Dozymetr Plessey PDRM-82

https://www.flickr.com/photos/23826245@N00/14341819693/in/photostream/

Ten bardzo charakterystyczny miernik został wprowadzony do produkcji w 1982 r. w Wielkiej Brytanii na potrzeby wojska i obrony cywilnej. Royal Observer Corps został w niego wyposażony w 1985 r. zamiast przestarzałego RSM No. 2 i używał do 1991 r. Miał to być przyrząd odporny na niekorzystne warunki środowiskowe, łatwy w dekontaminacji i prosty w obsłudze. Konstruktorzy postarali się nawet o odporność na impuls elektromagnetyczny (EMP), powstający podczas wybuchów jądrowych i niszczący większość urządzeń elektronicznych Miernik jest wodoszczelny, i wytrzymały na udary mechaniczne. Podczas testów został nawet przejechany land roverem i nie zrobiło to na nim wrażenia [LINK]. Wyprodukowano wiele sztuk, które nigdy nie zostały użyte w warunkach realnego zagrożenia i z czasem trafiły na rynek wtórny za kilka funtów, zwykle w idealnym stanie. Poniżej egzemplarz z kolekcji Michała (pozdrowienia!):

Niestety awaria w Fukushimie w 2011 r. spowodowała gwałtowny boom na te przyrządy i, zgodnie z prawami rynku, wzrost cen, pomimo praktycznej bezużyteczności PDRM-82 poza warunkami wojny jądrowej. Dlaczego? Zakres przyrządu, wyskalowanego w jednostkach dawki pochłoniętej, zaczyna się na 0,1 cGy/h (1 mGy/h), a kończy na 300, czyli 3 Gy/h. Jeżeli mamy do czynienia z promieniowaniem gamma, to jednostki dawki pochłoniętej w grejach odpowiadają biologicznemu równoważnikowi w siwertach. Tło naturalne w Polsce wynosi ok. 0,1 µSv/h, czyli 10.000x mniej niż początek zakresu, zaś dawka śmiertelna LD50/30 - 4,5 Sv, czyli nieco ponad godzina w warunkach najwyższych wskazań i mamy 50% szans na śmierć w ciągu miesiąca. Jak widać, nie jest to przyrząd do pomiaru promieniowania szkła uranowego czy kompasów z farbą radową - takie źródła, generujące moce dawki 1-10 µSv/h nie zrobią na nim najmniejszego wrażenia.

Natomiast, jak już zacznie coś wskazywać, to albo w pobliżu nastąpiła katastrofa nuklearna, albo obok znajduje się odsłonięte przemysłowe lub medyczne źródło promieniowania*. Jednak jeśli do emisji skażeń doszło w pewnej odległości od nas, miernik tego nie zarejestruje, gdyż generowane wówczas dawki są poniżej jego zakresu. Przykładowo podczas awarii w Czarnobylu w Kijowie zarejestrowano 8 mR/h (ok. 80 µSv/h), zaś w Polsce maksymalnie 0,45 mR/h (ok. 4,5 µSv/h) i była to w większości emisja beta, o mniejszej przenikliwości, którą mierzymy zupełnie innym sprzętem. Używając zatem PDRM-82 możemy zatem przeoczyć faktyczne zagrożenie od niesionych wiatrem skażeń promieniotwórczych, widząc ciągle na wyświetlaczu zero. Również w roli alarmu przyrząd się nie sprawdzi, gdyż nie ma sygnalizacji dźwiękowej pojedynczych impulsów ani przekroczenia zakresu czy ustalonego progu. Jedynie przy przekroczeniu górnego zakresu (300 cGy/h=3 Sv/h) wyświetlacz LCD zaczyna migać.
PDRM-82 w swoich obwodach wykorzystuje jeden z wczesnych mikrokontrolerów, który kompensuje nieliniowość charakterystyki energetycznej użytego licznika G-M typu ZP1302.

Według instrukcji miernik ma miniaturowe źródło beta aktywne o aktywności zaledwie 14,8 Bq (0,4 nCi) - dla porównania, fabryczne źródło od RK-67 miało 18,5 kBq. Obecnie minął ponad jeden okres półrozpadu, zatem aktywność zmniejszyła się o połowę i jest praktycznie nie do zmierzenia.
Zakres mierzonych energii gamma wynosi 0,3-3 MeV, błąd pomiaru do 100 cGy/h 20%, zaś między 100 a 300 cGy/h - 30%. Zasilanie odbywa się z 3 baterii R-14 (C), które starczają na 400 godzin pracy, zaś czas służby przyrządu oceniono na 20 lat.

Płytka drukowana miernika - widok od strony ścieżek - z prawej widać mikrokontroler:

Obsługa sprowadza się jedynie do  włączenia pokrętłem obok wyświetlacza, które jest jednocześnie pokrywą baterii. Po uruchomieniu PDRM-82 przeprowadza test obwodów i zasilania, po czym rozpoczyna pomiar. Sam test jest bardzo pobieżny, po wyjęciu licznika GM przyrząd nadal twierdzi, że jest sprawny. Uszkodzenie objawia się słowem "fail" na wyświetlaczu, choć ten komunikat może się pojawić również po wyjściu z obszaru o znacznie podwyższonym natężeniu promieniowania i powinien zniknąć w ciągu minuty.  Poniżej uruchomienie przyrządu i test działania:

Całość waży 400 g i ma wymiary 170x140x55 mm, czyli mieści się na rozłożonej dłoni.W komplecie producent dostarcza plastikowy pasek nośny oraz smycz na rękę. Poniżej typowe skompletowanie egzemplarzy pochodzących z demobilu:

http://ct1aic.dyndns.info/radioactive/geigers.asp

Przyrząd opisuję na blogu, gdyż raz na jakiś czas pojawia się na naszym Allegro bądź też na czeskim Aukro.cz, można go również kupić na stronie Anythingradioactive za równowartość 200 zł z przesyłką (sam miernik 32 funty):

- https://www.anythingradioactive.com/cold-war-plessey-PDRM82. 

