В данной публикации рассматривается проблема загрязнения воздуха радоном и его дочерними продуктами распада (ДПР). Собраны и показаны различные факты, когда радон концентрируется и его можно обнаружить бытовым радиометром. Указано на понимание опасности радона на западе и дан краткий экскурс в теорию радиоактивного распада и повреждения тканей. И в заключение, предложена одна идея, пока не применяемая для целей очистки воздуха от ДПР.
Радон — радиоактивный газ, в 7 раз тяжелее воздуха, не имеющий запаха и цвета в следовых количествах, в которых присутствует повсеместно на нашей планете. Однако, следовые количества бывают разными…
Впервые с радоном, а точнее продуктами его распада я познакомился лет 15 назад, случайно, еще не зная что это и почему. Проводя бесцельные эксперименты с бытовым радиометром, не раз замечал, что экран кинескопного телевизора имеет повышенный радиоактивный фон.
Примечательным было то, что фон этот наличествовал у проработавшего некоторое время телеэкрана. Активности не было у только что включенного или долгое время выключенного телевизора.
Конечно, обычные объяснения такого явления — это рентгеновское излучение самого кинескопа в процессе работы или помехи от электростатики. Но мягкое и очень незначительное рентгеновское излучение не может преодолеть стекло кинескопа или фиксироваться датчиком использованного дозиметра-радиометра.
А электростатика должна давать похожий эффект и при включении, ну и ее влияние можно устранить слегка увлажнив стекло. Следующий раз радон проявил себя в свежей дождевой воде.
Радиоактивный фон первых капель дождя заметно повышен и вполне наблюдаем бытовым прибором. Немногие источники дают верное толкование сему явлению. В нашем регионе (г. Гомель) это вообще легко списать на тучи со стороны ЧАЭС (а там вдруг лесные пожары или саркофаг снова немного обвалился — поводов подозревать достаточно). Хотя «списывать» таковое совсем конечно не стоит.
Еще, если отыскать удачное место (шахты, пещеры, подвалы), можно напрямую наблюдать повышенный фон в ямах или кавернах. Этот фон быстро нормализуется при проветривании измеряемой полости.
В общем, за повышенный фон, хорошо заметный в описанных случаях ответственен радон. Точнее — дочерние продукты его распада или ДПР. Обычно, без так называемого «специального» оборудования радон обнаружить шансов почти нет.
Правда не всегда требуется такое оборудование завозить на дом. Например, в США действует программа удаленного первичного скрининга радона в домах жителей. Она основана на экспозиции в исследуемом помещении губки «Radon test kit» [1] и последующей отправки её в исследовательский центр.
А так, активность самого радона и части продуктов его распада не фиксируется большинством измерительных приборов, особенно бытовых. Видны лишь некоторые продукты, доля которых мала и становится достаточной для замера лишь при создании условий их концентрирования. Три приведенных примера, это как раз те случаи: электростатическое накопление телевизором, аэрозольное дождем и путем седиментации в яму (различий в плотности).
Но откуда взялся радон? Порой верный ответ на такой вопрос — отовсюду. Ибо если радона столь много, то и его источник должен быть солидным. Ведь радон, подобно своим дочерним продуктам долго не живет — распадается. В общем-то эта проблематика давно изучена. Радон тоже является дочерним продуктом распада в длинном ряду, во главе которого обычно 238-й уран. Или 232-й торий.
Непосредственный предок радона — радий, это отражено в названии «радон». Уран и торий присутствуют в горных породах, почве, воде и конечно в строительных материалах. Среднее содержание или кларк урана 27?100000 процента, тория — 96?100000 [2].
В той или иной степени рядом с главой ряда будут существовать все потомки, число распадов каждого из которых будет равно числу распадов главы. То есть уран за сотни тысяч лет успеет (и успел уж давно!) наработать всё, вплоть до радия. А вот радон в ряду распадов является особым, поскольку это единственный газ. Он способен покидать родителя, сильно мигрировать.
Некоторые минералы, такие как широко знакомый гранит, содержат больше урана, до 10-20 грамм на тонну. Обычный песок — около грамма на тонну.
Выходит, почти любой строительный материал способен выделять радон. Это значит, что подвал не выгоднее, не чище пещеры. В странах Европы и США уже серьёзно обеспокоены [3] проблемой радона — пытаются решить её следующими способами: через предварительную проверку и неиспользование материалов и мест, выделяющих радон для целей строительства; устанавливая принудительную вентиляцию в местах непосредственного выделения радона. Только в США это выливается в миллиард долларов ежегодных затрат.
Почему же радон стоит считать более опасным, если его источник будет иметь суммарную активность на порядок выше, а сам радон еще и постоянно улетучивается вследствие газообразности? Для объяснения этого нужно немного рассказать о радиоактивном излучении вообще. Еще школьный курс физики гласит, что радиоактивные лучи бывают альфа, бета и гамма.
На самом деле, конечно, разновидностей больше, но это основные. Гамма-лучи это электромагнитное излучение, по природе такое же, как радиоволны или обычный свет, но «высокого» уровня энергии (в тысячу или более раз выше).
Это значит, что одна порция или квант гамма-лучей передаст столько же энергии, сколько тысяча порций обычного света, а порой и миллион, миллиард. А в нано-мире квантовой механики количество не значит качество: то, что не под силу миллиону порций света доступно одной порции гамма-лучей. Лучи, полученные искусственно или имеющие небольшой уровень энергии, называют рентгеновскими. Бета и альфа-лучи иные — поток очень быстрых частиц.
Бета-лучи — поток обычных электронов, легких частиц с отрицательным зарядом. Альфа-лучи это атомы гелия, лишенные всех электронов, то есть их ядра с массой в 7300 раз больше массы электрона. Заряжены положительно.
Способность лучей проникать через предметы и сила наносимого ими повреждения (например, биологического) прямо связана с этими факторами. Так, гамма-лучи наиболее проникающие, бета-лучи похуже. А альфа-лучи почти не преодолевают плотные преграды, даже небольшой слой воздуха их хорошо тормозит.
По биологическому эффекту ситуация обратная. Если принять за 1 наносимые гаммой повреждения, то у беты тоже 1, но у альфа коэффициент 20 [4]. Альфа-частица тяжелая и большая, она быстро рассеивает свою энергию в веществе. Одна частица до момента превращения в обычный атом гелия срывает электронные слои у встреченных атомов, разрушая тем самым любые химические связи.
Можно представить себе, что в один момент в объеме живого организма размером в кубический нанометр появляется множество случайных агрессивных химических соединений, называемых свободными радикалами. Каждый из которых способен повредить другую сложную молекулу, уцелевшую после первой атаки альфа-частицы. Например, макромолекулу ДНК. Теоретически, одной альфа-частицы достаточно для порчи одной клетки: стерилизации или, что хуже, мутации.
Радоны 220-й и 222-й распадаются, высвобождая альфа-частицу и полоний. На распад половины радона нужно чуть менее четырех суток. Полоний в свою очередь тоже распадается, давая уже бета-частицу. И так далее по цепочке до свинца.
В итоге, везде, где есть источник радона, где есть сам радон и его дочерние продукты, наличествует и гамма, бета, альфа излучение. Обобщив, можно подумать, что реальный вред могут доставить лишь гамма-лучи или бета. И это верно, если речь идет об обычных источниках, поскольку верхний омертвевший слой кожи человека не пропускает альфа-лучи к живым клеткам и не может быть поврежден сам.
Но мы помним, что радон — газ. Кроме того, продукт его распада, хоть и не газ, но рождается в воздухе, в одноатомном виде. Как и последующие нуклиды, будет очень мелкой пылью. Газ и пыль могут попасть в части организма, где нет защитного слоя — дыхательные пути и легкие. В них реализуется весь 20-и кратный вред от альфа-лучей плюс часть от беты и гаммы.
