Как сделать томограф своими руками
Прибор для магнитотерапии своими руками
Схема простого прибора для локальной магнитотерапии
Многие медицинские приборы можно сделать своими руками. Вот и этот прибор для магнитотерапии имеет простую схему.
Его можно применить если Вас или Ваших близких мучают боли в суставах от отложения солей (полиартрит, артриты, артрозы), также это устройство можно применять при лечении переломов и заживлении ран и при зубных болях.
Принцип лечения
Все держится на электронных связях атомов, электронов, протонов и т.д. Но организм человека еще и сам вырабатывает электрические сигналы, управляющие нашим самочувствием. Нарушение электрических связей в организме вызывает болезни.
На принципе восстановления связей в человеческом организме основывается все учение древней китайской медицины воздействия на биологически активные точки (чжень-цзю терапии). Современная медицина и развитие электроники прибавило к этому учению различные формы рефлексотерапии. Это лазерная, магнитная, световая, звуковая и множество других видов терапии. Большинство из них направленно местно, т.е. локально воздействуют на болевые участки тела.
Предлагаемый прибор вырабатывает импульсы магнитного поля малой мощности.
Принципиальная схема прибора для магнитотерапии
Смотрите схему прибора на рисунке, ниже:
Устройство состоит из трех функциональных блоков:
Генератор
Генератор собран по схеме мультивибратора на элементах DD1.1, DD1.2. микросхемы К561ЛА7 (зарубежный аналог CD4011BE).
Формирователь
Формирователь короткого импульса состоит из дифференцирующей цепочки C2, R4 и элементов DD1.3, DD1.4.
Усилитель тока
Усилитель тока собран на транзисторах VT1 — КТ315 (аналог SС1815), VT2 — КТ815 (BC639), работающих в ключевом режиме. Диод VD1 — КД522 (аналог in4148) необходим для защиты транзисторов от пробоя токами самоиндукции. Светодиод можно взять типа АЛ307 или любой другой, уменьшив номинал резистора R7 до 2 к. Но при такой замене немного увеличится потребляемый ток.
Изготовление катушки
Электромагнит имеет сопротивление обмотки не менее 20 Ом. Катушка электромагнита наматывается на каркасе с внутренним диаметром 10 мм и наружным 20мм проводом ПЭВ-2, диаметр 0,22мм. Катушку можно взять готовую от ниток, но обязательно деревянную. Намотка до заполнения каркаса. Последний слой намотки, вместе с припаянными гибкими проводами длиной около 50 см, обматывается изолентой. В отверстие катушки вставляется магнитопровод – сердечник, сделанный из мягкой стали, например, сталь 3. В качестве сердечника для катушки, взятой от ниток, хорошо ввинчивается болт М10 без головки (шпилька).
Сборка прибора
Прибор собирается в подходящую коробку, где устанавливается регулятор частоты, светодиод, 9В батарея типа 6F22 (Крона). Можно запитать прибор от внешнего источника 9В. Провод от магнита подключается к прибору стерео разъемом, который одновременно выполняет функцию выключателя питания.
При первом включении контролируют изменение частоты включения светодиода при вращении регулятора частоты. Работу магнита можно проверить, если поднести его к экрану цветного ЭЛТ телевизора (не жидкокристалического LCD) – это безопасно. На экране синхронно со вспышками светодиода должны появляться затенения.
Чертеж печатной платы
ВНИМАНИЕ! Запрещается пользоваться прибором людям, которые имеют электромеханические кардиостимуляторы!
Использование прибора
При работе прибора, магнит подносят к болезненному суставу магнитопроводом и делают медленные круговые движения. Время воздействия до 30 минут. Частоту генератора устанавливают минимальной, контролируя их по вспышкам светодиода. Если боль не утихает, частоту генерации медленно увеличивают. При этом надо помнить, что большая частота предназначена для разбивки отложений солей, поэтому боль на некоторое время может усилиться.
Можно применить этот прибор для обработки семян перед посадкой. На коробку с семенами ставится магнит на 30 секунд, частота импульсов минимальна.
Многолетняя практика обработки семян показала хорошую живучесть рассады, увеличение сопротивляемости к болезням и более крупные плоды. Хотя в первой фазе, до настоящего листа растение задерживается в росте, в последующем оно обгоняет «не обработанную» рассаду.
Главное в этом деле не переусердствовать при обработке магнитом!
Источник: «Прибор для локальной магнитотерапии», ж. Радио, 1995, №12
Самодельный рентгеновский аппарат
Рентгеновский аппарат очень прост по своему устройству и не представит больших трудностей при изготовлении.
Основными деталями, из которых состоит всякий рентгеновский аппарат, являются: рентгеновская трубка, высоковольтный трансформатор, конденсаторы постоянной емкости, реостат, флюоресцирующий экран.
Высоковольтный трансформатор у нас уже есть. Его вполне заменит нам катушка Румкорфа. Только помните, что для рентгеновского аппарата нужна катушка, дающая искру длиной не менее 8—10 см.
Конденсаторы большой емкости можно купить готовыми, рассчитанными на высокое напряжение. Реостат можно тоже приобрести готовый, желательно, употребляемый для накала кенотронов в мощных усилителях радиоузлов.
Нам остается сделать только рентгеновскую трубку. Правда, и они теперь имеются в продаже. Но, во-первых, стоят они еще сравнительно дорого, а во-вторых, требуют для своей работы очень большого напряжения, гораздо большего, чем может дать наш трансформатор. Сделать же самому рентгеновскую трубку не так уж сложно.
