5. Дозиметрия.

Интенсивность радиоактивного излучения количественно характеризуется числом распадов за 1 с (активностью):

A = N/t

Активность в СИ измеряется в бекерелях (Бк). Часто используют внесистемную единицу Кюри (Ки), 1 Ки = 3.7 10¹⁰ Бк.

Количественно оценить воздействие излучения на живые организмы затруднительно, т.к. эффективность его действия зависит от многих факторов: природы ионизирующих частиц, вида ткани, вида (сложности) самого организма, состояния его здоровья.

Дозой облучения (экспозиционной дозой) называется энергия, попадающая на вещество за определенное время. Размерность Д₀ - Кл/кг. 1 Кл/кг означает, что суммарный заряд ионов одного вида, производимых в 1 кг облученного воздуха, равен 1 Кл.

Оценить дозу, поглощенную тканью, очень сложно. Для оценки биологического воздействия облучения используется соотношение:

Биологическая доза Д_б = Д₀ ОБЭ,

где ОБЭ – относительная биологическая эффективность, определяемая из опыта. Примерные значения ОБЭ:

• 1 – - и –излучения,

• 5 – медленные нейтроны,

• 10 – быстрые нейтроны,

• 10 – протоны,

• 20 – -частицы.

Если одновременно имеются различные виды излучения, то результирующий эффект определяется суммой биологических доз.

Предельно допустимая доза составляет 1,3 мКл/кг в год.

Естественный фон (порожденный космическими лучами, радиоактивностью окружающей среды и самого человека) примерно равен 25 мкКл/кг в год.

При больших дозах:

Доза, мКл/кг	Действие
0 – 5	Явных повреждений нет
5 – 12.5	Легкое изменение состава крови
12.5 – 25 (критическая доза)	Изменение состава крови, усталость, плохое самочувствие
25 – 50	Потеря трудоспособности
50 – 100	Потеря трудоспособности, возможна смерть
100 (полу-летальная доза)	Смертность 50% через 30 дней
150 (летальная доза)	Смертность 100%

Способы защиты от радиации зависят от ее вида:

• -частицы - имеют малую длину пробега, поэтому их задерживает даже тонкий слой вещества (например, воздуха). Опасность представляет попадание -частиц внутрь (с воздухом и пищей), а также тормозное рентгеновское излучение.

• -излучение – разносится ветром и водой, попадает в продукты питания. Например, ⁹⁰₃₈Sr (Т_1/2 = 28 лет) накапливается в костной ткани, облучая костный мозг. Защитой могут служить многослойные толстые экраны из специальных веществ.

• -излучение и нейтроны – особо опасная проникающая радиация. Нейтроны вызывают наведенную ,,–активность в веществе. Защитой могут служить толстые экраны из свинца, железа, бетона.

Лекция 13. Динамические и статистические закономерности.

1. Термодинамический и статистический методы изучения многочастичных систем.

Перейдем к рассмотрению систем, состоящих из большого числа микрочастиц. Эти частицы взаимодействуют друг с другом и с телами, внешними по отношению к системе, но исследователя не интересует поведение каждой отдельной частицы, а лишь то, как результат этих взаимодействий отразится на поведении системы в целом.

Процессы, происходящие в макроскопических телах, но обусловленные их внутренним строением из микрочастиц, изучают молекулярная физика и термодинамика. Таким образом, круг явлений, изучаемых этими науками, один и тот же. Различие состоит в методах, которые используются

• 1-й метод базируется на представлении о макросистеме как о совокупности огромного числа частиц и изучает закономерности их коллективного поведения. При этом учитывается, что координаты и импульс каждого элемента случайны в любой момент времени, поведение отдельной частицы может быть описано лишь с некоторой вероятностью, поэтому используется аппарат теории вероятностей и математической статистики. Этот статистический подход позволяет выяснить механизм явлений, происходящих в сложных системах, но и сам является достаточно сложным.

• 2-й метод не опирается на представление о внутреннем строении изучаемых систем и не касается вопроса о механизме явлений. Этот метод устанавливает количественные законы превращения энергии в различных процессах и называется термодинамическим. Термодинамика имеет дело с непосредственно измеряемыми величинами: давлением, объемом, температурой, концентрацией - и устанавливает связи между ними. Термодинамика отличается простотой, ее основные положения являются обобщением опытных фактов.

Статистическая физика и термодинамика взаимосвязаны и взаимно дополняют друг друга.