Jednak bez przeróbek zwiększających czułość miernika nie przyda się nam on w codziennych zastosowaniach, zaś do wysokich mocy dawek na sytuacje awaryjne możemy użyć albo krajowego rentgenometru KOS-1 (zakres od 1 µGy/h do 0,9 Gy/h), albo wojskowych rentgenoradiometrów DP-5, DP-66 (do 2 Gy/h) i DP-75 (do 5 Gy/h).

Pojawiają się oczywiście przeróbki z użyciem innych liczników G-M, jak choćby słynnego STS-5 - http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/appunti/geigermod.htm Nie mają one jednak dużego sensu z uwagi na konieczność ponownej kalibracji miernika oraz niszczenie tego swoistego zabytku zimnej wojny. Sens nieco może i nieco większy niż przy przeróbce RS-70, ale nadal niewielki. 

Więcej na temat sprzętu - http://www.dustygizmos.com/arcpages/arcatomic.htm#Plessey%20PDRM-82

https://www.bullybeef.co.uk/nuclear-radiation-detector.htm

Ulepszona wersja PDRM-82F umożliwiała pracę z sondą zewnętrzną, jest jednak znacznie rzadsza niż model podstawowy:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/Fixed_Survey_Meter_PDRM82F.jpeg

*----------------------------

Wielokrotnie zdarzały się przypadki kradzieży źródeł promieniotwórczych, które często, dla ułatwienia transportu, były wyjmowane z ochronnych pojemników ołowianych i przenoszone np. w kieszeni. W przypadku incydentu w Tammiku złodzieje poruszali się samochodem, jednak w Goianii resztki kapsuły z chlorkiem cezu były wiezione w reklamówce autobusem - https://pl.wikipedia.org/wiki/Ska%C5%BCenie_w_Goi%C3%A2nii Sytuacje takie są dosyć rzadkie, jednak się zdarzają, nawet w Polsce - skradzione źródła promieniotwórcze pozbawione osłon zakopano... w parku w Poznaniu :)

Szkło wazelinowe i chryzoprazowe

Szkło uranowe zwykle jest przezroczyste i bez żadnych dodatków powinno być cytrynowo żółte, jednak domieszka żelaza daje zielonkawy kolor. Niekiedy bywa też miodowe lub w kolorze morskim - poszczególne odcienie omówiłem osobno w przekrojowej notce [LINK]. 

Szczególną odmianą jest szkło wazelinowe, powstające w wyniku zahartowania stopionej masy szklanej, która częściowo krystalizuje, dając mleczną, nieprzezroczystą masę. W literaturze anglojęzycznej, zwłaszcza amerykańskiej, termin vaseline glass oznacza często ogólnie szkło uranowe, choć nie jest to ścisłe. Jeszcze jedną odmianą jest szkło chryzoprazowe, również mleczne, ale o zielonkawej barwie, podobnej do minerału o tej barwie. Na Zachodzie jest znane pod nazwą handlową Jadite, która wkrótce została zniekształcona do "jadeite", czyli minerału jadeitu, z którym ma wspólną tylko barwę. Oba gatunki szkła - wazelinowe (białe) i chryzoprazowe (zielonkawe) widać na zdjęciu z tej aukcji:

https://allegro.pl/oferta/szklo-uranowe-wazelinowe-i-chryzoprazowe-kolekcja-8331192796

Niestety przez wiele lat nie udało mi się trafić na wyrób ze szkła chryzoprazowego, możliwy do nabycia w przystępnej cenie. W końcu jednak wypatrzyłem ten oto wazonik, prawdopodobnie ucięty od góry piłą do szkła:

Podejrzewam, że mógł to być wazon typu "flet", czyli bardzo wydłużony, z wąską podstawką. Wyrób wykazuje wszystkie cechy szkła uranowego - luminescencję i aktywność:

Wysokość wynosi 6 cm, średnica dna 4,4 cm, waga 60,5 g. Moc dawki mierzona Polaronem oscyluje w okolicy 1,1 µSv/h łącznej emisji beta+gamma, czyli bliżej dolnej granicy dla szkła uranowego (moje egzemplarze emitują od 0,4 do 13 µSv/h). Poniżej chryzoprazowy wazonik na tle przezroczystego szkła uranowego w różnych odcieniach upolowanego w roku 2019:

Luminescencja szkła chryzoprazowego wykazuje pewną zmienność w zależności od tego, czy ultrafiolet pochodzi z diody LED, czy ze świetlówki. Gdy oświetlamy diodą LED, następuje rozjaśnienie masy szklanej, natomiast jak świecimy świetlówką UV, wtedy świecenie ma taką samą barwę jak przy szkle przezroczystym: 

Wynika to z silnej zawartości światła widzialnego w widmie emitowanym przez LED, w porównaniu ze świetlówką, która ma odpowiedni filtr na szkle. Dlatego też warto mieć oba źródła ultrafioletu - ja stosuję latarkę Bailong 802-1 oraz lampę diagnostyczną Waldmann HLL-464. Wspomniana zależność nie zawsze się sprawdza i niektóre wyroby ze szkła chryzoprazowego świecą podobnie, niezależnie od źródła ultrafioletu, o czym się jeszcze przekonamy. 

***

Jeżeli chodzi o zastosowanie w codziennej dozymetrii, to nie odbiega od typowego szkła uranowego, trzeba mieć tylko na względzie znacznie rzadsze występowanie i oczywiście wyższą cenę. Czasem oczywiście może trafić się w najmniej spodziewanym miejscu, zatem dozymetr trzeba mieć zawsze przy sobie. Moc dawki nie jest oszałamiająca, ale przydaje się do testowania czułości i szybkości reakcji radiometrów na słabsze źródła. Podczas poszukiwań, szczególnie na aukcjach, należy też uważać na bałagan w nazewnictwie, zwłaszcza przy korzystaniu z anglojęzycznego internetu.

[Edit 3.11.2019 r.]