Мы сделаем ее из обыкновенной электрической лампочки. 
Для этого берется лучше новая пустотная электрическая лампочка в 25 ватт. На самую широкую часть груши баллона надо наклеить станиолевый кружочек диаметром в 2 см, а цоколь закоротить (см. рисунок а).
Станиоль следует приклеивать очень осторожно, чтобы не было складок, царапин и пустот между ней и баллоном.
Клею надо употреблять как можно меньше. Но лучше всего приклеивать станиоль яичным белком.
Пока кружочек присыхает, мы займемся устройством штатива для будущей трубки.
Штатив делается из четырех дощечек размером: две по 100 мм и две по 100×200 мм. В одной из дощечек размером 100×100 мм в центре прорезается отверстие по диаметру электрического патрона. Из дощечек сколачивается ящичек, как указано на рисунке б.
Против станиолевого кружочка на стенке делают отметку, и лампочку вывертывают. Затем на месте отметки просверливают небольшое отверстие для контакта с лампой.
Контакт можно сделать из толстой медной проволоки сечением 5 мм и длиной 50—60 мм. На одном из концов проволоки припаивается медный кружочек диаметром в 10 мм. Желательно предварительно этот кружочек осторожно выгнуть на груше нашей лампочки для того, чтобы при соприкосновении его со станиолевым кружочком контакт был плотнее.
Проволока вставляется изнутри штатива в приготовленное отверстие, причем то место контакта, которое будет соприкасаться с доской, надо предварительно изолировать, желательно эбонитовой или фарфоровой трубочкой, но так, чтобы стержень двигался в ней с большим трением.
Можно употребить для изоляции фарфоровый ролик, применяемый для электропроводки. Но в этих случаях по отверстию ролика надо будет сначала подобрать диаметр проволоки и затем уже приступить к изготовлению контакта.
Когда контакт вставлен на место, к его внешнему концу припаивается кусок электрического шнура длиной в метр.
В ящик ввертывают лампочку, контакт осторожно, но как можно туже придвигают к станиолевому кружочку, привинчивают к боковой стенке, и наша рентгеновская трубка готова к работе.
Если на станиолевом кружочке будет хоть самая незначительная складка или царапина, или контакт будет плохо прижат к кружочку, то при включении высокого напряжения баллон лампы может быть пробит электрической искрой — и вся работа будет испорчена.
Для удобства обращения с рентгеновским аппаратом его следует собрать на общем устойчивом штативе. Штатив изготовляется из деревянных брусьев по рис.3. Из брусьев сечением 30×30 мм связываются две рамы размером 200×200 мм и устанавливаются одна от другой на расстоянии 100 мм на доске размером 220×220 мм. Для основания надо взять толстую доску.
На одной из рам в центре прикрепляется ящик с рентгеновской трубкой. Другая рама будет служить для установки флюоресцирующего экрана.
Очень удобно использовать для рентгеновской установки небольшую закрытую тумбочку. В таком случае в нижнем отделении ее располагаются батареи, в верхнем — катушка, и на тумбочке устанавливается лампа с экраном.
Флюоресцирующий экран для нашего аппарата нужен небольшой. Экран размером больше 150 X 150 мм делать не следует, так как он всё равно будет бесполезен: наш аппарат имеет незначительную мощность и не сможет осветить весь экран. Для экрана по его размеру изготовляется деревянная рамка, последняя прикрепляется ко второй рамке на основании, против лампы.
Теперь остается только соединить рентгеновскую трубку с источником высокого напряжения, включить ток — и рентгеновский аппарат готов к действию. Рентгеновская трубка соединяется с катушкой Румкорфа по схеме, указанной на рис.2.
При соединении следите, чтобы провода, идущие от полюсов катушки, не проходили на близком друг от друга расстоянии, во всяком случае не ближе 15—20 см, иначе между ними могут проскакивать искры, которые не только «арушат нормальную работу аппарата, но и могут оказаться опасными для жизни.
Не следует также близко ставить катушку к лампе, не ближе одного метра.
Соединять лампу с катушкой надо так: к аноду, то-есть положительному полюсу катушки, присоединяется провод, идущий от нити накала лампы, а к катоду—отрицательному полюсу — присоединяется провод, идущий от контакта, прикрепленного к станиолевому кружочку на баллоне лампы; причем, как то, так и другое соединение делается не непосредственно с контактом катушки, а через лейденские банки, как указано на схеме.
Для определения полюсности контактов катушки, разрядники ее раздвигаются настолько, чтобы между ними не могла проскакивать искра. Включают ток. При этом на положительном полюсе появляется светящаяся кисть, обращенная к другому электроду. А на отрицательном может быть кисть, только меньших размеров, или просто светящаяся точка. Заметить это можно только в темноте.
Когда наша рентгеновская трубка правильно соединена с катушкой, катод, посылая так называемые катодные лучи, будет вызывать на стекле лампочки яркую желто-зеленую флюоресценцию. При этом же испускаются в пространство и невидимые рентгеновские лучи.
Если же этого флюоресцирующего свечения не получится, а лампочка наполнится только фиолетовым свечением, то это значит, что она неправильно соединена или сила индукции нашей катушки недостаточна для такой лампочки. Тогда следует взять лампочку с меньшей грушей.
