- •Министерство образования Республики Беларусь
- •1.2. Строение атомного ядра
- •1.3. Стабильные и радиоактивные изотопы
- •1.4. Понятие о радиоактивности
- •1.5. Типы ядерных превращений
- •1.6. Ядерные и термоядерные реакции
- •14054Xe → 14055Sr →14056Ba→14057La→14058Ce (стабильный)
- •9437Rb→9438Sr→9439y→9440Zn (стабильный)
- •1.7. Период полураспада радионуклидов. Закон радиоактивного распада
- •Лекция № 2 основные свойства ионизирующих излучений
- •2.1. Понятие об ионизирующих излучениях
- •2.2. Характеристика отдельных видов излучений
- •2.3. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом
- •Лекция № 3 основные дозовые величины
- •3.1. Понятие о дозиметрии
- •3.2. Активность радионуклида. Единицы активности
- •3.3. Экспозиционная доза
- •3.4. Поглощённая доза
- •3.5. Эквивалентная доза
- •3.6. Эффективная эквивалентная доза
- •3.7. Другие дозовые величины
- •3.8. Переходные коэффициенты
- •Методы и организация дозиметрического контроля
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Ионизационный метод
- •4.3. Сцинтилляционный метод
- •4.4. Люминесцентный метод
- •4.5. Химический метод
- •4.6. Фотографический метод
- •4.7. Дозиметрические приборы
- •4.8. Дозиметрический контроль
- •Основные источники облучения человека
- •5.1. Понятие о радиационном фоне
- •5.2. Космическое излучение
- •5.3. Внешние источники радиации земного происхождения
- •5.4. Искусственная радиоактивность
- •5.5. Характеристика основных естественных и искусственных радионуклидов
- •Радиоизотопы и биосфера
- •6.1. Поведение радионуклидов в почве
- •6.2. Нуклиды и растительный мир
- •6.3. Аэральное загрязнение растений
- •6.4. Поступление радионуклидов в организм гидробионтов
- •6.5. Действие излучений на растения
- •6.6. Действие излучений на животных
- •Биологическое действие ионизирующих излучений
- •7.1. Пищевые цепочки
- •7.2. Пути поступления радионуклидов в организм человека
- •7.3. Распределение радионуклидов в организме
- •7.4. Выведение радионуклидов из организма
- •7.5. Основные этапы действия ионизирующих излучений
- •7.6. Радиационные повреждения на различных уровнях биологической организации:
- •Клинические проявления действия радиации
- •8.1. Факторы, влияющие на степень тяжести лучевых поражений
- •8.2. Внешнее и внутреннее облучение
- •8.3. Лучевые поражения организма
- •8.4. Отдалённые последствия облучения человека
- •8.5. Генетические поареждения
- •Острая и хроническая лучевая болезнь
- •9.1. Острая лучевая болезнь
- •9.2.Клиническая характеристика периодов костномозговой формы олб
- •9.3. Хроническая лучевая болезнь
- •9.4. Действие малых доз радиации
- •10.Нормы и правила радиационной безопасности
- •10.1. Международная деятельность в области радиационной защиты
- •10.2. Регламентация радиационного воздействия
- •10.3. Нормы радиационной безопасности (нрб-2000)
- •10.4. Санитарные правила работы с радиоактивными веществами
- •11. Гигиенические аспекты радиационной безопасности
- •11.1. Мероприятия радиационной безопасности
- •11.2. Пути снижения внешнего облучения
- •11.3. Пути снижения внутреннего облучения
- •11.4. Мероприятия по ускорению выведения радионуклидов из организма
- •11.5. Пути снижения содержания радионуклидов в продукции растениеводства и животноводства
- •Обеспечение безопасной жизнедеятельности на территориях. Загрязненных радионуклидами
- •12.1. Общие понятия о безопасности жизнедеятельности
- •12.2. Виды деятельности на территории с радиоактивным загрязнением Виды деятельности в зоне эвакуации (отчуждения)
- •Виды деятельности в зоне первоочередного отселени
- •Виды деятельности зоне последующего отселения
- •Виды деятельности в зоне с правом на отселение
- •Виды деятельности в зоне проживания с периодическим радиационным контролем
- •Меры по защите здоровья населения, осуществляемые на территориях радиоактивного загрязнения.
- •12.3. Концепция проживания населения (радиационной защиты) а) Основные защитные мероприятия.
- •Б) Контрмеры, направленные на получение чистой продукции.
- •В средний и поздний периоды после выпадения радионуклидов.
- •В лесном хозяйстве
- •В) Выведение радионуклидов из пищевых продуктов при технологической и кулинарной обработке
- •Литература
Лекция № 3 основные дозовые величины
3.1. Понятие о дозиметрии
Радиометрия - обнаружение и измерение числа распадов атомных ядер в радиоактивных источниках либо некоторой доли их по испускаемому ядрами излучению.
Дозиметрия – измерение рассеяния и поглощения энергии ионизирующего излучения в определенном материале. Доза излучения строго зависит от энергии и вида падающего излучения, а также от природы поглощающего материала.
Мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразия происходящих при этом процессах. Изменения, возникающие в окружающей среде (нарушения структуры вещества) и живых объектах (биологические нарушения и даже гибель) называются радиационными эффектами. Основными величинами, которые дают количественную оценку возбуждаемому в веществе радиационному эффекту является поглощенная доза, эквивалентная доза, экспозиционная доза. Первичным процессом, который дает начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводит к наблюдаемому радиационному эффекту, является энергия ионизирующего излучения, поглощенная веществом.
3.2. Активность радионуклида. Единицы активности
Вещество считается радиоактивным, или оно содержит в своем составе радионуклиды и в нем идет процесс радиоактивного распада. Количество радиоактивного вещества обычно определяют не единицами массы (грамм, миллиграмм и т.п.), а активностью данного вещества.