Согласно отчету всемирной организации здравоохранения загрязнение воздуха помещений радоном является причиной возникновения рака легких в районе от 3 до 14% случаев, что занимает второе место по частоте после курения [5][6].
Учитывая, что ежегодно от рака легких умирает 1,5 миллиона человек, среди них 150 тысяч случаев вызваны именно радоном. Таким образом, среди некурящих радон по канцерогенности выходит на первое место. Человек, дышащий загазованным воздухом около фабрики или проспекта с меньшей вероятностью заболеет раком легких, чем человек дышащий только свежим воздухом, но проживающий или работающий в помещениях, где земля или строительные материалы неприметно выделяют радиоактивный газ без цвета и запаха.
Как же решить проблему радона? Прежде чем решить проблему ее изучают. В нашем случае изучение проблемы подсказало один из вариантов ее решения, хоть и не совсем напрямую. Для радиометрии радона в воздухе требуется сконцентрировать этот газ и применить радиометр, чувствительный к альфа-лучам. Традиционный способ — протяжка большого объема воздуха через специальный фильтр и замер альфа-активности фильтра упомянутым радиометром.
Альтернативный способ — косвенный, через замер бета и гамма-активности дочерних продуктов распада [7]. Здесь работает электростатика, ведь продукты распада радона это ядра атомов с существенным положительным зарядом. Конечно, потеряв скорость они отберут часть электронов у воздуха или обычных пылинок, прилипнув к последним с формированием аэрозоля. Впрочем, положительный заряд у которого сохранится. Представим, что у нас появился электрод, заряженный отрицательно. Вокруг него распространится электрическое поле, а попав под его действие положительно заряженные пылинки устремятся к источнику поля — на электрод.
Тем самым, ДПР будут собраны на небольшой площади, где их распады легче точно измерить. И тут мы подумали, нельзя ли использовать эффект для иной цели — очистки. Ведь это вполне логично: раз мы забрали ДПР из ближайшего объема воздуха, то пройдет время, пока радон восстановит их концентрацию. Кстати, даже сам свежеобразованный радон будет иметь заряд, следовательно будет улавливаться.
В настоящее время, с целью выявить эффективность электростатического накопления ДПР применительно к очистке, нами проводятся исследования. Мы уже собрали и тестировали накопительную установку.
Результаты работы этой установки были подвергнуты радиоспектрографическому анализу.
В ходе анализа обнаружены гамма и бета-активные ДПР радона, хотя не удивительно, что спектрограф выявил их. Даже бытовой дозиметр-радиометр в режиме гамма-измерения зафиксирует раз в 5 больше событий распада, чем фоновые, а в режиме бета+гамма — в 50 раз.
Конечно, это если накопление было достаточное время в «зарадоненном» помещении.
Сама исследовательская установка состоит из источника высокого напряжения и сборного электрода, в роли которого выступает таблетка активированного угля. Активированный уголь и так сорбирует тяжелые пары и газы, под зарядом это свойство приумножено.
Электрическая схема пока очень проста:
Перед разработкой коммерчески эффективной установки, решающей проблему с радоном нам еще предстоит решить ряд задач, научных и технических. Например, выявить, насколько она лучше аэрозольной очистки воздуха водой. Или доказать эффективность количественно, в контексте официальной научной методологии. Выяснить оптимальное значение напряжения, форму и расположение электродов, их число для минимальных энергозатрат, себестоимости и удобного дизайна в форме бытового прибора.
Проект на текущей стадии — далеко не готовое решение, но уже не просто идея. Это работает.
Используемые источники информации:
- Radon Test Kit.
- Кларковые числа элементов. Википедия.
- WHO handbook on indoor radon: a public health perspective / edited by Hajo Zeeb, and Ferid Shannoun. World Health Organization, 2009.
- Дозиметрия в ядерной медицине.
- А. Демкин. Радиоактивный почвенный газ радон в помещении и риск возникновения рака легких.
- Рак легких. Википедия.
- Махди Мохамед Рамдан. Радиометрия эксхаляции радона из строительных материалов: автореферат дис. кандидата технических наук: Минск, 1995.
Авторы проекта Dzmitry Kalesnikau и Ivan Krauchanka уже выступали с этой тематикой 6 февраля на конференции Party Hard! 2016 в Минске. Работа над проектом пока продолжается...
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Комментарии (67)
ZloAlien
21.02.2016 23:19+1Полагаю, что авторам будет интересно почитать про люстры Чижевского — может быть с расположением электродов поможет определиться. А также всякие особенности при использовании оборудования поможет выявить, например, не будет ли выделять озон аппаратурой?
begin_end
21.02.2016 23:35Про люстру Чижевского как раз есть мысль, что её чудодействие отчасти обеспечено этим эффектом. Хотя в люстре используется большее напряжение (25кВ), чем у нас (5кВ). Так что озона у предлагаемого прибора нет.
Если поднять напряжение до 25кВ, то радиоактивная пыль будет оседать не только на электрод, но уже не долетая до него приобретать отрицательный заряд и садится на предметы вокруг. Всё таки у люстры другая цель.
sergku1213
22.02.2016 09:37+3Насколько я знаю, ситуация с радоном мало актуальна для большей части территории России. Исключая Камчатку и некоторые другие регионы. Почему — радон, действительно, получается в результате распада урана и тория. Такие элементы содержатся преимущественно в коренных, не осадочных породах. Слой осадочных пород толщиной полтора километра — довольно хорошая защита от радона. Я живу в Литве, там так. Далее — дождевая/речная вода в условиях незараженной местности — довольно бедна радоном — не от куда взяться. Ваши измерения нельзя масштабировать на всех — Вы живёте в Гомеле. Тогда, сразу после катастрофы, уровни загрязнения по йоду, а потом цезию и стронцию в Вашем регионе были достаточно высоки. Это не значит что на территорию Гомельской области лились потоки чистого йода, цезия и стронция. Нет, выпадала стандартная смесь содержимого работавшего реактора: — несколько процентов — йод, цезий, стронций — и другие высокоактивные элементы, но их меньше в силу особенностей расщепления ядер урана. Остальное составляли уран и плутоний. Ввиду очень короткого времени жизни йода, при малом количестве, его радиоактивность была высока. Потому его и отслеживали. Через пару месяцев йод разложился, стали отслеживать более долгоживущие цезий и стронций. Кстати — они и активно мигрируют, в отличие от урана/плутония. Те если сели на поверхность, согнать их чрезвычайно трудно. Так что у Вас, к сожалению, источники радона прямо под рукой — в верхнем слое почвы. Немного, но для искажения картины хватает. А вот например Скандинавия — там проблема радона — органически присуща. Вокруг-скалы. Водоснабжение из артезианских скважин.А еще парную любят делать в подвале. Глубинный радон, поднимаясь, растворяется в воде и при нагреве и снижении давления(в душевой кабинке) высвобождается. Привычные россиянам антирадоновые окна в Скандинавии не применяются с 50х годов прошлого века. Что значит антирадоновое окно? Это классическое окно с деревянной рамой, через неплотности которого наружу может даже мышь выскочить, не говоря о радоне. Но — потери тепла ужасающие… Так что могу посоветовать — мыть поверхности с хорошими детергентами — редствами для мытья и чистки поверхностей с немалым содержанием ПАВ. Окна пластиковые держите на микровентиляции. Хороший индикатор недостаточного воздухообмена — скапливающаяся в уголках окон вода- конденсат.
jar_ohty
22.02.2016 13:06+1Радон от урана из ядерного топлива — абсолютно пренебрежимая величина. Во-первых, чтобы уран стал источником радона, в нем должен накопиться радий. А на это нужны сотни и тысячи лет. Во-вторых, активность самого урана в куске ТВЭЛа, рядом с которым можно заработать смерть под лучом, составляет около мегабеккереля и ниже. А на зараженной до "в принципе, жить можно" местности концентрация урана скорее всего не превысит фоновой.
begin_end
22.02.2016 13:39Да, по чистому урану загрязнение не выше фонового. Кроме цезия и стронция в настоящее время можно найти еще плутоний 238, 239, 240. 239 и 238 плутонии в цепочке потомков дают 219 и 222 радоны, но как хорошо замечено про уран — это невероятно медленно, согласен, не имеет значения.
tormozedison
22.02.2016 10:21"Этим эффектом" — в смысле, очисткой воздуха от ДПР радона?
begin_end
22.02.2016 12:57Да, но это просто предположение. Некоторые посетители конференции высказывали нам такую мысль, не рабоатет ли оно, как люстра.
