Радиация. 2

       Содержание

1. Радиоактивное загрязнение местности                                                 3

2. Зоны радиоактивного  загрязнения местности    4

3. Источники ионизирующих излучений                                                  5

4. Дозиметрические излучения и единицы их измерений                       5

5. Закон спада уровня радиации                                                                 7

6. Средства медицинской защиты                                                              8

7. Поражающее воздействие радиоактивных веществ на растения        9

8. Определение доз облучения                                                                   10

9. Приборы дозиметрического контроля                                                   11

10. Основные принципы защиты населения                                             11

11. Способы и средства защиты населения                                               13

12. Защитные сооружения                                                                           15

13. Средства индивидуальной защиты                                                       16

14. Поражающее воздействие радиоактивных веществ на людей          17

15. Расчётно-графическая  работа № 32                                                     18

16. Список литературы                                                                                 24

1.   Радиоактивное загрязнение местности

     Радиоактивное загрязнение - загрязнение поверхности  Земли, атмосферы, воды либо продовольствия, пищевого сырья, кормов и различных предметов радиоактивными веществами в количествах, превышающих уровень, установленный нормами радиационной безопасности и правилами работы с радиоактивными веществами.

• ядерном взрыве в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва и наведённой радиации, обусловленной образованием радиоактивных изотопов в окружающей среде под воздействием мгновенного нейтронного и гамма-излучений ядерного взрыва; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего гамма- и (в меньшей степени) бета-облучения, а также в результате внутреннего облучения (в основном альфа-активными нуклидами) при попадании радиоизотопов в организм с воздухом, водой и пищей.
• техногенных авариях (утечках из ядерных реакторов, утечках при перевозке и хранении радиоактивных отходов, случайных утерях промышленных и медицинских радиоисточников и т. д.) в результате рассеяния радиоактивных веществ; характер заражения местности зависит от типа аварии.

     Радиационная  авария - это потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды (Федеральный закон «О радиационной безопасности населения).

     Последствия радиационных аварий обусловлены их поражающими факторами: ионизирующим излучением и радиоактивным загрязнением местности.

     Радиационное  воздействие на человека заключается  в нарушении жизненных функций  различных органов и развития лучевой болезни.

     Радиоактивное загрязнение при аварии на предприятии ядерной энергетики имеет несколько особенностей:

     · Радиоактивные продукты (пыль, аэрозоли) легко проникают внутрь помещений;

     · Сравнительно небольшая высота подъема  радиоактивного облака приводит к загрязнению населенных пунктов и лесов значительно больше, чем открытой местности;

     · При большой продолжительности  радиоактивного выброса, когда направление  ветра может многократно меняться, возникает вероятность радиоактивного загрязнения местности практически  во все стороны от источника аварии. 
 

2. Зоны радиоактивного загрязнения местности

     На  основе  наблюдений  и  теоретических  расчетов  были  предложены  модели  распределения  радиоактивных  веществ  на  местности.  На  равнине,  при  неизменном  направлении ветра,  как по  высоте,  так и по  пути  распространения облака,  след  будет  иметь  форму  близкую  к  эллипсу.

     Наиболее  высокая  степень  радиоактивности  будет  наблюдаться  на  участках  следа  близких  к  центру  взрыва  и  на  оси  следа.

     С  наветренной  стороны след  радиоактивного  облака  будет иметь форму близкую  к  окружности.

     Степень  радиоактивного  заражения  местности  характеризуется  уровнями  радиации  на  определенное  время  после  взрыва  и  дозой  до  полного  распада.

     По  степени  опасности  зараженную  местность  по  следу  облака  взрыва  принято  делить  на  следующие  четыре  зоны.

     Зона  А – умеренного  заражения.  Дозы  до  полного  распада  РВ  на  внешней  границе  зоны  Д_оо =40 Р,  на  внутренней  границе Д_оо = 400 Р.  Ее  площадь составляет  70-80%  площади всего следа.

     Уровень  радиации  на  внешней  границе  зоны  через  1 ч после  взрыва  составляет  8 Р/ч.

     Зона  Б – сильного  заражения.  Дозы  на границах Д_оо= 400Р и Д_оо= 1200 Р.  На  долю  этой  зоны  приходится  примерно  10%  площади  радиоактивного  следа.

     Уровень  радиации  на  внешней  границе  зоны  через  1 ч после  взрыва  составляет  80 Р/ч.

     Зона  В – опасного  заражения.  Дозы  излучения  на  ее  внешней  границе  за  период  полного  распада  РВ Д_оо = 1200 Р,  а на  внутренней  границе Д_оо = 4000 Р.  Эта зона  занимает  примерно  8-10% площади следа облака  взрыва.

     Уровень  радиации  на  внешней  границе  зоны  через  1 ч после  взрыва  составляет  240 Р/ч.

     Зона  Г – чрезвычайно  опасного  заражения.  Дозы  излучения  на  ее  внешней  границе  за  период  полного  распада  РВ Д_оо = 4000 Р,  а в середине  зоны Д_оо = 10000 Р.

     Уровень  радиации  на  внешней  границе  зоны  через  1 ч после  взрыва  составляет  800  Р/ч.

     Со  временем  уровни  радиации  на  местности снижаются по  зависимости в соответствии  с формулой  или ориентировочно  в 10 раз через отрезки времени,  кратные  7.  Например,  через 7 ч  после  взрыва  мощность  дозы  уменьшается  в  10 раз,  а  через  49 ч – в  100 раз. 
 
 
 

3. Источники ионизирующих излучений

     Источником  ионизирующего   излучения   называют   объект,   содержащий

     радиоактивный  материал,  или  техническое   устройство,   испускающее   или

     способное (при определенных условиях) испускать  ионизирующее излучение.

     Современные  ядерно-технические  установки  обычно  представляют  собой

     сложные источники излучений. Например,  источниками  излучений  действующего ядерного  реактора,  кроме  активной  зоны,  являются  система   охлаждения, конструкционные материалы, оборудование и др. Поле излучения таких  реальных сложных источников обычно представляется как  суперпозиция  полей  излучения отдельных, более элементарных источников.

     В природе ионизирующее излучение  обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций (синтез и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого ускорения космических частиц до конца не ясна). Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское излучение).

     Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки. 
 

4. Дозиметрические излучения и единицы их измерений

     Задачи  дозиметрического контроля определяются особенностями и масштабами практической деятельности и, в первую очередь, направлены на достижение следующих целей:

     · подтверждения соответствия требованиям  санитарного законодательства радиационно-гигиенических  условий и выявление радиационной опасности;

     · расчет текущих и прогнозируемых уровней облучения населения, а также техники, материальных средств, продовольствия, воды и объектов внешней среды

     · обеспечение исходной информации для  расчета доз и принятия решений  в случае аварийного облучения, подтверждения  качества и эффективности радиационной защиты людей

     Данные  дозиметрического контроля могут быть использованы также для:

     · совершенствования применяемых  и разработки новых технологии,

     · предоставление населению информации, которая позволяет им понять как, где и когда они были облучены, что в свою очередь, поможет им в дальнейшем избегать дополнительного облучения,

     · сопровождения обязательного медицинского обследования населения;

     · эпидемиологического наблюдения за облученными контингентами

     Принцип обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излучений (нейтронов, гамма-лучей, бета - и альфа-частиц) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям среды относятся: изменения электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др.

     Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используют следующие  методы: фотографический, сцинтилляционный, химический и ионизационный.

     Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при её проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры.

     Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий) под воздействием ионизирующих излучений светятся. Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов - фотоэлектронных умножителей.

     Химический метод. Некоторые химические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов HO₂ и ОН, образующихся в воде при её облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.

     В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил  ионизационный метод обнаружения  и измерения ионизирующих излучений.

     Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационном. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. 
 

При коэффициенте качества равном единице 1 Зв = 1 Гр = 100 рад =100 бэр =100 Р Производные единицы зиверта:

Миллизиверт (мЗв): 1 м3в= 10"³ Зв;

Микрозиверт (мк3в):1мк3в=10"⁶ Зв. 

5. Закон спада  уровня радиации

     Уровнем  радиации (Р)  называется  мощность  дозы  измеренная  на  высоте  0,7 – 1 м  над  зараженной  поверхностью  (рентген/час). Местность   считается  зараженной  при  уровнях  радиации  0,5 Р/ч  и  выше  (в  военное  время).

Распад  радиоактивных  веществ  приводит  к  спаду  уровней  радиции  с  течением  времени,  особенно  быстрому  в  первые  часы  после  взрыва.  Закон  изменения  уровней  радиации:

где  P(t) – уровень радиации  на  искомое время t;  Р_о  -  уровень радиации  на  конкретное  время  t_o; Р₁ – уровень радиации  на  1 час после  взрыва.

     Характерной особенностью радиационного заражения  местности является постоянный спад уровня радиации вследствие распада  радиоактивных нуклидов. За время  кратное 7 уровень радиации снижается  в 10 раз так, если через 1 час после  взрыва уровень радиации принять за исходный, то через 7 часов он снизится в 10 раз, через 49 часов (примерно 2 суток) в 100 раз, а через 14 суток в 1000 раз по сравнению с первоначальной.

     Таким образом, чем позднее произведено  измерение уровня радиации, тем ниже показания прибора. Поэтому, чтобы сравнить зараженность различных участков, измерения уровня радиации на них нужно проводить к одинаковому времени, например, к первому часу после взрыва (Р0). Этот уровень радиации называется эталонным. 

6. Поражающее  воздействие радиоактивных веществ на людей

     При  радиоактивном  распаде  на  зараженной  местности  имеет  место  альфа-,  бета-  и  гамма-излучение.  Его  воздействие  (в  основном  гамма-излучение)  вызывает  лучевую  болезнь,  как  и  проникающая  радиация.  Кроме  того  альфа-  и  бета-частицы  представляют  опасность  при  попадании  изотопов  внутрь  организма,  а  бета-частицы  еще  и  при  попадании  на  открытые  участки  тела  и  на  одежду.

     Таким  образом,  на  зараженной  местности  возможны  поражения  людей  как  вследствие  внешнего  облучения,  так  и  при  попадании  значительного  количества  радиоактивных  веществ  на  тело  или  одежду  (бета-частицы)  или  внутрь  организма  (бета-  и  особенно  альфа-частицы).  Кроме  того,  следует  иметь  ввиду,  что  при нахождении  человека  на  зараженной  местности на  него  осаждается  радиоактивная  пыль;  поэтому  даже  после  выхода  на  незараженную  местность  облучение  продолжается  от  тех  радиоактивных  изотопов,  которые  человек  несет  на  себе.

     Самая главная опасность, которую несет в себе ядерная радиация, состоит в том, что она может проникать сквозь стены зданий, сооружений, не принося им при этом никакого вреда, однако все живые организмы, которые находятся в зданиях и сооружениях могут быть подвержены действию радиации. Они могут получить большую дозу радиации, измеряемую в рентгенах. 

7. Поражающее  воздействие радиоактивных веществ  на растения

     Продовольственное и техническое качество продукции  – зерна, клубней, масличных семян, корнеплодов, получаемой от облучённых растений, сколько- либо существенно не ухудшается даже при снижении урожая до 30-40 %.

     Содержание  белка и клейковины в зерне  пшеницы, рассчитанное на единицу массы, не снижается, однако общий выход  заметно уменьшается в результате больших потерь урожая зерна.

     Содержание  масла в семенах подсолнечника  и лотса зависит от дозы облучения, получаемой растениями, и фазы их развития в момент начала облучения. Аналогичная  зависимость наблюдается и по выходу сахара в урожае корнеплодов  облучённых растений свеклы. Содержание витамина С в плодах томатов, собранных с облучённых растений, зависит от фазы развития растений в период начала облучения и дозы облучения. Например, при облучении растении во время массового цветения и начала плодоношения дозами 3 – 15 кР содержание в плодах томатов витамина С повышалось по сравнению с контролем на 3 – 25 %. Облучение растений в период массового цветения и начало плодоношения дозой до 10 кР затормаживает развитие семян у формирующихся плодов, которые обычно становятся бессемянными.

     Аналогичная закономерность получена в опытах с  картофелем. При облучении растений в период клубнеобразования урожай клубней при облучении дозами 7 – 10 кР практически не снижается. Если растения облучаются в более раннюю фазу развития, урожай клубней уменьшается в среднем на 30 – 50 %. Кроме того, клубни получаются не жизнеспособными из-за стерильности глазков.

     Облучение вегетирующих растений не только приводит к уменьшению их продуктивности, но и снижает посевные качества формирующихся семян. Так при облучении вегетирующих растений не только приводит к уменьшению их продуктивности, но и снижает посевные качества формирующихся семян. Так при облучении зерновых культур в наиболее чувствительные фазы развития (кущение, выход в трубку) сильно снижается урожай, однако всхожесть получаемых семян существенно снижается, что даёт возможность не использовать их для посева. Если же растения облучают в начале молочной спелости (когда происходит формирование звена) даже в относительно высоких дозах, урожай зерна сохраняется практически полностью, однако такие семена не могут быть использованы для посева ввиду предельно низкой всхожести.

     Таким образом радиоактивные изотопы  не вызывают заметных повреждений растительных организмов, однако в урожае сельскохозяйственных культур они накапливаются в значительных количествах. 
 

8. Определение доз облучения 

       Значение  индивидуальной годовой  эффективной  дозы  внешнего

       облучения   взрослых   жителей  населенного  пункта  (района  и  т.п.)

       определяется  по результатам измерений мощности дозы гамма-излучения  в жилых  и  общественных  зданиях  и на открытой местности на территории населенного пункта (района и т.п.) и рассчитывается по формуле: 

     _внешн.                  -3         _            _

     E        = d x 8800 x 10   x (0,2 x H    + 0,8 x H     ) =

                                           ул.          здан.

                             _          _

              = d x 1,760 x (H    + 4 x H     ), мЗв/год,         (1)

                              ул.         здан. 

     в которой приняты следующие  обозначения:

     8800 - стандартное число часов в  году;

       -3

     10   - коэффициент перевода мкЗв  в мЗв;

     0,8 и 0,2 - доля времени нахождения  людей в помещениях и на  улице

Соответственно.

     При наличии достоверной информации  о существенном  отличии

этого соотношения для населения конкретной территории коэффициенты 0,8

и 0,2 могут  быть заменены на их реальные значения.

     _

     H  -   среднее   значение  мощности   дозы   гамма-излучения   на  i

открытой  территории населенного пункта (индекс  "ул.")  и  в  жилых  и

общественных  зданиях (индекс "здан.") соответственно;

     d - дозовый коэффициент,  численное  значение которого принимается

равным:

     1,0  мЗв/мкЗв,  если  H  -  мощность  эквивалентной  (амбиентной) i

дозы  гамма-излучения, выраженная в мкЗв/час;

     0,7 мЗв/мкГр,   если   H    -   мощность     поглощенной     дозы  i

гамма-излучения, выраженная в мкГр/час;

     0,0061 мЗв/мкР,   если   H   -   мощность   экспозиционной   дозы  i

гамма-излучения, выраженная в мкР/час *.

     *Численные значения этих коэффициентов рассчитаны для спектров

гамма-излучения   природных   радионуклидов   для  случая  изотропного

облучения людей. 
 
 
 
 

9. Приборы дозиметрического контроля

Дозиметрические приборы можно классифицировать по назначению, типу датчиков, измерению  вида излучения, характеру электрических  сигналов, преобразуемы схемой прибора.

     По  назначению все приборы разделяются  на следующие группы.

     Индикаторы — простейшие приборы радиационной разведки. При помощи их решается задача обнаружения излучения и ориентировочной оценки мощности дозы, главным образом β и γ – излучений.

     Эти приборы имеют простейшие электрические  схемы со световой или звуковой сигнализацией. При помощи индикаторов можно установить, возрастает мощность дозы или уменьшается.

     К этой группе приборов относятся индикаторы ДП – 63А, ДП – 64.

     Рентгенометры — предназначены для измерений мощности дозы рентгеновского или γ – излучения.

     Они имеют диапазон применения от сотых долей рентгена до нескольких сот рентген в час (р/час).

     В качестве датчиков в этих приборах применяются ионизационные камеры или газоразрядные датчики.

     Такими  приборами являются ДП – 5 Б и  В, ИМД – 5 и другие.

     Радиометры (измерители радиоактивности) — применяются для обнаружения и определения степени радиоактивного заражения поверхностей, оборудования, оружия, обмундирования, объемов воздуха, главным образом ά и  β – частицами. Радиометрами возможно измерение и небольших уровней γ – излучения.

     Датчиками радиометров являются газоразрядные  и сцинтилляционные счетчики.