Nie spodziewałem się, że prędko znajdę kolejny wyrób ze szkła chryzoprazowego, a tymczasem trafił się ten oto okazały wazon. Identyfikacja nie była łatwa, gdyż miałem ze sobą jedynie dozymetry Soeks 112 i Soeks 01M, których reakcja była dość ospała. Odczekałem jednak na ustabilizowanie się wyniku, na szczęście stoisko było zaprzyjaźnione, i po chwili wazon powędrował do plecaka. Poniżej widzimy wazon w świetle widzialnym, ultrafiolecie ze świetlówki i latarki LED:

Moc dawki beta+gamma mierzona Polaronem sięga 1,3-1,4 µSv/h, Sosna wskazuje 1-1,2 µSv/h, Soeks 112 tylko 0,5 µSv/h, zaś Soeks 01M niewiele więcej - 0,6 µSv/h. Wazon bardzo się przydaje do testowania czasu reakcji dozymetrów na niskoaktywne szkło uranowe.

Do szkła chryzoprazowego zaliczyć można też ten XIX-wieczny wazon z wytwórni w Mariańskich Łaźniach (Marienbad), wybijający się znaczną aktywnością i silną luminescencją:

Paskudne koraliki to efekt późniejszego "ozdabiania", ale nie podejmuję się ich usunięcia, by nie uszkodzić ozdobnych wzorów. Luminescencja jest taka sama, niezależnie od źródła ultrafioletu.

Póki co jest to absolutny rekord aktywności szkła uranowego - Polaron wskazuje 10 µSv/h, Sosna prawie tyle samo, inne mierniki odpowiednio mniej:

Szkło chryzoprazowe nie pojawia się zbyt często na targach staroci w przeciwieństwie do przezroczystego, którego jest całkiem sporo, choć w wysokich cenach. Czasami jednak udaje się nabyć ciekawy wyrób za znośną kwotę. Ta karafka czy też flakonik została przez kogoś przecięta na dwie części, aby mogła służyć jako puzderko. 

Połówki nie są dobrze dopasowane i trzymają się na słowo honoru, cała przeróbka spowodowała tylko niepotrzebne zniszczenie ciekawego wyrobu.

W tym przypadku łączna moc dawki mierzona Polaronem dochodzi do 9 µSv/h, czyli wyrób należy do najwyższej półki jeżeli chodzi o aktywność:

Do niedawna mogłem zaryzykować tezę, że szkło chryzoprazowe jest znacznie bardziej aktywne niż przezroczyste szkło uranowe, przeczą temu jednak choćby ozdobne "świece". Mają one bardzo niską aktywność, aż miałem wątpliwości co do zawartości uranu. Dopiero wszystkie 3 położone obok siebie dały wyraźny skok wskazówki RKP-1-2 prawie na koniec I zakresu. Jednak luminescencja w ultrafiolecie z obu źródeł jest bardzo charakterystyczna:

"Świece" mają długość 15,3 cm i średnicę części karbowanej 2,4 cm oraz gładkiej 2, 15 cm. Jedna z nich ma nieco grubsze szkło, ale bez zauważalnego wpływu na aktywność. 

Wraz z nimi kupiłem jedną w kolorze różowym, ale nie wykazuje ona promieniowania poniżej tła. Pomiary pojedynczej "świecy" przedstawiają się następująco:

• ANRI Sosna ((liczniki blisko) - 0,5 µSv/h
• Polaron - 0,4-0,6 µSv/h
• Radex RD1008 - 26 rozp./min*cm2
• MKS-01SA1M - 105 rozp./min*cm2
• RKP-1-2  - 8-10 cps (tło 4 cps)
• EKO-C - 6,5-8 cps (tło 2,5 cps)
• Soeks Quantum - 0,35 µSv/h
• Soeks Ecovisor F4 - 0,25 µSv/h

Na koniec fragment świecznika, prawdopodobnie nakładka chroniąca przed skapywaniem stearyny ze świecy, w dodatku jedyna aktywna spośród licznych zielonych i pojedynczych różowych. Tym razem nie kupowałem innych kolorów:

Wzrost wskazań RKP-1-2 był bardzo wyraźny, a podczas pomiarów w domu nawet KB6011 wskazał 0,85 µSv/h. Świadczy to o sporej aktywności, gdyż szkło jest dość cienkie (1,9 mm), a sam wyrób ma średnicę 9 cm. Potwierdzają to pomiary innymi miernikami, zwłaszcza gdy porównamy je z w/w "świecą":

• ANRI Sosna (2 liczniki blisko) - 3,5 µSv/h
• Polaron - 4 µSv/h
• Radex RD1008 - 192 rozp./min*cm2
• MKS-01SA1M - 580 rozp./min*cm2
• Soeks Quantum - 1,8 µSv/h
• Soeks Ecovisor F4 - 1,15 µSv/h
• RKP-1-2 - 40-50 cps
• EKO-C - 50 cps

Edit 25.07.2021 r.

Tym razem, dzięki skrupulatnemu skanowaniu kartonów "żelazkiem", trafił mi się talerz oprawny w cynę, osiągający na Polaronie 5,5 µSv/h. Zwraca uwagę jego kremowa barwa i prawie całkowita nieprzezroczystość:

Jeżeli chcecie pochwalić się swoimi zbiorami szkła chryzoprazowego, dajcie znać w komentarzach. Poniżej  kolekcja jednego z Czytelników - szkło chryzoprazowe rzuca się od razu w oczy:

Radiacyjne utrwalanie żywności

Jednym z zastosowań promieniowania jonizującego jest sterylizacja żywności. Metoda ta znana jest praktycznie od początków badań nad radioaktywnością, a wstępne próby podejmowano już w pierwszych dekadach XX w. Celem sterylizacji żywność jest napromieniowywana silnymi dawkami promieniowania gamma, beta lub rentgenowskiego, rzędu tysięcy grejów. Oprócz wyeliminowania drobnoustrojów, mogących powodować psucie się żywności i zatrucia pokarmowe, napromieniowanie opóźnia kiełkowanie nasion i dojrzewanie owoców, a także zabija lub pozbawia płodności insekty. Stosowane dawki podzielono na 3 zakresy, różniące się przeznaczeniem:

• niskie - do 1 kGy (1000 Gy) - opóźnienie kiełkowania (ziemniaki, cebula, czosnek) i dojrzewania (truskawki), unieszkodliwianie pasożytów (ziarno, przyprawy)
• średnie - 1 - 10 kGy - wydłużenie czasu przechowywania (mięso, ryby), likwidacja bakterii, zwiększanie wydajności wytwarzania soku, skrócenie czasu gotowania suszonych warzyw
• wysokie - powyżej 10 kGy - sterylizacja przypraw i materiałów opakowaniowych, żywność specjalnego przeznaczenia (astronauci, pacjenci z deficytem odporności - tu stosuje się nawet dawki 44 kGy).