Можно использовать для постройки рентгеновского аппарата вместо катушки Румкорфа обыкновенный силовой трансформатор с большим коэффициентом трансформации и даже боббину от автомашины.
Можно также, в крайнем случае, обойтись и без лейденских банок, если нет возможности изготовить их или приобрести. Рентгеновская лампа при этом будет работать несколько слабее.
Экран для рентгеновского аппарата можно приобрести в аптеке, в отделе медоборудования.
Испытания рентгеновского аппарата и работа с ним
Проверив еще раз правильность соединений рентгеновского аппарата и убедившись в том, что всё сделано правильно, а главное — обеспечена безопасность для работы, оператор садится к аппарату, вставляет раскрытую ладонь левой руки между рентгеновской трубкой и экраном, и в комнате выключается свет.
Включив катушку Румкорфа, вы на экране сразу же увидите мутное очертание своей руки.
Регулируя расстояние руки между экраном и рентгеновской трубкой, а также напряжение, подаваемое на катушку Румкорфа, вы быстро добьетесь такого положения, когда на бледнозеленоватом фоне экрана ясно выделятся костяные суставы пальцев руки и чуть заметные очертания контуров пальцев.
Теперь, когда аппарат испытан и вы убедились в том, что он хорошо работает, можно приступать к интересным опытам с ним.
Нашим рентгеновским аппаратом можно просматривать не только кисти рук, но и мелких животных: скелет, например, кошки, щенка. Для учащихся, которые уже изучают анатомию животных, это особенно интересно и полезно.
Много интересного доставит рассматривание внутреннего строения птиц, пресмыкающихся и насекомых.
Такое просвечивание называется рентгеноскопией.
Самодельный рентген
Дубликаты не найдены
Московский школьник получил радиационное облучение в результате опасного домашнего эксперимента, купив на рынке нужные детали и самостоятельно собрав рентгеновский аппарат, сообщает в понедельник «Росбалт».
По данным московского управления Роспотребнадзора, две рентгеновские трубки типа БС-1 и БСВ-6 подросток купил на Митинском рынке несколько месяцев назад. Он самостоятельно собрал прибор с использованием одной из трубок, однако прибор не заработал. Позднее, заменив рентгеновскую трубку, он снова включил прибор и подставил кисть правой руки для проверки его работоспособности. Прибор заработал, в результате чего и произошло облучение.
Эксперимент подросток проводил в своей комнате, а прибор был расположен так, что пучок излучения был направлен на холодильник, стоящий у стены, смежной с коридором. На третьи сутки после облучения у экспериментатора покраснела кожа указательного пальца на правой руке, затем краснота усилилась, появился отек, неприятные ощущения в пальцах. Позднее появились плоские пузыри на кончиках пальцев правой и левой кисти. В итоге на указательном пальце сформировался лучевой ожог III-IV степени.
вот так обучай школяров физике, х»й знает вдруг по соседству такой тихорь живет.
пойду всем школьникам в подъезде пальцы суперклеем между собой склею. пока светло.
Энергия излучения не велика и хорошо экранируется бетоном. Так, что можешь не сильно бояться такого соседа.
Что такое космическое излучение и при чем тут плесень?
Вынужденный пост, ибо недавно Маск заявил, что хочет построить колонию на Марсе, и тут народ забурлил про «невозможность». Основной посыл был в том, что «тамжырадиация», все умрут ещё на подлете. Интересно, но исключительный вред радиации активно мусолится и нашими СМИ и космическим агентством. Поэтому поборов лень, я решил запилить пост, да и надо торопиться, пока культпросвет и научпоп в стране не обложили налогами и бюрократией. Мне интересен космос, в профиле ещё несколько постов про всё это, и изредка они пополняются.
Так что давайте разбираться, так ли всё печально. (Предупреждение! ОЧЕНЬ ДЛИННОПОСТ! В посте будут встречаться картинки из Пейнта и графики с цветными столбцами, мемы, цветные слова-гиперссылки на которые надо кликать, источники на английском) Выводы как всегда в конце.
До́за излуче́ния — в радиационной безопасности, физике и радиобиологии — величина, используемая для оценки степени воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые организмы и их ткани. Излучение – это передача энергии в форме волн или частиц. Виды излучения можно посмотреть в вики.Говоря про уровень радиации на МКС или на земле, используют понятие
Что это значит? Элементарные частицы или волны влетают в ваш организм, попутно передавая свою энергию атомам, из которых вы состоите, ионизируя их, из-за чего разрушаются молекулы, из-за чего разрушаются клетки и тд. Если частица малая или вообще волна вроде рентгена, она просто пролетит сквозь организм, практически ничего не испортив. Но если ты держишь кусок обогащенного урана в руках, то можно стать героем мема:
В космосе есть 2 вида излучения:
• Галактические космические лучи (ГКЛ). Это космическое излучение, которое есть всегда, это естественный радиационный фон в космосе. Порождаются они взрывами сверхновых звёзд и состоят на 90% из протонов или ядер Гелия с очень высокими энергиями. Если вокруг не начнут резко взрываться сверхновые звёзды, то можно считать, интенсивность такого излучения постоянна и не меняется.
• Солнечные космические лучи. Состоят из протонов, электронов более низких энергий и наиболее интенсивны во времена солнечной активности. Величина излучения не постоянна.
Во время спокойной солнечной активности, космический аппарат, вроде Curiosity получил 97% излучения именно от галактического излучения, и лишь 3% от Солнца.
