10. Опромінення та дози опромінення

Радіоактивний розпад ядер супроводжується виділенням внутрішньої енергії радіоактивним випромінюванням, тобто випусканням у навколишнє середовище α, β, γ променів, а це веде до зміни числа протонів у ядрі.

α промені – це потік позитивно заражених частинок, які представляють собою ядра гелію. З ядра ці частинки вилітають зі швидкістю до 20000км/год.

Довжина пробігу α-частинок у повітрі не більше кількох сантиметрів. Одяг людини поглинає їх повністю, лист паперу затримує їх. Але попадаючи в організм з повітрям, водою, їжею – дуже небезпечні.

β промені – це потік негативно заряджених частинок – електронів і позитронів, що випускаються ядрами атомів. Вони викидаються з різними швидкостями (деякі досягають швидкості світла). У повітрі проходять шлях у декілька метрів. Вони мають більш проникаючу здатність ніж α-частинки, але вони можуть бути затримані підошвою взуття, віконним склом, та металевими пластинами товщиною кілька міліметрів. У живих тканинах пробіг β-частинок не більше 1,% см.

γ промені подібно до рентгенівського проміння, яке поширюється зі швидкістю світла на сотні метрів. Вони мають найбільшу проникаючу здатність.

Потоки часток – в основному потоки нейтронів (нейтронне випромінювання)

Вони поділяються на швидкі і повільні.

Джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні реакції, прискорювачі заражених часток, рентгенівські апарати, високовольтна апаратура ( у т.ч. телевізор), радіоактивні ізотопи.

Кількісною характеристикою джерела випромінювання є активність, тобто кількість радіоактивних розпадів в одиницю часу.

У системі СИ за одиницю активності прийнятий –беккерель (Бк) – один розпад у секунду. Загальноприйнятою одиницею активності є кюрі.

1Кі = 37·10⁹ у секунду ( це радіоактивність 1г радію) тобто 1Кі = 3,7·10¹⁰Бк

Заходом впливу іонізуючого випромінювання є доза випромінювання. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози опромінення.

Експозиційна доза (D_Э) характеризує іонізуючу здатність випромінювання в повітрі.

За одиницю експозиційної дози є в системі СИ – Кл/кг, тобто така доза опромінення, при якій у 1 кг сухого повітря утвориться 1 кулон електрики. Позасистемною одиницею є рентген 1Р – така доза

γ - випромінювання, при якій у 1см³ сухого повітря утвориться 2,08 млрд. пар іонів. 1Р = 2,58’10^-4Кл/кг

Експозиційна доза – потенційна доза.

Поглинена доза (D_п) характеризує енергію іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси навколишнього середовища.

У системі СИ единицею поглиненої дози є – грей (Гр). Поглинено 1-дж кг маси.

1Гр=1Дж/кг

Ннесистемной одиницею є рад, при якій 1м маси поглинув 100ерг енергії.

1рад = 100 ерг/г

1Гр = 100 рад.

При дозі опромінення в 1Р в повітрі поглинається доза 0,87 рад, у воді і живій тканині 0,93 рад. Тому часто використовують для визначення поглиненої дози рентген.

Різні види випромінювань по різному впливають на організм. Тому використовують поняття еквівалентна доза (D_е). Вона дозволяє приводити біологічний ефект будь-яких випромінювань до впливу, яке робить γ -промені.

D_е=К_я·D_П де К_я—коефіцієнт якості випромінювання, що показує в скількох разів біологічний ефект випромінювання більше γ –променів.

К_я=1 для рентгенівського випромінювання;

К_я=10 для нейтронного випромінювання;

К_я=20 для α –променів

Еквівалентна доза в системі СИвиміряється в зивертах (зв) 1 3в – це еквівалент 1Гр. Використовується біологічний еквівалент рентгена – бер.

1 3в=100 бер.

Потужність дози – (рівень радіації) – це доза, яку можна одержати за одиницю часу (Р= ),

Одиниці виміру; Р/годину.

Вплив іонізуючих випромінювань на живий організм.

Основною частиною живої тканини є вода (Н₂О). Під впливом іонізуючого випромінювання вона розкладається на водневі іони Н^-, Н⁺ і гідроксильну групу ⁺ОН, ^-ОН. Вони перетворюються в продукти з високою хімічною активністю: оксид водню НО₂ і перекис водню Н₂О₂. Ці з'єднання вступають у реакцію з молекулами білка й інших структурних елементів біологічних тканин, руйнуючи їх. Унаслідок цього порушуються обмінні процеси, зупиняється ріст тканин, змінюється ріст тканин, виникають токсини. Хімічні реакції втягують у процес багато тисяч молекул, на котрі не діяло випромінювання. Іонізуючі випромінювання дуже сильно діє організм. наприклад, енергія дози в 1000 рад ( смертельна), відповідає енергії склянки гарячого чаю.

Багаторічними дослідженнями, проведеними міжнародним науковим комітетом з виявлення атомної радіації при ООН установлені граничні дози опромінення.

Доза радіації в 10 тис. рентген (100Гр) викликає смерть (за кілька годин чи добу).

При дозах 1000 – 5000 Р (10-50Гр) викликає смерть через 1-2 тижні від крововиливу в шлунково-кишковому тракті.

Доза 300-500 Р викликає смерть у половини опромінених (без лікування).

Однак, якщо така доза отримана протягом тривалого часу, організм справляється.

Справа в тім, що клітки організму відновлюються і нейтралізують отримане опромінення.

Особливо, небезпечне влучення радіоактивних елементів усередину організму людини, коли активну роль грає α=частки.

Норми радіаційної безпеки.

Людина протягом усього випробує життя вплив радіації. Рівень радіації в різних точках. землі різний (Природне тло). В Одеській області природний фон Р_О=15-18мкР/годину. У рік кожен одесит одержує дозу радіації D₀ ≈0,1 бер.

Яке додаткове опромінення без шкоди для себе може одержати людина.