ClearAirTurbulence
21.02.2016 23:46+3Все-таки проветривание — наиболее простой и эффективный способ борьбы с радоном, особенно, учитывая его преобладание в подвальных\полуподвальных помещениях у пола.
В США как раз популярны такие системы вентиляции, она показана, в частности, на фото в статье (белая труба с насосом снаружи дома). Т.е., если вы не проводите много времени в подвале \ отделанном гранитом помещении, риск и так минимален; а если прооводите, то грамотно организованная вентиляция поможет вам и от радона, и от других напастей, например, избытка CO2. Главное, помнить, что радон надо высасывать от пола, а свежий воздух — подавать в помещение, а не наоборот :)begin_end
22.02.2016 00:04Тут есть надежда на то, что эффективность не сильно меньше вентилляции. А вот сложность и стоимость гораздо меньше. Скорее всего итоговый прибор будет очень портативен, включаться или встраиваться в розетку.
А бывает радон даже на большой высоте. В ванной и на кухне 12 этажа я его обнаружил, как и его источник — плитку кафельную, поверхность которой давала слегка повышенный фон (скорее всего что-то из гранитного в составе керамики). Несмотря на естественную вентиляцию через вентотверстия стен (правда на уровне потолка) ДПР радона на электрод садилось примерное втрое больше чем в иных помещениях.
SilverHorse
22.02.2016 01:24+2Бытовым дозиметром? Активность плитки вы намеряли в лучшем случае, а не радон (кафель, как и подобные ему катериалы, фонит). Если это любимые вами ДПР радона, отличить от собственной активности кафеля очень просто — ополоснуть плитку из душа. Наведенная радиоактивность на поверхности плитки успешно стечет в канализацию.
А вот сложность и стоимость гораздо меньше
С каких пор открыть форточку стало сложно и дорого? О вытяжной вентиляции в подвалах не говорим, это другая история.
SilverHorse
22.02.2016 01:48А, да, самый главный вопрос забыл — как вы вашим угольным фильтром собрались удалять из воздуха сам радон-то? От того, что вы как-то отфильтруете продукты его распада (а отфильтруете ли вообще? Вы же просто заряженную пыль вашим фильтром собираете) радон, которому на вашу установку наплевать, из воздуха никуда не денется и продолжит так же активно фонить в альфа-канале.
begin_end
22.02.2016 02:48Про дозиметр еще тут напишу, он применялся в качестве индикатора слегка повышенного фона у плитки. Он есть? Значит в плитке есть торий или уран. Если есть они, будут и все их потомки в более-менее равновесных концентрациях. А значит будет и радий, дающий радон. То есть то, что сама плитка микроскопически больеш фонит, ерунда. А вот, что это признак наличия радоновыделяющих нуклидов в ней — уже важно.
Да, радон практически не сорбируется, но он и слабо "застревает" в дыхательных путях, инертный — химически неактивный газ. А продукты его распада в химическом плане активные вещества. И если радон, коль не распался в легких, с выдохом выходит, то его ДПР обязательно остаются.
Пыль заряжена, так как на нее осели продукты распада, появившиеся положительно заряженными. Сами продукты распада в атомарном виде в воздухе недолго просуществуют, осядут на ближайшую пылинку за 10-100 секунд [7, с 47].
Если установка постоянно работает, то продукты распада будут постоянно фильтроваться, вот и все (электрическое потребление установки в теории мизерное, чем плохо).
Neuromantix
22.02.2016 09:38+1Радон в ванной — из водопроводной воды. Сравните концентрацию до душа и после того. как душ проработает минут 20.
А вообще поводов для паники относительно естественного радона я не вижу — никуда от него не убежишь. А так можно вслед за радоном и К-40 начать бояться.begin_end
22.02.2016 13:06+1Хорошие системы водоподготовки могут иметь опцию радоноудаления. Конечно, в городском водопроводе такого не будет, про радон оттуда известно.
Паники никакой нет, просто убрать этот микровред несложно, так почему бы и нет. Специальные системы радоноудаления есть же и дорогие, значит — нужно. Отличие радона от калия-40 в том, что с последним пока ничего сделать нельзя, изотопная очистка чудовищно дорога, массовой такой технологии нет. Интересно, насколько бы снизилась радиоонкогенность у населения, если бы можно было вывести заменой калий-40...jar_ohty
22.02.2016 13:52+1Ни на сколько бы не снизилась. Известно, что статистически значимый рост онкологии (не от радона — там особое дело, потом напишу) начинается где-то с 50-200 мЗв/год. Калий-40 дает что-то около 1 мЗв/год. Дело в том, что причинами онкологии являются далеко не только одна фоновая радиация, и львиная доля всех случаев скорее всего вообще спонтанно возникает. И на фоне этих фоновых 20%, пять тысячных процента на миллизиверт в год (если мне не изменяет память) просто невозможно обнаружить.
Что касается радона, то его зловредность связана с одной стороны с тем, что это альфа-частицы и их коэффициент качества равен двадцати, а энергия самая большая среди всех ионизирующих излучений. Во-вторых, эта энергия выделяется очень локально, создавая локально огромные дозовые нагрузки вокруг альфа-излучающей частицы. Вдобавок в зараженном радоном помещении ДПР радона накапливаются в легких.begin_end
22.02.2016 14:07В общем-то с калием согласен, его нужно будет убирать только в фантастическом будущем, когда будут использоваться, скажем технологии длительного погружения людей в стазис (обычно в научной фантастике этого не учитывают, что выйдя из стазиса человек как-бы моментально получает дозовый эффект за проведенное время). Но и изотопы тогда будут легко делить. :)
catharsis
23.02.2016 02:5940K — не фоновая радиация. Хотя 5 кБк — это довольно мало, утверждать, что это не влияет на онкологию, кажется, пока преждевременно.
К сожалению, в ближайшем будущем мы вряд ли узнаем это наверняка.jar_ohty
24.02.2016 02:43А чем же, по-вашему, как ни компонентом фона, является внутреннее облучение от калия-40? Кстати, я ошибся с величиной вклада калия-40 в фоновое облучение — не 1, а 0,3 мЗв/год. И говорить о пренебрежимом вкладе такой дозы в онкологию — это не преждевременно, это факт. Потому что если и есть этот вклад, то это тысячные процента, а для того, чтобы такую малую величину поймать, нужно набрать статистику в десятки миллиардов (!) онкобольных.
sumanai
24.02.2016 17:31И говорить о пренебрежимом вкладе такой дозы в онкологию
Потому что если и есть этот вклад, то это тысячные процента
Это и есть пренебрежительный, я так думаю.
BrakeFluid
22.02.2016 16:06+2На фото белой трубы не совсем проветривание, а предотвращение скапливания радона в подвале. Ниже фундамента устраивается «отстойная» яма, засыпаная гравием. Радон, вместо просачивания в подвал, собирается в этом отстойнике и вытягивается вентилятором в трубу выше дома. Стоимость установки в старом доме — несколько тысяч. Лет 15 назад было под $3к, сейчас наверное больше. В каждом штате/районе свои ограничения на радон. В гористой местности уровень радона всегда выше — там и нормы послабее. Обычно при покупке дома проводиться анализ на уровень радона, кажется это требование кредиторов.
