Активность источника ионизирующего излучения

Единицы активности и дозы ионизирующих излучений

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ЛЕКЦИЯ 3

Ионизирующие излучения. Характеристики, источники, единицы измерения

Введение

Ионизирующие излучения (ИИ) – это излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков.

Другими словами, ИИ при взаимодействии с веществом способны создавать в нем заряженные атомы и молекулы – ионы.

Возникает ионизирующее излучение при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, а также при взаимодействии заряженных частиц, нейтронов, фотонного (электромагнитного) излучения с веществом.

Обратите внимание

Практически в первые же годы после открытия ионизирующего излучения исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами. В 1895 г. помощник Рентгена В. Груббе получил радиационный ожог рук при работе с рентгеновскими лучами, а А.

Беккерель, открывший радиоактивность, положил однажды в карман пробирку с радием и получил сильный ожог кожи.

Мария Кюри, с именем которой мы связываем начало научных исследований радиоактивности и становление ядерной физики, как считается умерла от одного из злокачественных заболеваний крови, явившегося последствием длительного облучения.

Крупнейшие специалисты, обеспокоенные вредным воздействием ионизирующих излучений, в конце 20-х годов создали Международную Комиссию по радиационной защите (МКРЗ), которая разрабатывала и продолжает разрабатывать правило работы с радиоактивными веществами. На основе рекомендаций МКРЗ национальные эксперты разрабатывают национальные нормативы в своих странах.

В начале 50-х годов, когда мир уже знал о последствиях атомных бомбардировок японских городов, когда ядерные державы проводили испытания ядерного оружия в атмосфере мировая общественность стала проявлять беспокойство по поводу воздействия ионизирующих излучений на человека и окружающую среду.

Тогда, в 1955 г. Генеральная Ассамблея ООН основала Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР) (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR).

Он занимается изучением действия радиации, независимо от ее источника на окружающую среду и население.

Он не устанавливает норм радиационной безопасности, не дает рекомендаций, не изыскивает средств защиты, а служит источником сведений, на основе которых МКРЗ и национальные комиссии вырабатывают соответствующие нормы и рекомендации (в России – Санкт Петербургский МИИ радиационной гигиены).

Краткая характеристика различных видов ИИ

А) Корпускулярное излучение.

1) Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде или при ядерных реакциях. Энергия частиц – несколько МэВ. Пробег -частиц в воздухе достигает 8-9 см, а в живой ткани – несколько десятков микрометров.

Обладая сравнительно большой массой -частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что обусловливает их низкую проникающую способность и высокую ионизирующую способность (на 1 см пути в воздухе – несколько десятков тыс. пар ионов).

2) Бета-излучение – поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия – до нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе – 1800 см, в живых тканях – 2,5 см.

Ионизирующая способность -излучения на три порядка (до нескольких десятков пар ионов на 1 см) ниже чем у -частиц, а проникающая способность выше, т. к.

Важно

при одинаковой с -частицами энергии они обладают значительно меньшей массой и зарядом.

3) Нейтронное излучение. Нейтроны преобразуют свою энергию в т. н. упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов.

При упругих взаимодействиях происходит обычная ионизация вещества.

При неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и -квантов (гамма-излучение).

Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют.

Б) Электромагнитное излучение.

1) Рентгеновское излучение – возникает в среде, окружающей источ-ник -излучения, в рентгеновских трубках, ускорителях электронов, электронно-лучевых трубках и т. п. Оно представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучения.

Тормозное излучение – фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц.

Характеристическое излучение – это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома.

Энергия фотонов рентгеновского излучения составляет 1 МэВ. Оно обладает малой ионизирующей способностью, но большой проникающей способностью.

2) Гамма-излучение – это электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Его энергия находится в пределах 0,01 3 МэВ.

Длины волн -излучения меньше, чем длины волн рентгеновского излучения. Поскольку с уменьшением длины волны проникающая способность излучения возрастает, -излучение обладает весьма высокой проникающей способностью.

Ионизирующая способность его, соответственно, мала.

Единицы активности и дозы ионизирующих излучений

Активность (А) радиоактивного вещества – число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt):

.

Совет

1 Бк (беккерель) равен одному ядерному превращению в секунду. В литературе, изданной до 1996 года часто встречается прежняя (внесистемная) единица – Кюри (Ки): 1 Ки = 3,7 1010 Бк.

Экспозиционная доза(характеризует источник излучения по эффекту ионизации):

где dQ – полный заряд ионов одного знака, возникающий в воздухе в данной

точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме (dm) воздуха.

Экспозиционная доза на рабочем месте при работе с радиоактивными веществами:

где А – активность источника [мКи], К– гамма-постоянная изотопа [Р см2 / (ч мКи)] – из справочника, t – время облучения, r – расстояние от источника до рабочего места [см ].

При дозиметрическом контроле используется также мощность экспозиционной дозы[р×ч-1].

Поглощенная доза это фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая по формуле:

.

Здесь dE – средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме.

В системе СИ поглощенная доза измеряется в Дж×кг-1 и имеет специальное название грей(Гр). Ранее широко использовалась внесистемная единица «рад», поэтому следует помнить соотношение между этими единицами:

Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощенная доза связана с экспозиционной дозой соотношением

Дпогл.= Дэксп.К1,

где К1– коэффициент, учитывающий вид облучаемого вещества (воздух, вода и т. п.), т. е. учитывающий отношение энергии, поглощаемой данным веществом, к электрическому заряду ионов, образованных в воздухе такой же массы. При экспозиционной дозе в 1 Р энергия -излучения, расходуемая на ионизацию 1 г воздуха равна 0,87 рад, т. е. для воздуха

В человеческом организме:

— для воды К1= 0,887 … 0,975 рад/Р,

— для мышц К1= 0,933 … 0,972 рад/Р,

— для костей К1= 1,03 … 1,74 рад/Р.

