защита населения лабораторный практикум

УДК 614.8 (0758)

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ТММП Протокол № 10 от 18 апреля 2008 г.

Составители:

В.Н. Цап, Т.М. Гапеева, С.Н. Баитова, Д.А. Липская

Рецензент:

кандидат технических наук, доцент УО «Белорусского государственного аграрного технического университета» Л.Т. Ткачева

©УО «Могилевский государственный университет продовольствия», 2008

2

Содержание

1Лабораторная работа № 1. Измерение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения и плотности потока бета-излучения………………....4

2Лабораторная работа № 2. Приборы измерения мощности дозы…………....8

3Лабораторная работа № 3. Измерение дозы ионизирующего излучения…..14

4Лабораторная работа № 4. Приборы химической разведки…………………17

5Лабораторная работа № 5. Средства индивидуальной защиты в условиях ЧС………………………………………………………………………………..23

6Лабораторная работа № 6. Медицинские средства индивидуальной защиты…………………………………………………………………………..35

7Лабораторная работа № 7. Демеркуризация помещений при загрязнении ртутью…………………………………………………………….39

8Лабораторная работа № 8. Оказание доврачебной помощи пострадавшим в условиях ЧС…………………………………………………………………...44

9Лабораторная работа № 9. Снижение содержания радионуклидов

врастениеводческой и животноводческой продукции и воде ……………….51

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ ДОЗЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЯ

Цель работы: 1) Измерение мощности экспозиционной дозы гаммаизлучения.

2)Измерение плотности потока бета-излучения с загрязненных поверхностей.

1.1Теоретическая часть

Ионизирующее излучение – излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Радиоактивный распад ядер сопровождается в основном альфа-, бета- и гамма-излучением. Испускание ядром частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов – это альфа-излучение; испускание электрона – это бетаизлучение. Часто нестабильный нуклид оказывается настолько возбужденным, что испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения. Тогда он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую гамма-излучением. Как в случае рентгеновских лучей, при этом не происходит испускания каких-либо частиц.

Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а такой нуклид – радионуклидом. Одни радионуклиды распадаются быстро, другие – очень медленно.

Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада. Иод-131 имеет период полураспада 8,05 дня; цезий-137 – 30 лет; стронций-90 – 29,12 года (он порождает иттрий-90 с периодом полураспада 64 часа, так что оба изотопа всегда существуют вместе); плутоний-239 – 24390 лет.

определяется удельной ионизирующей, т.е. числом пар ионов, создаваемых в единице объема, массы среды или на единице длины пробега. Проникающая способность излучений определяется величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.

Альфа-частицы обладают наибольшей ионизирующей и наименьшей проникающей способностью.

4

Обладая высокой проникающей способность, рентгеновское и гаммаизлучение представляют основную опасность как источники внешнего облучения (их пробег в воздухе равен сотням метров). Бета-частицы перемещаются в воздухе на расстояние нескольких метров, а в биоткани – несколько миллиметров. Поэтому в качестве источников внешнего облучения они могут воздействовать в основном на кожу как дистанционно, так и контактным путем (при загрязнении одежды и тела). Альфа-частицы краткобежны, их пробег – не более нескольких сантиметров в воздухе и не более 0,1 мм в биоткани. Поэтому как источник внешнего облучения они не представляют опасности кроме случаев загрязнения альфа-излучателями кожи и слизистой глаз. Однако в качестве источников внутреннего облучения (при вдыхании загрязненного воздуха, поступлении в организм с водой, пищей) бета- и особенно альфа-излучателями опасны для человека.

Основной единицей ионизирующего излучения является поглощенная доза (Д). За единицу этой дозы (Д) в настоящее время принят «грей» (Гр) взамен прежней единицы «рад».

При дозе в 1 Гр в каждом килограмме тела поглощается энергия, равная 1 джоулю (Дж), то есть 1 Гр = 1 Дж/кг.

Принято считать, что биологическая эффективность альфа-частиц и тяжелых ядер отдачи в 20 раз выше, а нейтронов и протонов с энергией меньше 10 МэВ – в 10 раз выше, чем рентгеновского и гамма-излучения. Таким образом, коэффициент ОВЭ у рентгеновского, гамма- и бета-излучения равен 1, у протонов, нейтронов-10, альфа-частиц и ядер отдачи – 20.

В настоящее время для решения практических задач радиационной безопасности принят коэффициент качества излучения (К), который учитывается в так называемой эквивалентной дозе (Н). Эта доза является произведением поглощенной дозы, умноженной на коэффициент качества излучения (К). Взамен прежней ее единицы «бэр» (биологический эквивалент рентгена) принята новая единица «зиверт» (Зв) – в 100 раз большая по величине

(1 Зв = 100 бэр).

При измерении степени ионизации воздуха пользуются старой единицей, так называемой экспозиционной дозы (Х) – рентгеном (Р). Именно с измерения количества излучения в воздухе и начиналась собственно дозиметрия, когда по дозе в воздухе судили о дозе облучения человека, находящегося в этой же точке пространства. В настоящее время рентген используют для измерения мощности дозы рентгеновского и гамма-излучения или иначе – уровня радиации (Р/ч, мР/ч, мкР/ч).