Анализ состоит в установке устройства с самописем в подвале на два (или три ?) дня и требовании(!) не проветривать подвал в это время…
Hegny
22.02.2016 00:16+1Очень много манипуляций с фактами и притягиваний за уши.
В короткой публикации можно было бы все разобрать, но тут понадобиться текст побольше оригинала — так что просто относитесь к этому, как к торсионным полям.
Проясните мне хотя бы такой момент: как альфа-частица (кстати, о каких энергиях речь?) умудрится что-нибудь сделать с моей ДНК?begin_end
22.02.2016 01:18+1В разработке нет никакого открытия или хитрости, поэтому оно и публикуется так сразу. Публикация выполнена как комбинация материалов с выступления (презентации + речи), возможно не слишком удачная форма подачи материала на этом ресурсе. Изначально расчитана на аудиторию, не разбирающуюся в такой тематике, так что прошу простить за некоторые упрощения.
Проблема с радоном не признается только у нас, на западе давно уже озаботились о этом. Хотя конечно, у нас пока проблем поболее будет, тот же Чернобыль оставил, а какой-то там радон сравнительно с этим — мелочь. Но тем не менее статистика говорит, что если вы не курильщик и если у вас будет рак легких, то вероятнее всего от радона.
Многие люди стараются в современном мире заботиться о своем здоровье, дольше и качественнее жить, вот не курят, к примеру. Я как-то подсчитывал вероятности заболеть любым раком до возраста 30 лет, около 1 к 11 вышло, а к 70 годам 1 к 5. Да, не все канцерофобы, Но думаю, тому кто уже не курит будет важно знать и про второй после курения фактор.
А так цепочка: радон (газ) -> полоний (пыль, фактически нулевого размера, если не прицепится к более крупной пылинке) -> дыхательные пути или легкие (с током вдыхаемого воздуха) -> поверхность слизистой оболочки (клетки эпителя) -> альфа-распад до свинца (вылет 5,5МЭв альфа-частицы в направлении ядра клетки) -> торможение альфа-частицы (с ионизацией за счет этого ~10^5 атомов на траектории торможения) -> "удачное" повреждение ионом или свободным радикалом фрагмента ДНК эпителиальной клетки (до перерождения в раковую, плоскоклеточный рак).
Тут очень много "если", если подумать, какова вероятность каждого этапа процесса. Но стоит помнить, что живет человек долго, а хочет жить еще дольше. А радона и распадов в итоге будет прилично. И рано или поздно это срабатывает, минимум у 7 человек на 100000 в нашем регионе.
kdnic1ster
22.02.2016 21:27+1Средняя энергия, кинетическая, альфа частицы в цепочке распадов ~5 МэВ. Этого достаточно, что бы ионизировать любой атом углерода или кислорода. A дальшe химия, разрушение структуры днк, свободные радикалы, и т.д. Причем рекомбинация до изначального состояния не возможна, в силу так называемого двойного разрывa днк цепочки. И это ещe без учета прямого разрушения мембран клеток.
SilverHorse
22.02.2016 01:16+2Итак, кучка вопросов… Заранее заметим тот факт, что диапазон измерений у Сосны, которой вы пользовались, начинается с 0,01 по гамме, а погрешность измерения до 30% по паспорту, а искать ей радон, и то, что вы обозвали ДПР в помещении — это недалеко от гадания на кофейной гуще.
электростатика должна давать похожий эффект и при включении
При включении заряженная низкоактивная пыль, которую вы намеряли, не оседает мгновенно, ей нужно время, чтобы на экране ее осело достаточное количество, что вы и продемонстрировали.
Следующий раз радон проявил себя в свежей дождевой воде.
А что в этой воде до черта той же низкоактивной пыли в городской черте (в любом городе, не только в 130 км от Припяти), вы не учитывали.
Еще, если отыскать удачное место (шахты, пещеры, подвалы), можно напрямую наблюдать повышенный фон в ямах или кавернах.
Естественно, особенно если положить дозиметр прямо на бетон или камни. К слову, 0,024 мР/ч — это вполне себе нормальный естественный фон стройматериалов.
Обычно, без так называемого «специального» оборудования радон обнаружить шансов почти нет.
О, неожиданно здравая мысль. Более того, для замера уровней радона подходит только оборудование с альфа-детектором. Тогда откуда вывод, что бытовым дозиметром мы на предыдущих фотках именно радон и продукты его распада намеряли, а не наведенную радиоактивность от пыли и активность радиоактивных включений в стройматериалах?
А так, активность самого радона и части продуктов его распада не фиксируется большинством измерительных приборов, особенно бытовых.
… без комментариев.
Согласно отчету всемирной организации здравоохранения загрязнение воздуха помещений радоном является причиной возникновения рака легких в районе от 3 до 14% случаев, что занимает второе место по частоте после курения
А если почитать внимательнее, то вместе с радоном там упоминается и куча других факторов развития рака. Просто радон приписывают как наиболее распространенный.
Человек, дышащий загазованным воздухом около фабрики или проспекта с меньшей вероятностью заболеет раком легких, чем человек дышащий только свежим воздухом, но проживающий или работающий в помещениях, где земля или строительные материалы неприметно выделяют радиоактивный газ без цвета и запаха.
Передаю пламенный привет из одного промышленного города, безо всякого радона держащегося в первых строках печальных рейтингов по онкологии и заболеваниям дыхательной системы. Радон, может, и вызовет рак с большей вероятностью, но для этого необходимо подвергаться его экспозиции невероятно длительное время в больших концентрациях, в отличие от вдыхания городского смога на протяжении нескольких лет, который напичкан канцерогенной мелкодисперсной пылью, особенно если в состав пыли входят выбросы металлургических и электрометаллургических производств. Когда на подоконнике по цвету пыли определяешь, откуда дует ветер, радон отходит даже не на второй, а на десятый план.
В ходе анализа обнаружены гамма и бета-активные ДПР радона, хотя не удивительно, что спектрограф выявил их.
Можно подробную расшифровку анализа, из которой бы следовало, что это именно ДПР радона, как вы их называете (я так понимаю, все это время мы говорили о полонии и прочем радиомусоре с картинок)?
Здесь работает электростатика, ведь продукты распада радона это ядра атомов с существенным положительным зарядом
… электронные оболочки которых никуда не деваются при распаде.
Проблема радона существует, и довольно серьезная, но вот в данном случае серьезность ее сильно преувеличена. О радоне надо беспокоиться тем, кто проживает в частных домах, построенных с большим количеством камня в составе стройматериалов, тем, кто работает в подвалах и иных подземных помещениях, где он имеет свойство скапливаться (радон, помимо собственно радиоактивности имеет свойство сам по себе значительно ухудшать состояние человека, находящегося в радоновой атмосфере, как и любой тяжелый газ), тем, кто работает в закрытых помещениях при полном отсутствии вентиляции, которая явлется единственным и самым доступным и дешевым действенным средством профилактики.begin_end
22.02.2016 02:36Заранее заметим тот факт, что диапазон измерений у Сосны, которой вы пользовались, начинается с 0,01 по гамме, а погрешность измерения до 30% по паспорту, а искать ей радон, и то, что вы обозвали ДПР в помещении — это недалеко от гадания на кофейной гуще.
Поэтому сосна использовалась лишь как наглядный индикатор того, что что-то есть. Ведь если в месте 1 число событий стойко больше чем в месте 2 или месте 3, значит что в месте 1 что-то есть. Сознательно называю сосну радиометром, а не дозиметром.
При включении заряженная низкоактивная пыль, которую вы намеряли, не оседает мгновенно, ей нужно время, чтобы на экране ее осело достаточное количество, что вы и продемонстрировали.
Здесь имелось в виду, что при старте телевизора на экране есть электростатика при разряде которой на крышку прибора могут быть ложные срабатывания (СБМ-20 и счетная схема реагируют на близкие разряды). Поэтому это нужно учесть, например слегка увлажнить экран перед замером. Про то, что для сбора пыли нужно подождать сказано. И что фон остается после выключения, но не у свежевключенного.
А что в этой воде до черта той же низкоактивной пыли в городской черте (в любом городе, не только в 130 км от Припяти), вы не учитывали.
Низкоактивная пыль это ведь не что-то абстрактное. Вариантов выбора немного: цезий, стронций или продукты распада радона. Всё остальное куда менее активно. Той же соли калия нужна большая банка для создания сравнимого числа событий распада.
Естественно, особенно если положить дозиметр прямо на бетон или камни. К слову, 0,024 мР/ч — это вполне себе нормальный естественный фон стройматериалов.
Но если положить на свою руку, то 6-8. Т.е. тут показательно не то, что фон камня превышен, но что он повышен. А повышен, потому что там уран/торий и его продукты, до радия. И дозиметром видна только бета / часть гаммы. Поэтому на деле, сумей бы мы замерить всё, всю альфу, то разница в показаниях была бы большей. Но опасны не камни, а радон, успешно уносящий цепочку распадов в воздух, для чего и упомянуто.
О, неожиданно здравая мысль. Более того, для замера уровней радона подходит только оборудование с альфа-детектором. Тогда откуда вывод, что бытовым дозиметром мы на предыдущих фотках именно радон и продукты его распада намеряли, а не наведенную радиоактивность от пыли и активность радиоактивных включений в стройматериалах?
Так а пыль радиоактивна почему (выше отмечено)? Нам важно, что там повышен фон и мы можем это увидеть. И фон в любом случае обеспечен или предками радона или потомками. Стоит учесть еще, что это предистория измерений, не эксперимент. Там же и поясняется, что мерять что-то в плане не больше-меньше, а в цифрах нужно другим оборудованием.
А если почитать внимательнее, то вместе с радоном там упоминается и куча других факторов развития рака. Просто радон приписывают как наиболее распространенный.
Ну тут я верю данным из сторонних источников, множество все-таки на радоновое ссылается. Напрмиер, читал про исследование, где выводилось: уровень запыленности в помещении повышает частоту случаев рака. Объяснялось не только тем, что пыль может быть химически активна и хорошо проникает в легкие из-за малого размера, а и тем, что продукты распада радона подцепляются к пылинкам, тем самым делая радиоактивной самую мелкую фракцию пыли.
Передаю пламенный привет из одного промышленного города, безо всякого радона держащегося в первых строках печальных рейтингов по онкологии и заболеваниям дыхательной системы. Радон, может, и вызовет рак с большей вероятностью, но для этого необходимо подвергаться его экспозиции невероятно длительное время в больших концентрациях, в отличие от вдыхания городского смога на протяжении нескольких лет, который напичкан канцерогенной мелкодисперсной пылью, особенно если в состав пыли входят выбросы металлургических и электрометаллургических производств. Когда на подоконнике по цвету пыли определяешь, откуда дует ветер, радон отходит даже не на второй, а на десятый план.
Ну чтож, такой наш регион нездоровый, у вас сильно вредная химия летает, у нас цезий и стронций. Продолжительность жизни в РФ и РБ тож не сильно впечатляет. Может быть тут и правда не до радона.
Можно подробную расшифровку анализа, из которой бы следовало, что это именно ДПР радона, как вы их называете (я так понимаю, все это время мы говорили о полонии и прочем радиомусоре с картинок)?
Расшифровка по линиям и online-базам, фактически вручную. Исходники и скрины. Я пока не готовился выкладывать данные обработки, поэтому результатов в удобном виде нет, позже постараюсь подготовить. Пока так прикинуть, вот заметная линия справа на 616 КЭв, по базе nucleardata это вполне может быть Bi-214, третий в цепочке потомков радона-222.
… электронные оболочки которых никуда не деваются при распаде.
В момент распада родительского ядра с огромной скоростью вылетает альфа-частица, отрывая часть электронов вслед за собой, некоторый импульс получает и дочернее ядро (в районе сотни КЭв). Не знаю энергию связи у полония, но у кислорода при 1КЭв уже наступает полная ионизация. По литературным данным [7, с.47] для полония в 90% случаев он появляется ионом.
Вообще это интересный вопрос, насколько сильно ионизируется полученный полоний и насколько быстро он пополняет электронные оболочки.
Проблема радона существует, и довольно серьезная, но вот в данном случае серьезность ее сильно преувеличена. О радоне надо беспокоиться тем, кто проживает в частных домах, построенных с большим количеством камня в составе стройматериалов, тем, кто работает в подвалах и иных подземных помещениях, где он имеет свойство скапливаться (радон, помимо собственно радиоактивности имеет свойство сам по себе значительно ухудшать состояние человека, находящегося в радоновой атмосфере, как и любой тяжелый газ), тем, кто работает в закрытых помещениях при полном отсутствии вентиляции, которая явлется единственным и самым доступным и дешевым действенным средством профилактики.
В предыдущем комментарии я упомянул, что неожиданно может попасться активная плитка в ванной и т. д. А электростатический фильтр ДПР может быть намного проще и дешевле специальной вентиляции.
Замечу, что при количестве, в котором радон, как физически тяжелый газ может ухудшить состояние человека за счет снижения концентрации кислорода или большей нагрузки на дыхательную мускулатуру, такого человека нужно будет бетонировать в бочку, как радиоактивный отход, ведь у радона период полураспада 3,8 суток. Еще воздух при такой концентрации будет доставлять неудобство озоновым ароматом и слабым свечением в темноте. :)
sergku1213
22.02.2016 09:56+1Как бывший спец по редким, рассеянным и радиоактивным элементам считаю, что в наших условиях сильно над этим голову ломать не стоит. Извлечение и концентрация радона и его продуктов распада электростатическим методом — бесполезна, если не считать демонстрационный эффект. Гораздо полезнее, но и труднее, в Ваших условиях проследить проследить уран и плутоний. Но это потребует хотя бы свинцового домика и 2пи альфа счётчика. В другом своём комментарии я объяснил — отчасти — почему это не столь актуально. Там же и рекомендации, что делать, как жить.
begin_end
22.02.2016 13:16Сейчас мы занимаемся тем, что определяем, насколько эффективно это извлечение/концентрация, если реально хорошо работает, а способ столь прост — почему бы и нет (и честно говоря, если по проекту что-то коммерчески осуществлять, то про наш регион и не думалось — это нужно будет там, где тратят большие средства на всякие хитрые вытяжки). Это не тряпочкой постоянно протирать, включил и забыл.
Проследить уран и плутоний можно было бы, но согласен, что неактуально. По той причине, что с ними ничего не поделать.sergku1213
23.02.2016 11:38По этому принципу, насколько помню из лекций по радиационной химии, работают фильтры Петрянова. Именно: поляризованный полимер притягивает ионизированные частицы. Эффективность — очень высока. Не требует питания. Профит.
olekl
22.02.2016 11:50А вот интересно, физиопроцедура под названием "радоновая ванна" — подается как полезная. С кучей оговорок и противопоказаний, но все же полезная.
sergku1213
22.02.2016 12:07Она подается как "бодрящая и стимулирующая". Это разные вещи. Я вообще ленивый человек, с бывшим пороком сердца, когда ездил к бабушке в деревню, на Гомельщину, в зону отселения — я просто нг мог устать, и время от времени переходил на бег. А это для меня уж вовсе не характерно. Это воздействие, впрочем, индивидуально. Кого-то бодрит, кого-то угнетает. Малые дозы радиации. У меня сосед по общаге так ангину за 1 день лечил. 10 часов сидел возле кобальтового источника в подвале и — вуаля! Он был радиохимик. В подвале, хоть источник и был экранирован, но полной отсечки не получалось. Но это не значит что всему организму польза была.
engine9
22.02.2016 13:06В Пятигорске радоновые ванны прописывают в санаториях. Кто-нибудь может пояснить, от них больше пользы или вреда?
begin_end
22.02.2016 13:25+1В контексте официальной науки, для отдельного живого организма — вред (незначительный, поэтому до сих пор не запретили).
