Тема 3: «Техногенні небезпеки та їхні наслідки »

 

Практична робота № 2

ОЦІНКА РАДІАЦІЙНОЇ ОБСТАНОВКИ

(2 години)

 

Мета і завдання роботи

Мета: засвоїти метод визначення дози опромінення людей.

Завдання: отримати навички оцінки дози опромінення людей.

 

2. Завдання на підготовку до практичної роботи

Студент повинен вивчити теоретичний матеріал у відповідності зі списком наведеної літератури. Підготувати протокол виконання роботи. В протоколі вказати назву, мету, завдання роботи. Коротко викласти відповіді на питання для самоперевірки (№ 1-7), які наведені в методичних вказівках (МВ). Зробити оцінку дози опромінення людей відповідно до завдання (табл. 2.2.).

Знати: мету і зміст майбутньої роботи; класифікацію небезпечних радіоактивних речовин, здатності до впливу на організм людини; метод оцінки дози опромінення людей.

Уміти: оцінювати дозу опромінення людей.

Список літератури

1. Методичні вказівки до виконання практичної роботи «Оцінка радіаційної обстановки».

2. Безпека життєдіяльності: навчально-контролюючі тести: навч. метод. пос. для студ. вищих навч. закладів/ І.В. Іванова, В.М. Заплатинський, С.П. Гвоздій – 2 вид., переробл. та доповн. – Одеса: Видавець Букаєв Вадим Вікторович, 2009. – 161 с.

3. Желібо Є.П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності: Навч. посібн./ За ред. Є.П. Желібо, 6-е вид. - К.: Каравела, 2011. – 344 с.

4.Михайлюк В.О. Цивільний захист: Навчальній посібник. – Миколаїв: УДМТУ, 2002.- ч.3: Цивільна оборона. - 155 с.

Загальні положення

Термін «іонізуюче випромінювання» об’єднує різні за своєю фізичною природою види випромінювання. Схожість між ними в тому, що всі вони володіють високою енергією та реалізують свою біологічну дію через ефект іонізації з подальшим розвитком хімічних реакцій в біологічних структурах клітини, які можуть привести до її знищення.

Іонізуюче випромінювання (ІВ) не сприймається органами чуття людини: ми не бачимо його, не чуємо і не відчуваємо його дії на наше тіло. Іонізуюче випромінювання включає потік α -частинок (ядра атомів гелію – ), β -частинок (електрони, позитрони), γ -випромінювання та багато інших.

Іонізуюче випромінювання поділяють на дві групи:

– електромагнітна (рентгенівське та γ-випромінювання);

– корпускулярна (α, β, нейтрони, протони, мезони тощо).

Іонізуючі випромінювання розрізняються довжиною хвилі. Чим менше довжина хвилі, тим вище енергія випромінювання та більше його проникаюча здатність.

Найкоротшу довжину хвилі (<10^-8 м) мають рентгенівське та γ - випромінювання, які випромінюються у вигляді згустків енергії, що називаються квантами.

Корпускулярна група випромінювання володіє малою проникаючою спроможністю, але у них велика іонізуюча здатність.

Гама-випромінювання утворюються під час радіоактивного розпаду ядер. Це електромагнітне випромінювання найкоротшого діапазону з довжиною хвилі λ<10^-7мм. Поширюється γ-випромінювання із швидкістю світла (с ≈ 3·10⁸ м/с) та викликає іонізацію атомів речовини. Чим вище енергія γ-випромінювання і відповідно менша довжина його хвилі, тим вище проникаюча здатність.

Гама-випромінювання володіє високою проникною здатністю. В атмосфері Землі, в залежності від енергії, гама-випромінювання може проникати на сотні кілометрів. В якості захисту від γ-випромінювання використовується свинець, бетон або інші матеріали з високою густиною.

Бета-випромінювання – це потік електронів або позитронів. Вони вини­кають в ядрах атомів під час радіоактивного розпаду та миттєво випроміню­ються. Їх проникаюча здатність така, що вони можуть проходити через шар повітря до 15 м та води товщиною 1-2 см. Для захисту від β-частинок, як правило достатньо листа алюмінію товщиною декілька міліметрів. Під час зовнішнього опромінення β-частинками на відкритих поверхнях шкіри людини можуть з΄явитися радіаційні опіки різного ступеню.

Альфа–випромінювання – це потік важких позитивно заряджених частинок. α-частинки – це ядра атома гелію: вони складаються з двох протонів та двох нейтронів та несуть два додатні заряди. Ці частинки утворюються під час радіоактивного розпаду деяких елементів з великим порядковим номером, в основному це трансуранові елементи з атомними номерами більшими за 92.

