Міністерство освіти і науки

Національний університет харчових технологій

БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

Практикум

для студентів усіх напрямів підготовки бакалаврів

денної та заочної форм навчання

Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам. Підписи авторів ____________________________ «__»______ 2014 р.

схвалено на засіданні кафедри безпеки життєдіяльності Протокол № від р.

Київ НУХТ 2014

Безпека життєдіяльності:Практикумдля студентів усіх напрямів підготовки бакалаврівденної та заочної форм навчання

/ Уклад.: О.П. Слободян, Л.П. Нещадим, В.А. Заєць – К.: НУХТ, 2014. – 25с.

Рецензент В.С. Гуць, д-р. техн. наук, проф.

Укладачі:О.П.Слободян, к.т.н.

Л.П. Нещадим

В.А. Заєць

Відповідальнй за випуск В.С. Гуць, д-р техн. наук, проф.

Практична робота № 1

Тема: ВИЗНАЧЕННЯ ДОЗИ ІОНІЗУЮЧОГО ОПРОМІНЕННЯ, ОТРИМАНОЇ ЛЮДИНОЮ

Мета роботи - ознайомлення з приладами для проведення вимірювання доз опромінення, які може отримати людина на забрудненій радіонуклідами території, з методами та порядком проведення вимірювань.

1. Теоретичні положення.

Іонізуючі випромінювання та їх характеристика

Назва “іонізуючі випромінювання” об’єднує різні за своєю фізичною природою види випромінювань. Спільне між ними те, що всі вони мають високу енергію, реалізують свою біологічну дію через ефекти іонізації, що може призвести до загибелі клітин.

Іонізуючим називається випромінювання, яке під час дії на середовище утворює іони різних знаків.

Основні властивості іонізуючих випромінювань: велика енергія, МеВ, проникна здатність, іонізуюча здатність, фотохімічна властивість, люмінесцентна властивість, теплова дія, біологічна дія (може впливати не тільки на конкретну людину, а й на її нащадків, неоднакова реакція окремого організму), висока ефективність поглинутої енергії.

Ефективність контролю і захисту від іонізуючих випромінювань значною мірою залежить від знання його видів і властивостей.

Іонізуючі випромінювання поділяються на групи:фотонні (гамма- та

рентгенівські промені) та корпускулярні (альфа-, бета- та нейтронні частинки).

Альфа-частинки - це ядра гелію, що випромінюються з радіоактивної речовини; вони не можуть проникнути ні через одяг людини, ні через шкіряний покрив. Тому, якщо джерело випромінювання цих частинок розташоване поза організмом (зовнішнє опромінення), вони не являють серйозної небезпеки для здоров’я людини. Проте у разі потрапляння цього джерела всередину організму, наприклад з їжею або повітрям (внутрішнє опромінення), альфа-частинки стають найбільш небезпечними для людини, оскільки вони мають велику іонізуючу здатність. Джерелами альфа- частинок є ядра радіоактивних елементів, наприклад уран-238, полоній-210, плутоній-239.

Бета-частинки - це потік електронів або позитронів. Вони мають значно вищу проникність, ніж альфа-частинки (маса їх у 7300 разів менша від альфа-частинок), але теж затримуються одягом, а в разі зовнішнього опромінення відкритих ділянок тіла людини, залежно від величини енергії опромінення, вони можуть затримуватися в шкіряному епітелії, викликаючи при цьому його пігментацію («ядерну засмагу»), опіки шкіри та ін. Особливо небезпечні для здоров’я є джерела бета- випромінювання за внутрішнього опромінення. До бета-випромінювальних радіонуклідів можна віднести, наприклад, стронцій-90, цезій-137, йод-131 і т.д.

Нейтронне випромінювання відбувається лише за штучно викликаного розпаду. Нейтрони електрично нейтральні, тому потік має високу проникну здатність, що залежить від густини та енергії нейтронів; він небезпечний як за зовнішнього так і за внутрішнього опромінення. Особливістю нейтронних частинок є те, що вони мають здатність перетворювати атоми стабільних елементів у їх радіоактивні ізотопи, що різко підвищує небезпеку нейтронного опромінення.

Гамма-випромінювання - супроводжує ядерні реакції та розпад багатьох радіоактивних речовин. Це випромінювання має високу проникну здатність через речовини, в тому числі і через тканини тіла. Послаблення інтенсивності гамма - випромінювання різними речовинами характеризується величиною шару половинного ослаблення, при проходженні якого інтенсивність гамма- випромінювання зменшується в два рази. Висока проникна здатність гамма- випромінювання робить його однаково небезпечним як за зовнішнього, так і за внутрішнього опромінення. Як захист від гамма-випромінювання ефективно використовуються свинець, бетон або інші матеріали з високою питомою масою.

Рентгенівське випромінювання належить до широкого спектра випромінювань і в природі генерується в основному Сонцем. Це випромінювання реєструється тільки спеціальними приладами, встановленими на супутниках, космічних станціях, і поглинається земною атмосферою, в противному разі воно згубно діяло б на всі живі організми. Рентгенівське випромінювання також генерується відповідними апаратами (прискорювачами) для використання в медичних цілях.

Основні дозиметричні величини

Одиниці вимірювання та співвідношення дозиметричних величин наведено в таблиці1.

Поглинута доза - кількість енергії, отримана одиницею маси опроміненого тіла. Використовується для оцінки іонізуючої дії випромінювань на людину або речовину. Одиниця вимірювання рад є досить великою, і тому дози опромінення зазвичай виражають у частках рад (мілірад, мікрорад).

Експозиційна доза - доза опромінення, яка характеризує іонізуючі властивості випромінювань у повітрі. Використовується для оцінки на місцевості, приміщеннях, на різних поверхнях радіаційної обстановки, зумовленої дією рентгенівського або гамма-випромінювання.

Еквівалентна доза - доза опромінення, яка характеризує біологічні впливи будь-якого випромінювання порівняно з гамма- або рентгенівськими променями. Дана дозиметрична величина характеризується коефіцієнтом якості випромінювання, який показує, у скільки разів оцінюваний вид випромінювань біологічно більш небезпечний від гамма- або рентгенівських променів.

Еквівалентну дозу можна знайти із співвідношення: Н=КД, де Д- поглинута доза; К-коефіцієнт якості випромінювань (К_а=20, Кр=1, К_н=10, К_у=1).

Ефективна еквівалентна доза - доза, яка показує вражаючий вплив опромінення на окремі органи організму. Ця доза використовується у разі нерівномірного опромінення організму, оскільки різні органи людського тіла мають різну чутливість до дії іонізуючих випромінювань. Наприклад, за однакової еквівалентної дози опромінення виникнення раку легенів імовірніше, ніж раку щитовидної залози.

Таблиця 1

Основні дозиметричні величини, їх одиниці, співвідношення між одиницями

Назва величини	Позначення одиниці			Співвідношення між одиницями		Примітка
	в системі СІ	несистемне
Експозиційна доза	Кл/кг	Р	1 Р=2,58*10-4 Кл/кг
Потужність експозиційної дози	Кл/(кг*с)	Р/год	1 Р/год= 7,17*10-8 Кл/(кг*с)
Поглинута доза	Гр	рад	1 рад = 0,01 Гр		Зв'язок з експозиційною дозою: 1 рад=1,14 Р для повітря і 1,05 Р для біологічної тканини
Потужність поглинутої дози	Гр./с	рад/с	1 рад/год = 2,77*10-7 Гр/с
Еквівалентна доза	Зв	бер – біологічний еквівалент рада	1 бер = 0,01 Зв		Ваговий коефіцієнт віддзеркалює ступінь небезпеки опромінення різними видами випромінювань

Методи індикації іонізуючих випромінювань

Принцип виявлення іонізуючих випромінювань ґрунтується на здатності цих випромінювань іонізувати речовину, в якій вони поширюються. Іонізація, в свою чергу, є причиною фізичних та хімічних змін у речовині, які можуть бути виявлені та виміряні. Для виявлення іонізуючих випромінювань застосовують такі методи:

фотографічний- полягає в оцінці ступеня почорніння фотоемульсії під дією іонізуючих випромінювань. Під впливом іонізуючих випромінювань молекули бромистого срібла, що входять до складу фотоемульсії, розпадаються на срібло і бром з утворенням кристаликів срібла, які і спричиняють почорніння фотоплівки під час її проявлення. Густина почорніння пропорційна енергії випромінювання. Порівнюючи густину почорніння з еталоном, визначають дозу випромінювання;

сцинтиляційний- полягає у реєстрації кількості або інтенсивності спалахів від деяких хімічних сполук (сірчаний цинк, йодид натрію) під впливом іонізуючих випромінювань. Кількість спалахів від цих сполук пропорційна потужності випромінювань;

хімічний- під впливом іонізуючих випромінювань деякі хімічні речовини змінюють свою структуру. Наприклад, хлороформ у воді за умов опромінення розкладається з утворенням соляної кислоти, що з індикатором дає кольорове забарвлення. За його густиною можна робити висновок про дозу іонізуючого випромінювання;

іонізаційний- ґрунтується на визначенні сили іонізаційного струму, який утворюється внаслідок дії іонізуючого випромінювання на газ, що міститься в ізольованому об’ємі. При цьому електрично нейтральні атоми газу поділяються на позитивні та негативні іони. Якщо в цей об’єм помістити два електроди, до яких прикласти напругу постійного струму, то між електродами виникне струм, вимірюючи який можна визначити інтенсивність іонізуючих випромінювань.

Блок-схема дозиметричних приладів