- •Введение
- •Глава 1. Виды ионизирующих излучений и единицы измерения
- •Доза излучения
- •[Рентген, Гр, рад, Зв, бэр]
- •Количественные показатели в радиоэкологии
- •Радиоэкологическое нормирование
- •Потоковые характеристики поля излучения
- •Дозовые характеристики поля излучения
- •2, 5, 6, 8 – Фотоэффект; 3, 4, 7, 9 – Комптон эффект;
- •Зависимость коэффициента качества к от полной лпэ,к(l)
- •Коэффициенты качества различных видов ионизирующих излучений при хроническом облучении всего тела
- •Коэффициенты качества ионизирующего излучения
- •Коэффициенты w для различных органов
- •Радиационный риск
- •Расчет мощности дозы -излучения
- •Линейные коэффициенты ослабления и массовые коэффициенты поглощения энергии am для узкого пучка -излучения
- •Характеристики -излучения некоторых радиоактивных нуклидов
- •1.5 Расчет дозы ионизирующих излучений
- •Глава 2 явление радиоактивности и законы радиоактивного распада
- •2.1 Строение атомного ядра
- •2.2 Естественная радиоактивность
- •2.4 Законы радиоактивного распада
- •Характеристика некоторых радионуклидов
- •2.5 Равновесие при радиоактивном распаде
- •2.6 Частные случаи радиоактивного равновесия
- •2.7 Вид и энергия излучения радионуклида
- •Глава 3 радиоактивное загрязнение
- •3.1 Источники ионизирующих излучений в окружающей среде
- •3.1.1 Естественные источники излучений
- •3.1.2 Антропогенные источники ионизирующих излучений
- •3.2 Радиационная обстановка на территории России и стран снг
- •Основные источники излучений и средняя облучаемость населения стран снг (КривохатскийА.С., 1993)
- •Стран снг и рекомендуемых дозовых пределов.
- •Связанного с аварией на по «Маяк» в 1957 г.
- •Загрязнением радионуклидами выброса Чернобыльской аварии.
- •Средние эффективные эквивалентные дозы в течение первого года после Чернобыльской аэс для ряда стран Европы, мкЗв*
- •Опасности в российском секторе Арктики.
- •На территории Российской Федерации.
- •Глава 4 радиационная безопасность и защита от ионизирующих излучений
- •4.1 Миграция радионуклидов в экосистеме
- •4.2 Биологическое действие радиации
- •Радиобиологические эффекты
- •Радиочувствительность биологических видов к гамма-излучению
- •4.2.1 Внешнее и внутреннее облучение
- •4.3 Нормы радиационной безопасности (нбр)
- •4.3.1 Основные принципы и определения
- •4.3.2 Дозовые пределы облучения
- •Дозовые пределы внешнего и внутреннего облучения, Зв за год
- •4.3.3 Допустимые уровни внутреннего и внешнего облучения
- •Допустимое загрязнение поверхности дза, част./(см2мин)
- •4.4 Защита от внешнего облучения
- •Пробеги - частиц r и максимальные пробеги - частиц r в воздухе, мягкой биологической ткани и алюминии
- •4.5 Проживание и ведение сельскохозяйственного производства на территориях, загрязненных радионуклидами
- •Мероприятия по снижению содержания радионуклидов в продукции растениеводства
- •Мероприятия по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства
- •Глава 5. Отбор и подготовка проб для определения суммарной объемной (оа) и удельной (уа) активности экспрессными методами
- •5. 1 Отбор и подготовка проб для радиохимического анализа
- •Сроки и нормы отбора проб объектов ветеринарного надзора исследования на радиоактивность.
- •Примерный выход золы из некоторых видов проб (% к сырой массе)
- •5.2 Подготовка проб к исследованию
- •5.3 Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений
- •5. 4 Сцинтилляционный (люминесцентный) метод регистрации излучений
- •Глава 6 Лабораторно-практические задания
- •6.1 Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Характеристика радионуклидов
- •6.2 Вопросы для тестовых заданий:
- •6.3 Лабораторная работа «Обнаружение и оценка уровня ионизирующего излучения»
- •Словарь понятий и терминов
- •Приложения
- •Соотношение между единицами измерения дозиметрических величин
- •Множители и приставки для обозначения десятичных кратных и дольных единиц
- •Примеры расчетов при переходе от внесистемных единиц к единицам си
- •Толщина защиты из свинца (в мм) в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения (широкий пучок от точечного источника)
- •Некоторые допустимые уровни и дозовые характеристики
- •Основные Защитные экраны атмосферы от жесткой солнечной радиации
- •Интенсивность энергии в спектре солнечной радиации
- •Взаимосвязь солнечного ветра с магнитном полем Земли
- •Основные элементы цепи распада 239Pu
- •Критерии оценки безопасности
- •Водо-водяном энергетическом реакторе (ввэр)
- •Средние эффективные эквивалентные дозы в течение первого года после Чернобыльской аэс для ряда стран Европы, мкЗв*
- •Атомные электростанции, расположенные на территории России
- •Радиационная экология Учебно-методическое пособие
Глава 4 радиационная безопасность и защита от ионизирующих излучений
4.1 Миграция радионуклидов в экосистеме
Размеры территорий, подверженных радиоактивному загрязнению,
определяются, прежде всего, видом аварийной ситуации и характером выпадения радионуклидов из атмосферы. Выделяют:
Локальные – выпадения относительно крупных частиц (0,1-2,0мм) радио-активных веществ из нижних слоев атмосферы (до 2-4 км). Загрязненные территории – десятки-сотни км. Длительность – несколько дней.