Jest to metoda wydajna i skuteczna, umożliwia sterylizację dużych partii produktów, również w opakowaniach. Niestety koszty budowy odpowiedniej instalacji są znaczne: 1-5 mln $. Za to koszt jednostkowy takiej obróbki waha się od 1-8 centów/funt przy niższych dawkach, do 20 centów/funt przy wyższych. 

Źródłem promieniowania zwykle jest kobalt-60, emitujący silne promieniowanie gamma (1,17 i 1,33 MeV). Izotop ten jest nierozpuszczalny w wodzie, co chroni przed ewentualnym skażeniem. Jest też dość tani w otrzymywaniu - uzyskuje się go przez bombardowanie neutronami kobaltu-59 w reaktorach jądrowych. Zapewnia również jednorodne pole promieniowania, umożliwiające równomierne naświetlenie całej partii żywności. Dla porównania, cez-137, trudniejszy w uzyskaniu i emitujący słabsze promieniowanie (0,662 MeV), rozpuszcza się w wodzie, co w razie nieszczelności grozi skażeniem żywności i otoczenia, dlatego też praktycznie został wyparty przez kobalt w tym zastosowaniu. Alternatywą jest stosowanie lamp rentgenowskich, które można w każdej chwili wyłączyć, jednak są one energochłonne i mają niską sprawność - tylko 8% procent dostarczonej energii elektrycznej zmienia się w promieniowanie rentgenowskie, reszta nagrzewa katodę. W dodatku trudno w nich uzyskać jednorodne pole promieniowania. Stosuje się też strumienie elektronów przyspieszane w akceleratorach do 99% prędkości światła, jednak mają one znacznie mniejszą przenikliwość niż promieniowanie gamma, zatem można stosować je tylko do cienkich warstw. Ich zaletą jest nieco mniej niszczący wpływ na produkty wrażliwe na utlenianie z racji wyższej mocy dawki i krótszej ekspozycji - https://en.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_processing

Źródła kobaltowe mają kształt prętów umieszczanych w metalowych blokach z kilkoma otworami. Prawdopodobnie z takiego urządzenia pochodziło źródło stanowiące przyczynę incydentu w Tammiku - LINK. Czas napromieniowania wynosi od kilkudziesięciu minut do kilku godzin, w zależności od tego, jaką dawkę chcemy uzyskać. Cały proces jest zautomatyzowany, by ograniczyć narażenie personelu, a źródła przechowuje się w wodzie, z której są wyjmowane tylko na czas pracy:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Commercial_Irradiator_%2836801710985%29.jpg

Źródła kobaltowe w zbiorniku z wodą - widoczne świecenie od promieniowania Czerenkowa, powstałego, gdy cząstki elementarne poruszają się z prędkością większą niż prędkość fazowa światła w danym ośrodku:

Napromieniowanie żywności, w zależności od dawki, albo zabija bakterie, albo tylko spowalnia rozwój lub pozbawia zdolności namnażania. Nie usuwa już powstałych toksyn i nie przywraca produktom dawnej świeżości. Umożliwia za to stworzenie sterylnych produktów żywnościowych,  które mogą być przechowywane w każdych warunkach, przeznaczonych np. dla astronautów lub pacjentów z obniżoną odpornością. Mniejsze dawki opóźniają dojrzewanie owoców i warzyw oraz hamują kiełkowanie, co ogranicza straty przy transporcie płodów rolnych na większe odległości. Niskie dawki powodują też bezpłodność insektów niszczących zbiory, co zapobiega zawleczeniu tych gatunków na nowe siedliska (tzw. napromieniowanie fitosanitarne). Jest to szczególnie istotne w przypadku owoców i warzyw, które znacznie tracą jakość po poddaniu ich tradycyjnym metodom dezynsekcji (temperatura, fumigacja).

Oczywiście taka metoda sterylizacji nie pozostaje bez wpływu na walory smakowe i odżywcze produktów. W napromieniowanych substancjach powstają wolne rodniki (H+, OH-), będące efektem radiolizy wody, które wchodzą w dalsze reakcje ze innymi składnikami żywności. Wolne rodniki uważa się za przyczynę procesów starzenia, ale dotyczy to rodników powstających w naszych organizmach, a nie tych, które zostały spożyte z pokarmem i w większości uległy zniszczeniu  podczas trawienia. 

Pamiętajmy też, że każde przetwarzanie żywności zmienia jej strukturę i własności odżywcze, nieraz dość znacznie - np. wędzenie, suszenie, gotowanie, marynowanie. Spośród związków, które powstają w napromieniowanej żywności, przeważająca większość powstaje również podczas innego jej przetwarzania i nawet w większych ilościach! Specyficzny dla napromieniowania jest 2- alkilocyklobutanon, powstający na skutek napromieniowania kwasów tłuszczowych, jednak w ilości, w jakiej powstaje podczas napromieniowania żywności jest jednak nieszkodliwy [LINK]. Dawki używane przy sterylizacji są o kilka rzędów wielkości niższe niż te, które mogą spowodować powstanie toksycznych substancji. Międzynarodowe grupy ekspertów przeprowadziły serie dokładnych badań napromieniowywanej żywności i orzekły, że nie przedstawia zagrożenia dla zdrowia, dopóki utrzymuje smak, kolor i inne własności. Są oczywiście produkty, które nie powinny być napromieniowywane, np. awokado, dla których promieniowanie jest wybitnie fitotoksyczne.

