Лекція 2

ЛЕКЦІЯ 2.

Техногенні небезпеки радіоактивного походження.

План

1. Характеристика іонізуючих випромінювань

2. Основні властивості іонізуючих випромінювань

3. Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду.

4. Основні дозиметричні величини.

Найнебезпечнішими за наслідками є аварії на АЕС з викидом в атмосферу радіоактивних речовин, внаслідок яких має місце довгострокове радіоактивне забруднення місцевості на величезних площах.

Найбільшою за масштабами забруднення навколишнього середовища стала аварія, яка відбулася в 1986р. на Чорнобильській АЕС. Історія людства ще не знала такої аварії, яка була б настільки згубною за своїми наслідками для довкілля, здоров'я та життя людей.

За оцінками спеціалістів, відбулись викиди 50 мегакюрі небезпечних ізотопів і 50 мегакюрі хімічно інертних радіоактивних газів. Сумарне радіоактивне забруднення еквівалентне випадінню радіоактивних речовин від вибуху декількох десятків таких атомних бомб, які були скинуті над Хіросімою. Внаслідок цього викиду були забруднені атмосфера, води, ґрунти, рослинність на сотні кілометрів. Під радіоактивне ураження потрапили території України, Білорусі, Росії, де тепер мешкає 5 млн. осіб.

Іонізуючим називається випромінювання, яке підчас дії на середовище перетворює його на заряди різних знаків. Виділяють два види іонізуючих випромінювань:

1. Корпускулярні випромінювання. Це потоки невидимих елементарних частинок певної маси і певних розмірів. До них відносяться альфа -, бета -, нейтронні випромінювання .

2. Фотонні (група хвильових). Це електромагнітні хвилі в понад короткохвильовому діапазоні (гамма і рентгенівське випромінювання).

Альфа-частинки являють собою ядра атомів гелію що мають два протони і два нейтрони.

Альфа випромінювання має відносно велику іонізуючу здатність, але проникає в тканини тіла людини на дуже малу глибину. При зовнішньому опроміненні захистом для людини є одяг. При прониканні в організм людини альфа частинок разом з водою, їжею, повітрям вони стають надзвичайно небезпечними і можуть призвести до ракових захворювань. Джерелами альфа-частинок є ядра таких елементів: уран-238, полоній-238, свинець-210, радій-226.

Бета-випромінювання – потік електронів або позитронів, що випромінюються із ядра підчас бета розпаду.

Їх проникна здатність значно вища ніж у альфа частинок. При зовнішньому опромінюванні бета частинками тіла людини на відкритих поверхнях шкіри можуть утворюватись радіаційні опіки різної складності. У разі проникання джерел бета частинок в організм з їжею, водою чи повітрям відбувається внутрішнє опромінення організму здатне спричинити тяжкі променеві ураження. Джерелами бета випромінювання є стронцій-89, цезій-134, йод-131, барій-140, та інші радіонукліди. Для захисту від бета випромінювань може служити лист алюмінію завтовшки до 1-го сантиметру.

Нейтрони – це нейтральні частинки, що не несуть електричного заряду, мають значну проникну здатність. Нейтронне випромінювання виникає в наслідок ядерних реакцій, частково реакцій ділення ядер урану або плутонію Нейтронне опромінення справляє сильну вражаючу дію при зовнішньому опроміненні. Від нейтронного випромінювання добре захищають водневмісні матеріали або легкі речовини: бор, графіт, парафін, бетон.

Рентгенівське і гамма випромінюванням належать до широкого спектра електромагнітних випромінювань, поширюються із швидкістю світла і мають високу проникну здатність. Рентгенівське випромінювання – це електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі 10^-9…10^-11м, генерується прискорювачами для використання його з метою діагностики і лікування хворих. Гамма випромінювання супроводжує ядерні реакції і розпад багатьох радіоактивних речовин. Маючи високу проникну здатність може пройти крізь тіло і більш густі середовища. Для захисту від гамма випромінювання використовується свинець, бетон або інші матеріали великої густини.

Основні властивості іонізуючих випромінювань:

1. велика енергія

2. велика теплова дія.

3. проникаюча здатність

4. іонізуюча здатність

5. біологічна дія (невелика доза приводить до значних змін в організмі).

Радіоактивність – це здатність ядер деяких хімічних елементів самовільно розпадатися на ядра інших елементів з виділенням енергії у вигляді випромінювання. Математичний закон радіоактивного розпаду має вигляд:

NΔt =N₀ е^–λΔt,

де NΔt — кількість наявних ядер після спливання часу Δt; N₀ — первісне число ядер у момент часу t₀; λ — постійна радіоактивного розпаду; Δt — проміжок часу (t–t₀); е — основа натурального логарифма, е=2,718.

Т_1/2 – період напіврозпаду – це час, за який розпадається половина ядер даної радіоактивної речовини.

Період піврозпаду для кожного радіонукліду – величина постійна і коливається від долі секунди до кількох мільйонів років. Період піврозпаду для урану-238 4,5*10 років, рутенію-106 -368 діб, стронцію-90 - 28 років, цезію-137-30 років йоду-131 -8 діб

Число ядер радіоактивного ізотопу зменшується з часом за експоненціальним законом

Активність характеризує розпад ядер за одиницю часу.

СІ Не системна

А Бк Кі 1Кі=3,7*10 Бк

Питома активність- - цевміст радіонуклідів в одиниці маси речовини

А_пит Бк/кг Кі/кг

Кількісну характеристику іонізуючого випромінювання, яку називають дозою, визначають як енергію, поглинутою речовиною. Першою із таких величин є поглинута доза.

Поглинута доза- це кількість енергії, що поглинута опроміненою речовиною і розрахована на одиницю маси цієї речовини..

Д Гр рад

1ГР=100РАД (радіаційнаабсорбційна доза)

Потужність поглинутої дози – поглинута доза за одиницю часу.

Д Гр/с рад/с

Експозиційна доза – характеризує іонізуючі властивості гамма і рентгенівські випроміненням в середовищі.

Х Кл/кг( Кулон/ кг) Р(Ренген)

Поглинутій дозі 1РАД відповідає експозиційна доза 1Р. 1РАД=1Р

Потужність експозиційної дози –це відношення дози до одиниці часу.

Х А/кг Р/год

Радіаційний фон - це потужність експозиційної дози виміряної на висоті 1м від землі.

Еквівалентна доза – характеризує біологічні ефекти викликані будь-яким випромінюванням в порівнянні з гамма і рентгенівським випромінюванням.

Н Зв бер (біологічний еквівалент рада)

1Зв=100бер

Ефективна еквівалентна доза, яка показує вражаючий вплив опромінення на окремі органи організму.

Не Зв бер

Рис. 2. Вклад різних факторів в сумарну річну дозу опромінення людини.

В нашій Державі розроблено і введено в дію в січні 1998 року Державні гігієнічні нормативи ”Норми радіаційної безпеки України” (НРБУ-97)

Одним із важливих заходів зменшення доз опромінення населення є встановлення гігієнічних регламентів вмісту радіонуклідів у харчових продуктах і питній воді. Такими Державними гігієнічними нормативами для України є „Допустимі рівні вмісту радіонуклідів Cs₁₃₇, Sr₉₀ у продуктах харчування і питній воді” (ДР-97).

Контрольні питання:

1. Що таке іонізуюче випромінювання (І.В.)?

2. Які види І.В. ви знаєте?

3. Які є дози І.В.?

4. Що таке радіаційний фон?