Региональные (полуглобальные) – выпадение частиц, размером 10-100 мкм, из тропосферы (4-10 км). Загрязненные территории – сотни – тысячи км. Длительность -3-4 недели.
Глобальные – выпадение мелких частиц (до 70 мкм) из верхних слоев атмосферы – стратосферы (>12 км). Загрязненные территории – вся планета Длительность – 10-30 лет и более. Период полуоседания частиц – 0,5-2 года.
Глобальные выпадения радионуклидов являются результатом наземных испытаний ядерного оружия. Характер распространения при этом сильно зависит от движения воздушных масс и особенностей формирования осадков. Для аварий на этапах ЯТЦ (например, Чернобыльская катастрофа, 1986 г., авария на Южном Урале, 1957 г. и др.) характерен локальный и региональный характер радиоактивного загрязнения территорий.
4.2 Биологическое действие радиации
В основе биологического действия ионизирующих излучений лежит поглощение их энергии атомами и молекулами живой ткани.
Выделяют несколько стадий в развитии радиобиологического процесса: физическую, физико-химическую, химическую и биологическую.
Физическая стадия: поглощение энергии излучения в актах ионизации и возбуждения атомов и молекул. На физической стадии, которая продолжается в течение -10-13с, энергия излучения передается веществу в актах ионизации и возбуждения атомов и молекул клеточного субстрата. Установлено, что при дозе 10 Гр в клетке из 1014 молекул возбуждаются и ионизируются ~106-107. Поскольку вода – основной компонент живых клеток, существенную роль играет радиолиз молекул воды с образованием свободных радикалов Н+ и ОН-, обладающих высокой химической активностью по отношению к органическим молекулам. Радиация также непосредственно действует на молекулы растворенного вещества, вызывая расщепление молекул белка, нуклеиновых кислот и других соединений в клетке.
Физико-химическая стадия (10-10 с) при которой первичные повреждения молекул, образование свободных радикалов – атомов или фрагментов молекул с неспаренными электронами на внешней оболочке, обладающие чрезвычайно высокой реакционной способностью. На второй стадии происходят реакции первичных продуктов радиолиза с кислородом и органическими молекулами, образуются перекисные соединения, окисляются молекулы белка, появляются токсические вещества и другие вторичные продукты.
Химическая стадия (10-6 с) характеризует взаимодействие первичных продуктов радиолиза с ненарушенными молекулами низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений.
Биологическая стадия длится от 1 с до многих лет; происходят нарушения биологической организации на субклеточном и клеточном уровнях (изменение структуры биологических мембран, изменение активности и функций ферментов, нарушение обмена веществ, появление хромосомных аберраций); нарушения на уровне тканей и органов; нарушения соматические и генетические на уровне облученного организма и (или) последующих поколений. При больших дозах ионизирующего излучения нарушения в метаболизме и биоструктурах клетки могут быть настолько значительными, что клетка погибает. Изменения на клеточном уровне, гибель клеток приводят к нарушениям функций и жизнедеятельности других клеток, тканей, отдельных органов и организма в целом.
Поглощение энергии излучения на первой стадии радиобиологического процесса как бы «зажигает» цепную реакцию физико-химических и биологических изменений в организме. Очевидно, что чем больше поглощенная доза излучения, тем больше радиобиологический эффект.
При малых дозах излучения существенную роль играет микрораспределение поглощенной энергии на молекулярном и клеточном уровнях, которое изучает микро дозиметрия.
Величина конкретного радиобиологического эффекта зависит не только от поглощенной дозы, но и от мощности дозы, вида и энергии излучения, размеров облучаемой поверхности, относительной радиочувствительности облучаемых органов и тканей, индивидуальных особенностей живого организма и других факторов. Наиболее распространенные радиобиологические эффекты, возникающие при облучении людей, представлены в таблице 15.
Таблица 15