Jeżeli chodzi o wpływ na walory smakowe, jest on wyraźniejszy dla produktów tłustych, natomiast pomijalny np. przy owocach i warzywach, a nawet niektóre badania zwracały uwagę na... polepszenie się ich smaku (!). Występuje oczywiście utrata witamin, jednak jak wiadomo, witaminy same z siebie są dość nietrwałe i ulegają rozpadowi nawet od samego przechowywania, że nie wspomnę ot tradycyjnym przetwarzaniu.

Czasem zmiany w żywności są korzystne, jak w przypadku rukwi wodnej - w czasie testów traktowano świeżo ściętą rukiew dawkami 1, 2 i 5 kGy, a następnie przechowywano przez tydzień w temperaturze 4 st. C.  Dawka 2 kGy została uznana za optymalną, gdyż po jej otrzymaniu jakość roślin była najbardziej zbliżona do świeżych, w dodatku zachowała wysoki poziom cukrów redukujących i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, zaś przy 5 kGy podwyższony poziom sacharozy i jednonienasyconych kwasów. W obu przypadkach profil tłuszczowy był bardziej korzystny dla zdrowia. Potwierdzono również redukcję szkodliwych N-nitrozoamin w sosie sardelowym po napromienieniu [LINK]

Pojawiły się co prawda w Australii przypadki paraliżu (odwracalnego) u kotów, wywołanego ubytkiem otoczki mielinowej, na skutek karmienia wyłącznie napromieniowywaną karmą. Objawy wystąpiły jednak jedynie w przypadku jednej serii spośród szerokiej gamy żywności sterylizowanej promieniowaniem. Poza tym może to być reakcja specyficzna dla kotów, jako efekt nieurozmaiconej diety, pozbawionej witaminy A. Dalsze badania nie potwierdziły wpływu napromieniowania żywności na zdrowie zwierząt, jednak Australia zabroniła stosowania tej metody przy produktach dla zwierząt.

Największym problemem, jeżeli chodzi o radiacyjną sterylizację żywności nie jest jej rzekoma szkodliwość, tylko przyzwyczajenia konsumenckie. Większość konsumentów niechętnie odnosi się do napromieniania żywności, głownie przez panujące mity o jej domniemanej "radioaktywności".  Powtórzę po raz setny - napromieniowanie promieniami gamma nie powoduje radioaktywności wtórnej, do tego potrzebny jest strumień neutronów z reaktora jądrowego lub bomby atomowej. Poza tym, w czasie badań w USA potwierdzono, że oferowana żywność sterylizowana radiacyjnie była ponownie kupowana przez klientów, a odsetek jej przeciwników w latach 1985-1995 spadł do tak niskiego poziomu, jak odsetek przeciwników sztucznych konserwantów.

Przy napromieniowaniu żywności w opakowaniach istotne jest, by materiały opakowaniowe nie wytwarzały szkodliwych substancji pod wpływem radiacji ani nie ulegały destrukcji. Produkty, które zostały poddane napromieniowaniu, muszą być odpowiednio oznaczone. W USA jest to symbol "Radura" i napis "treated with radiation", w UE jest tylko wymóg oznaczenia, bez symbolu, choć jest zalecany. Obie wersje "Radury" - amerykańska i międzynarodowa - różnią się nieznacznie.

W Polsce żywność sterylizowana radiacyjnie nie jest często spotykana, choć nasze prawo dopuszcza tą metodę sterylizacji [link do ustawy z 25.08.2006 o bezpieczeństwie żywności i żywienia]


Art. 18. Środki spożywcze mogą być poddawane napromienianiu promieniowaniem jonizującym wyłącznie w celu: 1) zmniejszenia liczby przypadków chorób spowodowanych spożyciem żywności przez niszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych; 2) zapobiegania psuciu się żywności przez opóźnienie lub powstrzymanie procesów rozkładu i przez niszczenie mikroorganizmów odpowiedzialnych za te procesy; 3) przedłużenia okresu przydatności do spożycia przez hamowanie naturalnych procesów biologicznych związanych z dojrzewaniem lub kiełkowaniem; 4) usunięcia organizmów szkodliwych dla zdrowia roślin lub dla żywności pochodzenia roślinnego. Art. 19. Napromienianie żywności promieniowaniem jonizującym jest dopuszczalne wyłącznie, jeżeli: 1) nie stanowi zagrożenia dla zdrowia lub życia człowieka; 2) jest korzystne dla konsumentów; 3) jest uzasadnione technologicznie oraz nie będzie wykonywane w celu zastępowania wymagań zdrowotnych oraz warunków sanitarnych i higienicznych w produkcji i w obrocie żywnością; 4) żywność poddawana temu napromienianiu: a) spełnia obowiązujące wymagania zdrowotne oraz b) nie zawiera substancji chemicznych służących do jej konserwacji lub stabilizacji.
[...]
Art. 23. 1. Przepisów art. 18–22 nie stosuje się do środków spożywczych wystawionych na działanie promieniowania jonizującego powstałego na skutek zastosowania urządzeń pomiarowych lub kontrolnych pod warunkiem, że wchłonięta dawka nie przekracza poziomu 0,01 Gy dla urządzeń kontrolnych, w których wykorzystuje się neutrony, oraz 0,5 Gy w pozostałych przypadkach, przy maksymalnym poziomie energii promieniowania wynoszącym 10 MeV w przypadku promieni rentgenowskich, 14 MeV w przypadku neutronów i 5 MeV w innych przypadkach. 2. Przepisów art. 19 pkt 3 i pkt 4 lit. b, art. 20–22 nie stosuje się do napromieniania żywności przygotowywanej pod nadzorem lekarza dla pacjentów wymagających diety o sterylnej czystości.

