Почему свинец защищает от радиации

Pb или свинец — тяжелый металл, имеющий достаточно высокую плотность. Он опасен для здоровья человека, так как способен накапливаться в органах, тканях, костях. Со временем, достигая высокой концентрации, элемент губительно действует на организм. 

Однако изделия, изготовленные из этого вида металла, способны защитить человека от радиационного излучения. Свинец и радиация — неразделимые понятия, так как материал один из немногих, который не пропускает излучение, вызывающее лучевую болезнь и многие другие заболевания.

Какая толщина свинца защищает от радиации

Свинец не пропускает радиацию благодаря тому, что это достаточно плотный материал. Металл, который используется для защиты, выпускается в разнообразных формах. Перед тем как изготовить специальные защитные экраны, одежду или конструкции, предотвращающие облучение человека, в производственных условиях создают специальные пластины различных размеров и толщины, на основе которых производится экранирующая продукция.

Сначала изготавливают кирпичи, то есть свинцовый продукт. Расплавленный металл отливается в специально подготовленные, предварительно прогретые формы. После:

• заготовка остывает;
• кирпич уменьшается в размерах;
• после чего заготовку вынимают из формы и подготавливают к дальнейшим производственным процессам.

Формованный металл содержит в своем составе добавки. Те заготовки, которые содержат около 3% сурьмы проще при резке, фрезеровании, прокатке. Сурьма позволяет сделать сплав более пластичным. Он не скалывается при разрезании, при этом сохраняет высокие прочностные характеристики. Сурьма и свинец поглощают радиацию также хорошо, как и чистый сплав, не содержащий в себе добавок.

Свинцовый материал податлив для формирования в пластины. На заводе проводится прокатка, предварительно подготовленных кирпичей, холодным или горячим методом. В результате удается получить прочные металлические пластины, которые представляют собой полезный продукт для создания защитных экранов, задерживающих радиационное излучение.

Листовой свинец спасает от радиации, например, от рентгеновского излучения. Поэтому металлические пластины используются для обшивки стен в медицинских учреждениях, в тех кабинетах, где проводятся ультразвуковые и рентгеновские исследования пациентов, а также МРТ и КТ исследования. 

Свинцовые листы устанавливаются на стенах или перегородках. Они закрепляются на гипсокартоне, фанере, других материалах. Тонкие, хорошо гнущиеся пластины легко огибают углы, поэтому экраны полностью покрывают поверхности и не пропускают вредное излучение.

Для защиты помещений от рентгеновского излучения достаточно использовать пластину с толщиной 0,5 см. Чем толще металлический лист, тем лучше свинец останавливает радиацию, защищая от вредного излучения. Свинцовая пластина с толщиной 6,6 мм в половину ослабляет вредное гамма-излучение. Лист толщиной 21 мм ослабляет фон уже в 10 раз, если речь идет также про гамма-излучение.

Для обустройства рентген-кабинетов используют металлические пластины толщиной от 0,3 до 8 мм. Также могут быть использованы свинцовые плиты от 10 до 20 мм толщиной. Закономерность защиты достаточно проста: чем толще металлическая пластина, тем лучше она защищает от радиации.

Стандартные металлические листы имеют толщину от 0,5 до 5 мм. В зависимости от того, какую степень защиты нужно обеспечить в кабинетах, бункерах, других пространствах, листы могут наслаиваться друг на друга, создавая более толстый и плотный барьер, защищающий от разных типов излучения.

Почему свинец не пропускает радиацию

Чтобы на простом примере объяснить почему свинец защищает от радиации, давайте рассмотрим вариант с бильярдным столом. Представьте, что вы играете на бильярде, вам нужно забить шар в лузу. Вы ударяете кием по шару-битку. Только в том случае, когда пространство игрового поля свободно, кроме вашего шара на столе нет других игровых элементов, удар энергично отправит его по битку и на другую сторону игровой поверхности. 

Если пространство заполнено другими шарами, то даже очень сильный удар приведет к тому, что игровой элемент ударит по другим шарам, которые начнут двигаться, как и сам биток. Фактически игровой шар, запущенный на игровом поле, столкнется с другими игровыми элементами, передав им свою энергию, поэтому они начнут также энергично двигаться.

Примерно такой же принцип действия имеет наш защитный материал — свинец. Pb достаточно плотный. Его структуру, состоящую из атомов, можно представить в виде шаров для бильярда, густо заполняющих игровое поле. Они плотно расположены друг к другу. Поэтому радиационное излучение практически не может проникнуть сквозь свинцовый лист.

Излучение, в буквальном смысле слова, сталкивается с бильярдными шарами или с частицами свинца. В результате такого столкновения атомы начинают двигаться внутри металлической защиты. Радиационное излучение теряет энергию, то есть оно задерживается пластиной. В результате излучение не может преодолеть барьер из-за высокой плотности атомов свинца, которые эффективно задерживают альфа, бета, гамма-излучение, нейтронное излучение и рентгеновские лучи.

Накапливает ли свинец радиацию

Однозначно свинец против радиации спасает, причем достаточно эффективно. Теперь давайте разберёмся, что происходит с излучением, которое сталкивается с защитными экранами или экранирующей одеждой, например той, которая используется медиками в виде:

• фартуков;
• накидок;
• защитных костюмов.

Сразу отметим, что вредное для здоровья человека излучение никуда не испаряется. Бесследно испариться может только материя. Точно также накапливаться может исключительно материя, но так как радиация, это излучение, она отражается или поглощается, безвозвратно теряя энергию. 

Также излучение может проходить сквозь среду, но мы разобрались с вопросом защищает ли свинец от радиации — да, защищает. Излучение не проходит сквозь плотный металлический экран, поэтому оно не способно облучить человека и вызвать различные заболевания.

Защитные экраны оберегают людей от разрушительного воздействия альфа, бета, гамма, рентген излучения подобно зонту или одежде, которая оберегает кожу человека от солнечных лучей. Теперь давайте разберёмся, куда девается излучение и становится ли защитная одежда, а также экраны безопасности опасными. Какая реакция у свинца и радиации после облучения?

Здесь тоже все достаточно просто: излучение — это лучи, представляющие собой форму электромагнитного излучения, которое похоже на свет. В тоже время такое рентгеновское излучение имеет более высокую концентрацию энергии нежели у световых лучей. Радиационное излучение, попадая на защитный фартук или экран, расположенный на стене или перегородке, преобразуется в тепло. Благодаря такой реакции защитные экраны, защитная одежда, используемая медиками и другими специалистами, не накапливают радиацию, поэтому не становятся опасными для окружающих и повторного использования.

Теперь понятно пропускает ли свинец радиацию — нет, не пропускает и даже не накапливает вредное излучение в металлических пластинах. Это надежный плотный материал, который можно использовать много лет подряд, неограниченное время. Спасает ли свинец от радиации? Да, превращая излучение в тепло.

https://www.high-endrolex.com/26