рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ - раздел Демография, Руководство к лабораторным работам по «Защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности» ...

А. Беккерель (1852-1908) В. К. Рентген (1845 - 1923)

3.1. Явление радиоактивности и естественная радиоактивность были открыты в мае 1896 г. французским ученым физиком Анри Беккерелем. За пол года до этого открытия (8 ноября 1895 г.) вюрцбургский (немецкий) физик Вильгельм Конрад Рентген открыл излучение (Х-лучи), обладающее большой энергией и проникающей способностью. Оно известно сегодня как рентгеновские лучи, которые возникают тогда, когда катодные лучи (электроны), испускаемые отрицательным электродом (катодом) электронно-вакуумной лампы, ударяют в другую часть лампы во время высоковольтного разряда. Анри Беккерель провел опыты с чистым ураном и обнаружил, почернение фотографической пластинки. Загадочное излучение, которое совершенно очевидно являлось присущим урану свойством, стало известно как лучи Беккереля.

В 1898 г. этим явлением заинтересовались ученица Беккереля Мария Складовская-Кюри и ее муж Пьер Кюри. Они обнаружили, что торий также испускает лучи Беккереля, и переименовала их в радиоактивность. После тщательных исследований они открыли

Мария Складовская-Кюри (1867 – 1934) Пьер Кюри (1859 - 1906)

два новых радиоактивных элемента - полоний (названный так в честь родины Мари Складовской-Кюри - Польши) и радий («радий» в переводе с латинского – испускающий лучи, «излучающий»).

В 1911 г. английский ученый Эрнест Резерфорд, исследуя рассеяние α-частиц тонкой металлической фольгой, предположил, что внутри атома имеется ядро шарообразной формы размером около 10-12 см. Позже (1919 г.), исследуя реакцию 714N+24He®817O+11H (протон) он высказал гипотеза о существовании нейтрона 01n.

Используя эту модель, великий датский физик-теоретик Нильс Бор в 1913 г. разработал первую теорию строения атома: атом имеет положительно заряженное ядро и окружающие его электроны (рис.

Э. Резерфорд (1871 – 1937) Н. Бор (1885-1962)

1.1). В ядре сосредоточена почти вся масса атома (более 99,95%). Размеры ядер составляют 10-10 - 10-15 м.

В 1932 г. английский физик Дж. Чедвик открыл нейтрон в реакции 49Be+24He® 126C+ 01n. В этом же году немецкий ученый В. Гейзенберг и независимо от него отечественный физик Д.Д. Иваненко предложили протонно-нейтронную модель строения атомного ядра. Согласно этой модели ядра атомов включают в себя два вида элементарных частиц протоны (р) и нейтроны (n). Связанное состояние в n-р –системе называется дейтроном. Сколько в ядре протонов, столько и электронов вращается вокруг ядра (рис. 1.1).

Количеству протонов в ядре соответствует номеру элемента в таблице Д.И. Менделеева. Ядро любого элемента называется нукли
дом. Нуклид обозначается символом химического элемента с указанием атомного номера и массового числа в качестве нижнего и

Рис. 1.1. Схематическое изображение атома.

верхнего индекса соответственно (например, 24Не). В дальнейшем в ряде случаев для краткости изложения будет указываться только массовое число химического элемента.

Ядра с одним и тем же зарядом, но с разными массовыми числами (одинаковым количеством протонов и разным – нейтронов) называют изотопами. Изотопы имеют одинаковое строение электронных оболочек и, следовательно, близкие химические свойства. Они занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов. Например, у первого элемента таблицы Менделеева - водорода существуют следующие изотопы:

- водород - 1Н (стабильный),

- дейтерий - 2Н (стабильный),

- тритий - 3Н (радиоактивный элемент, период полураспада - 12 лет).

У цезия имеются 20, у йода – 19, у стронция – 12, у плутония – 7 изотопов и т.д.

В таблице Менделеева (см. приложение) более 100 химических элементов. Почти каждый из них представлен смесью стабильных и радиоактивных атомов - изотопами данного элемента. Известно почти 2000 изотопов, из которых почти 300 – природные, т. е. естественные (столько же и стабильных изотопов), остальные – получены искусственным путём. Продукты ядерного взрыва содержат более 100 нестабильных изотопов. Большое количество радиоактивных изотопов содержится в продуктах деления ядерного горючего в ядерных реакторах АЭС и др. Но среди них количество изотопов, имеющих практическое значение и играющих заметную роль в природе невелико - не более десятка.