Więcej na temat polskiego stanu prawnego w tej kwestii i nieco statystyk, choć podlanych "ekologicznym" sosem - LINK
Jeżeli zaś chcecie trochę teorii spiskowych pt. "kto za tym stoi" - [LINK]

I na koniec smaczek z komentarza pod tym artykułem [LINK]:
używajcie węchu, żywność konserwowana radiacyjnie nie posiada zapachu

Promieniowanie podczas misji księżycowych "Apollo"

Narażenie na promieniowanie kosmiczne było jednym z istotnych problemów rozważanych podczas programu amerykańskich lotów na Księżyc "Apollo" (1966-1972). Najpoważniejszym było pokonanie pasów Van Allena, czyli dwóch obszarów naładowanych cząstek uwięzionych przez pole magnetyczne Ziemi, otaczających naszą planetę na wysokości 1000-6000 km oraz 39000-64000 m. Oprócz tego dochodziło narażenie na promieniowanie kosmiczne podczas lotu powyżej pasów van Allena, zależne od aktywności Słońca. Ostatnim źródłem promieniowania były podświetlane elementy w kabinach statku i generatory izotopowe SNAP-27  zasilające aparaturę naukową ALSEP umieszczoną na Księżycu.

Aktywność pasów van Allena dodatkowo zwiększyła atmosferyczna eksplozja termojądrowa o mocy 1,4 Mt na wysokości 400 km w ramach testu Starfish Prime w 1962 r. Dodała ona do tej magnetycznej pułapki dodatkowe ogromne ilości substancji radioaktywnych i stworzyła nowy, sztuczny pas van Allena, choć na początku lotów Apollo aktywność uwięzionych cząstek zdążyła zmaleć do 1/12. Szacowano, że wysokoenergetyczne elektrony będą uwięzione w tym obszarze przez 5 lat. Pasy Van Allena planowano pokonać możliwie najszybciej, dobierając optymalną trajektorię lotu. Jak się okazało, zmierzone dawki były dużo niższe, niż przewidywano. Mimo to, jednym z argumentów spiskowej teorii o sfingowaniu lotu na Księżyc jest rzekoma niemożność pokonania pasów Van Allena bez silnego, szkodliwego napromieniowania astronautów.

https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/730056main_20130228-radiationbelts-orig_full.jpg

Promieniowanie pasów van Allena mierzono za pomocą specjalnego dozymetru o kulistym detektorze, pozwalającym badać cząstki niezależnie od kierunku, z którego padały. Jest to istotne, gdyż naładowane cząstki w tym obszarze poruszają się po torach w kształcie helis, równoległych do linii pola magnetycznego, zatem licznik nie powinien mieć charakterystyki kierunkowej. Przyrząd wykorzystywał komorę jonizacyjną równoważną tkance, wykonaną z aluminium ze względów przeciwpożarowych (pierwotnie miała być z tworzywa sztucznego).

Z kolei do pomiaru cząstek alfa i protonów pochodzących z wiatru słonecznego użyto innego miernika, o silnie kierunkowej charakterystyce. Wyposażony był w 3 detektory promieniowania, umieszczony jeden za drugim, przy czym pierwszy i drugi oddzielono filtrem z berylu, który pochłania neutrony, a drugi i trzeci - z wolframu. Umożliwiało to pomiar poszczególnych składowych promieniowania - tylko cząstki o najwyższych energiach mogły przeniknąć przez filtr wolframowy, berylowy i dwa detektory. Podłączony spektrometr miał 4 kanały dla protonów, 3 dla cząstek alfa, a dane były przekazywane bezpośrednio na Ziemię.

Dodatkowo specjalna sieć obserwacyjna monitorowała aktywność Słońca - zarówno wizualnie, przez teleskopy obserwujące protuberancje, jak również przez pomiar aktywności radiowej. Z uwagi na ogromną odległość Słońca od Ziemi (światło biegnie 8,5 minuty, a naładowane cząstki dużo wolniej) od zauważenia rozbłysku do dotarcia strumienia cząstek w okolice Ziemi upływa czas rzędu kilku godzin (zwykle 2-4). Pozwalało to na przedsięwzięcie pewnych środków ochronnych - na etapie przygotowań byłoby to odłożenie startu, natomiast w trakcie misji księżycowej skrócenie czasu przebywania poza lądownikiem. Jednak w większości przypadków procedury przewidywały kontynuowanie misji.

Podczas całego programu Apollo, tylko podczas misji Apollo-12 miał miejsce nieznaczny wzrost aktywności Słońca, ale bez wpływu na moc dawki wewnątrz statku.
Astronauci byli wyposażenie w dozymetry indywidualne dwóch typów - aktywne, działające na zasadzie komory jonizacyjnej i umożliwiające bieżący odczyt sumarycznej dawki, oraz bierne, do odczytu po powrocie na Ziemię. Dozymetry aktywne były rozmiarów paczki papierosów, wykorzystywały 7,1 cm3 komorę jonizacyjną równoważną tkance i umożliwiały pomiar w zakresie do 1000 radów (10 Sv dla promieniowania gamma) co 0,01 rada.

Dozymetry bierne miały wymiary ok. 1,5x2 cale i każdy astronauta nosił 3 sztuki w specjalnych kieszeniach kombinezonów - po jednym na piersi, udzie i kostce. Każdy dozymetr zawierał komplet detektorów: proszek termoluminescencyjny, błony dozymetryczne, folie ulegające aktywacji pod wpływem neutronów oraz folie czułe na ciężkie wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego. Pozwalało to ocenić dawki od poszczególnych rodzajów promieniowania.