С теорией разобрались, перейдем к практике.
Теперь разберемся с численными показателями. Данные слишком разнятся, так что не принимаем это близко к сердцу.
На поверхности Человек получает примерно 0.1 мкЗВ/ч. На борту Самолёта в 40 раз больше, а находясь в МКС в 250 раз больше, ну а в космическом путешествии до Марса Человек находясь за тонким корпусом посадочного щита бы получил в 3-4 раза больше радиации, чем на МКС и в 700 с лишнем раз больше, чем на Земле.
Источники абсолютно разные и числа сильно различаются особенно для межпланетных перелетов. И если начать совмещать/переводить то получается бардак, и от всего этого становится больно. Есть статья про MSL/ RAD на инглише, там подробно написано об эксперименте, можете посчитать.
Также Наса выпустила статью, где примерно посчитало различный общий уровень радиации. (Естественно статья без какой-либо методологии, так что делаем допущения, как и всегда)
0,2 мЗВ на уровне моря за год, 3.5 мЗВ в среднем на территории США, 8+ мЗВ разовое КТ брюшной полости, 20 мЗВ – годовой лимит для работников атомной промышленности, 80-160 мЗВ – 6 месяцев на МКС(в зависимости от солн. активности), 320-350 мЗВ – 180-дневный перелет или 500 дней на Марсе.
Отсюда важные выводы: Основным источником защиты от космического излучения являются материалы и вещество. В нашем случае, чудесная атмосфера примерно 100 км толщиной, в которой есть и азот, и кислород, и даже озоновый слой. Атмосфера снижает космическую радиацию в сотни раз.
На втором месте магнитное поле, которое отклоняет огромный поток заряженных частиц и спасает нашу атмосферу от выдувания (Диссипация атмосфер планет). Без него бы озоновый слой разрушился, ультрафиолет сжег органику, вода бы ионизировалась и испарилась, и Земля бы стала похожа на Венеру.
С магнитным полем есть интересная особенность: оно порождает зоны крайне повышенной радиации – пояса Ван-Алена.
Радиационный пояс в первом приближении представляет собой тороид, в котором выделяются две области:
• Внутренний радиационный пояс на высоте ≈ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;
• Внешний радиационный пояс на высоте ≈ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.
(Можно выделить ещё третий смешанный пояс, но к делу это не относится, так что не будем зацикливаться)
В них лучше не влетать и покидать эти орбиты как можно скорее.
В дополнении к этому разделу Есть ещё такая табличка:
*Estimated – предполагаемая. ISS – мкс.
Итак часть третья – Выводы.
◦ Все данные основаны на замерах радиации научными приборами, без какой-либо радиационной защиты. И даже так без Магнитного поля радиация в космосе всего в 3-4 раза больше, чем на МКС.
Почему так произошло?
Доза накапливается в течение длительного времени. При повреждении человеческое тело регенерирует, следовательно никакой лучевой болезни, повреждения органов и тд не бывает. От такого повышается вероятность возникновения рака, но это только вероятность.
◦ С ГКЛ уже сложнее. Летят они ото всюду, энергия очень высокая и они пробивают даже свинцовые листы. Но не всё так плохо. Сейчас испытываются различные материалы, вроде органики, полимеров, новых сплавов, у которых высокий потенциал защиты при низкой массе.
Как оказалось даже плесень способна поглощать радиацию. тык
Лунная Артемида включает в себя исследования радиации. Основная нагрузка – это топливо, оборудование, еда, вода. Люди составляют ничтожную долю. Поэтому сделать пару более защищенных экипажных кораблей не составляет труда. На самом Марсе и Луне у жилищ достаточно сделать внешний корпус из реголитовых блоков, которые будут полностью поглощать всю энергию заряженных частиц. Получится что-то вроде иглу. Дешево и сердито. Есть даже варианты делать блоки изо льда. Ну и не забываем про плесень, куда уж без неё.
В далекой перспективе планируется растопление полюсов и повышение температуры. Высвободившейся СО2 также уменьшит уровень радиации.
◦ Значительную дозу излучения можно хапнуть на отлете с Земли, задев радиационный пояс, поэтому желательно использовать мощные химические движки, либо плазменные с высокой тягой.
◦ Использование плазмы для перелетов позволит ускорить корабли. Они требуют больше энергии, зато меньше топлива. Т.е. можно «на все деньги» просто сильно ускорить корабль, а потом сильно тормозить на подлете, что позволит сократить полеты до 100 дней и даже меньше. В зависимости от расточительности. В будущем, возможно станут доступны полёты через Венеру, и можно будет летать чаще, чем раз в 2 года.
◦ Возрастной и гендерный состав помогут уменьшить негативное влияние. Взрослые мужчины более толерантнее переносят излучение.
◦ Опасное влияние радиации также нивелируется достижениями в медицине. За последние десятилетия диагностика и удаление различных опухолей просто шагнула на невероятно высокий уровень, и темпы только нарастают.
Материалы хорошо останавливают даже космические лучи, без всяких генераторов магнитного поля. Надо просто больше исследований. Плазменные типы двигателей уже исследуются, позволят ускорить перелеты. Медицина не стоит на месте и поможет избежать негативных последствий.
В ближайшие 10-15 лет в рамках миссий Артемида будет получен колоссальный объем данных по космической радиации, а значит люди получат знания для борьбы с этим явлением. Кстати первые данные уже будут получены после 1 полёта Ориона при поддержки ЕКА, я об этом сделаю пост.
