2.9. Іонізуючі випромінювання

Джерелами іонізуючих випромінювань в промисловості є установки рентгеноструктурного аналізу, високовольтні електровакуумні системи, радіаційні дефектоскопи, товщиноміри, густиноміри та ін.

2.9.1. Класифікація іонізуючих випромінювань

До іонізуючих відносяться корпускулярні випромінювання, що складаються з частинок з масою спокою, котра відрізняється від нуля (альфа-, бета-частинки, нейтрони) та електромагнітні випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання), котрі при взаємодії з речовинами можуть утворювати в них іони.

Альфа-випромінювання — це потік ядер гелія, що випромінюється речовиною при радіоактивному розпаді ядер з енергією, що не перевищує кількох мегаелектровольт (МеВ). Ці частинки мають високу іонізуючу та низьку проникну здатність.

Бета-частинки — це потік електронів та протонів. Проникна здатність (2,5 см в живих тканинах і в повітрі — до 18 м) бета-частинок вища, а іонізуюча — нижча, ніж у альфа-частинок.

Нейтрони викликають, іонізацію речовини та вторинне випромінювання, яке складається із заряджених частинок і гамма-квантів. Проникна здатність залежить від енергії та від складу речовин, що взаємодіють.

Гамма-випромінювання — це електромагнітне (фотонне) випромінювання з великою проникною і малою іонізуючою здатністю з енергією 0,001—3 МеВ.

Рентгенівське випромінювання — випромінювання, яке виникає в середовищі, котре оточує джерело бета-випромінювання, в прискорювачах електронів і є сукупністю гальмівного та характеристичного випромінювань, енергія фотонів котрих не перевищує 1 МеВ. Характеристичним називають фотонне випромінювання з дискретним спектром, що виникає при зміні енергетичного стану атома.

Гальмівне випромінювання — це фотонне випромінювання з неперервним спектром, котре виникає при зміні кінетичної енергії заряджених частинок.

основи фізіологїі, гігієни пращ та виробничої санітарії

Активність А радіоактивної речовини — це кількість спонтанних ядерних перетворень сіїї в цій речовині за малий проміжок часу а\Ь, поділене на цей проміжок:

^К-1ІГ ⁽²⁵²>

Одиницею вимірювання активності є беккерель (Бк). 1 Бк — одне ядерне перетворення за секунду. Кюрі (Кі) — спеціальна одиниця активності: 1 Кі= 3,7х10¹⁰ Бк .

Ступінь іонізації оцінюється за експозиційною дозою рентгенівського або гамма-випромінювання.

Експозиційною дозою називається повний заряд сІО. іонів одного знака, що виникають в повітрі при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, котрі були утворені фотонами в малому об'ємі повітря, поділений на масу повітря сіт в цьому об'ємі:

X - ^ (2.53)

ат

Одиницею вимірювання експозиційної дози є кулон на кілограм (Кл/кг). Позасистемна одиниця — рентген (Р): 1 Р=2,58x10" Кл/кг.

Потужність експозиційної дози Р_ЕКСП — це приріст експозиційної дози сІХ за малий проміжок часу аЧ, поділений на цей проміжок:

Рексп. = ^ (2.54)

Одиниця вимірювання — Кл/кг с.

Поглинута доза О — це середня енергія сіЕ, що передається випромінюванням речовині в деякому елементарному об'ємі, поділена на масу речовини в цьому об'ємі:

= 4— (2.55)

ат

Одиниця поглинутої дози грей (Гр), рівна 1 Дж/кг. Позасистемна одиниця — рад; 1 рад=0,01 Гр.

В зв'язку з тим, що однакова поглинута доза різних видів випромінювання викликає в організмі різний біологічний ефект, введене поняття еквівалентної дози Н, котра дозволяє визначати радіаційну небезпеку впливу випромінювання довільного складу і визначається за формулою:

н = ок_я, (2.56)

де к_я — безрозмірний коефіцієнт якості.

Одиницею вимірювання еквівалентної дози є зиверт (Зв); 1 Зв-100 бер (біологічний еквівалент рада) — спеціальна одиниця еквівалентної дози.

Згідно з нормами радіаційної безпеки НРБ 76/87 введено показник, що характеризує іонізуюче випромінювання — керма.

Керма К — це відношення суми початкових кінетичних енергій <ІЕ_К всіх заряджених іонізуючих частинок в елементарному об'ємі речовини, до маси <іт речовини в цьому об'ємі:

Керму вимірюють тими ж одиницями, що й поглинуту дозу) Грей, рад).

Експозиційна доза є мірою енергії, котра передається фотонами одиниці маси повітря в процесі взаємодії, тобто одночасно пов'язане з кермою фотонного випромінювання в повітрі К:

К = Х-, (2.58)

е

де и — середня витрата енергії на утворення однієї пари іонів; е — заряд електрона.