В целом для организма человека при облучении от -источника коэффициент

Обратите внимание

В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза 0,88 рад.

В дозиметрической практике часто сравнивают радиоактивные препараты по их -излучению. Если два препарата при тождественных условиях измерения создают одну и ту же мощность экспозиционной дозы, то говорят, что они имеют одинаковый -эквивалент.

Гамма-эквивалент mRaисточника – условная масса точечного источника 226Ra, создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы как и данный источник. Единица – 1кг-экв Ra.

В связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучения вызывает в живом организме различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.

Поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой поглощенной энергии -излучение, например, гораздо сильнее воздействует на живую ткань, чем — или -излучение, так как его ионизирующая способность в несколько раз выше. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий неодинаковую ионизирующую способность различных видов излучения.

Эквивалентная доза (Н)– величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава

Н = Д Q [Зв] 1 Зв = 100 бэр.

Q – безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Для рентгеновского и g-излучения Q=1, для альфа-, бета-частиц и нейтронов Q=20.

При расчете эквивалентной дозы для -активных нуклидов учитывается еще и коэффициент распределения дозы. КР, учитывающий влияние неоднородности распределения нуклидов в ткани и его канцерогенную эффективность по отношению к 226 Ra.

До 1996 года в СССР, а затем в в СНГ в качестве единицы измерения эквивалентной дозы использовался «бэр» – поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения. Таким образом, бэр – “биологический эквивалент рада”.

С 1996 года на территории России использование старых внесистемных единиц «рад», «бэр», а также «кюри» в литературе, официальных документах не допускается.В системе СИ единицей измерения для эквивалентной дозы является зиверт(Зв).

Соотношение с прежней единицей то же, что и для поглощенной дозы: 1Зв = 100 бэр.

При определении эквивалентной дозы следует учитывать также, что одни части тела (органы; ткани) более чувствительны к облучению, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятнее, чем в щитовидной железе, мышечной ткани, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует учитывать с разными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав их по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу (рисунок 2), отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах. Эффективная эквивалентная доза используется для оценки риска отдаленных последствий облучения.

Важно

Просуммировав индивидуальные эквивалентные дозы, мы получим коллективную эффективную эквивалентную дозу, которая измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).

Однако многие радионуклиды распадаются очень медленно (например, уран 238 — п/п = 4,47 млрд. лет, U234– 245000 лет, торий 230 – 8000 лет, Ra226– 1600 лет) и останутся радиоактивными и отдаленном будущем.

Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s44645t6.html

Показатель активности ионизирующих излучений, единицы измерения

Ионизирующее излучение(ИИ) — любое излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образова­нию в этом веществе ионов разного знака.

Человек ежедневно подвергается воздействию естест­венной (природной) радиации. К природным источникам ионизирующего излучения относится космическое излуче­ние, а также излучение от земли, почвы, горных пород и др.

Источники радиоактивных излучений (радиоактивные вещества, отходы и др.) оценивают активностью(А) — числом самопроизвольных ядерных превращений в единицу времени. Единица активности — кюри (Ки), 1Ки = 3,7-1010 ядерных превращений за 1 секунду.

Оценка ионизирующих излучений различного вида по основным характеристикам.

Наиболее важными для человека видами излучений, с которыми он сталкивается в быту, производственной деятель­ности, при ядерных и радиационных авариях, являются:

Читайте также:  Грунт. определение, понятие, виды и классификация грунтов.

рентгеновское и γ-излучения, они различны только по происхождению: рентгеновское — возникает при работе оп­ределенных электрических устройств (например рентгенов­ской трубки), а γ гамма-излучение — при ядерных реакциях. Обладают большой проникающей способностью и легко проходят через тело че­ловека, что представляет опасность для здоровья;

α излучение — это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия. Состоит из двух протонов и двух нейтронов. Обладают наибольшей ионизирующей способно­стью и наименьшей проникающей способностью.

Они не могут проникнуть ни через одежду человека, ни через кожный эпителий, поэтому если источник излучения этих частиц расположен вне организма (внешнее облучение), он не представляет опасности для здоровья.

При попадании же этого источника внутрь организма с пищей и/или водой (внутреннее облучение) α-частицы становятся наиболее опас­ными для человека;

β-излучение — это поток электронов, имеющих отрица­тельный заряд. имеет меньшую ионизирующую способность и большую проникающую способность. Задерживается одеждой, кожным эпителием, вызывая пигментацию, ожоги и язвы на теле. Как и α-частицы, β-излучение наиболее опасно при внутреннем облучении;

нейтронное излучение — нейтральные элементарные час­тицы. Поскольку нейтроны не имеют электрического заряда, при прохождении через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. Обладает высокой проникающей способностью, зависящей от плотности облучаемого вещества и энергии нейтронов. Оно опасно как при внешнем, так и при внутреннем облучении.

Экспозиционная и поглощенная доза.

Поглощенная дозаДп — средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества. Единицей поглощенной дозы явля­ется грей (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг. На практике применяют также вне­системную единицу 1 рад = 1 * 10-2 Дж/кг = 0,01 Гр. Поглощенная доза излучения зависит от вида излучения (например, нейтронное излучение в 10 раз вреднее γ-излучения) и поглощающей среды.

Для заряженных частиц (α, β, протонов) небольших энергий, погло­щенная доза служит однозначной характеристикой ионизи­рующего излучения по его воздействию на среду.

Для рентгеновского и у-излучений поглощенная доза не может служить характеристикой по их воздействию на среду, в качестве характеристики по эффекту ионизации исполь­зуют экспозиционную дозу. За единицу экс­позиционной дозы прини­мают кулон на килограмм (Кл/кг).

Это такая доза рентгенов­ского или γ-излучения, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях обра­зуются ионы, несущие 1 Кл электричества каждого знака.

На практике до сих пор широко используется внесистем­ная единица экспозиционной дозы рентген (Р): 1 Р — экспо­зиционная доза рентгеновского и гамма-излучений, при кото­рой в 1 см3 воздуха при нормальных условиях, образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака или 1 Р = 2,58 • 10-4 Кл/кг.

Эквивалентная и эффективная доза, единицы измерения.

Эквивалентная доза — поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий ко­эффициент Wr для данного вида излучения (Wr для α-частиц равен 20, протонов — 5, нейтронов — от 5 до 20). В качестве единицы измерения эквивалентной дозы принят зиверт (Зв), применяют также специальную единицу эквивалентной дозы — бэр (биологический эквивалент рада); 1 бэр = 0,01 Зв.

Для оценки риска возникновения отдаленных последст­вий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей используют эффективную дозу.

Единицей измере­ния эффективной дозы в системе СИ является зиверт — Зв, внесистемной — бэр.

Эффективная доза представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тка­нях на соответствующие взвешивающие коэффициенты для тканей и органов (костный мозг – 0,12, легкие – 0,12, печень – 0,05, кожа – 0,01 и т.д.)

Биологическое воздействие ионизирующего излучения на человека.

Опасность ионизирующего излучениязаключается в том, что оно не воспринимается органами чувств человека, по­этому у него не выработана защитная реакция на эту опас­ность.

Ионизирующее излучение, проникая в организм че­ловека, приводит к образованию заряженных частиц — сво­бодных электронов, которые при взаимодействии с сосед­ними атомами ионизируют их.

В результате этого наруша­ется нормальный обмен веществ, изменяется характер жиз­недеятельности клеток, отдельных органов и систем орга­низма, что приводит к возникновению лучевой, болезни в ви­де общих и местных поражений. Общее действие вызывает лейкемию, а местное — заболевания кожи и злокачествен­ные новообразования.

Совет

Появле­ние симптомов и их выраженность зависят от вида излучения, дозы и мощности облучения: например, первые ранние симпто­мы появляются через 6-8 ч при γ и γ-нейтронном из­лучении большой мощности или позже 10-12 ч и до конца су­ток — при γ- и β-излучении малой мощности.

Основные дозовые пределы для населения.

Нормирование ионизирующих излучений производят в соответствии с санитарными правилами СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99) дифференцированно для различных категорий облучаемых лиц — персонала, а также населения .

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) — 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) — 70 мЗв.

Основные пределы доз

Нормируемые величины Пределы доз
Персонал Население
Эффективная доза 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год:
в хрусталике глаз 150 мЗв 15 мЗв
коже 500 мЗв 50 мЗв
кистях и стопах 500 мЗв 50 мЗв

Определение химическая безопасность и опасное химическое вещество, их классификация по химической опасности.

К химически опасным объектам (ХОО) относят пред­приятия химической, нефтеперерабатывающей и других от­раслей промышленности, где обращаются (производятся, транспортируются, хранятся, утилизируются, уничтожаются) опасные химические вещества (ОХВ).

Опасными химическими веществами – называют токсичные химические вещества, применяемые в промышленности и в сельском хозяйстве, которые при разливе или выбросе загрязняют окружающую среду и могут привести к гибели или поражению людей, животных, растений.

Обеспечение химической безопасности — это комплекс взаимодополняющих принципов охраны окружающей среды и здоровья человека на разных уровнях, при котором отсутствует недопустимый риск.

Причинами аварий на ХОО являются недостаточная на­дежность и отказы в работе отдельных технических систем и агрегатов, нарушение правил безопасности работ, ошибочные действия персонала и др.

К числу показателей, характеризующих аварийную опас­ность ХОО, относят количество населения, проживающего в зоне возможного загрязнения при потенциальной аварии. Классификация ХОО по химической опасности:



Источник: https://infopedia.su/8xee29.html

Способы измерения ионизирующего излучения

Используют три основных группы приборов для измерений и контроля ионизуемого излучения: радиометры, спектрометры, дозиметры.

 Важнейшей частью подобных приборов является детектор — устройство для регистрации ионизирующего излучения.

Детектором называют устройство, в котором энергия ионизирующего излучения преобразуется в электрическую или другие виды энергии, что позволяет регистрировать излучение.

Радиометры:

• измеряют активность источника ионизирующего излучения;
• позволяют определить активность конкретного радионуклида или суммарную актив ность радионуклидов в источнике излучения (в Беккерелях).

Спектрометры:
• измеряют энергетический спектр излучения — распределение гамма-квантов, альфа- или бета-частиц по энергиям;

• позволяют установить радионуклидный состав и содержание (активность) каждого радионуклида в источнике (в Беккерелях).

Дозиметры:

• дают оценки доз облучения: поглощенной — в Греях (Гр) и производных (мГр, мкГр т.п.); эквивалентной или эффективной — в Зиверт и производных (мЗв, мкЗв) а также мощности доз;

• дают оценки мощности доз.

Работа газоразрядных (ионизационных) детекторов основана на ионизации рабочего вещества (газа) излучением. Самый детектор такого типа — ионизационная камера. Она представляет собой плоский или цилиндрический конденсатор, внутренний (рабочий) объем которого заполнен газом.

К обкладкам конденсатора приложено постоянное электрическое напряжение. При отсутствии внешнего опрочения газ, находящийся между пластинами конденсатора, является изолятором, и поэтому ток в цепи отсутствует.

Когда же доли ионизирующего излучения попадают в рабочее пространство конденсатора, они вызывают ионизацию молекул газа

— образуются заряженные частицы: свободные электроны и ионы. При попадании в рабочее пространство конденсатора гамма-квантов газ, наполняющий это пространство, ионизуеться фотоэлектронами, которые вырываются из материала стенок камеры под действием гамма-излучения.

В электрическом поле конденсатора отрицательно заряженные частицы направляют к аноду (+), а положительно заряженные — к катоду (-). Как следствие, в звенье возникает кратковременный электрический ток — электрический импульс.

Обратите внимание

Этот импульс и представляет собой регистрируемый сигнал, свидетельствующий о наличии частиц или гамма-квантов излучения, а его амплитуда зависит от энергии частичок или гамма-квантов.

Зная суммарный электрический заряд, возникающий в рабочем объеме детектора, можно оценить величину дозы внешнего облучения объекта.

Преимущества ионизационной камеры — простота и надежность, недостаток — слабый электричний сигнал при регистрации излучения, то есть низкая эффективность регистрации.

Пропорциональные детекторы и счетчики Гейгера-Мюллера — это разновидности приборов на основе газоразрядных детекторов.

Они отличаются относительно высоким анодным напряжением, что позволяет значительно усиливать электрические сигналы, вызываемые ионизирующим излучением.

В счетчиках Гейгера-Мюллера выходят сильнейшие электрические сигналы, но они одинаковы для всех регистрируемых частиц или гамма-квантов, независимо от их энергии.

Поэтому подобные счетчики служат только для определения общего числа частиц или гамма-квантов, без разницы их по энергии.

При использовании пропорционального счетчика сохраняется возможность распознавать частицы или гамма-кванты, отличающиеся по энергии.

Важно

Недостаток газоразрядных детекторов — низкая эффективность регистрации гамма-излучения в силу высокой проникающей способности большая часть гамма-квантов оставляет рабочий объем детектора, так и не вызвав ионизации молекул газа. В случае альфа и бета-излучение возникает другая проблема.

Регистрация альфа-частиц газ разрядными счетчиками практически невозможна, так как почти все эти частицы поглощаются стенками детектора. Бета-частицы также в значительной степени поглощаются стенками детектора.

Чтобы снизить степень поглощения бета-частиц, уменьшают толщину корпуса в том месте, где излучение проникает в рабочий объем детектора.

Полупроводниковые детекторы также относятся к ионизационных. По принципов действия они похожи ионизациям камерам, но вместо газа в качестве рабочего вещества используют полупроводниковые материалы (область р-п-перехода, включеного в обратном направлении). Длина пробега альфа-частиц в твердом теле небольшая, поэтому для их регистрации достаточно тонкого слоя полупроводника.

Для регистрации бета- и гамма-излучений нужен более толстый слой полупровидникового материала. Полупроводниковые детекторы позволяют хорошо различать доли, близкие по энергии, то есть имеют высокую энергетическое здатность. Некоторые виды полупроводниковых детекторов работают только при температуре жидкого азота, что значительно усложняет их конструкцию и эксплуатацию.

Широко распространены и сцинтилляционные детекторы. Их работа основана на способности некоторых соединений светиться под действием ионизирующего излучения. При попадании в детектор излучения возбуждает молекулы этих соединений, то есть переводит электроны молекул на более высокие энергетические уровни.

Возвращение молекул в основном энергетическое состояние происходит за очень короткий промежуток времени и сопровождается испусканием фотонов. Световые вспышки регистрируются. Таким образом детектирования ионизирующих излучений нашел широкое применение при появлении фотоэлектронных умножителей.

Читайте также:  Технология ликвидации чрезвычайных ситуаций (чс)

(ФЭП) — устройств, позволяющих измерять сверхслабая (вплоть до единичных фотонов) световые вспышки.

Как сцинтилляторов используют неорганические и органические соединения в твердом и жидком состоянии. Для регистрации гамма-квантов широко используют сцинтиляторы на основе монокристаллов N aI и C sI . В этом случае эффективность регистрации гамма-излучения составляет десятки процентов.

Совет

При регистрации бета-излучения лучше использовать органические сцинтилляторы, в том числе и редкие. В случае альфа-излучения применяют сцинтилляторы на основе сульфиду цинка или кадмия.

Сцинтилляционные детекторы имеют неплохую энергетическое разрешение, однако в этом отношении уступают полупроводниковых.

Оба типа детекторов отличаются высоким быстродействием.

Принцип действия фотоемульсионних детекторов подобный фотографическом.

Ионизирующего излучения влияет на фотоэмульсию, нанесенную на пленку или пластинка, и образует скрытое изображение. После проявления в тех местах, которые получили облучения, остается темный след.

Такие детекторы способны фиксировать след (трек) движения ядерных частиц, поэтому их относят к классу трековых.

В дозиметрии используют фотоемульсийни, а также термолюминесцентные (ТЛД) и фотолюминесцентные (ФЛД) детекторы. В состав ТЛД и ФЛД входят люминофоры — вещества, излучения которых приводит к возникновению так называемых центров фотолюминесценции. Подобные центры возникают в результате нарушения молекул люминофора.

В отличие от сцинтилляторов, молекулы люминофора могут находиться в возбужденном состоянии достаточно длительное время, и поглощенная энергия излучения может храниться в облучается материале. Люминесценция начинается не сразу после облучения, а только после дополнительного воздействия на люминофор.

В случае ФЛД люминесценции может вызвать ультрафиолетовое излучения. В ТЛД люминесценция начинается после нагрева люминофора до определенной температуры (обычно не более 573 К). Такое воздействие оказывают на люминофор в приборе, где измеряется интенсивность свечения. По ее величине определяют накопительную человеком дозу внешнего облучения.

Обратите внимание

После «считывания показаний» детекторы ФЛД и ТЛД могут быть снова использованы для дозиметрических измерений.

Простейшие дозиметры созданные на основе ионизационной камеры и фактически измеряют суммарный электрический заряд частиц, образующихся в вещества за определенный промежуток времени под действием гамма-излучения.

Возникающие в ионизированой камере электрические заряды чрезвычайно малы и практически не поддаются измерению. Поэтому ионизационные камеры используют только для оценки дозы гамма-излучения высокой интенсивности. В большинстве случаев используют другие детекторы излучения.

Чаще всего используют счетчики Гейгера-Мюллера, а также приборы на основе сцинтилляционных и полупровидниковых детекторов.

Дозы внешнего облучения человека контролируют с помощью индивидуальных дозиметров.

Современные дозиметры позволяют определять эффективную дозу совершенно по дочных облучения организма человека и дают показания в микрозивертах (мкЗв) или миллизивертов (мЗв).

В приборах, с помощью которых определяется мощность дозы внешнего облучения, единицей измерения обычно служит микрозиверт в час (мкЗв/ч).

С помощью дозиметров нельзя измерять содержание радионуклидов в почве и уровень загрязнения радионуклидами продуктов питания. Такие измерения можна проводить с помощью радиометров и спектрометров. Радиометры предназначены для определения содержания радионуклидов в образцах почвы, воды, продуктов питания и т. д. По величине измеряемой активности радионуклидов в этих образцах.

В гамма-радиометрах обычно используют сцинтилляционные детекторы. В радиометре есть специальный блок обработки, в котором на основе введенной информации о массе или объеме пробы по числу зарегистрированных прибором гамма-квантов определяется удельная активность измеряемой пробы. Прибор выдает показания в Беккерелях на килограмм (Бк/кг) или в Беккерелях на литр (Бк/л).

Особые требования предъявляются к защите радиометра от фонового излучения, которое может исказить показания прибора. Чем меньше удельная активность измеряемых образцов, тем выше требования, предъявляемые к качеству детектора и защиты прибора от фоновых излучений, не связанных с излучением исследуемого образца.

Счетчик излучения человека является разновидностью радиометра и предназначен для измерения активности в теле человека радиоактивного цезия, калия и других радионуклидов по сопровождающему их распад гамма-излучению.

Спектрометры дают наиболее полную информацию об излучении радионуклидов. Гамма-, альфа- и бета-спектрометры позволяют определить энергетический спектр излучения, то есть распределение гамма-квантов, альфа- или бета-частиц по энергиям.

Важно

Спектр излучения каждого радионуклида уникален, что позволяет определять, какие радионуклиды и в каком количестве содержатся в анализируемом образце. В спектрометрах используют полупроводниковые или сцинтилляционные детекторы.

 Спектрометры — это наиболее сложные и дорогие измерительные приборы.

Источник: http://www.kak-chto.info/sposoby_izmerenia_izluchenia/

115 Основы радиационной гигиены. Ионизирующее излучение (ИИ), характеристика, источники, активность

115 Основы радиационной гигиены. Ионизирующее излучение (ИИ), характеристика, источники, активность.

Радиационная гигиена–отрасль гигиенической науки, изучающая влияние ИИ на здоровье людей и разрабатывающая мероприятия по снижению его неблагоприятного воздействия.

Радиационная безопасность населения это состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ИИ. Ионизирующее излучение-излучение, которое создаётся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе, и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков.

Мерой чувствительности к действию ИИ является радиочувствительность. Доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклеидов, естественно распределённых в воде, воздухе, земле и других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека составляет естественный радиационный фон.

Естественный радиационный фон, изменённый в результате деятельности человека составляет техногенно изменённый радиационный фон. ИИ бывает корпускулярным( альфа, бета-частицы, космические лучи, протоны, нейтроны) и электромагнитным(

гамма, рентгеновское излучение).Альфа излучение- ИИ,состоящее из альфачастиц( ядер гелия-2 протона и 2 нейтрона), испускаемое при ядерных

превращениях. Бета излучение- электронное и позитронное ИИ, испускаемое при ядерных превращениях. Гамма-излучение — фотонное ИИ,испускаемое при ядерных превращениях и аннгиляции частиц.

Рентгеновское излучение–совокупность тормозного и характеристического фотонного излучения, генерируемого рентгеновскими аппаратами.

Альфа-лучи – длина пробега в воздухе составляет всего несколько см, а в твердом веществе микроны и поэтому они обладают малой проникающей способностью, зато ионизирующая их способность составляет десятки тысяч пар ионов на один см пробега в воздухе и в веществе она также высока.

Совет

Бета-лучи- длина пробега в воздухе достигает нескольких метров, ионизирующая способность — сотни пар ионов на один см пробега.

Гамма- и рентгеновские лучи — обладают большой проникающей способностью (длина пробега составляет сотни метров) и малой ионизирующей способностью-их линейная плотность ионизации составляет от нескольких пар до десятков пар ионов на один см пробега в воздухе.

Источники ИИ делят на две группы:1Закрытые-источники излучения, устройство которых исключает загрязнение окружающей среды РВ при предвидимых условиях их применения, но при нарушении рекомендуемой технологии или аварии они все же могут попадать в окружающую среду.

К закрытым источникам ИИ относят:гамма-установки, рентгеновские аппараты, ампулы с РВ, металлические патроны с РВ, вплавленные в металл РВ.2Открытые — источники излучения, при использовании которых возможно попадание РВ во внешнюю среду и ее загрязнение.К открытым источникам ИИ относят РВ в порошкообразном, растворенном или газообразном состоянии, применяемые после разгерметизации упаковки. Объекты, работающие только с закрытыми ИИ,могут размещаться внутри жилых кварталов без установления санитарно-защитных зон при условии наличия необходимых защитных ограждений. При работе с закрытыми источниками наибольшую опасность представляет внешнее облучение,т.е облучение организма от находящихся вне его ИИИ. Здесь опасны ИИ с большой длиной пробега, т.е. с высокой проникающей способностью (рентгеновское, гамма-излучение).

117 Принципы определения радиактивного загрязнения различных объектов внешней среды.

Радиоактивность – самопроизвольный процесс превращения атомных ядер с изменением их заряда,массы и энергетического состояния. Этим свойством обладают радиоактивные вещества(РВ) или радионуклиды, которые самопроизвольно превращаются в другие элементы с испусканием альфа- и бета- частиц или гамма- лучей.

Отбор проб для радиометрического исследования1.Отбор проб воды.Для исследования отбирают 0,5-1л воды, выпаривают ее и cyxoй остаток наносят на мишень из тонкой фольги.2.Отбор проб воздуха. Пропускают через фильтр из ткани Петрянова определенный объем воздуха. Затем фильтр сжигают, а золу наносят на мишень.3.

Отбор смывов с поверхностей. С площади 100 см, ограниченной трафаретом, влажными или сухим тампонами берут мазок. Затем тампон подвергают радиометрическому исследованию, либо исследуют золу от сожженного тампона нанесенную на мишень из фольги.

При радиометрических исследованиях можно измерять абсолютную активность того или

другого конкретного источника в целом, общий уровень радиоактивности среды или местности /например, фоновую активность местности, помещения/.Если измерять активность вещества, отнесенную к его определенному объему или массе /м, кг/, этот показатель называется удельной активностью и выражается в Бк/кг, Бк/м.

В частности, допустимые уровни радиоактивного загрязнения различных объектов окружающей среды /воды, воздуха, пищевых продуктов и др./ выражаются в единицах удельной активности.

На основании радиометрических измерений делаются заключения о возможности пребывания людей в данной местности или помещении, о необходимости применения дополнительных средств защиты людей, о возможности использования продуктов питания или воды.118Понятие о дозиметрии. ПДД. Методы определения дозы.

Дозиметрия-определение степени облучения людей с помощью дозиметров

(коллективных и индивидуальных). Человек постоянно подвергается воздействию фонового уровня естественной радиации, а в некоторых случаях — радиации от искусственных источников. Естественный фон создается космическими лучами и радионуклидами почвы (уран, торий), атмосферы (радон), самого организма (К-40 и С-14).

Он колеблется в пределах 10-20 мкбэр в час, что соответствует дозе годового облучения 100-150 мбэр. Поглощенная доза – фундаментальная дозиметрическая величина, равная отношению средней энергии, переданной ИИ веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме. Грей – единица измерения поглощенной дозы в системе единиц СИ, используемая для оценки доз на отдельные органы и ткани.

Обратите внимание

Долевые единицы-миллигрей (мГр), микроГрей (мкГр). 1Гр=100 рад. Эффективная доза – величина воздействия ИИ, используемая как мера риска возникновения отдельных последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности.

Эффективная доза представляет собой сумму произведения эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани, который равен например, для гонад 0,20; активного костного мозга, легких-0,12; щитовидной и молочной железы — 0,05. Эквивалентная доза-поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент для данного излучения.

Взвешивающий коэффициент для рентгеновского и гамма-излучения = 1, для протонов и нейтронов — 10, для альфа-излучения — 20.Зиверт — единица измерения эквивалентной и эффективной дозы в системе единиц СИ. Долевые единицы — миллиЗиверт (мЗв), микроЗиверт (мкЗв).13в = ГГр/К = 100рад/К = 100бэр, где К-взвешивающий коэффициент.С практической точки зрения ИИИ принято делить на две группы:1.

Закрытые-источники излучения,устройство которых исключает загрязнение окружающей среды РВ при предвидимых условиях их применения, но при нарушении рекомендуемой технологии или аварии они все же могут попадать в окружающую среду. К закрытым источникам ИИ относят: гамма-установки, рентгеновские аппараты, ампулы с РВ, металлические патроны с РВ, вплавленные в металл РВ. 2.

Читайте также:  Академия государственной противопожарной службы мчс россии

Открытые — источники излучения, при использовании которых возможно попадание РВ во внешнюю среду и ее загрязнение. Принцип работы ДБГ основан на преобразовании счетчиком Гейгера-Мюллера ИИ. в электрические импульсы, частота следования которых пропорциональна мощности дозы.Электрические импульсы преобразуются в звуковую сигнализацию, а также в цифровую информацию о мощности дозы.Устройство дозиметра. На верхнем торце корпуса дозиметра расположена кнопка «КОНТР. ПИТАНИЯ», световой индикатор, а также звуковой сигнализатор. На правой стенке расположены движки переключателей включения «ПИТАНИЯ» и

поддиапазонов измерений: + 99,9 (чувстви тельный) и + 999,9 (грубый).Подготовка к работе: — Включить дозиметр, для чего движок переключения «ПИТАНИЕ» перевести в верхнее положение.- Нажать кнопку «КОНТР. ПИТАНИЯ», при этом должен загореться световой индикатор. Расчет дозы производить по формуле:Д= К х А х t/r в квадрате.

где Д – доза внешнего облучения (рентг) А — активность источника (в мКи) t — продолжительность облучения (час) г – расстояние от источника до объекта (см) К- гамма-постоянная данного нуклида. 119 Профилактика облучения при работе с закрытыми источниками ионизирующего излучения.

Закрытые — источники излучения, устройство которых исключает загрязнение окружающей среды РВ при предвидимых условиях их

применения, но при нарушении рекомендуемой технологии или аварии они все же могут попадать в окружающую среду. К закрытым источникам ИИ относят: гамма-установки, рентгеновские аппараты, ампулы с РВ, металлические патроны с РВ, вплавленные в металл РВ.

Объекты, работающие только с закрытыми ИИ, могут размещаться внутри жилых кварталов без установления санитарно-защитных зон при условии наличия необходимых защитных ограждений. При работе с закрытыми источниками наибольшую опасность представляет внешнее облучение, т. е. облучение организма от находящихся вне его ИИИ. Здесь опасны ИИ с большой длиной пробега, т. е.

С высокой проникающей способностью (рентгеновское, гамма-излучение). В профилактике внешнего облучения следует проводить мероприятия, в основу которых положены следующие принципы защиты:1.Защита количеством. Мощность источника или активность препарата должна быть минимально-необходимыми для выполнения определенной задачи.2.3ащита расстоянием.

Доза облучения уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния и поэтому необходимо пользоваться дистанционным оборудованием и инструментарием, манипуляторами, телеустановками. З. Защита временем. Доза облучения пропорциональна времени контакта с источником и поэтому персонал должен контактировать с ИИИ минимально-необходимое время.4.3ащнта экраном.

Доза излучения ослабляется при прохождении через какое-либо материальное препятствие (экран).Ослабляющая способность у материалов различна Например, если у воды она будет принята за единицу, то у алюминия она составит 2,7; у кирпича 1,4-1,6; у бетона 1,7-2,2; у свинца 11,4 и т. д., т. е. Пропорционально атомному весу вещества.

Слой вещества, ослабляющий мощность излучения в 2 раза, называется слоем половинного ослабления. Врачам важно знать, что для защиты от альфа- и бета- излучения нельзя применять экраны из тяжелых металлов (свинца, железа и др.), т. к, они не только не защищают, но, напротив, облучают человека за счет образования вторичного (тормозного) излучения.

В этом случае надежным экраном служит лист бумаги (от альфа-излучения) и лист стекла или алюминия (от бета-излучения).Объекты же, на которых работают с открытыми источниками, должны размещаться в населенном пункте с соблюдением санитарно-защитных зон, размер которых зависит от годового потребления радионуклидов, которые определяют категорию объекта (I-III).

120 Профилактика облучения при работе с открытыми источниками ионизирующего излучения.

Открытые — источники излучения,при использовании которых возможнопопадание РВ во внешнюю среду и ее загрязнение.К открытым источникам ИИ относят РВ в порошкообразном, растворенном или газообразном состоянии, применяемые после разгерметизации упаковки.

Планировка помещений, где ведутся работы с открытыми источниками, должна быть трехзональной, обеспечивающей отделение «грязной» зоны (работа с радионуклидами) от «чистой» (операторская).Между этими зонами находится промежуточная, где размещается оборудование.

Вход и выход из грязной зоны происходит через санпропускник,где сменяется спецодежда, находятся средства защиты и дозиметрическая аппаратура.Помещения должны связываться общим коридором и не быть проходными.

Профилактика облучения при работе с открытыми источниками заключаются в строгом соблюдении правил личной гигиены и применении СИЗ, чтобы исключить попадание РВ внутрь организма и избежать внутреннего облучения.Для этого запрещается принимать пищу и курить в «грязной» зоне, работать надо в резиновых перчатках, спецодежде, респираторе, т.е. в средствах индивидуальной защиты (СИЗ) и тщательно мыть руки с мылом после окончания работы и проходить дозиметрический контроль.

121 источники радиоакт загрязнения.Естеств рад фон (космич излучение, излуч природн радинуклидов.Закрытые. Загрязнение при неправ применении: гамма установки, рентген аппараты, ампулы с РВ.Открытые: РВ в виде порошка, раствора или газа в упаковке.

перейти в каталог файлов

Источник: http://metodich.ru/115-osnovi-radiacionnoj-gigieni-ioniziruyushee-izluchenie-ii-h/index.html

Характеристики ионизирующих излучений

Просмотрено: 42261

Атомная энергия достаточно активно используется с мирными целями, например, в работе рентгеновского аппарата, ускорительной установки, что позволило распространять ионизирующие излучения в народном хозяйстве. Учитывая то, что человек ежедневно подвергается его воздействию, необходимо узнать, какими могу быт последствия опасного контакта и как обезопасить себя.

Основная характеристика

Ионизирующее излучение – это разновидность энергии лучистой, попадающей в конкретную среду, вызывая процесс ионизации в организме. Подобная характеристика ионизирующих излучений подходит для рентгеновских лучей, радиоактивных и высоких энергий, а также многое другое.

Известными разновидностями являются облучения радиоактивные, которые появляются по причине произвольного расщепления атомного ядра, что вызывает трансформацию химических, физических свойств. Вещества, которые могут распадаться, считаются радиоактивными.

Важно

Они бывают искусственными (семьсот элементов), естественными (пятьдесят элементов) – торий, уран, радий. Следует отметить, что у них имеются канцерогенные свойства, выделяются токсины в результате воздействия на человека могут стать причиной рака, лучевой болезни.

Необходимо отметить следующие виды ионизирующих излучений, которые оказывают воздействие на организм человека:

Альфа

Альфа лучи считаются положительно заряженными ионами гелия, которые появляются в случае распада ядер тяжелых элементов. Защита от ионизирующих излучений осуществляется с помощью бумажного листка, ткани.

Бета

Бета – поток отрицательно заряженных электронов, которые появляются в случае распада радиоактивных элементов: искусственных, естественных. Поражающий фактор намного выше, чем у предыдущего вида. В качестве защиты понадобится толстый экран, более прочный. К таким излучениям относятся позитроны.

Гамма

Гамма – жесткое электромагнитное колебание, появляющееся впоследствии распада ядер радиоактивных веществ. Наблюдается высокий проникающий фактор, является самым опасным излучением из трех перечисленных для организма человека. Чтобы экранировать лучи, нужно воспользоваться специальными устройствами. Для этого понадобятся хорошие и прочные материалы: вода, свинец и бетон.

Рентгеновское

Рентгеновское ионизирующее излучение формируется в процессе работы с трубкой, сложными установками. Характеристика напоминает гамма лучи. Отличие заключается в происхождении, длине волны. Присутствует проникающий фактор.

Нейтронное

Излучение нейтронное – это поток незаряженных нейтронов, которые входя в состав ядер, кроме водорода. В результате облучения, вещества получают порцию радиоактивности. Имеется самый большой проникающий фактор. Все эти виды ионизирующих излучений очень опасны.

Главные источники излучения

Источники ионизирующего излучения бывают искусственными, естественными. В основном организм человека получает радиацию от естественных источников, к ним относятся:

  • земная радиация;
  • космос;
  • облучение внутреннее.

Что касается источников земной радиации, многие из них канцерогенные. К ним относят:

  • уран;
  • калий;
  • торий;
  • полоний;
  • свинец;
  • рубидий;
  • радон.

Опасность состоит в том, что они канцерогенные. Радон – газ, у которого отсутствует запах, цвет, вкус. Он тяжелее воздуха в семь с половиной раз. Продукты его распада намного опаснее, чем газ, поэтому воздействие на организм человека крайне трагично.

К искусственным источникам относятся:

  • энергетика ядерная;
  • фабрики обогатительные;
  • рудники урановые;
  • могильники с отходами радиоактивными;
  • рентгеновские аппараты;
  • взрыв ядерный;
  • научные лаборатории;
  • радионуклиды, которые активно используют в современной медицине;
  • ТЭЦ;
  • осветительные устройства;
  • компьютеры и телефоны;
  • бытовая техника.

При наличии указанных источников поблизости, существует фактор поглощенной дозы ионизирующего излучения, единица которого зависит от продолжительности воздействия на организм человека.

Эксплуатация источников ионизирующего излучения происходит ежедневно, например: когда вы работаете за компьютером, смотрите телепередачу или говорите по мобильному телефону, смартфону. Все перечисленные источники в какой-то мере канцерогенные, они способны вызвать тяжелые и смертельные заболевания.

Размещение источников ионизирующего излучения включает в себя перечень важных, ответственных работ, связанных с разработкой проекта по расположению облучающих установок.

Во всех источниках излучения содержится определенная единица радиации, каждая из которых оказывает определенное воздействие на организм человека.

Сюда можно отнести манипуляции, проводимые для монтажа, введения данных установок в эксплуатацию.

Это процесс, который помогает вывести из эксплуатации генерирующие источники. Данная процедура состоит из технических, административных мер, которые направлены на обеспечение безопасности персонала, населения, а также присутствует фактор защиты окружающей среды. Канцерогенные источники и оборудование являются огромной опасностью для организма человека, поэтому их нужно утилизировать.

Особенности регистрации излучений

Для этого существуют методы регистрации ионизирующих излучений. Что касается способов обнаружения, измерения, то все осуществляется косвенно, за основу берется какое-либо свойство.

Используют такие методы обнаружения ионизирующих излучений:

  • Физический: ионизационный, пропорциональный счетчик, газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера, камера ионизационная, счетчик полупроводниковый.
  • Калориметрический метод обнаружения: биологический, клинический, фотографический, гематологический, цитогенетический.
  • Люминесцентный: счетчики флуоресцентный и сцинтилляционный.
  • Биофизический способ: радиометрия, расчетный.

Дозиметрия ионизирующих излучений осуществляется с помощью приборов, они способны определить дозу излучения. Прибор включает в себя три основные части – счетчик импульса, датчик, источник питания. Дозиметрия излучений возможна благодаря дозиметру, радиометру.

Влияния на человека

Действие ионизирующего излучения на организм человека особенно опасно. Возможны такие последствия:

  • имеется фактор очень глубокого биологического изменения;
  • присутствует накопительный эффект единицы поглощенной радиации;
  • эффект проявляется через время, так как отмечается скрытый период;
  • у всех внутренних органов, систем разная чувствительность к единице поглощенной радиации;
  • радиация влияет на все потомство;
  • эффект зависит от единицы поглощенной радиации, дозы облучения, продолжительности.

Несмотря на использование радиационных приборов в медицине, их действие может быть пагубным. Биологическое действие ионизирующих излучений в процессе равномерного облучения тела, в расчете 100% дозы, происходит следующее:

  • костный мозг – единица поглощенной радиации 12%;
  • легкие – не менее 12%;
  • кости – 3%;
  • семенники, яичники – поглощенной дозы ионизирующего излучения около 25%;
  • железа щитовидная – единица поглощенной дозы около 3%;
  • молочные железы – приблизительно 15%;
  • остальные ткани – единица поглощенной дозы облучения составляет 30%.

В результате могут возникать различные заболевания вплоть до онкологии, паралича и лучевой болезни. Чрезвычайно опасно для детей и беременных, так как происходит аномальное развитие органов и тканей. Токсины, радиация – источники опасных заболеваний.

Источник: https://otravlenym.ru/himicheskie-otravlenija/izluchenie/ioniziruyushhee.html

Ссылка на основную публикацию