Лекція № 4

Радіація

це властивість деяких хімічних речовин випромінювати елементарні частинки.

Такі хімічні речовини називаються радіоактивними.

Випромінювання елементарно заряджених частинок основується на властивості:

розчеплення тяжких ядер радіоактивних речовин на уламки, та утворення із цих уламків більш легких ядер радіоактивних речовин. В подальшому знов утворені таким чином легкі ядра мають також властивість щодо послідуючого їх розчеплення, та утворення на їх місці знову ж таки більш простіших за них ядер радіоактивних речовин. При цьому, процес розчеплення радіоактивних ядер супроводжується визволенням з них значної кількості енергії, під впливом якої і здійснюється випромінювання у навколишнє середовище елементарно заряджених частинок. Саме це явище і прийнято називати радіацією.

Ядра, що підвержені процесу розчепленню, називаються

Радіоактивними

Ядра, що не підвержені процесу розчеплення, називаються

стабільними.

Розрізняється два види розчеплення ядер:

1. природнє розчеплення

це властивість деяких радіоактивних речовин самовільно (спонтанно) перетворюватися із одних в інші, що існують у звичайних природніх умовах. Таке перетворення проходить шляхом природнього розпаду одних атомних ядер, та утворення на їх місці інших, більш легких ізотопів

2. вимушене розчеплення

це штучна ініціація прискореного процесу розчеплення ядер радіоактивних речовин шляхом утворення з ник критичної маси, та опромінення її нейтронним потоком. При цьому виникає лавиноподібна ланцюгова реакція розчеплення радіоактивних ядер, що супроводжується визволенням надзвичайно потужної енергії.

Це самовільне і цілеспрямоване втручання людства до природнього стану радіоактивних речовин з метою вилучення від неї даної енергії, та спрямування її у своїх цілях. І, насамперед, ці досягнення людства були покладені в основу створення ядерної зброї масового ураження, а в подальшому і для створення потужних промислових комплексів ядерно-енергетичного циклу.

Основними параметрами радіаційного випромінювання є:

1. Час плину розпаду

2. Вид елементарних частинок, що випромінюються (продукти розпаду).

В навколишнє середовище під час розпаду ядер радіоактивних речовин випромінюються:

а) в процесі природнього розчеплення радіоактивних ядер:

- альфа-частинки (α-частинки);

- бета-частинки (β-частинки);

- гама-промені (γ), породжені випромінюванням α і β-частинок;

б) в процесі вимушеного розчеплення радіоактивних ядер:

- потік нейтронів (n);

- гама-промені (γ), що породжені розповсюдженням нейтронів (n).

Однією із найважливіших характеристик радіоактивних випромінювань є:

проникаюча здібність,

яка характеризує вражаючі властивості цих випромінювань. Вона залежить від виду і енергії випромінювання, та від щільності середовища, через яку проникає дане випромінювання.

В залежності від дії променів розрізняються

1. проникаюча радіація

це потік α-, β-частинок, нейтронів (n) та гама-променів (γ), які пронизують людину та іонізують її тіло.

наведена радіація

це утворення радіоактивності в ґрунті та інших предметах, на які діяла проникаюча радіація, в наслідок чого ці предмети самі стають радіоактивними.

При наведеній радіації утворюються головним чином такі радіоактивні ізотопи як Mn-56m, Al-28, Na-24.

Дія радіації

характеризується:

1. активністю

характеризує кількість розпадків ядер за 1 секунду. Визначається в Кюрі (Кі).

1 Кі = 3,7 х 10¹⁰ розпадів ядер за 1 сек.

2. щільністю радіаційного забруднення

характеризує кількість радіоактивної речовини, що приходиться на одиницю забрудненої площі і вимірюється в Кі/м²;

3. Дозою

3.1. Експозиційна доза – це кількість пар іонів що діють в певнім об’ємі повітря. Вона характеризує проникаючу радіацію і вимірюється в рентгенах

Один рентген (Р) це така доза рентгенівського або γ-випромінення, яка утворює в 1 см³ повітря 2 млн. пар іонів.

1Р = в 1 см³ повітря діє 2,1^.10⁹ пар іонів.

3.2. Поглинена доза – це кількість енергії як приходиться на 1 кг тіла людини або на 1 кг будь якої речовини, що потрапили під опромінення.

Характеризує наведену (поглинену) радіацію і вимірюється в одиницях рад, Гр (Грей), або Зв (зіверт).

1 рад – це 1 кг тіла або речовини отримав 0,01 Дж енергії.

1 Гр – це коли 1 кг тіла або речовини отримав 1 Дж енергії.

1 Зв = 100 рад

1 рад = 0,88 Р

3.3. Еквівалентна доза – характеризує ступінь ураження біологічного тіла в залежності від виду опромінення α, β чи γ-променями. Визначається в одиницях бер (біологічний еквівалент рентгена)

Потужність дози – це кількість випроміненої або поглиненої енергії за одну годину, і визначається:

• для експозиційної дози – Р/годину;

• для поглиненої дози – рад/годину.

4. потужністю опромінення