Радиоактивность - свойство некоторых нестабильных атомов к самопроизвольным превращениям (распаду) и к изменению своего нуклонного состава (количество протонов и нейтронов в ядре) и (или) энергетического состояния с образованием новых атомов (стабильные или радиоактивные) и испусканием ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ с большей или меньшей ПРОНИКАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ. Эти излучения и называются в обиходе радиацией («Radiation» в переводе с английского - "излучение"). Термин «радиоактивность» предложен Марией Склодовской Кюри в 1898 г. Позже был предложен знак: «Радиоактивность» для предупреждения работающих об опасности облучения.

Знак: «Радиоактивность»

Нестабильные изотопы, наряду с тяжелыми элементами с атомным номером выше 83, составляют многочисленное семейство нестабильных ядер нуклидов, претерпевающих радиоактивный распад и объединяемых единым понятием радионуклидов. Соотношение числа протонов и нейтронов в их ядрах превышает 1 и достигает 1,6.

Число ядер радионуклидов постоянно уменьшается во времени благодаря распаду. Скорость распада этих ядер принято характеризовать периодом полураспада (Т½) - временем, за которое число радиоактивных ядер уменьшается в 2 раза. У каждого радионуклида свой период полураспада, он может составлять как доли секунды, так и миллиарды лет. Период полураспада любого радионуклида постоянен, и изменить его невозможно. Чем больше период полураспада и массовое число радиоактивного элемента, тем большее его количество соответствует одному кюри (1 Ки). Например, 1 Ки соответствует: 1 мг 60Со (Т½ = 5 лет), 1 г 226Rа (Т½ = 1590 лет), 16 г 239Рu (Т½ = 2400 лет), 570 кг 235U (Т½ = 880 млн. лет).

Рис. 1.2. Распад радионуклидов.

Убывание количества распадающихся ядер радионуклида происходит по экспоненте (рис. 1.2). Поэтому полностью радионуклид не исчезнет никогда. Так, например, для радионуклида с периодом полураспада 1 час количество его станет меньше первоначального в 2 раза через 1 ч, через 2 ч - в 4, через 3 ч - в 8 раз и т.д. Динамика распада описывается законом радиоактивного распада, устанавливающим, что за единицу времени распадается всегда одна и та же доля ядер данного радионуклида. Эта доля атомов, распадающихся в 1 секунду, называется радиоактивной постоянной распада (постоянная или константа распада) и обозначается λ. Величины λ и T1/2 связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью: λ = ln 2 / T1/2. Учитывая, что ln 2 = 0,693, данная формула может приобрести следующий вид: λ = 0,693 / Т1/2 (сек-1).

Из закона радиоактивного распада следует, что Nt = N0•e-λt, где N0 - число радиоактивных атомов в начальный (нулевой) момент времени, Nt число атомов, оставшихся к моменту t (время в секундах), e – основание натурального логарифма (е - 2,718). Так как за время, равное одному периоду полураспада, число радиоактивных атомов уменьшается в два раза, то при t = T1/2 имеем: Nt = N0/2: e-λt = 1/2; e-λt = 2 (где t = T1/2) и, в итоге, ln 2 = λ•Т1/2.

Из указанного закона следует, что количество ядер, распадающихся за промежуток времени dt, прямо пропорционально количеству нераспавшихся ядер: dN/dt = λN.При этом N = N0 e-λt, или

N = N0е - 0,693t/T,

где N0 – количество ядер радионуклида в момент начала отсчёта времени (t = 0); λ – постоянная распада; N – количество ядер радионуклида спустя время t; e – основание натурального логарифма = 2,718.

Следует различать радиоактивность и радиацию. Радиоактивность – способность некоторых нестабильных атомов к самопроизвольному распаду или изменению своего нуклонного состава с испускание ионизирующих излучений. Источники ионизирующих излучений - радиоактивные вещества или ядерно-технические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и т.п.). Они могут существовать долгое время, а радиация существует лишь до момента своего поглощения в каком-либо веществе. Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций.

3.2. Ионизирующее излучение – любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Это частицы или γ-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков. Энергии ионизирующей радиации вполне хватает, чтобы выбить хотя бы один электрон из встречного атома По-


Рис. 1.3. Образование ионов, заряжённых положительно и отрицательно.

добные атомы без электрона называются ионами (рис. 1.3).

Рис. 1.4. Неоднородность проника- ющей радиации.

Самым известным видом ионизирующей радиации является рентгеновское излучение. При ядерном взрыве, авариях на АЭС, ядерных превращениях появляются и действуют другие невидимые и не ощущаемые человеком излучения. По своей природе они могут быть электромагнитными, как, например, гамма(γ)- и рентгеновское излучения (так называемое фотонное излучение), или представлять поток быстро движущихся элементарных частиц – нейтронов, протонов, бета (β)- и альфа (α)-частиц (это корпускулярное излучение). Любые ядерные излучения, взаимодействуя с различными материалами, ионизируют их атомы и молекулы. ИОНИЗАЦИЯ среды тем сильнее, чем больше мощность дозы радиоактивного излучения и длительнее их воздействие.

На рис. 1.4 представлен классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу ионизирующего излучения. Вся установка размещалась в вакууме. Под действием магнитного поля пучок распадался на три потока.

Две составляющие потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Э. Резерфорд, обнаруживший в 1899 г. эти две составляющие излучения, назвал менее проникающую α-излучением и более проникающую - β-излучением. Третья составляющая урановой радиации, не отклонявшаяся магнитным полем и самая проникающая из всех, была открыта через год (1900 г.) Полем Виллардом и названа по аналогии с резерфордовским рядом (α и β) третьей буквой греческого алфавита - γ-излучением. Следовательно, положительно заряженный компонент получил название α-лучей, отрицательно заряженный – β-лучей и нейтральный – γ-лучей.

Каждому виду излучения присущи свои ионизирующая и проникающая способности. Именно эти свойства лежат в основе повреждающего действия ионизирующих излучений на живые клетки человека или животного, что приводит к развитию заболевания, различной степени тяжести, а в некоторых случаях и к смерти. Рассмотрим эти две способности для различных излучений.

Альфа-излучение (α-излучение) представляет собой поток α-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца, элементов с № > 83 (например, урана, тория, радия, плутония, табл. 1.1), или образующихся в ходе ядерных реакций. α-частица фактически являются ядрами гелия (24Не), состоящими из двух протонов и двух нейтронов (статический электрический заряд равен +2, массовое число - 4). q = 2е. Скорость α-частицы при вылете из ядра - от 12 до 20 тыс. км/сек. В вакууме α-частица могла бы обогнуть земной шар по экватору за 2 с. Ионизирующая способность α-излучения в воздухе характеризуется образованием в сред-

Таблица 1.1.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Руководство к лабораторным работам по «Защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности»

Белорусский национальный технический.. университет.. Дорожко С В..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Под редакцией РОЛЕВИЧА И.В.
    Минск, 2005     УДК 504.06+ 613.6 (076.5) ББК     Руководство содержит, с учётом н

ПАМЯТКА
для студентов по подготовке к лабораторной работе, её выполнению и оформлению Запрещается в лаборатории находиться в верхней одежде, пользоваться сотовым телефоном, курить в здании.

Альфа-излучатели
Радионуклид Обозначение Годовая доза облучения человека при уровне радиоактивности пробы 0.1 Бк/кг, мЗв

Бета-излучатели
Радионуклид Обозначение Годовая доза облучения человека при уровне радиоактивности пробы 0.1 Бк/кг, мЗв

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ
По мере открытия учеными радиоактивности и ионизирующих излучений стали появляться и единицы их измерения. Например, рентген, кюри и др. Но они не были связаны какой-либо системой, а потому и назыв

Радиационной защите, и их единицы
Физическая величина Наименование и обозначение единицы Соотношение между единицами системы СИ внесистемная

ДЕТЕКТОРЫ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Это устройства для регистрации α- и β-частиц, рентгеновского и γ-излучения, нейтронов, протонов и т.п. Они служат для определения состава излучения и измерения его интенсивности, спе

ПРИБОРЫ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Они предназначаются для контроля: - облучения — измерения поглощенных или экспози

РАДИАЦИОННЫЙ ФОН
Различают просто фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте и в данное время и естественный радиационный фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующег

Излучения
Источники Средняя годовая доза Вклад в дозу (%) мЗв мбэр Космос (излучение на уровне

Годовых доз)
Источник Годовая доза Доля природного фона, % (до 200 мбэр) мбэр мЗв Медицинские при

ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОАКТИВНОЕ
Присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем установленные уровни, принято называть радиоактивное заг

УСТРОЙСТВО БЫТОВЫХ ДОЗИМЕТРОВ.
«Белла» – индикатор внешнего гамма-излучения. Оперативно оценивает радиационную обстановку в бытовых условиях, определяет уровень мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Диапа

Измеренная мощность дозы
    Прибор Число измерений Среднее значение показа

Оценка удельной активности радионуклидов в пробах.
1. Взять чисто вымытую сухую кювету. 2.Установить переключатель режима работы в положение "Т". 3.Открыть заднюю крышку прибора. 4. Включить прибор. 5.

Выброс радионуклидов во время аварии на Чернобыльской АЭС
Выброс Радионуклиды Количество •1018 Бк Суммарный ≈ 30 9,95

Динамика радиационной обстановки после аварии на ЧАЭС
  Период Основные радионуклиды, определявшие (ющие) радиационную обстановку   Тип радионуклидов I Апрель-

Радиоактивного загрязнения
Наименование зоны Уровень загрязнения территории, кБк/м2 (Ки/км2) 137Cs

Выбор типа кюветы.
Для любых видов продукции (жидкости, сыпучие и твердые пробы) используется сосуд Маринелли, который заполняется до метки, соответствующей 1 литру. Если объем пробы ограничен, то в мерный сосуд (0.5

Определение удельной активности пробы.
1. Ввести вес пробы (в граммах) с помощью цифровых клавиш и клавиши "В". 2. С помощью клавиши "ОБЪЕМ" ввести геометрию измерения (1.0 л, 0.5 л или 0.1л). 3. По

Обработка результатов измерения.
Удельная эффективная активность Аэфф. природных радионуклидов в почве, рассчитывается по формуле: Аэфф = АRa226 + 1,31 АТ

ПИТАНИЯ
После того, как радионуклиды выпали на поверхность земли, происходит их включение в биологические объекты: траву, злаки, овощи, грибы и др., куда они поступают с водой и минеральными веществ

РАДИОМЕТР РУБ-01П1
Бета-радиометр РУБ-01П1 предназначен для измерения удельной и объемной активности β-излучающих радионуклидов в пробах пищевых продуктов и др. Применяется он для комплексного санитарно-гигиенич

Назначение кнопок органов управления
1. Кнопка "ВКЛ." с предназначена для включения измерительного устройства. 2. Кнопка-«ЭКСПОЗ» служит для установки нужного времени набора информации или режима контроля.

Подготовка прибора к работе.
1. Перевести кнопочные переключатели, расположенные на передней панели измерительного устройства, в положение "ОТПУЩЕНО". 2. Подсоединить измерительное устройство к сети переменн

Измерение удельной активности радионуклидов в пробах.
1. Нажать и отпустить кнопку "ЭКСПОЗ." несколько раз и добиться индикации "100", т.е. время одного измерения-100 с. 2. Нажать кнопку "ПУСК", при этом начнется

ПРОДУКТОВ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ЛЕСУ
Для измерения удельной β-активности пищевых продуктов - даров леса в лабораторных условиях используют радиометр КРВП-ЗБ. Он представляет собой установку счёта импульсов с блоком детектирования

Подготовка радиометра КРВП-ЗБ к работе и проверка его работоспособности.
Внимание! При работе с часами не допускается прилагать больших усилий при нажатии кнопки "Пуск" и рукоятки "Завод" часов. 1. Открутить защитную крышку рукоятки завода ч

Измерение радиоактивного фона
1. Перевести тумблер в положение "Работа". 2. Открыть переднюю стенку свинцового домика. Внутри домика на его верхней стенке находится блок детектирования β-излучения. Непос

Измерение активности пробы пищевого продукта
Установить (вдвинуть) кювету с пробой внутрь свинцового домика под блок детектирования. Легким нажатием кнопки "Пуск" включить счетчик импульсов и секундомер. Время измерения акт

Результаты собственных измерений
№ п/п Проба пищевого продукта Скорость счёта Коэф. чувствительности Удельная активность пробы, Ауд

Порядок выполнения работы
2.1. Изучить настоящие методические материалы. 2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на вопросы к зачёту. 2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время рабо

Порядок работы на приборе.
Следует отметить, что свинцовый экран не исключает полностью влияние фонового излучения: даже при отсутствии исследуемого образца внутри экрана на выходе детектора будут регистрироваться импульсы,

Измерение активности пробы
7.2.1. Для корректных измерений объем пробы должен составлять 0.5 л. Особой подготовки проб для проведения измерений не требуется. ВНИМАНИЕ!При измерении жидкостей следует

Результаты собственных измерений
  ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАНИЯ ПРИБОРА Аv, кБк/л УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ (рассчитанная по средним значениям), А m, Бк/к

Определение удельной эффективной активности строительных материалов
Удельная эффективная активность Аm Эфф природных радионуклидов в строительных материалах (песок, щебень, цементное и кирпичное сырье и др.) и отходах промышленного производств

НА ЧЕЛОВЕКА
Воздействию ионизирующего излучения (ИИ) человек подвергается постоянно за счет: · воздействия природных излучений (солнечная и космическая радиация, излучение из недр земли и др.),

Коэффициенты риска для развития стохастических эффектов
Число случаев на 100 000 человек при индивидуальной дозе облучения 10 мЗв. Категории облучаемых Смертель- ные случаи рака

Основные пределы доз облучения
Нормируемые величины* Пределы доз Персонал Население   Эффективная доза 20 мЗ

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.
В лабораторной работе используется радиометр СРП-88П, предназначенный для измерения потока гамма излучения от 10 до 3•104 фотонов/с (с-1) с погрешностью ±10%. Прибор

Изменение интенсивности потока излучения от расстояния
№ замера Ri в см

Провести измерения изменения интенсивности поглощения потока гамма излучения различными материалами.
Таблица 7.4. Исследуемые материалы Интенсивность гамма излучения, имп./с. δN dd½

РАДИАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА
1. Цель работы: ознакомиться с особенностями и различиями загрязнения окружающей среды после ядерного взрыва и аварии на АЭС, загрязнения территории радионуклидами, с приборами рад

Эпицентра воздушного ядерного взрыва
Расстояние от эпицентра взрыва, м Мощность дозы гамма-излучения на различное время после взрыва, Р/ч 30 мин. 1 час.

Радиоактивных выпадений
Расстояние от места взрыва, км Время после взрыва, час Мощность дозы гамма-излучения на местности, мР/ч Ширина следа через 2 часа по

Радиационных катастроф и ядерных взрывов
Респираторная (Р), Гастроинтестинальная (Г), Первичная (токсичность) Элемент Символ Источник Излучение

Прибор ИМД-1С
Предназначен для измерения в полевых условиях мощности экспозиционной дозы γ-излучения в диапазоне энергий от 0,08 до 3 МэВ и обнаружения β-излучения со средней энергией 0,6 МэВ. Диапазон

ГЛОССАРИЙ
Авария- нарушение эксплуатации ядерной установки (например, атомной станции), при котором происходит выход радиоактивных материалов и/или ионизирующих излучений в количествах, прив

Нуклон - протон или нейтрон. Протоны и нейтроны могут рассматриваться как два различных зарядовых состояния нуклона.
Облучение - воздействие радиоактивного излучения или процесс, в котором что - либо подвергается такому воздействию. Опухоль- избыточное патологическое раз

Список сокращений
км – километр км2 – квадратный километр Дж – джоуль м – метр м2 – квадратный метр

Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц
Название приставки Обозначение приставки Коэффициент умножения, соответствующий приставке   Примеры р

Универсальные постоянные
Наименование Величина English version Примечание атомная единица массы (а.е.м.) amu= 1.66053•10

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги