Деякі речі, які слід знати про радіоактивні мінерали

Попереднє зауваження

Метою наступного тексту є попередження про різні ризики, пов'язані з мінералами, та надання перших елементарних запобіжних заходів, які слід вжити. Ні в якому разі не слід сприймати це як текст, що має силу закону. З міркувань розуміння технічні або юридичні умови були адаптовані. Деякі цифри є порядками, і, незважаючи на обережність, помилки можуть залишатися (заздалегідь дякуємо читачам, які нам їх вкажуть). У разі потреби читачеві пропонується взяти більш поглиблений підхід за допомогою консультаційних книг, спеціалізованих інститутів та/або юридичних текстів.

Радіоактивність

Радіоактивність речовини - це викид частинок високої енергії; альфа (α) частинки, які є ядрами гелію, бета (β) частинки, які є електронами, та/або гамма (γ) частинки, які є фотонами (частинками світла). Зрозуміти ризики радіоактивності непросто. Перша складність полягає в тому, що світ радіоактивності не завжди є світом, де ви складаєтеся. Це світ, де обчислення часто мають експоненціальний характер, потужність або логарифм. Це призводить до ситуацій, які зовсім не інтуїтивні. Як пояснити, наприклад, що промінь g, що пронизує речовину, насамперед мало поглинається, що потім на певній глибині стає на невеликій відстані майже повністю поглинається? Як пояснити, що радіоактивність радіоактивного тіла зменшується наполовину за фіксовану тривалість (розрахунок простий, але це на рівні першого року вищої освіти)? Як пояснити, що радіоактивність, що міститься на атомних електростанціях, значно вища, ніж у вихідного матеріалу, який в них вводився ?

Друга складність пов'язана зі страхом, породженим людськими маніпуляціями, які від атомної бомби до Фукусіми продемонстрували небезпеку ядерної енергетики. Цей страх виправданий, коли відомо, що кілька міліграмів недовговічного матеріалу (кілька днів) швидко спричинять смертельне випромінювання. Страх менш виправданий за природні мінерали, які мають неймовірно нижчу радіоактивність, ніж матеріали, створені на електростанціях та в атомній промисловості. Уран 238, наприклад, найпоширеніший в природі ізотоп урану, втрачає половину своєї радіоактивності за 4,5 мільярда років, торій 232, більше, ніж уран, за 14,5 мільярда років. Щоб отримати уявлення про «штучну» радіоактивність, розглянемо кобальт-60, що застосовується в радіотерапії, який втрачає половину своєї радіоактивності за 5,27 року. Отже, один грам цього кобальту (4,5 х109/5,27) х (238/60) = 3,39 мільярда разів радіоактивніший за цей уран: 1 грам кобальту 60 має стільки викидів, скільки 3390 тонн урану 238.

Отже, існує два дуже різних світи: ризики природної радіоактивності та ризики штучної радіоактивності.

Вимірювання радіоактивності

Для мінералога-любителя необов’язково розуміти таємниці радіоактивності. Але немає причин залишатися пасивним. Основним кроком є оцінка радіоактивності і, отже, наявність пристрою, який її вимірює. А потім знати законодавство, вживати заходів та мати уявлення про ризики. Приголомшливо спостерігати високий відсоток колекціонерів, які не зробили цього придбання. Колекціонери, які не соромляться висловити свою думку щодо радіоактивності.

Вимірювання проводяться в основному в Беккерелі (Bq) або Сіверті (Sv).

Беккерель - це кількість розпадів в секунду.

Сіверт - це вимірювання дози, яке враховує вплив (біологічний вплив) на організм людини або на біологічну тканину різних частинок (альфа, бета та гамма). Один Сіверт - це кількість переданої енергії (в даному випадку 1 Джоуль) в одному кілограмі біологічної речовини. Джоуль - це досить невелика одиниця енергії (для підвищення температури одного грама води на один градус потрібно трохи більше 4 Джоулів). З іншого боку, Сіверт є сильним підрозділом, що враховує шкоду, заподіяну радіацією. У тих випадках, які нас цікавлять, ми більше говоримо про міліСіверт (мЗв) або мікроСіверт (мкЗв), що відповідно у тисячу разів менше і в мільйон разів менше, ніж Зіверт. На закінчення, сіверт є мірою радіотоксичності. Кількість Сіверта в бекерелі залежить від радіоактивного елемента, оскільки різні радіоактивні елементи виділяють різні за своєю природою та енергією частинки.

Ризики, пов'язані з радіоактивністю, мають два типи: опромінення та потрапляння всередину.

Виставка: деякі цінності

Ми змушуємо радіоактивність говорити все, що ми хочемо, поки ми не цитуємо цифри. Знання кількох цифр - важливий крок.

