1537

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г. Ф. Морозова»

РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки

35.04.02 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

Воронеж 2018

Снегирева С. Н. Радиологические аспекты в деревообработке [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 35.04.02 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / С. Н. Снегирева; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2018. - 18 с.

ВВЕДЕНИЕ

Практические занятия завершают изучение наиболее важных тем учебной дисциплины. Они служат для закрепления изученного материала, развития умений и навыков подготовки докладов, приобретения опыта устных публичных выступлений, ведения дискуссии, аргументации и защиты выдвигаемых положений, а также для контроля преподавателем степени подготовленности магистров по изучаемой дисциплине.

В ходе практических занятий по дисциплине «Радиационный контроль изделий из древесины» используются следующие образовательные технологии:

1) Самостоятельное решение обучающимися комплексных задач, условия которых максимально приближены к реальным. Перед магистрами ставится задача в течении всего курса поэтапно исследовать отдельные аспекты радио-дозиметрического оборудования, выбирать методы экспериментальной работы и представлять результаты научных исследований. Решение задач проходит как во время аудиторных занятий, так и во время самостоятельной (внеаудиторной) работы обучающихся.

Практическая работа № 1

Источники ионизирующих излучений в биосфере. Действие ионизирующих излучений на лесные экосистемы

1.Целью данной работы является формирование у обучающихся следующих профессиональных компетенций:

- способность понимать современные проблемы научно-технического развития сырьевой базы;

- способность использовать радиодозиметрические средства для определения основных параметров радиации.

2.В результате освоения данной работы студент должен анализировать

иоценивать изменения параметров окружающей среды, возникающие под влиянием радиоактивного загрязнения природной среды.

3.Основные понятия: терминология радиационной экологии, оценка комбинированного действия двух радионуклидов, содержащихся в воздухе, оценка эффективной дозы внешнего облучения за счет природных радионуклидов.

4.Вопросы для обсуждения:

1.Из чего составляется естественный радиационный фон среды ?

2.Как изменяется естественный радиационный фон с высотой над уровнем моря?

3.Назовите важнейшие из естественных радионуклидов на Земле.

4.В каких природных материалах может наблюдаться повышенное содержание естественных радионуклидов?

5.Вопросы для самоконтроля:

1.В чем основное различие понятий «активность» и «доза излечения»?

2.Распределение радионуклидов в лесных экосистемах.

3.Перемещение радионуклидов в составе лесной растительности.

4.Миграция радионуклидов в почвенном профиле.

5.Действие ионизирующих излучений на живые организмы лесных экосистем.

6.Методические указания и практические задания

6.1 Методические указания к выполнению практической работы

Естественными радиоактивными веществами принято считать такие, которые образовались и постоянно вновь образуются без участия человека. Это прежде всего долгоживущие, т. е. с большим периодом полураспада, радиоактивные элементы, образовавшиеся, вероятно, одновременно с образованием планет Солнечной системы или, по крайней мере, с образованием Земли. Период полураспада этих радиоактивных элементов исчисляется многими миллионами и миллиардами лет. Сюда же относятся и радионуклиды, являющиеся родоначальниками трех радиоактивных семейств (урана, тория и актиния) и продукты их распада. В радиоактивных семействах образуются 45 радионуклидов с периодом полураспада от 3-10~7 с до 2,5-105 лет. Кроме того, к классу естественных радиоактивных элементов принадлежат радионуклиды, образующиеся под действием космических излучений.

Сейчас известно более 300 естественных радионуклидов. В каждой из 8 групп и в каждом из 7 периодов Периодической системы элементов Д. И. Менделеева имеются естественные радионуклиды. Все естественные радиоактивные вещества, обнаруживаемые в земной коре, всегда содержатся в организмах растений, животных и человека.

В земной коре естественные радионуклиды могут быть более или менее равномерно рассеяны или сконцентрированы в виде месторождений. Даже наиболее распространенные радионуклиды встречаются достаточно редко. Их количество измеряется от 0,0005 до 84 г на 1 т.

Из естественных радионуклидов, содержащихся в земной коре, наибольшее значение как дозообразующий фактор имеет калий. В смеси изотопов содержание данного радионуклида — величина постоянная.

На все живые организмы во внешней среде могут одновременно воздействовать несколько источников ионизирующего излучения, среди которых выделяют следующие основные виды:

1)естественное (природное) излучение;

2)излучение окружающей среды от искусственных радионуклидов;

3)облучение от источников, применяемых в медицине; •;$• 4) профессиональное облучение.

Последние две группы источников касаются только человека. Естественные радионуклиды — обычная составная часть вещества

биосферы, а природный радиационный фон, приводящий к облучению любого объекта во внешней среде, — один из экологических факторов, воздействующих на все живое на Земле.

По мере приближения к поверхности Земли интенсивность первичного космического излучения уменьшается. Интенсивность вторичного излучения достигает максимума на высоте 20—30 км; на меньшей высоте процессы поглощения этого вида излучения оказываются преобладающими над процессами его генерирования. На уровне моря интенсивность первичного излучения составляет около 0,05% первоначальной величины. Вторичное излучение состоит из мезонов (80%) и электронов (20%).

Присутствие естественных радионуклидов в почвах обеспечивает поступление их в растения, животных, воздух, а затем по пищевой цепочке — накопление в организме человека и связанное с этим облучение от инкорпорированных излучателей. Содержащиеся в почвенном покрове естественные радионуклиды служат одним из основных компонентов природного радиационного фона. Естественные радионуклиды в почве подразделяются на три группы:

1) радионуклиды, период полураспада которых сравним с возрастом Земли (например, 40К, 232ТЬ, и 238U)

2} продукты распада урано-радиевого и ториевого рядов; 3) радионуклиды, образующиеся в результате взаимодействуя космического излучения с веществом.

В земной коре из всех радиоактивных веществ больше всего содержится калия (примерно 2,5%), тогда как содержание урана и тория в десятки и сотни, а радия в миллионы раз меньше по сравнению с содержанием радиоактивного 40К. Содержание и распределение первичных радионуклидов в почвенном покрове зависят от биогеохимических особенностей их миграции.

Техногенный радиационный фон. В связи с разработкой человеком некоторых технологических, процессов происходит изменение естественного радиационного фона. Это связано с локальным изменением распределения естественных источников излучения в результате человеческой деятельности, что приводит к изменению уровня облучения. Сюда относится сжигание ископаемого топлива, которое обогащает биосферу такими изотопами, как торий, уран, радий, и увеличивает дозовую нагрузку, но одновременно уменьшает концентрацию 14С.

Активность природных радионуклидов, выбрасываемых в атмосферу электростанциями, работающими на угле, зависит от таких факторов, как концентрация активности в угле, его зольность, температура сжигания, фильтрующие системы.

6.2 Практические задания

Вариант 1.

1.Через сколько лет радиоактивность осадков, загрязненных изото-пом 137Cs (T = 30 лет) уменьшится в 1000 раз?

2.Дайте схемы распада и определите продукты радиоактивного распада изотопов урана, радия, полония.

Вариант 2.

1.Какая часть радиоактивных ядер изотопа 137Cs (Т = 30 лет) распадется за 100 лет?

2.Напишите схемы распада стронция-90, йода-90.

Вариант 3.

1.Через сколько лет упадет в 10 раз радиоактивность почв, загрязненных изотопом 90Sr (Т = 29,1 года)?

2.Определите продукты радиоактивного распада стронция-90, йода-

90.

Вариант 4.

1.Какая часть ядер 90Sr (Т = 29,1 года) распадется за 300 лет?

2. Приведите примеры изотопов?

Вариант 5.

1.Во сколько раз уменьшится активность источника 55Fe (Т = 2,7 года) через 1 год?

2.Определите количество элементарных частиц в изотопах?

7. Рекомендуемая литература по изучению темы дисциплины из списка: 1, 2, 3.

Форма контроля практической работы – контрольная работа.

Практическая работа № 2

Правой режим и природопользование на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению

1. Целью данной работы является формирование у обучающегося следующих профессиональных компетенций:

- способность понимать научно-техническую политику в области технологии лесозаготовок, на на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению; - способность эксплуатировать оборудование радиационного контроля

2.В результате освоения данной работы студент должен знать задачи, основные направления, принципы нормирования и государственные аспекты по обеспечению радиационной безопасности населения

Основные понятия: правовой режим на территориях радиационноэкологической опасности, допустимый уровень хозяйственной деятельности

иприродопользование на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

4.Вопросы для обсуждения:

1.Принципы нормирования и государственные аспекты по обеспечению радиационной безопасности населения.

2.Нормирование радиациооно-загрязненных территорий

3.Как различают породы деревьев по накоплению радионуклидов в деловой древесине?

5.Вопросы для самоконтроля:

1.Организация работ на территориях загрязненных радионуклидами.

2.Санитарно-гигиенические требования к средствам индивидуальной защиты личной гигиене.

3.Санитарно-гигиенические требования к машинам, механизмам, и транспортным средствам.

4.Перечислите нормы радиационной безопасности.

6. Методические указания и практические задания

6.1 Методические указания

Мероприятия радиационной защиты включают: 1.Радиационную разведку.

2.Радиационный контроль.

3.Сбор, обработку данных и информации о радиационной обстановке в зонах заражения (загрязнения).

4.Применение (использование) средств радиационной защиты.

5.Выбор и соблюдение режимов защиты людей в условиях радиоактивного заражения.

6.Специальную обработку населения и обеззараживание участков местности, дорог, объектов, зданий и сооружений.

Радиационная разведка - это специальная разведка, представляющая собой комплекс мероприятий по сбору данных о радиационной обстановке, сложившейся в результате стихийных бедствий, аварий и катастроф, ддя успешного решения задач по защите населения. Радиационная разведка ведётся в цепях своевременного обнаружения заражённости местности, воздуха, во-

ды радиоактивными веществами, определения характера и степени заражения, отыскания путей и направлений с наименьшими уровнями радиации Радиационная разведка ведётся двумя основными методами: наблюдением и непосредственным обследованием зараженных районов; К средствам радиационной защиты относятся, средства индивидуальной защиты; средства фильтровентитяции и регенерации воздуха защитных сооружений гражданской обороны; приборы радиационной разведки м контроля; приборы, машины и комплекты специальной обработки, другиесредства. Они предназначены для защиты населения от воздействия радиоактивных веществ, для обнаружения и ликвидации радиоактивного заражения (загрязнения). Выбор и соблюдение режима защиты людей в условиях радиоактивного заражения Под режимом защиты понимается порядок действий населения и применения средств и способов защиты в зонах заражения (загрязнения), с целью максимального снижения возможных доз поражения (доз облучения, токсических доз и т.д.). В зависимости от зон заражения режимы защиты подразделяются на: режимы химической защиты (безопасности) - в зонах химического заражения. режимы радиационной защиты - в зонах радиоактивного заражения. Под режимом радиационной защиты рабочих и служащих и производственной деятельности! объекта понимается установленный порядок действий людей, применения средств и способов защиты в зонах радиоактивного заражения, исключающий радиоактивное поражение людей сверх установленных норм и сокращающий до минимума вынужденную остановку производства. Режим радиационной защиты вводится при продолжительном пребывании людей в зонах радиоактивного заражения для того, чтобы обеспечить производственный процесс на объекте и жизнедеятельность населения, сохраняя при этом трудоспособность людей. Это достигается регламентацией нахождения людей в защитных сооружениях, в производственных и жилых зданиях и на открытой местности с учетом защитных свойств зданий и сооружений и уровня радиации. Таким образом, режим радиационной защиты должен быть определенным для конкретных условий. Поэтому режимы зашиты разрабатываются • заблаговременно для различных уровней радиации, ожидаемых на объекте. Сводная таблица режимов радиационной защиты объекта является также составной частью документов по управлению производственным процессом в условиях войны, когда время для принятия решения будет ограничено, а руководителю предприятия нужно будет обеспечивать непрерывность выпуска продукции, сохраняя работоспособность трудового коллекти-

ва. Степень защищенности зависит от коэффициента ослабления дозы радиации. Режим радиационной защиты определяют по типовым режимам или суточным установленным (заданным) дозам облучения. Типовые режимы позволяют оперативно, без расчётов, имея лишь данные об уровнях радиации, устанавливать режим радиационной зашиты на длительный период. С учётом возможных уровней радиации, защитных свойств зданий, разработано семь типовых режимов радиационной зашиты, в том числе три для неработающего населения и четыре для рабочих и служащих. Соблюдение этих режимом защиты исключает радиационные поражения и облучения людей сверх установленных доз облучения на военное время. Режим защиты определяется по конкретным уровням радиации, замеренным с помощью дозиметрических приборов на территории населённого пункта или объекта экономики. Если на территории населённого пункта или объекта экономики в различных точках замерены неодинаковые уровни радиации режим выбирается в устанавливается по максимальному уровню радиации.

6.2 Практические задания Вариант 1.

Задача 1. На территории населенного пункта через I час после ядерного взрыва замерен уровень радиации 240 р/час. Население проживает в деревянных домах. Для защиты от радиации используются противорадиационные укрытия с Косл.= 40-50 (перекрытые щели). Выбрать режим радиационной защиты.

Задача 2. На что следует обратить внимание при лесозаготовительных работах работах в радиоактивно загрязненных районах.

Вариант 2.

Задача 1. . На территории населенного пункта через 1 час после ядерного взрыва замерен уровень радиации 300 р/час. Население проживает в каменных одноэтажных домах. Для зашиты от радиации используются противорадиационные укрытия с Косл.= 40-50 (подвалы домов и перекрытые щели). Выбрать режим радиационной защиты.

Задача 2. Назовите меры, способствующие скорейшему восстановлению леса после радиационного повреждения.

Вариант 3.

Задача 1. На территории населенного пункта через 1 час после ядерного взрыва замерев уровень радиации 400р/час. Население проживает в каменных многоэтажных домах. Для зашиты от радиации используются проти-