Dodatkowo po powrocie na Ziemię badano narażenie od neutronów za pomocą liczników aktywności całego ciała. Ponieważ neutrony o odpowiednich energiach dokonują aktywacji różnych pierwiastków, wytwarzając izotopy promieniotwórcze, zatem mogą też aktywować sód zawarty w naszych organizmach, tworząc radioaktywny sód-24. Mierząc aktywność powstałego sodu można oszacować dawkę przyjętą od neutronów. Jednak okazało się, że dawka ta jest poniżej progu detekcji aparatury. Potwierdziły to również odczyty dozymetrów indywidualnych. Przyjęty limit dawki wynosił 400 radów (4 Gy) na skórę i 50 (0,5 Gy) na narządy krwiotwórcze, czyli dosyć dużo - dla promieniowania gamma będzie to odpowiednio 4 i 0,5 Sv, a pamiętajmy o większym współczynniku wagowym niektórych składowych promieniowania kosmicznego. Jak widać, dawki podczas poszczególnych misji były dużo niższe:

Aby przeliczyć powyższe dawki z radów na miligreje (mGy), dzielimy przez 10. Najniższa dawka wynosi wówczas 1,6 mGy, najwyższa - 11,4 mGy. Mówimy  tu o dawce pochłoniętej, czyli bez uwzględnienia jej działania biologicznego (rozróżnienie - TUTAJ). Aby obliczyć biologiczny równoważnik dawki w mikrosiwertach (µSv), należałoby znać  udział poszczególnych rodzajów promieniowania (protony, neutrony, gamma) w dawce sumarycznej, gdyż każdy z nich ma inny współczynnik wagowy WR. Dodatkowo w przypadku neutronów zależy on od energii - najmniej szkodliwe są najwolniejsze i najszybsze:

Niestety raport NASA nie podaje tak szczegółowych danych. Jeśli przyjmiemy, że średni współczynnik wagowy promieniowania jest równy 5, wówczas równoważnik otrzymany przez astronautów wyniesie 8 - 57 mSv, zaś przy pesymistycznym wariancie WR=20 aż 32 - 228 mSv. Górna wartość (228 mSv) może już powodować przemijające zmiany we krwi, choć jest to nadal subkliniczna postać choroby popromiennej.
Podczas całego programu Apollo zmierzone dawki wahały się w zakresie +/-20% od średniej u poszczególnych astronautów z uwagi na różne zadania wykonywane podczas lotu, zajmowane miejsce w statku, grubość poszycia itp. Dawki na narządy krwiotwórcze były o 40 % niższe niż mierzone na skórze. Jak to narażenie przełożyło się na późniejsze choroby i długość życia?

 Załoga Apollo 11 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Apollo_11_Crew.jpg

Astronauci uczestniczący w programie zwykle urodzili się w latach 1930-1936 (Shepard 1923, Lovell 1928), zaś zmarli albo na początku lat 90, albo w latach 2012-2018 lub nadal żyją (Aldrin i Collins z Apollo 11). Nie wgłębiając się w dokładne statystyki oznacza to, że dożyli ok. 80 lat. Swigert zmarł na raka kości, zaś Shepard na białaczkę - jednak trudno bezsprzecznie stwierdzić, że zachorowania były jednoznacznie wywołane narażeniem na promieniowanie. Dlaczego zatem pozostali nie zachorowali, tylko dożyli sędziwej starości lub zmarli na zawał serca i choroby wewnętrzne, które trudno powiązać z promieniowaniem?

Wracając jeszcze do sprzętu, oprócz dozymetrów indywidualnych noszonych przez członków załogi na pokładzie statku kosmicznego był przenośny radiometr z 10 cm3 komorą jonizacyjną do pomiaru mocy dawki w różnych punktach statku. Miał liniową skalę od 0 do 100 rad/h (1 Sv/h) z czterema zakresami przełączanymi obrotowym pierścieniem (0,1, 1, 10, 100). W razie nadzwyczajnego wzrostu radiacji przyrząd miał umożliwić znalezienie najmniej narażonego na promieniowanie miejsca na statku kosmicznym. Mógł pracować jako miernik przenośny lub jako pokładowy monitor promieniowania, umieszczony w specjalnym gnieździe w ścianie statku.

W przestrzeni okołoksiężycowej moc dawki wynosiła 1 mR/h (ok. 10 µSv/h), a na powierzchni Księżyca - 0,6 (ok. 6 µSv/h). Porównajmy to z mocą dawki podczas przelotu samolotem na wysokości 10 km, która wynosi między 2,5 a 4 µSv/h - LINK

Więcej w raporcie NASA - https://history.nasa.gov/SP-368/s2ch3.htm

Tutaj inna wersja, występują pewne różnice w ujęciu tematu, choć dane te same  - http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.638.8557&rep=rep1&type=pdf

i mały przewodnik NASA po promieniowaniu oparty częściowo o w/w raport, z dodatkowymi podstawowymi zagadnieniami ochrony radiologicznej
- https://www.nasa.gov/pdf/284273main_Radiation_HS_Mod1.pdf

Na deser trochę linków w panikarskim tonie:
http://theconversation.com/space-radiation-the-apollo-crews-were-extremely-lucky-120339

https://observer.com/2016/07/space-radiation-devastated-the-lives-of-apollo-astronauts/

I jeszcze ciekawostka. Podczas lotów (od Apollo 11) astronauci obserwowali błyski w oczach, ale były one widoczne jedynie w całkowitym zaciemnieniu i tylko w chwili, gdy koncentrowali się na ich widzeniu. Ich mechanizm nie został dokładnie poznany, być może były to skutku działania promieniowania kosmicznego, a może neurologiczne zaburzenia narządu wzroku. Dalsze badania jednak nie wykazały uszkodzeń mózgu czy oczu. Zresztą, chyba każdemu z nas zdarzyły się błyski, świecące szlaczki czy mroczki przed oczami na skutek wysiłku, stresu, migreny itp.

***

Promieniowanie od źródeł sztucznego pochodzenia - generatorów elektrycznych aparatury badawczej na księżycu i oświetlenia kabin statków oraz urządzeń kontrolnych kombinezonów omówię w następnej notce. Stay tuned!

Wysokoaktywne szkło uranowe

Pod koniec zeszłego roku wspominałem o wyrobach ze szkła uranowego, których aktywność nieznacznie przekracza tło naturalne [LINK]. Mierzona moc dawki beta+gamma zawiera się między 0,3 a 0,5 µSv/h, a luminescencja w ultrafiolecie jest nieznaczna, dobrze widoczna jedynie w ciemności. Przeciętnie szkło uranowe dostępne w Polsce emituje między 1 a 3 µSv/h. Spośród moich dotychczasowych egzemplarzy powyżej 3 µSv/h "świecą" zaledwie trzy wyroby -  mały płaski kieliszek (3,3), wysoki kielich (4) i masywna popielniczka (3,8).

