50.Предмет и задачи радиоэкологии. Виды ионизирующих излучений.

Основная задача дисциплины — исследование закономерностей миграции радиоактивных веществ в биосфере и действия ионизирующей радиации на природные сообщества живых организмов и косной среды (биогеоценозы) и на биосферу Земли в целом. Радиоэкология – раздел экологии который изучает концентрацию и миграцию нуклидов в биосфере и влияние ионизирующего излучения на организмы, их популяции и объединения – биогеоценозы (БГЦ).Весьма актуальные задачи ставит перед современной радиоэкологией непрерывно увеличивающееся использование ядерной энергии, в первую очередь значительный рост атомной энергетики. Среди этих задач главной является разработка радиоэкологических принципов охраны окружающей среды при расширяющемся применении ядерной энергии. Лесная радиоэкология является одной из областей радиоэкологии, основное содержание которой составляет изучение миграции радиоактивных веществ в лесах и действия ионизирующих излучений на лесные биогеоценозы. Радиоэкология леса как научная дисциплина в своих исследованиях опирается на достижения современных лесоведения и лесоводства. Одна из основных задач лесной радиоэкологии, заключается в исследовании особенностей передвижения радионуклидов, в лесном биогеоценозе. Помимо теоретического интереса получение научной информации о переносе радионуклидов в лесном биогеоценозе имеет важное практическое значение с нескольких точек зрения:1)изучение особенностей накопления радионуклидов в лесной растительности необходимо для разработки научно обоснованных способов использования продукции лесного хозяйства с повышенным содержанием радиоактивных веществ;2)данные по дозам облучения различных компонентов лесного биогеоценоза являются необходимым условием для прогноза радиационного воздействия на лес; 3) особенности передвижения радиоактивных веществ позволяют оценить роль лесов как специфических ландшафтных образований в миграции радионуклидов по времени и в пространстве. Радионуклиды в биосфере, и в лесном биогеоценозе в частности, выступают в роли носителей ионизирующих излучений — экологического фактора, различные аспекты воздействия которого на ценологическом уровне организации жизненных явлений в природе изучаются радиоэкологией.При облучении природных биогеоценозов реализация радиационного воздействия осуществляется на уровнях:молекулярном;клеточном;популяционном;

биогеоценотическим. Способом изучения различных сторон этого процесса является организация комплексных стационарных исследований в природных биогеоценозах с повышенным содержанием радиоактивных изотопов.

Изучение необходимо проводить следующих источников облучения:

радиоактивные выпадения продуктов деления;

нуклиды с наведенной активностью;

радионуклиды, поступающие в биосферу в результате аварий;

радиоактивные отходы.

Итак, задача изучения радиоэкологии — построение пространственно-временной картины передвижения в пределах отдельного биогеоценоза радионуклидов, введенных в этот ценоз в течение такого периода времени, пока не произойдет их практически полный распад.

51.Виды ионизирующего излучения, дозы и единицы. Закон радиоактивного распада.

Ионизирующие излучения — это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

Естественными радиоактивными элементами называют радионуклиды, образующиеся из находящихся в природе радиоактивных тория, урана и актиния.

Виды ионизирующих излучений.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия. Энергия альфа-частиц составляет 4—7 Мэв. Пробег альфа-частиц в воздухе достигает 8—10 см, в биологической ткани нескольких десятков микрометров. Так как пробег альфа-частиц в веществе невелик, а энергия очень большая, то плотность ионизации на единицу длины пробега у них очень высока.

Бета-излучение — поток электронов или позитронов при радиоактивном распаде. Энергия бета-излучения не превышает нескольких Мэв. Пробег в воздухе составляет от 0,5 до 2 м, в живых тканях — 2— 3 см. Их ионизирующая способность ниже альфа-частиц.

Нейтроны — нейтральные частицы, имеющие массу атома водорода. Они при взаимодействии с веществом теряют свою энергию в упругих (по типу взаимодействия биллиардных шаров) и неупругих столкновениях (удар шарика в подушку).

Гамма-излучение—фотонное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Источники гамма-излучения, используемые в промышленности, имеют энергию от 0,01 до 3 Мэв. Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и малым ионизирующим действием.

Рентгеновское излучение — фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, возникает в рентгеновских трубах, ускорителях электронов, с энергией фотонов не более 1 Мэв. Тормозное излучение — фотонное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. плот Закон радиоактивного распада.

Закон радиоактивного распада формулируется так: количество атомов данного изотопа, претерпевающих ядерное превращение в 1 с, пропорционально общему их количеству, или, иначе, в равные промежутки времени происходит превращение равных долей активных атомов изотопа. Этот закон имеет следующее математическое выражение:

где N — количество активных ядер (атомов) по истечении времени t;

— число ядерных превращений за промежуток времени. После математических преобразований получаем:

где Т/2 — период полураспада, N₀- начальное количество ядер, t – время, за которое определяется количество распавшегося вещества.

Скорость ядерных превращений характеризуется активностью, т. е. числом ядерных превращений в единицу времени.

Между активностью (в кюри) и массой радиоактивного вещества (в граммах) существует связь. Общее количество активных атомов данного изотопа определяется по формуле:

51

где С — активность изотопа, расп./с;

— постоянная распада.

Масса радиоактивного вещества ( г) с активностью С будет равна:

где А — атомный вес изотопа;

6,02 • 10²³ — число Авогадро, или число атомов в 1 грамм-атоме.

Отсюда понятно, что с уменьшением или возрастанием Т1/₂ масса радиоактивного материала при одной и той же активности возрастает. Так, для , у которого период полураспада равен 8 сут., масса с активностью 1 Ки составляет 0,008 мг, а масса с активностью 1 Ки , для которого период полураспада равен 4,5 млрд. лет — около 3 т.