НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ ЦЕНТР

ЦИВІЛЬНОГО ЗАХИСТУ ТА БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

ХАРКІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Г.М.АНІКІН, С.М.РАЧКОВ

СУЧАСНІ ЗАСОБИ РАДІАЦІЙНОГО І ХІМІЧНОГО КОНТРОЛЮ

Навчальний пособник

Викладач Юхно Н.В

Харків

2012

Рекомендовано Головним управлінням

МНС України в Харківській області

Лист № ___ від ____.____________ 2012 р.

Рекомендовано педагогічною радою НМЦ ЦЗ та БЖД

Харківської області

Протокол № 6 від 27.12.2011 р.

Рецензенти: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри “Безпека життєдіяльності” Харківського технічного університету І.А.Черепньов.

начальник Науково-методичного центру навчальних закладів МНС України

кандидат технічних наук, доцент Ю.В.Уваров.

Навчальний посібник призначений для підготовки керівного та командного складу цивільного захисту об'єктів господарської діяльності, сільського господарства організацій установ навчальних закладів особового складу формувань усіх спеціальностей для підготовки населення до дій у разі аварій катастроф і стихійних лих.

Метою розробки навчального посібника є систематизація навчального матеріалу при підготовці фахівців сфері цивільного захисту, діяльність яких пов’язана з аваріями та катастрофами на радіаційних і хімічно небезпечних об’єктах .

Г.М.Анікін, С.М.Рачков,

СУЧАСНІ ЗАСОБИ РАДІАЦІЙНОГО І ХІМІЧНОГО КОНТРОЛЮ:

Навчальний посібник / - Х., 2012.

Зміст

Передмова ...............…………..……………………..…………………..………… 4

Розділ 1. Поняття про радіоактивність ...……………………………………… 5

1.1. Дія іонізуючих випромінювань на біологічні тканини ..……...………. 5

1.2. Завдання дозиметрії в цивільному захисті (обороні) ..…...………...…. 8

1.3. Класифікація дозиметричних приладів ………………...…...…………. 9

Розділ 2. Дозиметри індивідуальні електронні рентгенівського або гамма-, бета-випромінюваннь: ………………………………………………….…….… 10

Радіометр-дозиметр гамма-, бета-випромінювань РКС-01 (СТОРА) ….... 11

Радіометр гамма-бета випромінювання РКС-01 (СТОРА-ТУ) ………….. 13

Дозиметр-радіометр МКС -05 «ТЕРРА» ………………………………….. 15

Дозиметр-радіометр побутовий МКС-05 "ТЕРРА-П" ……………………. 17

Дозиметр гамма - випромінювань індивідуальний з пошуковими функціями ДКС-02П (КАДМІЙ) …………………………………………... 19

Дозиметр - сигналізатор пошуковий ДКС-02ПН (КАДМІЙ) ……………. 21

Дозиметр-радіометр "ПОШУК" МКС-07 ………………………………..... 23

Дозиметр-радіометр універсальний МКС- У ……………………………... 25

Дозиметр-радіометр універсальний МКС-У

(для служб пожежної охорони) …………………………………………….. 28

Розділ 3. Вимірювання (моніторинг) складу повітря на робочому місці ... 31

3.1. Правові аспекти вимірювання чистоти повітря на робочому місці .... 31

3.2. Контроль гранично допустимих концентрацій ……………………..... 31

3.3. Одиниці виміру концентрації та їх перетворення ………………….... 33

3.4. Хімічні основи методу - механізми реакцій ………………………...... 36

3.5. Вимірювальні системи на основі трубок фірми Drager …………….... 42

3.6. Пробовідбірні насоси фірми Drager для короткочасних вимірювань . 42

3.7. Пояснення до даних, використаних в описах трубок ………………... 45

3.8. Трубки для короткочасних вимірювань фірми Drager ……………..... 48

Розділ 4. Стаціонарні газоаналізатори ……………………………………...... 50

Стаціонарні газоаналізатори - газосигналізатори шкідливих речовин «Дозор» …………………………………………..………………………...... 50

Стаціонарні газоаналізатори Дозор-С, для підприємств зв'язку ……….... 52

Розділ 5. Газовимірювальні прилади - сигналізатори на один газ ……….. 54

Газоаналізатор Pac III …………………………………………………….…. 54

Портативний газоаналізатор Drager Рас 7000 ……………………………... 56

Астра-В, індивідуальний газоаналізатор аміаку NH₃ ………………….…. 58

Література …………….…………………………………………………………..59

Передмова

Після відкриття ділення ядер важких елементів почала розвиватися ядерна енергетика. Розвиток цієї галузі пов'язано з появою різних методів дослідження одним з яких є радіометрія - кількісний вимір і ідентифікація радіоактивних елементів за інтенсивністю випромінювання.

Радіометрія іонізуючого випромінювання включає коло питань пов'язаних із застосуванням радіометричних і спектрометричних методів для вирішення різного роду прикладних задач в різних областях науки і техніки, а також питань що відносяться до створення спеціальної апаратури і методів з вимірювання радіоактивності та ідентифікації радіоізотопів.

Швидкий розвиток ядерної енергетики та широке впровадження джерел іонізуючих випромінювань в різних областях науки, техніки і народного господарства створили потенційну загрозу радіаційної небезпеки для людини і забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами. Сучасний етап розвитку радіометрії пов'язаний з експлуатацією ядерних реакторів і потужних прискорювачів для отримання радіоізотопів, використанням продуктів ділення важких ядер.

