Основные виды загрязнений
Радиационный контроль.
Мещеряков Аркадий Борисович.
Основные виды загрязнений.
1. Естественное (радионуклиды, существующие до появления человека)
| Нуклид | Вид излучения | Происхождения | Присутствие в продуктах |
| Н3 (тритий) | β- | космическое | Злаки, напитки |
| С14 | β- | Космическое, искусственное | Сахар, овощи |
| К40 | β- | Почва, сжигаемое топливо (нефть, уголь – из земной коры) | Овощи, планктон |
| Pb210 | β-,α | Почва, сжигаемое топливо (нефть, уголь – из земной коры) | Злаки, овощи |
| Po210 | α | Культивирование табака, курение табака | Табак |
α-излучение сложнее изучать.
2. Искусственное (созданное человеком)
| Нуклид | Вид излучения | Происхождения | Присутствие в продуктах |
| Cs137 (период полураспада 30 лет) | β-,α | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | мясо, рыба, овощи |
| Cs134 (цезий – аналог К, Na – мышцы, сердце) | β- | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | мясо, рыба, овощи |
| Sr90 (аналог Са – кости) | β- | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | молочные продукты, мясо, овощи |
| I131 (щитовидная железа, форм. до 2 лет) | β- | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | морепродукты |
| Pu232 Pu239 (взрывчатка) Pu240 | α α α | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | печень и другие органы, рыба, овощи |
| Ce144 (церий) | β- | Военные испытания ядерного оружия, аварии на АЭС | мясо, рыба, овощи |
1895 – Беккерель открыл радиоактивность. Курчатов – «О радиоактивности снега в Санкт-Петербурге».
1938 – создание атомной бомбы
1944 – ядерное оружие по проекту Оппенгеймера
1963 – О не распространении ядерного оружия и о запрете исследования ядерного оружия в трех сферах (атмосфера, гидросфера, поверхность Земли)
1963 – 1968 – расцвет атомной энергетики
1986 – авария на Чернобыльской АЭС
2011 – авария на АЭС Фукусима
Коллективная доза облучения человека за счет различных антропогенных источников.
| Источник | Основные нуклиды | Коллективная доза человек (Зв) |
| Атмосферное ядерное | Sr90, C14, Cs137, Zr95 | 30*106 |
| ЧАЭС (1986 год) | Sr90, Cs137, I131 | |
| Ядерный топливный цикл | Sr90, C14, Cs137, Ra222 | |
| Производство и испытание радиоактивных изотопов | C14, Co60 | |
| Разработка ядерного оружия (глубоко под землей, но диффузия имеет место быть) | Cs137,Ru106, Zr135 | |
| Кыштынская авария (1957) | Sr90, Zr95, Ce144 | |
| Возгорание искусственных спутников | Pu | |
| Фукусима-1 | Sr90, Cs137, I131 | 56000 (56761) |
| Другие аварии | Co60, Cs137,Xe133 | |
| Подземные ядерные испытания | Ir | ≈200 |
Физико-технологические основы радиационного контроля.
Физико-радиологические величины.
Радиоактивность – способность некоторых ядерных ядер самовольно, спонтанно превращаться в другие атомные ядра с испусканием других ядерных частиц.
Процессы: виды радиоактивности:
α-распад
β-распад
спонтанное деление ядер.
А) Закон радиоактивного распада: dN=-λNdt
(число ядер, распавшихся за время t из общего количества ядер N)
, 
t=0, N=N0
lnN=-λt+c,
lnN0=c,
lnN=-λt+ lnN0,
lnN=lnN0=-xt,
N=N0 e-λt
где, N0 – общее количество ядер
N – число радиоактивных ядер, оставшихся нераспавшимися за время t.
ΔN=N0-N=N0- N0 e-λt = N0 (1- e-λt)
ΔN=N0 (1- e-λt)
1. N(t)= N0 e-λt
2. ΔN=N0 (1- e-λt)
Б)Период полураспада
в) активность нуклида
Число радиоактивных распадов за единицу времени.
В СИ единица радиоактивности – Беккерей (Бк, Bq)
1Бк-1 распад за 1 секунду.
Активность Кюри – активность 1г радия (Ки, Ci)
1Ки=3,7*1010с-1
1Ки=3,7*1010Бк
1Бк=2,7*10-11Ки
г) связь массы нуклида с его радиоактивностью
m(г)=2,4*1024*MT1/2(г)*A(Бк),
где М – массовое число нуклидов(если моль- не забыть число Авогадро).
Понятие о дозах ионизирующих излучений
1. Экспозиционная доза –судят о количестве излучения. (рентген-величина экспозиционной дозы).
Мощность дозы – доза за единицу времени.
Рентген – единица, создаваемая в 1 см2 воздуха, при нормальных условия.
Суммарный заряд =2,08*103 . (пар ē в облаке)
2. Поглощенная доза. (Грей – единица поглощенной дозы).
1 Грей – такая доза, при которой в 1 кг массы вещества поглощается 1 Дж энергии.
Dтк – поглощенная доза биологической тканью.
Эта же доза может быть и на поверхности массы.
3. Эквивалентная доза. (Зиверт - единица эквивалентной дозы). Была введена, потому что разные виды излучений по разному действуют на организм.
r – тип излучения,
Dr – поглощенная доза от одного типа излучения.
Wr – весовой множитель (в качестве множителя).
Весовые множители
| Виды излучений и диапазон Е | Wr |
| x, α (фотоны) | 1 |
| e -, e+ | 1 |
| P+ | 5 |
| n (En<1Б) | 5 |
| n (En от 5 до 100) | 10 |
| n (En от 100 до мегаэлектрон) | 20 |
| α | 20 |
4. Эффективная эквивалентной доза (Зиверт).
Была введена из-за различной чувствительности органов и тканей к излучению.
Ht - эквивалентная доза, поглощаемая органами/тканями t.
Wt – тканевый весовой множитель, рассчитываемый для каждой ткани/органа.
| Ткань/орган | Wt |
| красный косный мозг | 0,12 |
| кишечник | 0,12 |
| (гланды)??? | 0,20 |
| легкие | 0,12 |
| печень | 0,05 |
| щитовидная железа | 0,05 |
| кожа | 0,01 |
| молочные железы | 0,05 |
Сумма всех должна быть равна единице.
5. Коллективная эффективная эквивалентной доза.
Была введена для оценки ущерба здорового населения.
Разные дозы: 
Одинаковые дозы: 
N- количество человек
S: 1чел Зв
Понятие о радиационном фоне
Радиационный фон (РФ) – ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, а так же от использования радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.
РФ воздействует на все население Земного шара.
Общий радиационный фон различают как сумму трех составляющих:
1) естественный фон (ЕРФ) – излучение, которое действует на человека на поверхности Земли от природных источников космического и земного происхождения.
2) технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕ РФ) - ионизирующее излучение от природных источников, претерпевши изменения в результате деятельности человека.
3) искусственный радиационный фон (ИРФ) – обусловлен радиоактивностью продуктов ядерных взрывов, отходов ядерной энергетики и ядерной промышленности.
Основные составляющие дозы облучения человека
1 класс – внешние
2 класс – внутренние
Внешние:
1. Космическая радиация на поверхности Земли:
-первичные космические лучи (тепловое излучение) n и p из космоса;
- вториное (мягкое) ē, позитроны и γ-кванты.
2. Облучение от Земли и строительных материалов- 2*108.
Внутренние:
1. Дыхание
-изотопы: Pb210, Bi, Rn, Po$
2. K40, немного γ-лучей (15*106, U238)
3. Флюорография, рентген ≈12%.