А с точки зрения старой медицины, как и гомеопатия и прочее такое — предполагается лечебным. Стоит помнить, что когда придумали радоновые ванны, то и раствор солей радия пили и хлеб ели.
Вся ощущаемая польза от такого — через эффект плацебо, который таки безопаснее включать через гомеопатию и чудо-лекарства из мела.
ClearAirTurbulence
22.02.2016 14:05Однозначно вам никто не скажет. Вот, откройте этот сайт: https://en.wikipedia.org/wiki/Ramsar,_Mazandaran
Прокрутите вниз до загловка «Radioactivity» и прочитайте два первых параграфа. Там народ эти ванны круглосуточно принимает, и, вроде бы, не умер никто, но опять таки, точно никто все равно пока не скажет — выборка мала, и, подозреваю, достоверность исследований тоже не гарантируется.begin_end
22.02.2016 14:12Да, допустим, пользуйся ваннами город в 100000 человек каждый день и заболевших в год было бы не 7 человек, а 70, тогда бы заметили. При эпизодическом пользовании ваннами малой группы людей сложно какую-то статистику вывести, поэтому радоновые ванные пока активно не запрещают.
ClearAirTurbulence
22.02.2016 14:24Там (по вышеприведенной ссылке) ванны принимают практически круглосуточно, а не эпизодически, но населения всего 1800 человек, так что судить о чем-либо сложно.
dron_k
22.02.2016 13:59подскажите пожалуйста по поводу эффективности мойки воздуха такой конструкции:
http://teplota.kh.ua/wp-content/uploads/2013/10/Image.png
+ в ней есть ионизатор воздуха
+ стоит на полу и дует в стороны = перемешивает воздух в комнате который затем вытягивается вытяжным вентиялтором в ванной под потолком (вентилятро включен всегда)
Этот девайс вообще както может влиять на уровень радона?ClearAirTurbulence
22.02.2016 14:15Если рассуждать логически, он должен незначительно повышать концентрацию радона и его производных на уровне носа взрослого человека, т.к. устройство выдувает воздух внизу в стороны, что приводит к частичному поднятию воздуха снизу вверх (а радон у нас, если вспомним, тяжелый, и, соответственно, преимущественно сидит у пола).
Чисто теоретически, чтобы минимизировать уровень радона, необходимо выбрасывать за борт воздух от пола.
Но ИМХО это скорее актуально для подвальных помещений; опять же, свежий воздух эффективнее всего подавать в помещение снизу (где-то были на сайте картинки с концентрацией CO2 на примере заполненного класса при подаче воздуха сверху\снизу), что усложняет задачу. Так что надо бы уточнить у тех, кто действиетльно в этом разбирается.
А по простому, думаю, так: в подвальных помещениях радон удаляют, высасывая воздух снизу, свежий подают сверху; в остальных, где радона меньше\нет, на радон тупо забивают, а свежий воздух в идеале подают снизу. Но я не сварщик, так что может, и пурги нагнал. Думаю, надо отловить специалиста по HVAC, если они здесь водятся, он точно все объяснит.
begin_end
22.02.2016 14:19Эта мойка будет медленно, но устранять продукты распада радона из воздуха (за счет встроенного ионизатора и увлажнения устраняется пыль с этими продуктами). А сам радон отчасти будет уходить за счет вентиляции. Предполагаю, общий уровень радона и ДПР будет снижен.
Для лучшей работы, как указано в комментарии выше, можно оптимизировать уровень размещения вытяжки.
Hegny
22.02.2016 14:45Почитайте про атмосферные ливни и космическое излучение.
Хотя бы тут: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_shower_(physics)
У нас разрядный детектор стоит под землей на 30м глубине — и щелкает не переставая.
А если глянуть на камеру Вильсона (не в здании, на свежем воздухе стоит) — тот там настоящий муравейник.
На этом фоне про радон можете не думать.begin_end
22.02.2016 15:01Мне это известно, но тут сложно оценить, а про вред от радона я опираюсь на указанные данные и статистику. Всё-таки внутреннее альфа-облучение организма самое вредоносное.
И если где-то ставят противорадоновые вытяжки и тратят на это существенные средства, значит это дополнительное подтверждение, что это актуально.
IbhSvenssen
22.02.2016 14:55Допустим у вас всё получилось, и это изделие пошло в серию и расхватывается как горячие пирожки. Какие будут рекомендации по утилизации отработанных угольных фильтров? Они же фонят.
begin_end
22.02.2016 15:17+1В цепочке продуктов распада радона-220, самый долгоживущий потомок свинец-212, полураспад 10,6 часа.
В цепочке продуктов распада радона-219, самый долгоживущий потомок свинец-211, полураспад 36,1 минута.
В цепочке продуктов распада радона-222, самый долгоживущий потомок свинец-210, полураспад 22,2 года.
В итоге таблетка после прекращения абсорбции начинает терять фон, через сутки он будет почти нерегистрируем — останется свинец-210, концентрация которого будет стабильна. Свинец-210 почти безопасен по гамме (46 кэВ), дает слабую бету (максимум 63,5 кэВ). Т.е. внешнее облучение от таблетки не представляет никакой угрозы, учитывая его низкую энергетику, количество и его время полураспада.
После выдержки таблетки в течение нескольких суток, например, в изолированном отсеке прибора, угольный фильтр можно выбрасывать с бытовыми отходами. Это если не будет специального сервиса по утилизации подобного материала.
kdnic1ster
22.02.2016 18:19Какое разрешение гамма-спектрометра (производство АтомТеx ?), и что за тип сцинтиллятора (NaI, CsI, BGO), 2пи, 4пи?
Если надо, то могу помочь с рашифровкой спектра по изотопам.
Хотя есть большой вопрос по методикe ваших замеров.begin_end
22.02.2016 18:32К сожалению, своего доступного прибора у нас нет, это мы просили поизмерять. Прибор действительно Атомтех, наименование неизвестно.
Поскольку подходящего ПО для анализа данных не было, пытаемся разобрать вручную. Есть ats-файлы для эталонных таблеток угля и для активных таблеток (общая масса пробы 1г, время замера 10 минут). В ПО управления прибором можно увидеть предварительную обработку спектра с сильным обобщением до 16 участков, энергию и число импульсов в которых программа показывает таблицей, эти скриншоты сохранили тоже. Все эти данные здесь.
Цель такого измерения — понять, что именно повышает фон таблеток (качественный анализ), доказать, что это ДПР радона. Пока примерно совпадает по энергиям при подборе вручную по базам. Аналитику и замеры планируется изложить в следующей публикации.begin_end
22.02.2016 18:49Разрешение, предположително не лучше ±1,5кэВ, как можно судить из информации в ats-файлах (диапазон до 3200кэВ в 1024 линиях).
iliar
29.02.2016 00:06+1Под разрешением сцинтиляционных детекторов понимают ширину линии на половине высоты пика. Смысл в том, что ты можешь делать измерение в 100500 каналов. Но из за физических особенностей детектора линии будут все равно размазанными (если проводить аналогию, не важно сколько у тебя мегапикселей, если у тебя заляпанная оптика четкой картинки не получить). Причем для разных энергий эта ширина может быть разной. Хорошее разрешение для NaI(Ta) 5-7% для 661.657кэВ от цезия. Бромид лантана может дать около 2-3%.
begin_end
29.02.2016 14:11Да, я заметил это при разборе полученных данных, поэтому и написал не лучше 1,5кэВ, ибо это логическое ограничение, на которое на деле еще и погрешность самого детектора накладывается.
Поэтому столь сложно вручную по линиям понять что там есть, поиск при такой ширине линии заставляет пересматривать огромное число вариантов.
Честно говоря, изначально я не ожидал, что спектрометрия окажется настолько ограниченной в точности.kdnic1ster
29.02.2016 17:53+2Спектрометр на основе сцинтиллятора (NaI) для стандартного 7.62x7.62 кристалла имеет FWHM ~10 keV для 122 keV, и ~90 keV для 662 keV.
High-purity Germanium (HPGe) полупроводник с охлаждением до -70 C может вытянуть FWHM ~600 keV для 122 keV, или 0.43%. Но стандартный Ge выдаст ~ 1.3 keV для 122 keV.
По хорошему, для качественной спектрометрии, распознаваниеe спектров производится при помощи maximum likelihood методов. Набор опорных нормированных спектров (спектров известной структуры) для данного детектора микшируется с различными весами и сравниваются с экспериментальным. Рассчитывается ошибка и, в зависимости от результата, либо микшируем спектры снова, либо заканчиваем цикл.
В вашем случаем, для количественной оценки, нужны опорные спектры для энергий дочерних продуктов, либо близких к ним по энергии.
iliar
29.02.2016 19:34Проблема не в спектрометрии, а в используемом тобой оборудовании. Йодид натрия это самый начальный уровень в спектрометрии. Но и самый доступный. В принципе при желании его можно и самому дома собрать. Если нужно разрешение получше, то ищи бромид лантана. С ним получится улучшить разрешение до 2-3%. А если сможешь достать HPGe детектор, то ты будешь в шоке от того количества пиков которые будут на спектре (на NaI из за не очень высокоо разрешения маленькие пики размазываются так, что их не видно а большие пики могут быть суммой нескольких).
kdnic1ster
29.02.2016 19:59"В принципе при желании его можно и самому дома собрать".
То есть, 100% наличие PMT трубки и MCA анализатора у автора, вы считаете a priory вероятным?
Равно, как и набор калибровочных изотопов?
Нет, я конечно понимаю, что белорусы+чернобыль — это как бы обязывает нас знать и уметь собирать
спектрометр ядерных излучений изго… и палокподручных материалов, но все же :)iliar
01.03.2016 05:42NaI и ФЭУ покупается на барахолке. Роль MCA анализатора выпрлняет комп со звуковухой. Набор изотопов покупается на АлиЭкспрессе. Еще вопросы?
kdnic1ster
01.03.2016 16:43Вопросы? "Задумчиво поглядывая нa сейф с подотчетными источиками". Нет, вопросов нет. "С довольной мордой поглаживая договор о покупке системы Genie 2000 с HPGe детектором ".
Почитать
http://www.dissercat.com/content/ugolovnaya-otvetstvennost-za-prestupleniya-svyazannye-s-oborotom-yadernykh-materialov-i-radi
А вообщем вы правы, можно и домa сделать:
http://www.rhelectronics.net/store/simple-homemade-diy-gamma-ray-spectrometer-pmt-project
http://www.physics.usyd.edu.au/~marek/pra/
http://www.radiokot.ru/circuit//analog/measure/24/iliar
01.03.2016 17:10По поводу источников. Идем на али и ищем электроды марки WT или медальоны скалярной энергии. В них Торий-232. Потом ищем на том эе али датчик дыма с Америцием-241. Потом идем в магазин за удобрением с Калием-40. Жители подмосковья могут опционально съездить в в Электросталь и накопать там земли с Цезием-137. Естественно набор маловат. И при помощи такого набора не получится точно расчитывать удельную активность образцов. Но для того, что настроить спектрометр на соответствие каналов и энергий этого достаточно.
И о том, что это возможно я судил исходя из собственного опыта. Только сместо звуковухи я использовал PCM2904 (по сути та же звуковуха, только аналоговый сигнал не надо гонять по длинным проводам.
PS и естественно, я не говорю, что промышленные приборы плохие или что они очень дорого стоят. Я уверен, что есть промышленные приборы которые дают лучше разрешение пускай даже с того же NaI, чем мои 7.2% для пика цезия. Однако это вполне себе спектрометр. У меня даже получалось ловить на него тормозной рентген от тритиевых брелков (менее 20кэВ).kdnic1ster
01.03.2016 17:32iliar, вы случаем описать свой опыт нe пробовали? Довольно интересно.
И да, возможно у меня в крови играет академический снобизм, но для авторa статьи важно было бы сделать все по "стандарту", без "земли с Электростали" ( и там что, реально Cs-137 !? Они что там жгут? ) Я так понимаю, они собираются это оформлять как стартап или компанию, а в Беларуси все, что имеет хоть какое-то отношение к радиации, такой гемморой и содом с БелГосСтандартом.
П.С. не сочтите за фамильярность и подкол, но вы следите за своей дозой, а то я ваши коментарии читаю про рентген, торий и тритий, и как-то стремно.iliar
01.03.2016 21:09А я и не говорил, что автору надо пользоваться самодельным оборудованием. Тем более, что у него есть доступ к настоящему. Я про самодельное оборудование сказал, просто что бы подчеркнуть, что NaI это самый начальных уровень. Доступный даже любителям.
По поводу описать свой опыт. Если честно, то я не вижу что конкретно там описывать. Моя схема является смесью схемы с радиокота и датащита на PCM2904. То есть я в плане схемотехники ничего нового не скажу. Все это уже описано в интернете. Схему на само деле показывать не особо хочу. Не потому, что тайна, а потому, что там есть пара компонентов которые у меня выбраны не оптимальным образом. Я слишком сильно растягиваю сигнал, что конечно увиличивает количество отсчетов АЦП на один импусльс но увеличивает вероятность склейки (к слову, если делать по схеме из радиокота, то устройство запускается и выдает приличные спектры сразу. Просто я хотел попробовать улучшить разрешение за счет настройки обратной связи, но в процессе экспериментов остапа понесло и все не дойдут руки вернуть промежуточный вариант). Так же у меня схема очень много потребляет. Чуть больше 500мА от USB. Я когда её делал в попытках добиться максимально стабилизированного питания сильно увлекся линейными стабилизаторами и как следствие КПД блока питания ниже плинтуса. А выигрыша по разрешению от моих экспериментов с питанием я не заметил. Короче моя схема больше похоже на докозательство того, что не умеешь, делай по инструкции и не выкобенивайся. Схема выглядит как то так. На фото нет самого кристалла NaI. Потом все засунул в корпус алюминиевых банок и обмотал алюминиевым скотчем (фото этой порнографии показывать не буду)
По поводу самой спектрометрии. Мне приглянулась BecquerelMonitor http://blog.livedoor.jp/kabuworkman-becqmoni/. Theremino не понравилась. Сколько не пытался настроить получал разрешение меньше чем BecquerelMonitor. И я бы списал это на свою некомпетентность, если бы более прошаренный знакомый не получил бы тот же результат. Пока лучший результат который я получил, это 7.2 процента (к слову на скриншоте грунт из электростали, что конкретно в печь они закинули я не знаю, но судя по тому, что кроме 31 и 662 других пиков нет, видимо это был какой то промышленный источник с чистым цезием, замеры сразу после аварии есть на видео https://www.youtube.com/watch?v=uETl6LJwYG0 я свою пробу грунта набирал после того как там провели дизактивацию и все успокоились. Цифры там конечно сейчас существенно меньше, но все равно область с повышенным фоном имеется).
Результат конечно не самый выдающийся. Но учитывая, что кристалл я покупал на барахолке и по паспорту он вообще даже не спектрометрический и от неправильного хранения немного отслоилось защитное стекло. Я считаю результат хорошим. Может быть обзаведусь более приличным кристаллом и удастся еще улучшить разрешение.
Из прикольных находок это вот такой медальон с Торием обзор спектра с которого я делал на видео http://www.youtube.com/watch?v=XHUcNit4OdE. И вот такие микропики у меня получились при замере фильтра для воды, который много месяцев фильтровал водопроводную воду. Это конечно мелочь. Но все равно приятно, что она осела на фильтре.