Так же будет отдельный пост, зачем именно человек нужен на Марсе, и что ему там делать.
Такие дела. Be smart, be improved.
Радиация, пост второй. Дозиметрия и приборы
Добрый день, Пикабу.
Продолжаю тем временем развивать тему.
Дозиметрия ионизирующего излучения.
Как только человечество узнало про радиоактивный распад и стало тщательно изучать радиоактивные вещества, оно сразу же столкнулось с опасностью и вредом неконтролируемого ионизирующего излучения.
Первооткрыватель радиоактивности, Мария Склодовская-Кюри, стала одной из первых жертв обращения с радиоактивными веществами. Она погибла в 66 лет от вызванной облучением апластической анемии, это недостаточность выработки эритроцитов и гемоглобина, а также общее угнетение выработки всех клеток крови.
Её дочь, Ирен Жолио-Кюри, умерла в 58 лет из-за острой лейкемии, также вызванной облучением.
Как же измерить ионизирующее излучение?
Сначала ликбез про то, что забыл упомянуть в предыдущем посте.
Есть такое понятие, как «доза», поглощенная или, например, эквивалентная. Показывает сколько энергии передано веществу (и каким видом излучения, если это эквивалентная доза).
А вот чтобы понимать, сколько энергии передаётся веществу в единицу времени, используется понятие «мощность дозы». Мощность эквивалентной дозы измеряется, например, в зивертах в секунду. Или в минуту. Или в час. Я у себя на АЭС привык оценивать в микрозивертах в час (мкЗв/ч).
Как же измерить мощность дозы и саму полученную дозу? Есть на то специальные приборы с разными интересными датчиками.
Дозиметр, как и следует из названия, измеряет дозу излучения. Также измеряет мощность дозы излучения.
Современные дозиметры обычно измеряют поглощенную дозу. Для удобства оператора некоторые дозиметры умеют автоматически пересчитывать поглощенную дозу в эквивалентную.
Радиометр измеряет плотность потока излучаемых частиц (альфа и бета в основном). Показывает активность помещенного под датчик материала.
Дозиметр-радиометр это совмещенный прибор, может измерять как дозы излучения, так и подсчитывать активность радиоактивного материала.
Те приборы, которые вы можете купить для личного использования, обычно и есть дозиметры-радиометры. Например, обходи, обходи эту шелупонь РКС-20.03 «Припять» умеет измерять и мощность дозы гамма- и рентгеновского излучения, а также плотность потока бета-излучения.
Или же современный Радиаскан 701А умеет измерять как плотность потока альфа и бета частиц, так и мощность дозы гамма- и рентгеновских лучей.
К слову, такие приборы свободно продаются и стоят относительно недорого. При желании можно даже дешево купить советский армейский ДП-5 и измерять радиацию им, хотя лучше всё же пользоваться современными проверенными (и поверенными) приборами.
Как это всё работает?
Внутри дозиметра/радиометра стоит специальный детектор. Расскажу вам про некоторые из них.
Современные бытовые приборы в основном используют вариации счетчика Гейгера. Вот так, например, выглядит самый распространенный в России и недорогой счетчик Гейгера СБМ-20.
А вот так выглядит ионизационная камера, которую использовал Пьер Кюри с 1895 по 1900 годы:
Вот фотография вещества-сцинтиллятора:
А вот так выглядит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), который «собирает» свет со сцинтиллятора и преобразует его в электричество:
Такие штуки используются всё же в специализированных лабораториях, в быту и в полях устройство на основе ФЭУ и сцинтиллятора будет громоздким и неудобным.
Полупроводниковые детекторы по своему принципу аналогичны газоразрядным, только вместо заполненной газом полости там используется объем полупроводника между двумя электродами.
Такие детекторы небольшие, поэтому современные прямопоказывающие дозиметры, которые носит персонал АЭС, обычно используют именно полупроводниковые детекторы для регистрации излучения. Вот такой выдают на моей станции:
Показывает полученную дозу, текущую мощность дозы, умеет устанавливать пределы дозы и мощности дозы, по достижению которых начинает истошно пищать. Вставляется в нагрудный карман и надёжно на нем крепится.
Для постоянного ношения у тех, кто работает с ионизирующим излучением, есть также личные, не прямопоказывающие дозиметры. Это небольшие устройства, которые «запоминают» полученную дозу. Периодически, обычно раз в квартал, эту дозу с прибора считывают и вносят в базу данных для учета.
Я лично ношу вот такую штуку, это термолюминесцентный дозиметр фирмы Harshaw:
Еще в истории дозиметрии есть такие интересные штуки, как пузырьковые камеры, камеры Вильсона, искровые камеры и так далее.
Очень интересно сделаны детекторы нейтронного потока. Нейтроны не имеют электрического заряда, поэтому прямой ионизации вещества не вызывают. Обычными детекторами нейтронное излучение не увидеть.
Для того, чтобы зафиксировать нейтроны, необходим особый детектор. Внутрь датчика ставится определенное вещество (радиатор, или конвертер), которое после взаимодействия с нейтроном даёт вторичное излучение (заряженные частицы или гамма-кванты), которое в дальнейшем и регистрируется стандартным путем.