Давайте наведемо деякі значення: спочатку у Беккереля. Природна прісна вода виділяє близько 0,0001 Бк/г, тіло людини близько 0,1 Бк/г, граніт 1 Бк/г та уранова руда (уранініт) близько 10 000 Бк/г. Це останнє значення все ще знаходиться в області слабкої діяльності: як ми вже бачили, в області штучної радіоактивності є тіла, що сяють у 10 мільярдів разів більше. У навколишньому середовищі замість них використовуються беккерелі на кубічний метр (повітря). У Франції відділи низького рівня мають менше 10 Бк/м3, переважна більшість - менше 100 Бк/м3 і лише 9 відділень, найбільш радіоактивних, перевищують 100 Бк/м3.

Часто переважно виражати вплив, або в потужності дози, як правило, в мкЗв/год або, як правило, в річній дозі в мЗв/рік. Враховуючи, що 8760 годин/рік тому, для досягнення дози 1 мЗв/рік потрібно постійно піддавати дії дози 0,114 мЗвт/год. Щорічне природне опромінення починається приблизно з 1 мЗв для менш радіоактивних регіонів, таких як Паризький басейн, і досягає рекордів близько 50 мЗв у регіонах Бразилії та Ірану або в Кералі (Індія). За оцінками, загальносвітова середньорічна доза становить близько 2,5 мЗв.

Регіони з рекордною радіоактивністю 50 мЗв/рік не демонструють аномального відсотка патологій, пов'язаних з радіоактивністю. За підрахунками, вплив на статистику охорони здоров’я стає помітним із 100 мЗв/рік. За такої дози, за даними Американської академії, у 1 із 100 людей рак розвинеться від радіації. Для 10 мЗв/рік цей показник падає до 1 на 1000. Знаючи, що 42 людини зі 100 заражаються раком з інших причин. Не забуваємо, однак, що ми не рівні для опромінення (та інших канцерогенних матеріалів).

Французьке законодавство наводить такі цифри (будьте обережні, законодавство, ймовірно, зміниться, і ці цифри необхідно регулярно перевіряти):

особи не повинні отримувати більше 1 мЗв додаткової радіоактивності, пов'язаної з діяльністю людини (крім радіотерапевтичного лікування).

Заходи радіаційного захисту вживаються, як тільки швидкість дози перевищує 2,5 мкЗв/год

Професіонали не повинні отримувати більше 20 мВ радіоактивності, пов’язаної з діяльністю людини (середні показники за 5 років).

Особливий випадок радіоактивності - це зв’язок з радоном, що виділяється під час розпаду урану. Радон - це газ, тому він мобільний. Це причина потрапляння радіоактивних речовин у всередину. Крім того, він накопичується в певних місцях (наприклад, у підвалах), які досягають все більш високого рівня радіоактивності. Прилади для вимірювання радону вимірюють беккерелі на кубічний метр. Для місць, відкритих для громадськості, приміщення повинно провітрюватися між 400 і 1000 Бк/м3. Окрім більш енергійних заходів, потрібні.

Вплив мінералів

Експозиція, пов’язана зі збором корисних копалин, низька. Але виміряти дози непросто. Основна складність полягає в тому, що не слід плутати активність на грам радіоактивного матеріалу з експозицією. Експозиція швидко зменшується з відстанню між мінералом і детектором. Альфа-частинки повністю поглинаються аркушем паперу або 4 - 5 см повітря. Частинки бета зупиняються алюмінієвою фольгою і перебувають у повітрі до декількох метрів. Гамма-промені погано поглинаються, 5 см свинцю блокує 90% гамма-променів урану, кілька десятків см бетону також ефективні. У цьому випадку тіло випромінює у всі боки, і легко показати, що потужність дози швидко зменшується: навпаки, на квадрат відстані (приблизно). Візьмемо для прикладу приблизно круглий мінерал, розміром 10 см. Якщо детектор наносити на поверхню, нерідкі випадки, коли гамма-промені досягають 200 мкЗв/год (із записами 500 мкЗв/год). На 10 см від поверхні (в 3 рази більше відстані, D, від центру каменю до першої позиції) ми будемо приблизно в 9 разів менше, тобто 22 мкЗв, на 1 м (19 разів D) близько 0,55 мкЗв і на 2 м (39 разів більше) приблизно 0,1 мкЗв.

Ми розуміємо, що коли ми маніпулюємо мінералами, рука отримує найвищі дози. На щастя, чутливість до радіоактивності не однакова залежно від органів, а рука (як м’язи) є однією з найменш чутливих частин нашого тіла.

Проковтування (проковтування та вдихання)

Для колектора головний ризик - потрапляння або вдихання радіоактивних матеріалів. Ви повинні сприймати це серйозно. Матеріал, що потрапляє всередину або вдихається, особливо небезпечний, оскільки частинки повністю взаємодіють (α та β промені) або максимум (γ промені) з біологічним матеріалом. Більше немає ослаблення експозиції з відстанню. Крім того, матеріал, що потрапив всередину, залишиться в організмі, і існує ризик накопичення. Щоб оцінити, скільки часу матеріал перебуває в організмі, ми використовуємо час, через який половина поглиненого матеріалу вилучається. Ця тривалість дуже мінлива, деякі хімічні тіла швидко евакуюються, інші залишаються фіксованими: від кількох десятків днів для йоду і близько 100 років для плутонію (який виробляється штучно).