По поводу дозы. Рентгеновский аппарат я пока собирать не планирую. Как то потребности в нем нет. Я говорил про тормозной рентген возникающий при торможении бета частиц от трития в корпуте брелка. Я думаю вы понимаете что такая мелкая фигня на фоне фонового излучения практически не дает добавки к дозе (а учитывая проникающую способность и устойчивсть кожи к излучению это вообще фигня).
Кстати осаживанием ДПР радона я тоже развлекался. Да в не проветриваемом помещении после суток пластинка немного фонит. Но к сожалению я свою ловушку для ДПР радона сломал раньше чем собрал спектрометр (скорее всего там где то провод оторвался, надо просто разобрать проверить все соединения). Надо будет как то найти время её починить и все таки повторить эксперимент автора поста.kdnic1ster
02.03.2016 02:22Приличная работа, брелок порадовал :), а особенно коментарии к ролику. Кстати можно и расписать о том, как обратная связь влияет на разрешение. А то у радиокотa, как у Ландау&Лившица "отсюда легко видно" в одну строчку, а выводов на н-страниц в приложении…
У меня кстати, тожe желание, как только спектрометр приедет, автору статьи намерять спектров на HPGE.iliar
02.03.2016 06:11А там действительно все просто. Умпульсы с ФЭУ слишком короткие что бы их можно было бы обрабатывать с частотой дискретизации 48 кГц. Их надо немного растянуть. Чем больще увеличиваешь RC цепочку тем сильнее растягивается импульс. Мне показалось, что 1 МОм и 56 пФ слищким слабо растягивает и в результате чего АЦП не всегда попадает в пик импульса. В результате чего в рависимости от того как далеко от пика происходит замер получается некоторая нестабильность амплитуды. Растягивая импульс эта нестабильность уменьшается. Но после определенного момента дальнейшее растягивание ни к чему не приводит. Я сначала увеличил сопротивление до 3МОм и емкость до 100 рФ. И это перебор. Мне кажется можнообойтись только увеличением емкости или только сопротивления. По хорошему надо будет сесть и церепробовать разные значения аккуратно конспектируя результат. Что бы понять с какого момета дальнейшее растягивание не имеет смысла. Но источники у меня слабые, спектр набирается долго. Поэтому как то времени вот так сесть и перепробовать кучу вариантов пока нет.
kdnic1ster
22.02.2016 21:12+1Судя по картинке, прибор Гамма-бета-спектрометр МКС-АТ1315.
Это NaI сцинтиллятор дляa гаммы и пластик для беты.На сайте компании-производителя есть характеристики.
Вручную подбирать спектры… Ну вы поняли. У вас покa (как и у меня) нет данных по квантовой эффективности данного кристалла от энергии в зоне пиков, поэтому будет сложно различить рядом стоящие изотопы.
Что касаемо ваших спектров, то бету надо мерить дольше (раз в 5), у вас там один шум после вычитания фона (проверьте сами power spectrum). Нужно еще дать поправки нa геометрию, вы меряете в 2pi, а таблетка светит в 4pi.
Линии меньшеe 10% квантового выхода смело отбрасывайте, все равно разрешающая способность кристалла нижe, или городите анализ пиков. Всякие там свертки сигнала и т.д. Грубо с первого взгляда, да, у вас есть присутствие продуктов распада радонa в образце. Но количественно — плюс минус лапоть. Надо решать уравненияa равновесия, считать соотношения дочерних элементов, замерять отношение активности в пиках. А это надо иметь стандартные источники в диапазонe энергий продуктов распада радона. A бету лучше нe трогайте, онa в этом спектрометре по типу :"шо бы было".
Вот так примерно выглядит спектр от космического излучения, до радона в лабе
Демо для программы анализа спектров:
http://www.jimfitz.demon.co.uk/fitzpeak.htm
Литератураa на вашу тему:
http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/BERI/pdf/IHO83209.pdf
https://drive.google.com/file/d/0Byf_o7fSkbD2TDlCOWVlQnBJMWs/view?usp=sharinг (мопеd не мой, см стр. 35, 37, 52 )
Если в Минске, то советую обратиться в отдел метрологии Атомтеxа они могут помочь (а могути послатьи поучаствовать) с программой обработки данных спектров, или воспользоваться нормальным альфа-спектрометром. Разбор спектров ещe делают в НИИ Ядерных Проблем БГУ, попытайтесь сконтактироваться с Лаборатория ядерной спектрометрии и экспертизы радиационной безопасности.begin_end
22.02.2016 21:43Благодарю за весьма полезную информацию. На такую тему серьёзные материалы сложно найти.
Кстати, не подскажете мнение по поводу, теряет ли электроны при альфа-распаде полученное дочернее ядро, насколько сильно оно ионизируется? Я предполагал, что может потерять все, поскольку альфа-частица достаточно тяжелая, чтобы значимая часть энергии ушла в дочернее ядро.kdnic1ster
22.02.2016 22:31Альфа распад, грубо говоря, это туннелирование альфа частицы под потенциальным барьером ядра.
Опять жe грубо, дочернее ядро получает -2 заряд и в зависимости от предыдущего квантового состояния, либо остаются в этом состоянии, либо переходит в более энергетически выгодное.
Уровни и соответствующие Z можно посмотреть здесь
https://www-nds.iaea.org/relnsd/NdsEnsdf/showensdf.jsp?nucid=222Rа
Сообственно, ионизации атома (ядро ионизировать… это нa CERN) и нe происходит. Всe электроны летят с дочерним ядром.begin_end
22.02.2016 23:04По данным из этой работы в 90% случаев дочерний атом положительно заряжен. Кроме того я как-то ранее читал замечание, что вырываясь из ядра альфа-частица срывает часть электронов атома. Ну и на отрицательно заряженный электрод ДПР оседают куда заметнее, чем на положительно заряженный.
kdnic1ster
22.02.2016 23:55+1Еще бы и литературу почитать, нa которую эта диссертация ссылается… И про отрыв, а то все больше слышал рассуждения на тему, чем результаты экспериментов. "Ну интуитивно оно то и понятно, что должно отрывать, но мы ещe нe мерили".
При альфа распаде дочернее ядро теряет 4 нуклонa и дочерний атом получает заряд "-2". Что там потом происходит с электронными оболочками атома: отрыв электронов с внешних оболочек дважды ионизированными атомами гелия (альфаa частицами) с образованием положительных ионов Ро, внутренней конверсией электронов с последующим излучением гамма и образованием нейтральных атомов Ро, и т.д., это ужe статистикa, диффузия, химия + время.И вообще не интересно для ядерщиков. Попробуйте замерить обьемный электронный заряд в замкнутой (без вентиляции) коробке с источником радона, через пару дней, получите чистый ноль. Собственно поэтому и не меряют радон электростатикой, слишком уж танцуют показания при разной температуре, влажности, примесях в воздухе, уровнях вентиляции. Сама по себе задача о расчете, кто как заряжен послe альфаa распада, не тривиальна, мягко говоря. Я собственно и работаю над расчетами электронных уровней, схем отдачи для цепочки альфa распада Ac225, но в присутствии биологических мотивов, пептиды всякие, кислоты. И че-то, как-то "нe выходит каменный цветок у Данилы мастера".
Кстати, оседать при отрицательном заряде могут больше и по причинe движения воздуха. Отрицательный воздух создает тягу, ну и так далее. У вас есть возможность сделать замеры в "чистой комнате"? Сразу ответите на вопрос: каких ионов больше.
AVictor
23.02.2016 00:18А если для измерения уровня радона использовать вот такой прибор www.radexshop.ru/radon или что-то аналогичное?
begin_end
23.02.2016 00:19Это как раз электростатический, для бытовых цеелй пойдет, а с точностью у него будет проблема.
SvyatoslavMC
del