Глубина проникновения альфа, бетта и гамма излучения, а также почему все таки свинец является защитным материалом от ионизирующего излучения
Альфа частицы, появившиеся в результате радиационного распада, имеют энергию в пределах от 1,8 до 15 мегаэлектронвольт.
В воздухе (ионизируя воздух и тормозя таким путем) такая частица может пройти путь до остановки примерно в 5-15 сантиметров.
В биологической ткани этот путь составляет сотые и десятые доли миллиметра.
От альфа-излучения обычных энергий, как видно, может защитить и обычная одежда и даже наружный слой кожи.
У бета-частиц, в зависимости от энергии, пробег в воздухе составляет единицы и десятки метров.
В биологическую ткань бета-излучение проникает глубже чем альфа-излучение. Глубина проникновения варьируется от долей миллиметра до единиц и даже десятков миллиметров для высокоэнергетичных частиц.
Таким образом, бета-излучение уже не останавливается одеждой. При работе с бета-излучателями желательно применять дополнительные слои стекла, плексигласа, металла между вами и источником излучения.
Гамма-излучение совсем плохо останавливается (поглощается) материалами.
Существует понятие: «слой половинного ослабления». Оно означает толщину слоя материала, при прохождении через который интенсивность излучения уменьшится в два раза. Чем лучше вещество ослабляет излучение, тем меньше величина этого слоя.
Для определенных энергий гамма-излучения слой половинного ослабления такой:
Для воздуха
0.8 сантиметров.
Для стали
Для вольфрама толщина слоя половинного ослабления составляет
0,33 см, а для обедненного урана
0.28 см, но оба этих материала весьма и весьма дороги.
Для дополнительной защиты при проведении определенных работ применяется листовой свинец. Тяжелый, зараза. Один ты его еле поднимешь, и даже вдвоем еле унесешь.
Интересно было бы почитать про радиоактивный распад. Например, чем задаётся (регулируется)период распада? Чем один атом отличается от соседнего, если они распадаются за разный период?
Отдельно взятое ядро радиоактивного материала может распасться в любой момент, и никаких закономерностей в его распаде мы зафиксировать не успеем.
Число еще не распавшихся ядер N(t) связано с начальным количеством ядер N₀ и постоянной распада λ вот таким соотношением:
Соответственно, и период полураспада (время, за которое распадется половина ядер от начального количества) также задается только внутренними свойствами ядра. Как-то повлиять на него или изменить его мы не можем никак.
Часто ошибочно считается, что за два периода полураспада распадётся всё радиоактивное вещество, присутствующее изначально. Это не так.
Ионизирующее излучение. Кратко о многом
Часто в околоатомных постах вижу много вопросов типа «А что такое радиация», «Как она работает», «Откуда она берется», «Как она измеряется», и прочее подобное. Ну, и не удержался.
Попробую интересно и кратко о ней рассказать. Погнали!
Об этом термине мы и поговорим подробнее.
Раздел первый. Что такое ионизирующее излучение, каким оно бывает и откуда оно берётся?
Начнем с описания термина.
Ионизирующее излучение — это потоки фотонов, элементарных частиц и атомных ядер, которые способны ионизировать вещество, в которое они попадают.
На всякий случай уточню, хотя фотон — это и элементарная частица, и волна одновременно, но в посте фотонное излучение буду считать отдельным видом излучения, так проще объяснять.
Откуда же на Земле берется ионизирующее излучение? Как говорится в известном анекдоте, есть два путя.
Или же изотоп углерода-14, который постоянно образуется в атмосфере из ядер атомов азота под воздействием космического излучения.
• Лучи нашего Солнца. Из-за постоянно происходящей внутри нашего светила термоядерной реакции из Солнца постоянно исходят мощные потоки фотонов различной энергии. Пусть до поверхности Земли доходит лишь мизерная часть этого ионизирующего излучения, но вклад в природный фон есть, с этим не поспорить. Солнце излучает еще и частицы, который также вносят вклад в природный уровень излучения на Земле.
• Космическое излучение. Это ионизирующее излучение разного рода, которое было рождено в космосе. Характеризуется обычно большими энергиями, делится на первичное излучение, которое напрямую прилетело на Землю из космоса, и на вторичное излучение, которое родилось уже в нашей атмосфере из-за её взаимодействия с первичным излучением.
Тут всё банально до безобразия:
Также это и радионуклиды, которые попали в окружающую среду в результате ядерных испытаний, аварий на атомных установках, как радиоактивные сбросы и выбросы предприятий ядерной и не только промышленности.
Откуда вообще берется радиация стало, надеюсь, понятно. Теперь займемся другими вопросами.
Какая природа у ионизирующего излучения? Какое оно бывает?
Во-вторых, если говорить уже о потоках частиц, то такое излучение тоже бывает разным.
Раздел второй. Как радиация воздействует на человека?
Радиобиология и изучение воздействия излучения на человека это сложная и до конца не изученная область науки, в которой я к тому же не очень Копенгаген. Поэтому тут буду краток и осторожен.
Во-первых, радиация действует напрямую на молекулы, из которых состоят наши клетки.
Это приводит к повреждению ядер клеток, хромосом, других органелл.
Уже эти повреждения в дальнейшем могут привести к гибели клетки, к её неправильному делению в дальнейшем, мутации, или же к гибели клетки в целом. Также поврежденная клетка может трансформироваться в злокачественную.
Что касается воздействия разных доз излучения на человека, то тут тоже есть определенное деление.
Эффекты от радиации делятся на стохастические и детерминированные.
Существует интересная теория под названием «радиационный гормезис», которая говорит, что малые дозы радиации не только не вредят организму, но наоборот, стимулируют организм и могут быть даже полезны. Значимых подтверждений этой теории я лично не находил и не сам видел, но верить в неё хочется 🙂
Раздел третий. Единицы измерения радиации.
Ох, с момента открытия радиации создан целый зоопарк единиц измерения. Они перемешивались, заменялись, мешали друг другу, и в итоге мы имеем вот что:
В системе СИ измеряется в беккерелях (Бк).
Один Бк = одному распаду в секунду (1 расп/с).
Один 1 Ки = 3.7·10^10 Бк.
Уже потом её намертво привязали к числу в беккерелях.
Определяется как отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованных после полного торможения в воздухе электронов и позитронов, освобожденных или порожденных фотонами в элементарном объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме (я тоже сломал мозг, читая это в первый раз).
В системе СИ измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг).
Один Кл/кг = 3.88·10^3 Р.
Выражается как отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе вещества в этом объёме.
В системе СИ измеряется в греях (Гр).
Один грей равен одному джоулю на килограмм (Дж/кг).
Эквивалентная доза характеризует поглощённую дозу в ткани или органе, умноженную на взвешивающий коэффициент данного вида излучения, отражающий способность излучения повреждать ткани организма.
В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).
Внесистемная единица называется бэр (сокращение от «биологический эквивалент рентгена»).
Это основные используемые сейчас величины. Есть еще другие, которые используются либо в очень узких сферах деятельности, либо использовались слишком давно и недолго, с ними вы вряд ли столкнетесь в бытовой жизни.
Читайте этот пост, знайте и запоминайте основы, ведь в следующем посте я расскажу о предельно допустимых дозах облучения для населения от техногенных источников в России, о дозах, которые мы все получаем ежегодно от природных и техногенных источников, будет немного информации о дозиметрии и об интересной системе АСКРО в регионах. Ну и приведу парочку примеров из своей работы на АЭС.
Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!
Радиация на фотокамеру
Прочитал пост Ответ на пост «Радиоактивная баночка»
Видео без настроек рентгена, поэтому прикладываю видео вместе с ними.
Ответ на пост «Радиоактивная баночка»
Увидел пост, почитал в комментариях какие-то споры про точки на фото. Вспомнил, что на работе как-то пробовал снимать рентгеновское излучение на телефон) Вот, выкладываю видео, мощность дозы там чудовищная, десятки рентген в секунду. Точек в избытке на каждом кадре)
Рентгеновское зрение — смотрим на небо вместе с астрономом
Российско-немецкий проект «СПЕКТР РГ» успешно добрался до точки Лагранжа и начинает исследовать небо в рентген-диапазоне. Астроном Кирилл Масленников предлагает представить чтобы мы увидели, если бы человек обладал возможностью видеть в этом коротковолновом диапазоне.
00:45 Спектр РГ прибыл в точку Лагранжа
01:23 Все люди слепые и глухие. Ограниченность восприятия спектра волн.
02:40 Солнце в рентгене, солнечная корона
04:10 Тормозное излучение
04:20 Синхротронное излучение
04:40 обратный комптон-эффект
05:40 Созвездие скорпиона. Скорпион X-1
06:05 Тесные двойные звезды
08:15 Аккреционный диск двойных звезд
10:10 Остатки сверхновых звезд. Плереоны
10:36 Межгалактический горячий газ
11:33 Рентгеновские вспышки
Радиация в медицине: вред или польза?
Измерить сразу влияние конкретного излучения на ткани и здоровье человека сложнее. Вот тут и появляются зиверт (Зв) и миллизиверт (мЗв). Они учитывают биологический эффект излучения, который зависит от типа излучения и уязвимости пострадавшего. Иначе говоря, их называют «эквивалентной дозой». Это как попасть под дождь: счётчик Гейгера бы тупо считал капли, говоря сколько рентген в час мимо вас пролетит, а зиверты бы говорили, как быстро намокнут части вашего тела, учитывая их объем и плотность.
Как это выяснили? Смотрели на искры в вакууме. И пытались придумать, что можно с ними интересного сделать. Во-первых, под действием магнита или электрического поля катодные лучи отклоняются. Во-вторых, если рядом находятся люминофорные минералы, они вдруг начинают светиться.
Все дело в том, что из-за большой разности потенциалов между катодом и анодом (десятки — сотни киловольт), поток электронов ускоряется и приобретает большую энергию. Полученный ускоренный пучок электронов попадает на положительно заряженный анод. Достигая анода, электроны испытывают резкое торможение, моментально теряя большую часть приобретенной энергии. При этом, так как они разогнались, а затем врезались в стену, в разные стороны отлетают разные ошмётки и возникает тормозное излучение рентгеновского диапазона.
Пятница, вечер, лаборатория.
Следующие пару недель Конрад пытался светить невидимыми лучами на всё, что смог найти в округе. Помимо платиноцианистого бария оно заставило флуоресцировать кальцит и урановое стекло. Излучение не отклонялось магнитным полем и могло светить сквозь разные вещи. Прозрачность веществ по отношению к лучам менялась не только в зависимости от толщины, но и от материала. Однородные книги закрывали флуоресцентный экран, в то время как неоднородные предметы давали разнообразные тени в зависимости от состава. Попытки увидеть сами лучи ни в темноте, ни с разными кристаллами результатов не дали. Но вот попытки сфотографировать их открыли ещё один нюанс. Лучи, так же как и солнечный свет, могли засвечивать снимки. Конрад Рентген сообщил о своем открытии миру в декабре 1895 года, осторожно предположив, что эти лучи есть суть продольных колебаний эфира, который по тогдашним меркам являлся составляющей всего неизвестного и невидимого.
Точный момент, когда любопытство толкнуло учёного на облучение собственных конечностей, неизвестен, но эффект быстро разошелся по миру. Лучи, направленные на конечность, когда за ней стоит флуоресцирующая панель, показывают внутреннюю структуру руки согласно ее плотности. Первые флюороскопы были не очень удобными. Чтобы по настоящему что-то разглядеть, нужно было делать это в полной темноте. Так что такие фотографии, скорее, постановочные сцены для научных статей и неблагодарных потомков. В настоящей инструкции к первым флюороскопам вообще советовали доктору провести 10-15 минут в полной темноте, прежде чем пытаться рассмотреть слабые отсветы на экране. Отчего же сразу не стали фотографировать? Фотографии были делом ужасно дорогим и редким, и тратить единичные экземпляры пластинок на переломы и фото костей было не рационально. А что насчет радиации? Ну её тогда, считайте, что не было. 23 марта 1896 года Анри Беккерель продемонстрировал такой же засвет фотографии, только не лучами, а ураном. И это был один из первооткрывателей радиоактивности, за которым нога в ногу шли Мария и Пьер Кюри. Так что до момента, когда человечество поймет, что рентгеновскую трубку лучше включенной в руках не держать, ещё лет десять.
Первые флюороскопы напоминали современные очки дополненной реальности. В комнате включали мощный источник рентгеновского излучения, пациент подносил к нему больную конечность, а доктор в светонепроницаемом шлеме, внутри которого была картонка с нанесенным на неё раствором, пытался разглядеть, что у больного пошло не так. Получаемое таким образом рентгеноскопическое изображение было довольно тусклым. В дополнение ко всему, постоянное нахождение рентгенолога перед экраном не добавляло ему здоровья.
В конце 1890-х годов Томас Эдисон начал исследования флюороскопов и флуоресцентных материалов, надеясь создать коммерческую модель с достаточно мощным источником и чистой картинкой, чтобы каждый желающий мог держать дома чудо техники, незаменимое в быту, хозяйстве и медицине. Ему это более менее удалось при помощи вольфрамата кальция, который действительно светился ярче других. Но в 1902 году слава Кюри и Беккерель гремит по всему миру. В январе того года Резерфорд напишет “за последние несколько лет супруги Кюри проделали огромную работу и добились важных результатов в изучении радиоактивных веществ”. К 1903 году работы Кюри доходят и до Эдисона, и он бросает все исследования, связанные с Икс лучами.
Во время коммерческих разработок большинство предсказывало славное будущее для динамических рентген-аппаратов, рисуя в воображении картины, как будут сниматься целые фильмы, на которых будут части тел под разными углами. Но именно понимание эффекта радиоактивности свело на нет все эти мечты. Снимки к этому времени начали дешеветь, а производство фотокарт расти, плюс воздействие радиации при таком фотографировании минимально. На сколько минимально?
Математика против флюорографии.
Рентген руки даст вам в среднем 0,001 мЗв, и с начала 20-го века фотографирование в лучах Икс разных конечностей, костей, кист и прочих чудес внутреннего мира пациентов, надолго стало единственным способом всё хорошенько рассмотреть. Нельзя, конечно, не отметить труды Николая Ивановича Пирогова, разработавшего топографическую анатомию. Задолго до первых КТ и МРТ он придумал пилить замороженные трупы, чтобы получить послойный срез и картину внутренних органов. За 3 распила можно было увидеть всю анатомию покойного. Метод был плохо применим на ещё живых, и как средство диагностики был не совершенен, однако принципы такого ручного сканирования ещё пригодятся. В 1917 году австрийский математик И.Радон разработал первый алгоритм по восстановлению физической модели тела на основании рентген сканирования с разных углов. А в 1969 году англичанин Г.Хаунсфилд собрал первый сканер, работающий по этому принципу. Теперь, сделав рентген под разными углами и несколько раз, можно было составить топографическую анатомическую модель вашего тела. А если сфотографировать несколько десятков раз, то модель станет гораздо точнее. Правда и доза радиации вырастет. КТ головы вам обойдётся в дозу 2 мЗв.
Этот анализ выжмет дозу радиации от 40 мЗв. Честно говоря, я не знаю, чем нужно заболеть, чтобы мировое сообщество решило вас направить на ядерную визуализацию по ОМС, и где вообще её можно сделать, хотя бы в ипотеку. Но давайте посчитаем, как близко мы приблизились к смертельной дозе радиации. Необратимые нарушения костного мозга могут начаться при разовой дозе облучения в 3 зиверта (Зв) или 3 Грея (Гр). Эти величины равны друг другу, а 3 Зв = 3 000 мЗв. Остальное, я думаю, вы сможете прикинуть на глаз. Банально, так часто ходить сдавать анализы сегодня мало кому по карману, и если в ходе фотографирования вас не попросят держать в руках катодную трубку несколько часов, волноваться не о чем. Ну а если попросят, можете поставить пару экспериментов по флуоресценции по примеру славного Вильгельма Конрада Рентгена.