Перша причина вдихання - газ радону, який разом із нащадками (оскільки радон має короткий термін життя в кілька днів) дає альфа-випромінювання, яке протягом десятиліть є особливо агресивним для легенів. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (інформаційний бюлетень 291, оновлення від жовтня 2009 р.), Радон у багатьох країнах є другою причиною розвитку раку легенів після куріння.

Інша причина вдихання (і крім потрапляння всередину) пов’язана з пилом, що утворюється мінералами. Це здійснюється шляхом відкладення пилу на руці (який несеться до рота) або за допомогою пилу, що розсіюється в повітрі під час роботи, або, для прийому всередину, шляхом відкладення пилу на руці (який несеться до рота ). Уран є основною складовою частиною радіоактивних колекційних мінералів. Період, протягом якого виводиться половина поглиненого урану, становить 3 роки для внутрішньої області кісток, 10 років для печінки та 20 років для зовнішньої ділянки нирки (яка є найбільш чутливим органом при прийомі всередину) ).

Вплив прийому всередину-інгаляції вимірюється за коефіцієнтом дози, який виражається в Зіверті Беккерелем. Цей коефіцієнт відрізняється залежно від того, вдихається чи вдихається елемент, а також від інших параметрів (значення нижче слід приймати як порядки)

Для урану 238 ми маємо 12400 Бк/г та коефіцієнт дози (для прийому всередину) 4,5х10-8 Зв/Бк (що відповідає 22Бк за 1 мкЗв). Зверніть увагу, що ризик вдихання може бути в кілька сотень разів більшим. Для радону існує 5,73x1015 Бк на грам і порядку 2x10-7 Зв на Бк (тобто 5 Бк на 1 мкЗв).

Запобіжні заходи

Колектор не спричиняє багато радіологічних ризиків: зразки для збору, як правило, невеликі, вони зберігаються в закритих місцях (вітринах, ящиках або ящиках) і з ними рідко працюють. Однак ми не повинні приховувати свого обличчя. Знання ризиків дозволяє їх уникнути або, принаймні, пом'якшити. В принципі, немає сенсу ризикувати, якого можна уникнути, не змінюючи пристрасті до колекціонування.

Колектор повинен вжити кількох запобіжних заходів:

Перше - не дозволяти іншим "наживатися" на вашій пристрасті. Колекціонер повинен переконатися, що його колекція зберігається, що вона не розсіюється, що не забруднює навколишнє середовище (спочатку його будинок, а потім інші) і що вона не залишає слідів (наприклад, він рухається).

Другий (який можна було б включити до першого) полягає в тому, щоб обізнати найближчих про ризики, викиди доз та законодавство. Потрібно використовувати маркування з логотипом трилисника.

Третій - управління радоном. Ми можемо або зменшити його поширення, тримаючи мінерали в досить герметичних коробках (але там накопичення), або, навпаки, розпорошити його за допомогою відповідної вентиляції (це те, що зараз пропагується).

Четверте - зберігати колекцію в достатньо віддаленому місці, щоб дози були прийнятними (прийнятність варіюється в залежності від того, вважаєте ви себе публічним (1 мЗв/рік) або "професіоналом" (20 мЗв/рік)).

П’яте - уникати пилу. Мінерали необхідно стабілізувати та зберігати у закритих контейнерах (що не заважає зберігати у провітрюваному місці для розсіювання радону). Слід уникати поводження, яке утворює пил: пиляння, долото та шліфування

Шосте стосується засобів захисту під час поводження (навіть тих, які не повинні створювати пил): використання справжніх масок, рукавичок та фартуха. Систематично мийте руки.

Нарешті, сьомий, який може бути першим, - придбати серйозний вимірювальний прилад. Як тільки з’являються заходи, ми візуалізуємо ризики.

Загальні висновки

Зрозуміло, що основний ризик корисних копалин пов’язаний з пилом. Тим важливіше, якщо хтось виконує операції, що утворюють пил, наприклад, із зубилом, зубилом, піскоструминкою або шліфувальним кругом. Цю роботу слід проводити у відповідних приміщеннях з дотриманням необхідних запобіжних заходів (бризкання води в деяких випадках) та носіння справжньої маски від пилу. Руки завжди слід мити після дотику до мінералів, що піддаються ризику.

Дельбек Д. (2013), Головоломка низьких доз опромінення, La Recherche 478, с.56-59

Веб-сайт Всесвітньої організації охорони здоров’я: who.int

Багато веб-сайтів в Інтернеті: часто про або ядерні.