Активность вещества определяется интенсивностью или скоростью распада его ядер. Активность пропорциональна числу радиоактивных атомов содержащихся в данном веществе, т.е. возрастает с увеличением количества данного вещества. Активность – это мера количества радиоактивного вещества, которая выражается числом радиоактивных превращений (распадов ядер) в единицу времени. Так как скорость распада радиоактивных изотопов различна, то одинаковые по массе радионуклиды имеют различную активность. Чем больше ядер распадается в единицу времени, тем выше активность. Активность измеряется обычно в распадах в секунду. За единицу активности в Международной системе единиц (СИ) принят один распад в секунду. Эта единица названа в честь Анри Беккереля, открывшего впервые явление естественной радиоактивности в 1896 году, беккерелем (Бк). 1Бк – такое количество радионуклида, в котором за одну секунду происходит один распад. Так как беккерель очень малая величина, то используют кратные величина : кБк – калобеккерель (103 Бк), МБк – мегабеккерель (106 Бк), ГБк – гигабеккерель (109 Бк).
Внесистемной единицей активности является кюри (Ки). Кюри – это такая активность, когда число радиоактивных распадов в секунду равно 3,7 х 1010 (37 млрд. расп./с). Кюри соответствует активности 1г радия. Так как кюри очень большая величина, то обычно употребляют производные величины: мКи – милликюри (тясячная доля кюри) – 3,7 х 107 расп/с; мкКи – микрокюри (миллионная доля кюри) – 3,7 х 104 расп/с; нКи – нанокюри (миллиардная доля кюри) – 3,7х10 расп/с.
Зная активность в беккерелях, не трудно перейти к активности в кюри и наоборот:
1 Ки = 3,7 х 1010 Бк = 37 гигабеккерель;
1 мКи = 3,7 х 107 Бк = 37 мегабеккерель;
1 мкКи= 3,7 х 104 Бк = 37 килобеккерель;
1 Бк = 1 расп/с = 2,7 х 10-11 Ки.
На практике часто пользуются числом распадов в минуту.
1 Ки = 2,22 х 1012 расп/мин
1 мКи = 2,22 х 109 расп/мин
1 мкКи = 2,22 х 106 расп/мин
При измерении активности радиоактивного образца ее обычно относят к массе, объему, площади поверхности или длине. Различают следующие виды активности радионуклида. Удельная активность – это активность, приходящаяся на единицу массы вещества (активность, отнесенная к единице массы) – Бк/кг, Ки/кг. Объемная активность – это активность, приходящаяся на единицу объема – Бк/л, Ки/л, Бк/м3, Ки/м3. В случае распределения радионуклидов на поверхности активность называется поверхностной (отношение активности радионуклида, на которой находится радионуклид) – Бк/м2, Ки/м2 .Для характеристики загрязнения территории применяется величина Ки/км2. Естественная радиоактивность калия-40 в почве соответствует 5мКи/км2 (200 Бк/м2). При загрязнении местности в 40 Ки/км2 по цезию-137 на 1м2 поверхности размещается 2000000 млрд. ядер, или 0,455 микрограмм цезия-137. Линейная активность радионуклида – отношение активности радионуклида, содержащегося на длине отрезка к его длине.
Массу в граммах при известной активности (например, 1Ки) радионуклида определяют по формуле m = к х А х Т½ х а, где m - масса в граммах; А – атомная масса; Т½ - период полураспада; а – активность в кюри или беккерелях; к – константа, зависящая от единиц, в которых дан период полураспада и активность. Если период полураспада дан в секундах, то при активности в беккерелях константа равна 2,4 х 10-24 , при активности в кюри – 8,86 х 10-14. Если период полураспада дан в других единицах, то его переводят в секунды.
Подсчитаем массу 131J с периодом полураспада 8,05 дней для создания активности в 1 кюри.
М = 8,86 х 10-14 х 131 х 8,05 х 24 х 3600 х 1 = 0,000008г. Для стронция-90 масса равна 0,0073, плутония-239 – 16,3г, урана-238 – 3т. Возможно вычислить активность в беккерелях или кюри радионуклида при известной его массе: а0 = l x m/ (А х Т 1/2), где l- параметр, обратный константе «к». При Т½ измеренных в секундах, а активности – в беккерелях, l = 4,17 х 1023, при активности в Ки l = 1,13 х 1013. Так, активность 32,6 г плутония- 239 равно
а0 = 1,13 х 1013 х 32,6 (239 х 24300 х 365 х 24 х 3600)=2 Ки
а0= 4,17 х 1013 х 32,6 ( 239 х 24300 х 365 х 24 х 3600)= 7,4 х 1010 Бк
Биологическое действие радиации обусловлено ионизацией облучаемой биологической среды. На процесс ионизации излучение растрачивает свою энергию. Т.е., в результате взаимодействия излучения с биологической средой живому организму передается определенная величина энергии. Часть излучения, которая пронизывает облучаемый объект (без поглощения ), действия на него не оказывает. Радиационный эффект зависит от многих факторов: количества радиоактивности снаружи и внутри организма, пути ее поступления, вида и энергии излучения при распаде ядер, биологической роли облучаемых органов и тканей т.д. Объективным показателем, увязывающем все эти разнообразные факторы, является количество поглощенной энергии излучения от ионизации, которую эта энергия производит в массе вещества.
Для того, чтобы предсказать величину радиационного эффекта, нужно научиться измерять интенсивность воздействия ионизирующего излучения. А это можно сделать, измерив поглощенную в объекте энергию или суммарный заряд образовавшихся при ионизации ионов. Эта величина поглощенной энергии получила название дозы.