Реферат: Радіаційне опромінення
Допустимі норми аварійного опромінення за 1 рік такі:
- для населення – 5 бер;
- для персоналу – 25 бер.
Визначення доз радіоактивного опромінення від точкового джерела
Дозу радіації D, яка отримана або може бути отримана людиною від точкового джерела випромінювання (джерело можна вважати точковим, якщо його лінійні розміри у 5-10 разів менші, ніж відстань до об’єкта опромінення), визначають за формулою, Р:
де А – активність джерела випромінювання, мКі;
t – час опромінення, год;
R – відстань від джерела до об’єкта опромінення, см;
– іонізаційна гамма-стала радіонукліда, Р/год.
Існують таблиці гамма-сталих для різних радіонуклідів. Наприклад, радію становить 8,4, кобальту – 13,5, йоду – 2,3, стронцію – 3,5 Р/год (табл. 3).
Гамма-стала ізотопу – потужність дози в повітрі (Р/год), яку створює точкове джерело цього ізотопу активністю А = 1 мКі на відстані R = 1 см без початкової фільтрації.
На практиці для визначення кількості ізотопу замість активності А в одиницях мілікюрі (мКі) використовують іншу одиницю – еквівалент 1 міліграма радію (мг-екв. радію) М – активність будь-якого радіоактивного ізотопу, гамма-випромінювання якого створює таку ж потужність експозиційної дози, що й 1 мг радію (8,4 Р/год).
Гамма-еквівалент ізотопу М зв’язаний з його активністю А (мКі) через гамма-сталу ізотопу співвідношення , де 8,4 – гамма-стала радію.
Таблиця 3 - Гамма-стала Кg та активність А, що відповідає одному грам-еквіваленту радію деяких радіоактивних ізотопів
Номер в періодичній системі елементів | Ізотопи | Масове число (атомна маса) А | Гамма-стала ,Р/год | Активність А, що відповідає грам-еквіваленту радію | Період напіврозпаду Т |
11 | Натрій | 24 | 19 | 0,44 | 15 год |
25 | Марганець | 56 | 8,42 | 1 | 2,57 год |
27 | Кобальт | 60 | 13,5 | 0,626 | 2,271 року |
26 | Залізо | 59 | 6,75 | 1,25 | 44,589 доби |
30 | Цинк | 65 | 2,85 | 2,98 | 243,9 доби |
38 | Стронцій | 90 | 3,50 | 2,4 | 29,12 року |
53 | Йод | 131 | 2,3 | 3,7 | 8,04 доби |
55 | Цезій | 137 | 3,55 | 2,36 | 30 років |
88 | Радій | 226 | 8,4 | 1 | 160 років |
Тоді формула для розрахунку дози радіації від точкового джерела має такий вигляд, Р:
.
2. Біологічна дія радіаційного випромінювання
Особливу загрозу для здоров’я людей та існуванню природних біоценозів становить забруднення біосфери радіоактивними речовинами, які небезпечні своїм іонізуючим випромінюванням. Розрізняють іонізуюче випромінювання природного і штучного походження. До недавнього часу, до середини ХХ ст., основним джерелом іонізуючого випромінювання були природні джерела – Космос, гірські породи та вулканічна діяльність. У різних регіонах Землі рівень природної радіації сильно різниться, збільшуючись у десятки й сотні разів у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців тощо. До зон підвищеної радіоактивності в Україні належать Жовті води, Кіровоградська область, Хмельник, Миронівка, Полісся та ін.
Сьогодні основними джерелами радіоактивного забруднення біосфери є джерела антропогенного походження: випробовування ядерної зброї, аварії на атомних електростанціях, підводних човнах та виробництвах радіоактивних матеріалів тощо.
Розрізняють кілька видів іонізуючого випромінювання. Під час радіоактивного розпаду утворюються a(альфа)–, b(бета)– і g(гамма)–частинки. Альфа-випромінювання є потоком позитивного заряджених ядер гелію, бета-випромінювання – потік негативно заряджених швидких електронів і гамма-випромінювання – короткохвильове випромінювання електромагнітної природи. Альфа-випромінювання проникає на відстань від кількох сантиметрів у повітрі й кількох міліметрів – у тканинах, гамма – випромінювання – на відстань до сотень метрів. Радіація - це потік різних видів випромінювання, які утворюються в процесі радіоактивного розпаду і взаємодіють з навколишнім середовищем. Кожний вид радіонуклідів розпадається з певною швидкістю, яка характеризується періодом напіврозпаду - часом, протягом якого число атомів даного радіонукліду зменшується вдвоє.
Для вимірювання ступеня радіаційної небезпеки використовують такі показники: експозиційну дозу, поглинену дозу та еквівалентну дозу, які вимірюються певними одиницями.
Поглинена доза - енергія іонізуючого випромінювання, яка поглинулась тілом (тканинами організму), у перерахунку на одиницю маси. Вимірюється у системі СІ в греях (Гр). Слід відзначити, що дана величина не враховує того, що при однаковій поглиненій дозі альфа–випромінювання більш небезпечним ніж гамма– або бета–випромінювання.
Еквівалентна доза - поглинена доза, що помножена на коефіцієнт, який відображає здатність даного виду випромінювання пошкоджувати тканини організму. Вимірюють у системі СІ в одиницях - зівертах (Зв). Зіверт - одиниця еквівалентної дози у СІ. Відповідає поглиненій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, гамма– і бета–випромінювання).
Необхідно враховувати, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші: наприклад, при однаковій еквівалентній дозі випромінювання виникнення раку у легенях більш ймовірно, ніж у щитовидній залозі, а опромінення полових залоз особливо небезпечно через ризик генетичних пошкоджень. По цій причині дози опромінювання органів і тканин також необхідно враховувати з різними коефіцієнтами. Помноживши еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і додавши суми по усіх органах і тканинах, отримуємо ефективну еквівалентну дозу, яка відображає сумарний ефект опромінювання для організму. Вимірюється у зівертах.
(Беккерель (Бк) одиниця активності нукліду в радіоактивному джерелі (у системі СІ). 1Бк відповідає одному розпаду у секунду для радіонукліда.)
Ці три поняття описують лише індивідуально отримані дози. Склавши індивідуальні ефективні еквівалентні дози, які отримані групою людей, отримують колективну ефективну еквівалентну дозу, яка вимірюється у людино–зівертах (люд–ЗВ, рос. варіант люд –Зв).
Найбільш поширені позасистемні одиниці і їх зв’язок із системою СІ: кюрі (Ки, Си), одиниця активності ізотопу: 1Ки=3,700 х 1010 Бк; рад - одиниця поглиненої дози випромінювання: 1 рад = 0,01 Гр; бєр - одиниця еквівалентної дози: 1 бєр = 0,01 Зв.
Рентген (Р) позасистемна одиниця експозиційної дози рентгенівського і гамма–випромінювання. Експозиційна доза характеризує іонізацію у повітрі у полі джерела рентгенівського або гамма–випромінювання. Експозиційна доза дорівнює 1 Р, якщо спряжена з рентгенівським або гамма–випромінюванням корпускулярна емісія на 0,001293 г повітря утворює іони, які несуть заряд в одну електростатичну одиницю кількості електрику кожного знаку.
Бєр, біологічний еквівалент рентгена - доза будь-якого виду іонізуючого випромінювання, яка має таку ж біологічну дію, що і доза рентгенівських або гамма-променів у 1Р.