности дозы, обусловленной естественным радиационным фоном.

mos-rep.ru

Энергетика — это ещё одна причина серьёзного накопления радионуклидов в организме человека и животных. Каменные угли, используемые для работы ТЭЦ, содержат естественные радиоактивные элементы, такие как калий-40, уран-238 и торий-232. Годовая доза в районе ТЭЦ на угле составляет 0,5–5 мбэр/год. Кстати, атомные электростанции характеризуются значительно меньшими выбросами.

Медицинским процедурам с использованием источников ионизирующего излучения подвергаются почти все жители Земли. Но это более сложный вопрос, к которому мы вернёмся чуть позже.

В каких единицах измеряется радиация

Для измерения количества энергии излучения используют различные единицы. В медицине основной является зиверт — эффективная эквивалентная доза, полученная за одну процедуру всем организмом. Именно в зивертах на единицу времени измеряют уровень радиационного фона. Беккерель служит единицей измерения радиоактивности воды, почвы и так далее на единицу объёма.

С прочими единицами измерения можно ознакомиться в таблице.

Последствия облучения

Воздействие радиации на человека называют облучением. Основное его проявление — острая лучевая болезнь, которая имеет различные степени тяжести. Лучевая болезнь может проявиться при облучении дозой, равной 1 зиверту. Доза в 0,2 зиверта увеличивает риск раковых заболеваний, а в 3 зиверта — угрожает жизни облучённого.

Лучевая болезнь проявляется в виде следующих симптомов: потеря сил, понос, тошнота и рвота; сухой, надсадный кашель; нарушения сердечной деятельности.

Кроме этого, облучение вызывает лучевые ожоги. Очень большие дозы приводят к отмиранию кожи, вплоть до повреждения мышц и костей, что лечится гораздо хуже, чем химические или тепловые ожоги. Вместе с ожогами могут появиться нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лучевое бесплодие, лучевая катаракта.

Последствия облучения могут проявить себя через длительное время — это так называемый стохастический эффект. Он выражается в том, что среди облучённых людей может увеличиваться частота определённых онкологических заболеваний. Теоретически возможны также генетические эффекты, однако даже среди 78 тысяч детей японцев, которые пережили атомную бомбардировку Хиросимы и Нагасаки, не обнаружили увеличения числа случаев наследственных болезней. И это несмотря на то, что последствия облучения сильнее сказываются на делящихся клетках, поэтому для детей облучение гораздо опаснее, чем для взрослых.

Кратковременное облучение малыми дозами, применяемое для обследований и лечения некоторых заболеваний, порождает интересный эффект под названием гормезис. Это стимуляция какой-либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов. Данный эффект позволяет организму мобилизовать силы.

Читать еще:  Пятерка январских Java-игр: первые новинки 2007 года

Статистически радиация может повышать уровень онкологии, однако очень сложно выявить прямое влияние излучения, отделив его от действия химически вредных веществ, вирусов и прочего. Известно, что после бомбардировки Хиросимы первые эффекты в виде учащения заболеваемости стали проявляться только через 10 лет и более. Напрямую с облучением связан рак щитовидной железы, молочной железы и определённых частей кишечника.

Каковы максимально допустимые дозы облучения

Естественный радиационный фон составляет порядка 0,1–0,2 мкЗв/ч. Считается, что постоянный фоновый уровень выше 1,2 мкЗв/ч опасен для человека (нужно различать мгновенно поглощённую дозу облучения и постоянную фоновую). Много ли это? Для сравнения: уровень радиации на расстоянии 20 км от японской атомной электростанции «Фукусима-1» в момент аварии превысил норму в 1 600 раз. Максимальный зафиксированный уровень излучения на этом расстоянии — 161 мкЗв/ч. После взрыва на Чернобыльской АЭС уровень радиации доходил до нескольких тысяч микрозивертов в час.

За время 2–3-часового перелёта над экологически чистой территорией человек получает облучение в 20–30 мкЗв. Та же доза облучения грозит в том случае, если человеку в один день делают 10–15 снимков современным рентгенографическим аппаратом — визиографом. Пара часов перед электронно-лучевым монитором или телевизором дают ту же дозу облучения, что и один такой снимок. Годовая доза от курения по одной сигарете в день — 2,7 мЗв. Одна флюорография — 0,6 мЗв, одна рентгенография — 1,3 мЗв, одна рентгеноскопия — 5 мЗв. Излучение от бетонных стен — до 3 мЗв в год.

При облучении всего тела и для первой группы критических органов (сердце, лёгкие, мозг, поджелудочная железа и прочие) нормативные документы устанавливают максимальное значение дозы в 50 000 мкЗв (5 бэр) в год.

Острая лучевая болезнь развивается при дозе однократного облучения в 1 000 000 мкЗв (25 000 цифровых флюорографий, 1 000 рентгенографий позвоночника в один день). Большие дозы влияют ещё сильнее:

  • 750 000 мкЗв — кратковременное незначительное изменение состава крови;
  • 1 000 000 мкЗв — лёгкая степень лучевой болезни;
  • 4 500 000 мкЗв — тяжёлая степень лучевой болезни (погибает 50% облучённых);
  • около 7 000 000 мкЗв — смерть.

Опасны ли рентгенологические исследования

Чаще всего с облучением мы сталкиваемся во время медицинских исследований. Однако дозы, которые мы получаем в процессе, настолько малы, что бояться их не стоит. Время облучения старинным рентгеновским аппаратом составляет 0,5–1,2 секунды. А с современным визиографом всё происходит в 10 раз быстрее: за 0,05–0,3 секунды.

Согласно медицинским требованиям, изложенным в СанПиН 2.6.1.1192-03, при проведении профилактических медицинских рентгенологических процедур доза радиации не должна превышать 1 000 мкЗв в год. Сколько это в снимках? Довольно много:

  • 500 прицельных снимков (2–3 мкЗв), полученных с помощью радиовизиографа;
  • 100 таких же снимков, но с использованием хорошей рентгеновской плёнки (10–15 мкЗв);
  • 80 цифровых ортопантомограмм (13–17 мкЗв);
  • 40 плёночных ортопантомограмм (25–30 мкЗв);
  • 20 компьютерных томограмм (45–60 мкЗв).

То есть если каждый день в течение всего года делать по одному снимку на визиографе, добавить к этому пару-тройку компьютерных томограмм и столько же ортопантомограмм, то даже в этом случае мы не выйдем за пределы разрешённых доз.

Кому нельзя облучаться

Однако существуют люди, которым даже такие виды облучения строго запрещены. Согласно утверждённым в России стандартам (СанПиН 2.6.1.1192-03), облучение в виде рентгенографии можно проводить только во второй половине беременности за исключением случаев, когда должен решаться вопрос об аборте или необходимости оказания скорой или неотложной помощи.

Пункт 7.18 документа гласит: «Рентгенологические исследования беременных проводятся с использованием всех возможных средств и способов защиты таким образом, чтобы доза, полученная плодом, не превысила 1 мЗв за два месяца невыявленной беременности. В случае получения плодом дозы, превышающей 100 мЗв, врач обязан предупредить пациентку о возможных последствиях и рекомендовать прервать беременность».

Молодым людям, которым в будущем предстоит стать родителями, необходимо закрывать от облучения брюшную область и половые органы. Рентгеновское излучение наиболее негативно действует на клетки крови и половые клетки. У детей вообще должно быть экранировано всё тело, кроме исследуемой области, а проводиться исследования должны только при необходимости и по назначению врача.

Как защититься

Главных методов защиты от рентгеновского излучения три: защита временем, защита расстоянием и экранирование. То есть чем меньше вы находитесь в зоне действия рентгеновских лучей и чем дальше вы от источника излучения, тем меньше доза облучения.

Хотя безопасная доза лучевой нагрузки рассчитана на год, всё же не стоит в один день делать несколько рентгенологических исследований, например флюорографию и маммографию. Ну и у каждого больного должен быть радиационный паспорт (он вкладывается в медицинскую карточку): в него врач-рентгенолог заносит информацию о полученной при каждом обследовании дозе.

Рентгенография прежде всего влияет на железы внутренней секреции, лёгкие. То же касается и небольших доз облучения при авариях и выбросах активных веществ. Поэтому в качестве профилактики врачи рекомендуют дыхательные упражнения. Они помогут очистить лёгкие и активизировать резервы организма.

Для нормализации внутренних процессов организма и вывода вредных веществ стоит употреблять больше антиоксидантов: витаминов А, С, Е (красное вино, виноград). Полезны сметана, творог, молоко, зерновой хлеб, отруби, овсянка, необработанный рис, чернослив.

В том случае, если продукты питания внушают определённые опасения, можно воспользоваться рекомендациями для жителей регионов, затронутых в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector