ЗАВДАННЯ 1. Розв'язати задачі 1 - 5 за наведеним прикладом

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5

Радіаційне забруднення навколишнього середовища.

 

Теоретичні відомості.

Радіоактивність – це самовільне перетворення ядер атомів одних елементів у інші.

Іонізуюче випромінювання поділяється на 2 види:

- електромагнітне (фотонне), до якого належать рентгенівське і γ-випромінювання,

- корпускулярне (α, β, нейтрони, протони).

 

Доза випромінювання– це кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглинена одиницею маси середовища, що опромінюється. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози випромінювання.

1. Для характеристики джерела випромінювання по ефекту іонізації застосовується так названа експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених часток в одиниці маси атмосферного повітря. За одиницю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань приймається кулон на кілограм – 1 Кл/кг. Несистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань є рентген.

2. Поглинена доза випромінювання визначається як енергія, поглинена одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг). У системі СІ поглинена доза виміряється в греях (Гр).

3. Для оцінки впливу іонізуючого випромінювання на конкретну біологічну тканину використовується еквівалентна доза D_екв. Вона залежить від коефіцієнта відносної біологічної ефективності даного виду випромінювання η. Для рентгенівського, гама-, бета- випромінювань η =1; для альфа-випромінювання η = 20; для нейтронів η =3÷10. Одиницею вимірювання еквівалентної дози в системі СІ використовується зіверт( Зв), названий на честь одного з перших дослідників по радіаційній безпеці. 1Зв = 100 бер =1 Гр× η.

Дія іонізуючого випромінювання на людину:

– органи чуття не реагують на випромінювання;

– малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

– випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але й на його спадкоємців (генетичний ефект);

- різні органи організму мають певну чутливість до випромінювання.

 

Критичний орган – це орган, тканина, частина тіла, опромінення якого в даних умовах завдає найбільшого збитку здоров’ю.

Залежно від цього всі органи поділені на три групи:

I група – усе тіло; червоний кістковий мозок;

II група – м’язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока й інші (за винятком, що належать до I і III груп);

III група – шкіряний покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, щиколотки і стопи.

 

Серед усього населення є група людей, що вибрала для себе професію, пов’язану з дослідженнями, експлуатацією устаткування, яке має у своєму складі радіоактивні речовини. Є люди, які в силу незалежних від них обставин, опинилися на території, де побудовані, базуються атомні об’єкти. Виходячи з цього, усе населення (усі люди) поділене також на 3 групи:

Група “А” – постійно безпосередньо працюючі з джерелами іонізуючих випромінювань (оператори АЕС, фізики-атомщики, плавсклад атомних судів і т. д.).

Група “Б” – особи, що за умовами проживання або розміщення робочих місць можуть потрапляти під вплив іонізуючих випромінювань (мешкають у зоні АЕС, працюють у районі атомних лабораторій, заводів і т. д.).

Група “В” – усе населення.

 

Основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:

1) зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів (“захист кількістю”);

2) скорочення часу роботи з джерелом (“захист часом”);

3) збільшення відстані від джерел до працюючих (“захист відстанню”);

4) екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання (“захист екраном”).

ЗАВДАННЯ 1. Розв'язати задачі 1 - 5 за наведеним прикладом.

Виведемо закон радіоактивного розпаду. Під періодом напіврозпаду (Т) прийнято розуміти певний проміжок часу, за який встигає розпастися половина ядер даної кількості речовини (часток, ядер, атомів, енергетичних рівнів і т.д.).

Нехай початкова вага радіоактивного елементу у початковий момент часу (t₁ = 0) дорівнює М_поч. Тоді по закінченні періоду напіврозпаду кількість радіоактивної речовини дорівнюватиме М_поч/2.

Знаючи період напіврозпаду радіоактивного елемента, можна обчислити його залишок на будь-який момент часу:

,

де - кінцева вага речовини,

- початкова вага речовини,

- кількість періодів напіврозпаду:

,

де t - час спостереження,

Т - період напіврозпаду. Одиниці вимірювання t і Т мають бути однакові! Основна одиниця вимірювання – це період напіврозпаду (Т).

 

Приклад розв'язку.

Обчислити скільки залишиться радіоактивного ізотопу Йоду J¹³¹, який має період напіврозпаду 8 діб, через місяць, якщо зараз його кількість складає 10 кг.

Дано: n=30/8=3,75

Т=8 діб

t=1 місяць=30 діб =10/2^3,75=0,743 кг

=10 кг

-?

1. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу вуглецю С¹⁴, який має період напіврозпаду 5,6 тис. років, якщо через 22,4 тис років його кількість складе 60 г.

2. Обчислити скільки залишиться радіоактивного ізотопу вуглецю С¹⁴, який має період напіврозпаду 5,6 тис. років, через 22,4 тис років, якщо зараз його кількість складає 60г.

3. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу вуглецю С¹¹, який має період напіврозпаду 20 хв., якщо через 3 год. його кількість складе 70 г.

4. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу Фосфору Р³², який має період напіврозпаду 14 діб., якщо через 1 квартал його кількість складе 80 г.

5. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу Йоду J¹³¹, який має період напіврозпаду 8 діб., якщо через 0,5 року його кількість складе 300 г.