Radiatsionnaya_bezopasnost

Радиоактивность – это свойство ядер определенных элементов самопроизвольно без внешних воздействий превращается в ядра других элементов с испускаемого особого рода излучения, называется радиоактивным излучением или радиоактивны распадом.

Радиоактивность является исключительно свойством ядра атома и зависит от его только внутреннего состояния. Нельзя повлиять на течение процесса радиоактивного распада, не изменяя состояния атомного ядра. На скорость радиоактивных превращений, не оказывают изменения температуры, давления, наличие электрического и магнитных полей, вид химического соединения радиоактивного элемента и его агрегатное состояние.

Радиоактивное явление происходящее в природе называют естественной радиоактивностью. Радиоактивность излучения не видимая, оно обнаруживается с помощью различных явлений, происходящих при его взаимодействии с веществом, учеными было установлено, что радиоактивное излучения в поперечном магнитном поле, разделяется на 3 пучка, которые были названы первыми буквами греческого алфавита альфа, бета, гамма.

Лучи, которые отклонялись к отрицательно заряженной пластинке были названы альфа лучами. Отклоняющими к положительно заряженной пластинке бета лучами, а лучи, не отклоняющиеся в магнитном поле гамма лучи. Разделение радиоактивного излучения в магнитном поле, позволило установит, что гамма лучи, являются истинными лучами, поскольку они не отклоняются, не в сильном электрическом, не в магнитных полях, альфа и бета лучи представляют собой заряженные частицы поскольку меняют свое направление.

Альфа лучи представляют собой ядра атома гелия, испускаемые некоторыми радиоактивными элементами и движущимися со скоростью 20.000 км в секунду, они состоят из 2 протонов и 2 нейтронов, эти частицы превышают массу электрона в 7300 раз. Пробег альфа частиц в воздухе составляет в зависимости от энергии от 2 до 10 см, в биологических с несколько десятков микрон, так как альфа частицы очень массивны и обладают сравнительно большей энергией путь их, в веществе прямолинеен в следствие этого они вызывают сильно выраженный эффект ионизации, в воздухе, на один сантиметр пути альфа частица образует от 100 до 250 пар ионов. Ионизация проводимая альфа лучами, обуславливает ряд особенностей в тех химических реакциях, которые протекают в веществе, а также в биологических тканях, эти радиохимические реакции, которые протекают в биологических тканях под воздействием альфа лучей вызывают большую чем у других видов ионизирующих излучений биологическую эффективность. Поэтому альфа излучающая радиоактивные изотопы, при попадании в организм крайне опасны для человека и животных так как вся энергия альфа частиц передается клеткам и поражает их.

Это поток электронов, в отличии от альфы частиц бета частицы одного и того же элемента обладают различным запасом энергии поскольку бета частицы одного и того же радиоактивного элемента имеют различный запас энергии, то величина их пробега в одной и той же среде будет не одинаковой, путь бета частиц в веществе извилист так как обладая крайне малой массой они легко изменяют направления движения под действием электрических полей встречных атомов. Бета излучение обладает меньшим эффектом ионизации че альфа излучение. Пробег бета частиц в воздухе может составлять в зависимости от энергии до 25 метров в биологических тканях до 1 см, проникающая способность бета частиц в 100 раз выше чем у альфа.

Гамма лучи, представляют собой поток коротко волновых электромагнитных волн, испускаемых возбужденных атомными ядрами или при радиоактивном превращении атомных ядер и ядерных реакциях. Гамма излучение в схожей с видимым светом с инфракрасными лучами, рентгеновским излучением, являющийся так же по своей природе схожими с электромагнитными волнами. Однако эти виды электромагнитного излучения, отличаются условиями образования. И определенными свойствами, то есть длиной волны и энергией. Гамма лучи лишены массы покоя, то есть они существуют только в движении, они не имеют заряда и поэтому в электрических и магнитных полях не отклоняются. Веществе распространяются прямолинейно и равномерно во все стороны от источника частота колебаний гамма лучей связана с длиной их волны, чем больше длина волны тем меньше частота колебаний и тем больше энергия, что способствует проникающей способности. Путь пробега в воздухе от 10 до 150 метров и проходит через биологические ткани.

Таким образом наибольшей проникающей способностью обладают Гамма лучи, а наименьшей Альфа лучи. Ионизирующая способность Альфа лучей очень высокая, Гамма низкая бета лучи занимают в этом отношении промежуточное положение. Радиоактивные вещества испускаемы Альфа и Бета наиболее опасные при попадании внутрь организма. Гамма лучи оказывают разрушающее действие как при нахождении источника внутри организма, так и на поверхности. Кроме Альфа Бета и Гамма излучений существует рентгеновское и нейтронное излучений.

Рентгеновское излучение, как и Гамма лучи имеют электромагнитную природу, они были открыты немецким физиком Рнтгеном в 1895году.

Рентгеновские лучи возникают при торможении быстрых электронов в электрическом поле атомов тяжелых металлов, обладают большой проникающей способностью и слабой ионизирующей способностью в следствие чего широко используются в медицине и диагностических целях.

Нейтронное излучение, излучение состоящие из потоков нейтронов. Нейтроны в отличие от заряженных частиц не имеют электрического заряда, что позволят беспрепятственно проникать в глубь атомов достигая ядер они поглощаются либо рассеваются на них.

При нейтроне излучении преобладают процессы, приводящие с высокой линейной передачи энергии, поэтому его называют плотно ионизирующим.

Нейтронное излучение используют при определении содержании отдельных элементов и их изотопов в биологических средах, а также в медицинской радиологии.

Лекция №4

Источники радиоактивного загрязнения окружающей среды.

План

1. Естественные источники радиоактивного загрязнения

2. Искусственные источники радиоактивного загрязнения

3. Доза облучения от выбросов предприятий атомной энергетики

Облучение человека в процессе его жизнедеятельности происходит зачёт космического излучения естественных природных источников искусственных источников окружающей среде, а также в быту, радиоактивных осадков от испытания ядерного оружия, выбросов предприятий атомной энергетики, а также медицинского обследования радиотерапии.

Космическое излучения играет очень важную роль за пределами атмосферы, на землю попадает вторичное излучения, которое образуется в результате взаимодействия первичного космического излучения с атмосферой и участвует во внешнем облучении человека. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического расположения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря.

Насчитывается боль 60 естественных радионуклидов, которые находятся в биосфере земли. Они классифицируются на первичные и космогенные.

К первичным относятся 32 радионуклида и 11 долгоживущих.

Космогенные радионуклеиды.

Лекция 4 (продолжение)

...

Таблица 1 —

...

Таким образом на основании норм радиационного контроля эффективная средняя доза для лиц проживающих в районах с нормальным природным радиационным фоном составляет около 2 миллизиверта в год. Для детей в возрасте до 10 лет эта доза несколько больше (из-за мед. обследований и они очень чувствительны). Из-за распада радона составляет 3 миллизиверта в год.

2 воспрос.

Искусственные источники радиоактивного загрязнения — это источники появившиеся в результате хозяйственной деятельности человека при добыче полезных ископаемых из недр земли вместе с углем газом нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами в природную среду поступают в больших количествах естественные радионуклиды. Фосфатные удобрения — содержат радий 226 уран 238. Геотермальные источники имеют дополнительный вопрос радона 222. Дополнительное облучение человек получает во время полёта в самолёте от устройств и приборов, небольшие дозы от телевизоров и компьютеров и других электрических устройств, а также получают малое количество радиоактивных веществ при производстве керамической посуды.

Таблица 2 — Мощность эквивалентной дозы в быту и при полёте в самолёте

Источник|Активность |Мощность|Микрзив в час|

излучения | . | эквива-

. лентной

. дозы

Производство — 1,1 10^(-3)

керамической

посуды

Сравнительно большой вред человеку по сравнению с перечисленными источниками наносит уголь, сжигаемы на электростанциях и в жилых домах. Уголь содержит в себе естественные радионуклиды такие как калий 40, уран 238 и торий 232. На современных тепловых электростанциях в среднем сжигается около 3 миллионов тонн угля.

Таблица 3 — Средняя удельная активность радионуклидов в угольной зале

Падио- |Период|удельная

нуклиды |полурас- | активность

. |пада

Калий 40 1,28 • 10^(9) 265

Уран 238 4,4 млрд 200

Радий 226 1622 240

Свинец 210 22,3 930

Полоний 210 138,4 суток 1700

Торий 232 8000 70

Торий 238 — 110

В среднем эквивалентная эффективная доза населения, проживающего в районе тепловой электростанции, работающий на угле в радиусе 20 км составляет 5, 3 микрозиверта в год.

Доза облучения от выбросов предприятий ядерной энергетики создаётся за счёт отходов от ядерного цикла, который включает в себя добычу руды, еë обогащение, транспортировку, производство ядерного топлива и его использования в атомных электростанциях и захоронения радиоактивных отходов. На каждом этапе таких циклов в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. При получении 200 тонн урана образуется 150 тонн отходов, которые накапливаются в хранилищах атомных электростанций и из рудников с винтеляционным воздухом выбрасывается газ радон 222.

Лекция 5

Взаимодействие радиоактивных излучений с биологическими объектами.

План

Вопрос 1. Биологическое действие радиоактивных излучений

Вопрос 2. Реакции целостного организма на радиацию

Действие ионизирующего излучения на организм человека имеет свои особенности: высокую эффективность поглощенной энергии, малые количества поглощенной энергии излучения могут вызывать многие биологические изменения в организме. Никакой другой вид энергии (тепловой, электрической), поглощенная биологическими объектом в том же количестве не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующие излучения. Излучение ионизирующее воздействует не только на живой организм, но и на его потомство. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии доз 0,0002 в Гр(Грей) наступает некоторое изменение в крови, облучение зависит от частоты, одноразовое облучение в больших дозах вызывает глубокие последствия, сложные физические, химические, биохимические процессы.

Может приводить в результате к обменным процессам, замедлять и прекращать рост тканей, возникать могут новые химические реакции, которые не свойственны организму. Большая чувствительность кроветворных органов к радиации определяет характер лучевой болезни. При однократном облучении всего тела человека поглощенной дозой 0,5 Гр через сутки после облучения может резко сократиться число лейкоцитов (продолжительность жизни лейкоцитов менее 1 суток), а через 2 недели после облучения уменьшается количество Эритроцитов (красных кровяных телец) продолжительность жизни около 100 суток. У здорового человека в организме примерно 10^14 красных кровеносных телец и ежедневно у человека воспроизводится приблизительно 10^12 штук. У больного человека с лучевой болезнью это соотношение уменьшается и приводит к гибели организма. При воздействии разных доз облучения могут наблюдаться следующие эффекты:

1. Сомотические, непосредственные телесные повреждения организма, которые возникают вскоре после воздействия облучения.

2. Соматикостохостические эффекты это последствия, которые выявляются на больших группах людей в более отдалённые периоды после облучения.

3. Генетически проявляются в виде генных мутаций

Большая часть лучевых поражений возникает спустя длительный срок после острого однократного или хронического облучения. Они являются так называемыми отдалёнными эффектами облучения в отличии от непосредственных эффектов к которым относятся острую лучевую болезнь и сопутствующих им симптокомплексы.

ПОСЛЕДНЯЯ ЛЕКЦИЯ

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ

И ее признаки. Указаны отдельные эффекци, которые зависят от дозы облучения, которая может возрастать, накапливаться в организме, и вследствие этого возникает тяжесть поражения.

Помимо названных эффектов, в отдаленном периоде могут возникать еще два вида облучения на организм человека:

1. Стохастические (случайное получение, неожиданное)

2. Соматические (телесные эффекты)

В основе стохастических эффектов лежат генерирующие излучения, мутации, соматические заболевания приводят к плохим последствиям и заболеваниям разных органов. Облучение всего организма человека в диапазоне от 1 до 10 зивертов приводит к протеканию у него типичной формы острой лучевой болезни.

Различают 4 степени тяжести болезни.

1 Стадия: Легкая, при облучении дозы от 1 до 2 зивертов.

2 Стадия: Средняя, доза облучения от 2 до 4 зивертов

3 Стадия: Тяжелая, от 4 до 6 зивертов

4 Стадия: крайне тяжелая, от 6 и более зивертов.

Доза, вызывающая гибель 50 облученных людей в течение 30 дней после облучения, если не приняты соответствующие медицинские меры – от 3 до 5 зивертов.

При лучевой болезни первой степени первичная реакция (если она развивается), чтихает в день воздействия. При данной степени происходят изменения крови, снижается число лейкоцитов, человеку плохо, выхдоровление наступает без лечения. При второй средней степени лучевой болезни первичная реакция длится до 24 часов. Недомогания, рвота, снижение лейкоцитов, инфекционка. Больные нуждаются в помощи.

При третьей степени – двое суток, рвота, недомогание, повышение температуры, сыпь, покраснение, скрытый период от 8 до 12 суток. Больным нужно лечение.

При 4 степени – краней тяжелая степень, проявляется в зависимости от дозы облучения в различных клинических формах. Желудочно-кишечный тракт поврежден. Первичная реакция – 3-4 суток, смертельный исход. Выздоровление небольшой части пораженных возможно только лишь при лечении в условиях специализированного стационара. Уровни излучения регламентируются РНБ96

В нормах радиационной безопасности НРБ-99 установлены:

1. Три категории облучаемых лиц:

категория А – персонал (профессиональные работники);

категория Б – профессиональные работники, не связанные с использованием источников ионизирующих излучений, но рабочие места которых расположены в зонах воздействия радиоактивных излучений;

категория В – население области, края, республики, страны.

2. Три группы критических органов:

1-я группа – все тело, половые органы, костный мозг;

2-я группа – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1-й и 3-й группам

3-я группа – кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.

3. Основные дозовые пределы, допустимые для лиц категорий А, Б и В.

Основные дозовые пределы – предельно допустимые дозы (ПДД) облучения (для категории А) и пределы дозы (ПД) (для категории Б) за календарный год. ПДД и ПД измеряются в миллизивертах в год (м З в/год). ПДД и ПД не включают в себя дозы естественного фона и дозы облучения, получаемые при медицинском обследовании и лечении

Табличные данные таблицы 3-4 не включают в себя дозы от естественных нуклеидов с питьевой водой

 дозы облучения, как и все допустимые производные уровни персонала группы Б не должны превышать ¼ значений для персонала группы А.

Лекция номер 6

Тема лекции:

Методы и приборы радиационного контроля

Классификация

Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолированном объеме про-исходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического

поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т. е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационным. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений.

Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры. Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий) под воздействием ионизирующих излучений светятся. Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов — фотоэлектронных умножителей.

Химический метод. Некоторые химические вещества под воздействием и онизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов НО, и ОН, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.