α-випромінювання мають велику іонізуючу здатність, але проникають в тканину людини на малу глибину (0,02-0,06 см). Проникна здатність α-частинок в повітрі не перевищує 11 см. Стан змінюється у випадку, коли джерела альфа-вииромінювання потрапляють в організм людини з їжею, водою або повітрям. В такому випадку вони є надзвичайно небезпечними.

Нейтрони – це частинки, які не мають електричного заряду. Ці частинки вилітають з ядер атомів під час деяких ядерних реакцій, зокрема, під час реакцій поділу ядер урану або плутонію. Іонізація середовища нейтронним випромінюванням відбувається зарядженими частинками, які утворюються під час взаємодії нейтронів з речовиною. Особливістю нейтронного випроміню­вання є здатність перетворювати атоми стабільних елементів в їх радіоактивніізотопи, що різко підвищує небезпеку нейтронного опромінення. Від нейтрон­ного випромінювання добре захищають матеріали в структуру яких входить водень (вода, поліетилен та ін.).

Джерела випромінювання бувають як природні так і штучно створені людиною. Основну частину випромінювання населення Землі отримує від природних джерел. Природні джерела космічного та земного походження створюють природний радіаційний фон (ПРФ). На території України природний фон створює потужність експозиційної дози від 40-200 мбер/рік. Випромінювання, обумовлене розсіяними в біосфері штучними радіонуклідами, породжує штучний радіаційний фон (ШРФ), який у нинішній час загалом на Земній кулі додає до ПРФ лише 1–3 %.

Поєднання ПРФ та ШРФ утворює радіаційний фон (РФ), який діє на все населення земної кулі, маючи відносно постійний рівень. Космічні промені являють потік протонів та a-частинок, що приходять на Землю із Світового простору. До природних джерел земного походження відносяться – випромінювання радіоактивних речовин, що містяться у породах, грунті, будівельних матеріалах, повітрі, воді.

Газ радон (у 7,5 раза важчий за повітря) є найвагомішим з усіх природних джерел радіації – він є невидимий і важкий, не має смаку та запаху. Радон і продукти його розпаду випромінюють приблизно 3/4 річної індивідуальної ефективної еквівалентної дози опромінювання, отримуваної населенням від земних джерел, що приблизно більше ніж половина дози від усіх джерел радіації.

Кількісною характеристикою джерела випромінювання є активність.

Активність – це кількість розпадів ядер атома, що відбуваються в елементі за 1 секунду. В системі СІ за одиницю активності прийнято одне ядерне перетворення за одну секунду – бекерель (Бк), (розпад/с). Позасистемною одиницею є Кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7×10¹⁰ Бк = 2,2 ×10¹² розпад/хв.

Інтервал часу, протягом якого розпадається половина атомів радіоактивної речовини називається періодом напіврозпаду.

Поглинута енергія іонізуючого випромінюванняоди­ницею маси речовини – поглинута доза. Це кількість енергії, поглинута одиницею маси (1 кг) опроміненого сере­до­вища. Поглинута доза в Міжнародній системі одиниць (СІ) вимірюється в грей (Гр):

1Гр = 1Дж/кг

Для оцінки поглинутої дози використовується також несистемна одиниця – рад:

1 рад = 0,01 Дж/кг, 1 Гр = 100 рад

Рад є досить великою одиницею вимірювань і тому доза опромінення, як правило, вимірюється в долях рад – сотих (сантирад), тисячних (мілірад) і мільйонних (мікрорад). Наприклад, радіаційний фон Землі вимірюється в мікро­радах, а доза, одержана людиною під час одноразового рентгенівського просвічування шлунку становить кілька рад.

Для оцінки радіаційної ситуації на місцевості та в робочому або житло­вому приміщеннях,яка обумовлена дією рентгенівського або гама-випромі­нювання, використовують експозиційну дозу опромінювання. В системі СІ одиниця експозиційної дози – кулон на кілограм (Кл/кг). Проте на практиці, як правило, використовують несистемну одиницю– рентген (Р). Співвідношен­ня між цими одиницями наступне:

1Р = 2,58·10^-4 Кл/кг

Поглинутій дозі в один рад відповідає експозиційна доза, приблизно рівна 1Р, тобто 1рад ≈ 1Р. Під час опромінення живих організмів виникають різні біологічні ефекти, відмінність між якими, за однакової поглинутої дози, пояснюється дією різних видів випромінювань.Біологічні ефекти, викликані будь-якими іонізуючими випромінюваннями, порівнюють з ефектами від рентгенівського та γ-випромінювання, тобто вводиться поняття еквівалентної дози. В системі СІ одиниця еквівалентної дози – зіверт (Зв). Існує також несистемна одиниця еквівалентної дози іонізуючого випромінювання – бер (біологічний еквівалентрентгена).