Первичным звеном биологического действия ионизирующего излучения (ИИ) является физический процесс на молекулярном уровне организации биосистемы – ионизация или возбуждение атомов и молекул облучаемого объема биоткани вследствие поглощения ею энергии излучения. Причем энергия, непосредственно передаваемая атомами и молекулами биоткани (что называют прямым или пулеобразным действие радиации), затрагивает ничтожно малую их долю.

5

Кроме прямого, в первичных механизмах действия ИИ выделяют также косвенное, или непрямое действие, связанное с ионизацией (радиолизом) воды. Ионизация воды приводит к существенному повышению уровня свободных радикалов, обладающих высокой реакционной способностью. В последующих каталитических реакциях окисления молекул белка накопление перекисных соединений оказывает повреждающее действие на клетки, повышая проницаемость клеточных мембран и вызывая другие негативные изменения.

Облучение человека обусловлено космическим (внеземным) излучением и естественными радиоактивными веществами, содержащимися в окружающей среде и в теле человека (земные источники). Естественный радиационный фон находится в пределах от 0,01 до 0,02 мР/ч.

Допустимые уровни загрязнения бета-частицами поверхностей имущества, жилья, транспортных средств, дорог (част/см2·мин) составляют:

1Кожные покровы, полотенце, спецбелье, внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты – 200;

2Верхняя одежда и обувь – 2000;

3Внутренние поверхности жилых помещений – 2000;

4Внутренние поверхности административных зданий, поверхность технологического оборудования – 2000;

5Внутренние поверхности транспортных средств – 10000;

6Транспортные дороги – 10000.

Для измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения и плотности потока бета-излучения используют дозиметр-радиометр АНРИ-01 «Сосна».

1.2 Измерение мощности экспозицонной дозы гамма-излучения

Переведите переключатель режима работы в положение «МД» (крайнее левое положение). Включите прибор выключателем питания и нажмите кратковременно кнопку «Пуск». При этом на цифровом табло должны появиться точки после каждого разряда 0.0.0.0. и начнется счет импульсов. Через (20±5) с измерение закончится, что будет сопровождаться звуковым сигналом, а на цифровом табло фиксируется число с одной запятой, например 0,014. Это показание прибора будет соответствовать мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, измеренной в мР/ч, которое заносится в таблицу 1.1. Показание на цифровом табло сохранится до повторного нажатия на кнопку «Пуск» или выключения прибора. Для выполнения повторного замера достаточно, не выключая прибор, кратковременно нажать кнопку «Пуск».

Таблица 1.1 - Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения

1.3 Измерение плотности потока бета-излучения с загрязненных поверхностей

Для измерения бета-излучения переведите переключатель режима работы в положение «МД» и включите прибор. Поднесите прибор плоскостью задней крышки к исследуемой поверхности на расстоянии 0,5-1 см и кратковременно нажмите кнопку «Пуск». Выполните измерение и запишите показание прибора (Nγ). Откройте заднюю крышку прибора и выполните измерение с открытой

задней крышкой. Запишите показание прибора (Nγ+β), закройте заднюю крышку прибора, выключите прибор.

Величину плотности потока бета-излучения (част./см2·мин) с поверхности вычислите по формуле

Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Измерение плотности потока бета-излучения с загрязненных поверхностей

1.4 Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с теоретической частью лабораторной работы.

2.Изучить устройство и принцип работы дозиметра «Сосна».

3.Измерить мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в лаборатории.

4.Измерить плотность потока бета-излучения и загрязненных поверхностей и сравнить с допустимыми уровнями загрязнения.

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ДОЗЫ

Цель работы: 1) Изучить устройство и принцип работы измерителей мощности дозы.

2)Измерение мощности эквивалентной дозы γ-излучения прибором РКСБ-104.

Измеритель мощности дозы ДП-5В предназначен для измерения уровней γ- радиации и радиоактивного загрязнения различных поверхностей и позволяет обнаруживать β-излучение. Прибор имеет звуковую индикацию ИИ на всех поддиапазонах, кроме первого.

В комплект прибора ДП-5В (рисунок 2.1) входят сам измеритель мощности дозы ДП-5В в футляре, два раздвижных ремня, удлинительная штанга, делитель напряжения для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока напряжением 12 и 24 В, головные телефоны, комплект запасных инструментов и принадлежностей, техническое описание, инструкция по эксплуатации, формуляр, укладочный ящик.

1 - измерительный пульт; 2 -соединительный кабель; 3 - кнопка сброса показаний; 4 -переключательподдиапазонов;5 -микроамперметр;6 -крышкафутляра прибора; 7 - таблица допустимых значений заражения объектов;

8 - блок детектирования; 9 - поворотный экран; 10 - контрольный источник; 11 - тумблер подсвета шкалы микроамперметра;12 -удлинительная штанга; 13 -головные телефоны; 14-футляр

Рисунок 2.1 - Измеритель мощности дозы ДП-5В

Измерительный пульт прибора состоит из корпуса, в нижней части которого размещен отсек питания, а с левой стороны — гнездо включения телефона, и передней панели. На передней панели пульта размещаются: электроизмерительный прибор (микроамперметр), шкала которого разбита на две - верхнюю с диапазоном измерения 0,05 - 5000 мР/ч (5 Р/ч), и нижнюю - от 5 до 200 Р/ч; переключатель

8

поддиапазонов на восемь положений; кнопка сброса показания; тумблер подсвета шкалы.

Блок детектирования с контрольным радиоактивным источником, соединяемый с измерительным пультом гибким кабелем длиной 1,2 м, имеет поворотный экран, который может фиксироваться на корпусе блока в положениях Б, Г и К. В положении Б открывается окно в корпусе блока, в положении Г окно закрыто экраном, а в положении К против окна устанавливается вмонтированный в корпус контрольный источник.

Прежде чем пользоваться прибором ДП-5В, надо подготовить его к работе и проверить работоспособность, для чего следует:

1)присоединить удлинительную штангу к блоку детектирования и подключить источники питания (три элемента 1,6-ПМЦ-У-1,5), соблюдая полярность. Ручку переключателя поддиапазонов поставить в положение «Черный треугольник». Отклонение стрелки измерительного прибора в пределах закрашенного сектора шкалы свидетельствует о пригодности источников питания;

2)проверить работоспособность прибора от контрольного источника: надеть головные телефоны и подключить их к измерительному пульту; поворотный экран блока детектирования поставить в положение К; ручку переключателя поддиапазонов последовательно установить в положения x1000, x100, x10, xl, х0,1 и следить за щелчками в телефоне и за отклонением стрелки измерительного прибора. При нормальной работе прибора щелчки в телефоне слышны на всех поддиапазонах, кроме первого. Стрелка измерительного прибора на поддиапазоне х10 должна отклоняться на деление, указанное в формуляре на прибор, а в положениях xl и х0,1— за пределы шкалы;

3)ручку переключателя поддиапазонов установить в положение «Черный треугольник», экран блока детектирования поставить в положение Г и уложить блок в нижний отсек футляра. Прибор к работе готов.

Измерение мощности эскпозиционной дозы γ-излучения производится при нахождении экрана блока детектирования в положении Г. Переключатель поддиапазонов ставится в положение, при котором стрелка прибора отклоняется

впределах шкалы. Харктеристика диапазона измерений ДП-5В представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Характеристика диапазона измерений ДП-5В

При измерении мощности экспозиционной дозы γ-излучения (уровня радиации) на местности измерительный пульт должен находиться на уровне груди дозиметриста, а блок детектирования - в вертикальном положении на вытянутой руке на высоте 0,7-1 м от земной поверхности.

Перед измерением степени радиоактивного загрязнения различных поверхностей и объектов определяется мощность экспозиционной дозы γ-излучения (γ-фона) на месте контроля радиоактивного загрязнения (объекты при этом должны находиться на удалении 15-20 м от места измерения). Для этого блок детектирования располагается на высоте 0,7-1 м от земной поверхности. Затем на месте измерения γ-фона (Рф) устанавливается зараженный объект. На блок детектирования надевается полиэтиленовый чехол для предохранения от радиоактивного загрязнения. Перемещая блок детектирования вдоль поверхности обследуемого объекта (на расстоянии 1-1,5 см от нее), по наибольшей частоте сигнала в телефонах отыскивается самый зараженный участок и производится отсчет показаний прибора с учетом коэффициента поддиапазона «Ризм». Сравниваются измеренные величины Рф и Ризм. При Рф < Ризм величину загрязнения поверхности объекта определяют по выражению

Роб=Ризм – Рф/Кэ

где Рф - мощность экспозиционной дозы γ-фона; Кэ - коэффициент, учитывающий экранирующее действие объекта (для

автомобилей, тракторов, станков и прочего оборудования К=1,5, для людей и животных К=1,2, для мелких объектов К=1).

Чтобы определить степень радиоактивного загрязнения воды и продовольствия, берут пробу в котелок или ведро и производят измерение в защищенном сооружении или помещении, которое существенно снижает γ-фон.

Для обнаружения β-излучения блок детектирования располагают в 1-1,5 см от зараженной поверхности и производят два замера - в положениях экрана блока детектирования Г и Б. Разность результатов измерений указывает на наличие β-излучения. Обнаружение загрязненности по β-излучению чаще всего требуется для того, чтобы определить, на какой стороне брезентовых тентов кузовов автомобилей, стенок тарных ящиков, кухонных емкостей, стен, перегородок и т.п. находятся радионуклиды. Если стенка обследуемого объекта загрязнена по β-излучению лишь с одной стороны, то наличие такого загрязнения будет обнаружено только с этой стороны.

Измеритель мощности дозы ИМД-1Р (рисунок 2.2) предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы γ-излучения и для обнаружения β-излучения. Прибор используется при ведении радиационной разведки в зоне радиоактивного загрязнения и при контроле радиоактивного загрязнения самых разных объектов - транспорта, оборудования, людей и животных, продуктов питания и воды по γ-излучению.

10