Розділ 1. Поняття про радіоактивність

Радіоактивність - мимовільне перетворення (розпад) атомних ядер деяких хімічних елементів (урану, торію, радію, каліфорнія та інші) призводить до зміни їх атомного номера і масового числа. Такі елементи називаються радіоактивними.

Радіоактивні речовини розпадаються зі строго визначеною швидкістю, вимірюваною періодом напіврозпаду, тобто часом, протягом якого розпадається половина всіх атомів. Радіоактивний розпад не може бути зупинений або прискорений яким не будь чином. Радіоактивний розпад супроводжується викидом трьох видів випромінювань альфа-випромінювання, бета-випромінювання, гамма-випромінювання.

Іонізуючі випромінювання, проходячи через різні речовини, взаємодіють з їх атомами і молекулами. Така взаємодія призводить до порушення атомів і виривання окремих електронів з електронних оболонок нейтрального атома. У результаті атом, позбавлений одного або декількох електронів, перетворюється в позитивно заряджений іон. Відбувається первинна іонізація. Вибиті при первинній іонізації електрони, що володіють певною енергією, самі взаємодіють із зустрічними атомами і так само створюють нові іони, відбувається вторинна іонізація.

Електрони, що втратили в результаті багаторазових зіткнень свою енергію, залишаються вільними або приєднуються «прилипають» (у газах) до якогось нейтрального атома, утворюючи негативно заряджені іони. Таким чином, енергія випромінювання при проходженні через речовину витрачається в основному на іонізацію середовища. Число пар іонів, створюваних іонізуючим випромінюванням в речовині на одиниці шляху пробігу, називається питомою іонізацією, а середня енергія, що витрачається іонізуючим випромінюванням на утворення однієї пари іонів - середньої роботою іонізації.

1.1. Дія іонізуючих випромінювань на біологічні тканини

Ступінь, глибина і форма променевих поразок, що розвиваються серед біологічних об'єктів при впливі на них іонізуючого випромінювання, в першу чергу залежать від величини поглиненої енергії випромінювання. Для характеристики цього показника використовується поняття поглиненої дози, тобто енергії, поглиненої одиницею маси речовини, що опромінюється.

Іонізуюче випромінювання може надавати прямий і непрямий (опосередкований) вплив на біологічну тканину. Пряма (чи безпосередня) дія радіації полягає у взаємодії іонізуючих випромінювань (точніше вторинних електронів, що утворюються в момент опромінення) безпосередньо з біомолекулами, в результаті чого відбувається перенесення частини кінетичної енергії на біомолекули. Це переводить їх або в іонізований (при випущенні одного або декількох електронів), або в збуджений (електрони в цьому випадку переходять на більш високий енергетичний рівень) стан.

Непряма дія радіації на біомолекули - це дія в основному через продукти радіолізу води, вміст якої в живих клітинах організму дуже велике. У результаті радіолізу води утворюються вільні радикали, що володіють надзвичайно високою хімічною активністю. Вони здатні окислювати практично всі органічні речовини, в тому числі й такі, які є стійкими в умовах перебігу звичайних окислювально-відновних реакцій, що відбуваються в живих біо об'єктів.

Час виникнення та існування вільних радикалів не перевищує 10^-10с. Проте цього достатньо, щоб вони змогли викликати пошкодження життєво важливих клітинних структур.

Відносне значення прямого і непрямого дії іонізуючого випромінювання в різних тканинах, клітинах і навіть субклітинних структурах різному, оскільки зміст біоструктур і води в них неоднаково. Вважають, що в таких (щільноупакованих) структурах, як хромосоми, переважають ушкодження, зумовлені прямою дією випромінювання, тоді як у розчинах і високогідратірованних системах істотну роль грають продукти радіолізу води.

При дії дуже великих доз в результаті первинної дії іонізуючого випромінювання спостерігаються зміни в будь-яких біомолекулах. При помірних же дозах променевого впливу первинно страждають в основному тільки високомолекулярні органічні сполуки: нуклеїнові кислоти, білки, ліпопротеїди та полімерні сполуки вуглеводнів.

Іонізуюче (електромагнітне) корпускулярне випромінювання

Це випромінювання, яке під час взаємодії з речовиною безпосередньо або другорядне викликає іонізацію і збудження атомів і молекул.

Альфа - випромінювання

Корпускулярне іонізуюче випромінювання, яке складається з альфа часток (ядра гелію), яке виникає під час радіоактивного розпаду або ядерних реакцій, перетворень.

Бета - випромінювання

Корпускулярне іонізуюче випромінювання з безперервним енергетичним спектром, яке виникає під час перетворення ядер чи нестабільних частинок, наприклад, нейтронів. Характеризується граничною енергією спектра (Е_βгр) або середньою енергією спектру (Е_βср).

Гамма - випромінювання

Короткохвильове іонізуюче випромінювання з довжиною хвилі не більше ніж 0,1 нм, що виникає під час розпаду радіоактивних ядер, переходу ядер із збудженого стану в основний, взаємодії швидких заряджених часток з речовиною, анігіляцією електронно-позитронного пар.

Рентгенівське випромінювання

Електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 10^-5 нм до 10² нм, що виникає під час гальмування швидких електронів в речовині (безперервний спектр) і переходу електронів з зовнішніх електронних шарів атомів внутрішнє (лінійний спектр).

Енергія іонізуючого випромінювання (Е)

Це енергія частинок або фотонів, які випромінюються. Одиниця енергії іонізуючого випромінювання в системі одиниць SІ - джоуль (Дж).