Nie jest to jednak koniec możliwości szkła uranowego. Całkiem niedawno trafiła mi się miseczka dająca 5,5 µSv/h!

Sosna mierzy w milirentgenach na godzinę, więc aby uzyskać przybliżony wynik w mikrosiwertach, mnożymy przez 10.

Wynik na RK-67 jej wyraźnie wyższy niż na w/w miernikach - 0,7 mR/h to w przybliżeniu 7 µSv/h:

Promieniowanie szkła uranowego jest bardzo "miękkie" - składa się z emisji beta i niskoenergetycznej gamma - zatem przykrycie szklanym kloszem tłumi je całkowicie do poziomu tła naturalnego:

Jest to prosty sposób, jeśli chcemy wyeksponować tego typu wyroby, a ktoś w domu obawia się radiacji i nie przekonują go argumenty o prawie odwrotnych kwadratów. Klosz tego typu jest przepuszczalny dla ultrafioletu, więc luminescencję możemy podziwiać:

***

Z kolei w zamówionym ostatnio zestawie szkła znajdowała się ta oto patera - butelkowy kolor jest mylący, dozymetr i ultrafiolet zdradzają jej prawdziwą naturę:

Szkło wygląda dosyć pospolicie, zwykle odcień szkła uranowego jest bardziej seledynowy lub cytrynowy:

Ten oto talerz w miodowym kolorze jest jeszcze bardziej aktywny:

Wynik na Polaronie wykazuje duże wahania, na chwilę przed zwolnieniem migawki osiągnął... 6,66 µSv/h. Gdy mamy dużo artefaktów do porównania, lepiej użyć Sosny, zamiast próbować wyłapać wartość szczytową w 20-sekundowym czasie uśredniania Polarona. Oczywiście również zdarzają się rozbieżności i lepiej wyciągnąć średnią z kilku pomiarów:

A wynik na RK-67 po raz kolejny jest nieco zawyżony w stosunku do Sosny i Polarona, choć radiometr ten wykorzystuje jeden licznik GM, a nie dwa:

Pomimo sporej aktywności luminescencja tego talerza nie jest tak wyraźna, jak w przypadku innych wspomnianych wyrobów:

Dogodny kształt dna umożliwia wykonanie autoradiogramu na papierze fotograficznym - skoro 3,8 µSv/h od  popielniczki z uranowego szkła po 3 miesiącach dało ledwo widoczny ślad na emulsji, to dwukrotnie wyższa moc dawki i dwa razy dłuższy czas naświetlania powinny wreszcie dać wyraźny efekt.

***

Pomiary powyższych 3 naczyń za pomocą różnych przyrządów, w tym również "żelazka" RKP-1-2 oraz EKO-C można obejrzeć na tym filmie:

Nie jest to jednak koniec możliwości szkła uranowego. Pod koniec października kupiłem ten oto masywny kielich, który na Polaronie i Sośnie osiąga aż 10 µSv/h:

Te okropne koraliki to oczywiście późniejsza "dekoracja". Szkło wykazuje silną luminescencję w ultrafiolecie:

Według specjalistów szkło wykonano pod koniec XIX w., przemawiałaby za tym również jego wysoka aktywność. Na dnie kielich sygnowany jest przez wytwórnię w Marienbad (Mariańskie Łaźnie):

Szczegółowe pomiary za pomocą różnych radiometrów można obejrzeć na tym filmie:

[Edit 26.09.2020]

Będąc na bazarze z "żelazkiem" odruchowo sprawdziłem miodowy wazon z cienkiego szkła, malowanego w żyłki, z kalkomanią okrętu. Wskazówka powędrowała na koniec skali, więc po krótkim targu wazon wylądował w plecaku, razem z innymi drobiazgami. 

Pomiary dokonane "Sosną" szybko pokazały, że mamy do czynienia z nowym rekordem - u wejścia 15 µSv/h, u podstawy 13 µSv/h, na bokach jakoś 11. Luminescencja specyficzna, mleczna, choć szkło jest przezroczyste, a w dodatku świecenie występuje już w zwykłym świetle latarki LED.

Kolor nie jest typowy dla szkła uranowego, przypomina bardziej miodowe klosze do żyrandoli i kinkietów z lat PRL-u. Jak widać, warto sprawdzać praktycznie każdy wyrób szklany, poza bezbarwnym szkłem przezroczystym. Nawet białe mleczne szkło może być szkłem uranowym, np. wyroby firmy Fenton.

***

Niestety rzadko trafiają się takie perełki. Przykładowo, spośród zestawu 22 szt. aktywnością wyróżniały się tylko dwie sztuki, pozostałe albo mieściły się w średniej, czyli między 1 a 2 µSv/h, albo wręcz nieznacznie przekraczały tło, nawet ledwo dwukrotnie. Spróbujcie zgadnąć moc dawki od poniższych przedmiotów, a jak w tym czasie przygotuję kolejną notkę o szkle niskoaktywnym:

***

To jednak nie koniec, zerknijmy na to, czego nie kupiłem. M.in. na targu spotkałem również tą secesyjną szklankę (4 µSv/h), jednak nie nabyłem jej z racji zaporowej ceny:

Najsilniej świeciło tego typu ozdobne puzdro, wykazujące bardzo intensywną cytrynową luminescencję w bezpośrednim świetle słonecznym. Moc dawki mierzona Polaronem przekroczyła 8 µSv/h i było to do niedawna najwyższe zarejestrowane przeze mnie natężenie promieniowania emitowanego przez szkło uranowe.

Źródło - https://www.justcollecting.com/antiques/how-to-identify-uranium-glass

Aktywność szkła uranowego czasem można oszacować na podstawie intensywności luminescencji w UV, jednak jest to obarczone sporym ryzykiem błędu. Zwykle wyroby mało aktywne słabo świecą, ale luminescencja może być też po prostu przytłumiona przez inne barwniki, jak w wypadku w/w miodowego talerza. Jeżeli udało się Wam zmierzyć wyższe wartości na szkle uranowym, dajcie znać!

***

PS. na koniec rekordziści poprzednich lat - delikatny kielich:

i masywna popielniczka: