Ionizirajoče snovi. Povzetek: Ionizirajoče sevanje

Radioaktivno sevanje (ali ionizirajoče sevanje) je energija, ki jo sproščajo atomi v obliki delcev ali valov elektromagnetne narave. Ljudje so taki izpostavljenosti izpostavljeni tako iz naravnih kot antropogenih virov.

Blagodejne lastnosti sevanja so omogočile njegovo uspešno uporabo v industriji, medicini, znanstvenih poskusih in raziskavah, kmetijstvu in na drugih področjih. S širjenjem tega pojava pa je nastala nevarnost za zdravje ljudi. Majhen odmerek radioaktivnega sevanja lahko poveča tveganje za nastanek resnih bolezni.

Razlika med sevanjem in radioaktivnostjo

Sevanje v širšem pomenu pomeni sevanje, to je širjenje energije v obliki valov ali delcev. Radioaktivno sevanje delimo na tri vrste:

• alfa sevanje – tok jeder helija-4;
• beta sevanje – tok elektronov;
• Sevanje gama je tok visokoenergijskih fotonov.

Značilnosti radioaktivnega sevanja temeljijo na njihovi energiji, prenosnih lastnostih in vrsti emitiranih delcev.

Sevanje alfa, ki je tok celic s pozitivnim nabojem, lahko zadrži gost zrak ali oblačila. Ta vrsta praktično ne prodre skozi kožo, ko pa vstopi v telo, na primer skozi ureznine, je zelo nevarna in ima škodljiv učinek na notranje organe.

Beta sevanje ima več energije – elektroni se gibljejo z velikimi hitrostmi in so majhni. Zato tovrstno sevanje prodre skozi tanka oblačila in kožo globoko v tkivo. Beta sevanje je mogoče zaščititi z nekaj milimetrov debelo aluminijasto ploščo ali debelo leseno desko.

Gama sevanje je visokoenergetsko sevanje elektromagnetne narave, ki ima močno prodorno sposobnost. Za zaščito pred njim morate uporabiti debelo plast betona ali ploščo iz težkih kovin, kot sta platina in svinec.

Pojav radioaktivnosti so odkrili leta 1896. Do odkritja je prišel francoski fizik Becquerel. Radioaktivnost je sposobnost predmetov, spojin, elementov, da oddajajo ionizirajoče sevanje, to je sevanje. Razlog za pojav je nestabilnost atomskega jedra, ki pri razpadu sprošča energijo. Obstajajo tri vrste radioaktivnosti:

• naravni - značilni za težke elemente, katerih serijska številka je večja od 82;
• umetno - sproži se posebej s pomočjo jedrskih reakcij;
• inducirano - značilno za predmete, ki sami postanejo vir sevanja, če so močno obsevani.

Elemente, ki so radioaktivni, imenujemo radionuklidi. Za vsako od njih je značilno:

• polovično življenje;
• vrsta oddanega sevanja;
• energija sevanja;
• in druge lastnosti.

Viri sevanja

Človeško telo je redno izpostavljeno radioaktivnemu sevanju. Približno 80 % zneska, prejetega vsako leto, izvira iz kozmičnih žarkov. Zrak, voda in prst vsebujejo 60 radioaktivnih elementov, ki so viri naravnega sevanja. Glavni naravni vir sevanja je inertni plin radon, ki se sprošča iz zemlje in kamnin. Radionuklidi pridejo v človeško telo tudi s hrano. Del ionizirajočega sevanja, ki so mu ljudje izpostavljeni, izvira iz virov, ki jih je ustvaril človek, od jedrskih generatorjev in jedrskih reaktorjev do sevanja, ki se uporablja za zdravljenje in diagnostiko. Danes so pogosti umetni viri sevanja:

• medicinska oprema (glavni antropogeni vir sevanja);
• radiokemična industrija (pridobivanje, obogatitev jedrskega goriva, predelava jedrskih odpadkov in njihova predelava);
• radionuklidi, ki se uporabljajo v kmetijstvu in lahki industriji;
• nesreče v radiokemičnih obratih, jedrske eksplozije, izpusti sevanja
• Gradbeni materiali.

Glede na način prodiranja v telo izpostavljenost sevanju delimo na dve vrsti: notranjo in zunanjo. Slednje je značilno za radionuklide, razpršene v zraku (aerosol, prah). Pridejo na vašo kožo ali oblačila. V tem primeru lahko vire sevanja odstranimo tako, da jih izperemo. Zunanje sevanje povzroča opekline sluznice in kože. Pri internem tipu pride radionuklid v krvni obtok, na primer z injekcijo v veno ali skozi rano, in se odstrani z izločanjem ali terapijo. Takšno sevanje izzove maligne tumorje.

Radioaktivno ozadje je močno odvisno od geografske lege - v nekaterih regijah lahko raven sevanja več stokrat presega povprečje.

Vpliv sevanja na zdravje ljudi

Radioaktivno sevanje zaradi svojega ionizirajočega delovanja povzroči v človeškem telesu nastajanje prostih radikalov – kemično aktivnih agresivnih molekul, ki povzročajo poškodbe in odmiranje celic.

Nanje so še posebej občutljive celice prebavil, reproduktivnega in hematopoetskega sistema. Radioaktivno sevanje moti njihovo delo in povzroča slabost, bruhanje, motnje v delovanju črevesja in povišano telesno temperaturo. Z vplivom na očesna tkiva lahko povzroči sevalno sivo mreno. Posledice ionizirajočega sevanja so tudi poškodbe, kot so skleroza žil, poslabšanje imunosti in poškodbe genetskega aparata.

Sistem prenosa dednih podatkov ima dobro organizacijo. Prosti radikali in njihovi derivati ​​lahko porušijo strukturo DNK, nosilca genetske informacije. To vodi do mutacij, ki vplivajo na zdravje naslednjih generacij.

Naravo učinkov radioaktivnega sevanja na telo določajo številni dejavniki:

• vrsta sevanja;
• intenzivnost sevanja;
• posamezne značilnosti telesa.

Učinki radioaktivnega sevanja se morda ne bodo pokazali takoj. Včasih so njegove posledice opazne po daljšem časovnem obdobju. Poleg tega je velik enkratni odmerek sevanja nevarnejši od dolgotrajne izpostavljenosti majhnim odmerkom.

Količina absorbiranega sevanja je označena z vrednostjo, imenovano Sievert (Sv).

• Normalno sevanje ozadja ne presega 0,2 mSv/h, kar ustreza 20 mikrorentgenom na uro. Pri rentgenskem slikanju zoba človek prejme 0,1 mSv.

• Letalni enkratni odmerek je 6-7 Sv.

Uporaba ionizirajočega sevanja

Radioaktivno sevanje se pogosto uporablja v tehnologiji, medicini, znanosti, vojaški in jedrski industriji ter na drugih področjih človekove dejavnosti. Pojav je osnova naprav, kot so detektorji dima, generatorji električne energije, alarmi za zaledenitev in ionizatorji zraka.

V medicini se radioaktivno sevanje uporablja pri radioterapiji za zdravljenje raka. Ionizirajoče sevanje je omogočilo ustvarjanje radiofarmakov. Z njihovo pomočjo se izvajajo diagnostični pregledi. Instrumenti za analizo sestave spojin in sterilizacijo so zgrajeni na osnovi ionizirajočega sevanja.

Odkritje radioaktivnega sevanja je bilo brez pretiravanja revolucionarno – uporaba tega pojava je človeštvo pripeljala na novo stopnjo razvoja. Vendar pa je to povzročilo tudi nevarnost za okolje in zdravje ljudi. V zvezi s tem je ohranjanje sevalne varnosti pomembna naloga našega časa.

Ionizirajoče sevanje- vrsta sevanja, ki jo vsi povezujejo izključno z eksplozijami atomskih bomb in nesrečami v jedrskih elektrarnah.

Vendar pa v resnici ionizirajoče sevanje obdaja človeka in predstavlja naravno sevanje ozadja: nastaja v gospodinjskih aparatih, na električnih stolpih itd. Pri izpostavljenosti virom je človek izpostavljen temu sevanju.

Ali naj se bojim resnih posledic - radiacijske bolezni ali poškodb organov?

Moč sevanja je odvisna od trajanja stika z virom in njegove radioaktivnosti. Gospodinjski aparati, ki ustvarjajo manjši "hrup", niso nevarni za ljudi.

Toda nekatere vrste virov lahko povzročijo resno škodo telesu. Da bi preprečili negativne učinke, morate poznati osnovne informacije: kaj je ionizirajoče sevanje in od kod prihaja ter kako vpliva na človeka.

Ionizirajoče sevanje nastane pri razpadu radioaktivnih izotopov.

Takšnih izotopov je veliko, uporabljajo se v elektroniki, jedrski industriji in proizvodnji energije:

1. uran-238;
2. torij-234;
3. uran-235 itd.

Radioaktivni izotopi sčasoma naravno razpadejo. Hitrost razpada je odvisna od vrste izotopa in se izračuna v razpolovni dobi.

Po določenem času (pri nekaterih elementih je to lahko nekaj sekund, pri drugih pa več sto let) se število radioaktivnih atomov zmanjša natanko za polovico.

Energija, ki se sprosti pri razpadu in uničenju jeder, se sprosti v obliki ionizirajočega sevanja. Prodira v različne strukture in iz njih izloča ione.

Ionizirajoče valovanje temelji na sevanju gama, merjeno v žarkih gama. Pri prenosu energije se ne sproščajo delci: atomi, molekule, nevtroni, protoni, elektroni ali jedra. Učinek ionizirajočega sevanja je čisto valovni.

Prodorna moč sevanja

Vse vrste se razlikujejo po sposobnosti prodora, to je sposobnosti hitrega premagovanja razdalj in prehajanja skozi različne fizične ovire.

Alfa sevanje ima najnižjo stopnjo, ionizirajoče sevanje pa temelji na gama žarkih - najbolj prodornih od treh vrst valov. V tem primeru ima alfa sevanje najbolj negativen učinek.

Po čem se sevanje gama razlikuje?

Nevaren je zaradi naslednjih lastnosti:

• potuje s svetlobno hitrostjo;
• prehaja skozi mehke tkanine, les, papir, suhomontažne plošče;
• ustavila le debela plast betona in pločevina.

Za zadrževanje valov, ki širijo to sevanje, so v jedrskih elektrarnah nameščene posebne škatle. Zaradi njih sevanje ne more ionizirati živih organizmov, torej porušiti molekularne strukture ljudi.

Zunanjost škatel je izdelana iz debelega betona, notranjost je obložena s pločevino čistega svinca. Svinec in beton odbijata žarke ali jih ujameta v svojo strukturo ter tako preprečujeta širjenje in škodovanje bivalnemu okolju.

Vrste virov sevanja

Mnenje, da do sevanja prihaja le kot posledica človekove dejavnosti, je zmotno. Skoraj vsi živi predmeti in sam planet imajo šibko sevanje v ozadju. Zato se je zelo težko izogniti ionizirajočemu sevanju.

Glede na naravo pojavljanja so vsi viri razdeljeni na naravne in antropogene. Najnevarnejši so antropogeni, kot so izpusti odpadkov v ozračje in vodna telesa, izredne razmere ali delovanje električnega aparata.

Nevarnost slednjega vira je kontroverzna: naprave z majhnimi oddajniki ne veljajo za resno nevarnost za ljudi.

Ukrep je individualen: nekdo lahko občuti poslabšanje zdravja na ozadju šibkega sevanja, na drugega pa naravno ozadje popolnoma ne vpliva.

Naravni viri sevanja

Mineralne kamnine predstavljajo glavno nevarnost za ljudi. V njihovih votlinah se kopiči največja količina radioaktivnega plina radona, nevidnega človeškim receptorjem.

Naravno se sprošča iz zemeljske skorje in ga instrumenti za testiranje slabo beležijo. Pri dobavi gradbenih materialov je možen stik z radioaktivnimi kamninami in posledično proces ionizacije telesa.

Paziti morate na:

1. granit;
2. plovec;
3. marmor;
4. fosfogips;
5. aluminijev oksid

To so najbolj porozni materiali, ki najbolje zadržujejo radon. Ta plin se sprošča iz gradbenih materialov ali zemlje.

Je lažji od zraka, zato se dvigne v velike višine. Če je namesto odprtega neba nad tlemi ovira (nadstrešek, streha sobe), se bo plin kopičil.

Visoka nasičenost zraka z njegovimi elementi vodi do obsevanja ljudi, kar je mogoče nadomestiti le z odstranitvijo radona iz stanovanjskih prostorov.

Da se znebite radona, morate začeti preprosto prezračevanje. Poskusite ne vdihavati zraka v prostoru, kjer je prišlo do okužbe.

Registracija pojava akumuliranega radona se izvaja samo s pomočjo specializiranih simptomov. Brez njih je mogoče sklepati o kopičenju radona le na podlagi nespecifičnih reakcij človeškega telesa (glavobol, slabost, bruhanje, omotica, temnenje v očeh, šibkost in pekoč občutek).

Če se zazna radon, se pokliče ekipa Ministrstva za izredne razmere, da odpravi sevanje in preveri učinkovitost izvedenih postopkov.

Viri antropogenega izvora

Drugo ime za umetne vire je umetni. Glavni vir sevanja so jedrske elektrarne po vsem svetu. Zadrževanje na območjih postaj brez zaščitnih oblačil vodi v nastanek resnih bolezni in smrti.

Na razdalji več kilometrov od jedrske elektrarne se tveganje zmanjša na nič. S pravilno izolacijo ostane vse ionizirajoče sevanje v postaji in ste lahko v neposredni bližini delovnega območja, ne da bi prejeli kakršno koli dozo sevanja.

Na vseh področjih življenja lahko naletite na vir sevanja, tudi če ne živite v mestu blizu jedrske elektrarne.

Umetno ionizirajoče sevanje se pogosto uporablja v različnih panogah:

• zdravilo;
• industrija;
• kmetijstvo;
• na znanju intenzivne industrije.

Vendar pa je nemogoče sprejeti sevanje iz naprav, ki so izdelane za te industrije.

Sprejemljiva je le minimalna penetracija ionskih valov, ki v kratkem času izpostavljenosti ne povzroča škode.

Fallout

Resen problem našega časa, povezan z nedavnimi tragedijami v jedrskih elektrarnah, je širjenje radioaktivnega dežja. Emisije sevanja v ozračje povzročajo kopičenje izotopov v atmosferski tekočini – oblakih. Ko je tekočine presežek, se začnejo padavine, ki resno ogrožajo pridelke in ljudi.

Tekočina se absorbira v kmetijska zemljišča, kjer rastejo riž, čaj, koruza in trs. Ti pridelki so značilni za vzhodni del planeta, kjer je problem radioaktivnega dežja najbolj pereč.

Ionsko sevanje ima manjši vpliv na druge dele sveta, ker padavine ne dosežejo Evrope in otoških držav na območju Združenega kraljestva. Vendar pa v ZDA in Avstraliji dež včasih kaže radiacijske lastnosti, zato morate biti pri nakupu tamkajšnjega sadja in zelenjave previdni.

Radioaktivne padavine lahko padejo na vodna telesa, nato pa lahko tekočina vstopi v stanovanjske zgradbe skozi kanale za čiščenje vode in sisteme za oskrbo z vodo. Zdravilne ustanove nimajo zadostne opreme za zmanjšanje sevanja. Vedno obstaja tveganje, da je voda, ki jo vzamete, ionska.

Kako se zaščititi pred sevanjem

Naprava, ki meri, ali je v ozadju izdelka ionsko sevanje, je prosto dostopna. Kupiti ga je mogoče za malo denarja in ga uporabiti za preverjanje nakupov. Ime te naprave je dozimeter.

Malo verjetno je, da bo gospodinja preverila nakupe neposredno v trgovini. Sramežljivost pred tujci nas običajno ovira. Toda vsaj doma je treba preveriti tiste izdelke, ki prihajajo z območij, izpostavljenih radioaktivnemu dežju. Dovolj je, da števec približate objektu in pokazal bo stopnjo emisije nevarnih valov.

Vpliv ionizirajočega sevanja na človeško telo

Znanstveno je dokazano, da sevanje negativno vpliva na človeka. To so ugotovili tudi iz resničnih izkušenj: na žalost nesreče v jedrski elektrarni Černobil, v Hirošimi itd. dokazano biološko in sevalno.

Učinki sevanja temeljijo na prejeti "dozi" - količini prenesene energije. Radionuklid (element, ki oddaja valove) ima lahko učinek znotraj in zunaj telesa.

Prejeta doza se meri v konvencionalnih enotah - grejih. Pri tem je treba upoštevati, da je doza lahko enaka, učinek sevanja pa različen. To je posledica dejstva, da različna sevanja povzročajo različno močne reakcije (najbolj izrazite pri alfa delcih).

Na moč udarca vpliva tudi to, v kateri del telesa valovi udarijo. Za strukturne spremembe so najbolj dovzetni genitalije in pljuča, manj je dovzetna ščitnica.

Rezultat biokemičnega vpliva

Sevanje vpliva na strukturo telesnih celic in povzroča biokemične spremembe: motnje v kroženju kemikalij in v delovanju telesa. Vpliv valovanja se pojavi postopoma in ne takoj po obsevanju.

Če je oseba izpostavljena dovoljenemu odmerku (150 rem), potem negativni učinki ne bodo izraziti. Z večjim obsevanjem se poveča učinek ionizacije.

Naravno sevanje znaša približno 44 remov na leto, največ 175. Največje število je le malo izven normale in ne povzroča negativnih sprememb v telesu, razen glavobola ali blage slabosti pri preobčutljivih ljudeh.

Naravno sevanje temelji na sevanju ozadja Zemlje, porabi onesnaženih izdelkov in uporabi tehnologije.

Če je delež presežen, se razvijejo naslednje bolezni:

1. genetske spremembe v telesu;
2. spolna disfunkcija;
3. možganski rak;
4. disfunkcija ščitnice;
5. rak pljuč in dihal;
6. radiacijska bolezen.

Radiacijska bolezen je skrajna stopnja vseh bolezni, povezanih z radionuklidi, in se kaže le pri tistih, ki so na območju nesreče.

2.1. Ionizirajoče sevanje

Ionizirajoče sevanje je vsako sevanje, katerega interakcija z medijem povzroči nastanek električnih nabojev različnih predznakov.

Učinek ionizirajočega sevanja na človeka in živali je uničenje živih celic v telesu, kar lahko povzroči različne stopnje bolezni, v nekaterih primerih pa tudi smrt. Za oceno vpliva ionizirajočega sevanja na človeka (živali) je treba upoštevati dve glavni značilnosti: ionizirajočo in prodorno sposobnost. Oglejmo si ti dve sposobnosti za alfa, beta, gama in nevtronsko sevanje.

Slika 13 - Vrste ionizirajočega sevanja

Alfa sevanje je tok helijevih jeder z dvema pozitivnima nabojema. Za ionizirajočo sposobnost alfa sevanja v zraku je značilna tvorba povprečno 30 tisoč parov ionov na 1 cm poti. To je veliko. To je glavna nevarnost tega sevanja. Prodorna sposobnost, nasprotno, ni zelo velika. V zraku alfa delci potujejo le 10 cm, ustavi jih navaden list papirja. Beta sevanje je tok elektronov ali pozitronov s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti. Ionizacijska sposobnost je nizka in znaša 40 - 150 parov ionov na 1 cm potovanja po zraku. Prodorna moč je veliko višja od alfa sevanja in doseže 20 cm v zraku.

Gama sevanje je elektromagnetno sevanje, ki potuje s svetlobno hitrostjo. Ionizacijska sposobnost zraka je le nekaj parov ionov na 1 cm poti. Toda prodorna moč je zelo velika - 50 - 100-krat večja od beta sevanja in znaša več sto metrov v zraku.

Nevtronsko sevanje je tok nevtralnih delcev, ki letijo s hitrostjo 20 - 40 tisoč km/s. Ionizacijska kapaciteta je nekaj tisoč parov ionov na 1 cm poti. Prebojna moč je izjemno velika in doseže več kilometrov v zraku. Glede na ionizirajočo in prodorno sposobnost lahko sklepamo. Alfa sevanje ima visoko ionizirajočo in šibko prodorno sposobnost. Običajna obleka popolnoma zaščiti človeka. Najnevarnejši je vstop alfa delcev v telo z zrakom, vodo in hrano. Beta sevanje ima manjšo ionizacijsko moč kot alfa sevanje, vendar večjo prodorno moč. Oblačila ne morejo več nuditi popolne zaščite, zato morate uporabiti kakršno koli prevleko. To bo veliko bolj zanesljivo. Gama in nevtronsko sevanje ima zelo visoko prodorno sposobnost, zaščito pred njimi lahko zagotovijo le zaklonišča, zavetišča, zanesljive kleti in kleti.

2.1.1. Merske enote

Ko so znanstveniki odkrili radioaktivnost in ionizirajoče sevanje, so se začele pojavljati njihove merske enote. Na primer: rentgen, curie. Vendar jih ni povezoval noben sistem, zato se imenujejo nesistemske enote. Po vsem svetu zdaj obstaja enoten merilni sistem - SI (International System). Pri nas je v obvezni uporabi od 1. januarja 1982. Do 1. januarja 1990 je moral biti ta prehod končan. Toda zaradi gospodarskih in drugih težav se postopek zavlačuje. Vendar se vsa nova oprema, vključno z dozimetrično opremo, praviloma kalibrira v novih enotah.

2.1.2 Enote radioaktivnosti

Enota aktivnosti je ena jedrska transformacija na sekundo. Za redukcijo se uporablja enostavnejši izraz - en razpad na sekundo (razpad/s).V sistemu SI se ta enota imenuje bekerel (Bq). V praksi nadzora sevanja, tudi v Černobilu, se je do nedavnega pogosto uporabljala izvensistemska enota aktivnosti - curie (Ci). En curie je 3,7 * 1010 jedrskih transformacij na sekundo.

Koncentracijo radioaktivne snovi običajno označuje koncentracija njene aktivnosti. Izražena je v enotah aktivnosti na enoto mase: Ci/t, mCi/g, kBq/kg itd. (specifična aktivnost). Na enoto prostornine: Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3. in tako naprej. (volumenska koncentracija) ali na enoto površine: Ci/km3, mCi/s m2., PBq/m2. in tako naprej.

2.1.3.Enote ionizirajočega sevanja

Za merjenje količin, ki označujejo ionizirajoče sevanje, se je zgodovinsko prva pojavila enota "rentgen". To je merilo doze izpostavljenosti rentgenskim žarkom ali sevanju gama. Kasneje je bil za merjenje absorbirane doze sevanja dodan "rad".

Doza sevanja (absorbirana doza) je energija radioaktivnega sevanja, ki jo absorbira enota obsevane snovi ali človek. S podaljševanjem časa obsevanja se odmerek povečuje. Pri enakih pogojih obsevanja je odvisno od sestave snovi. Absorbirana doza moti fiziološke procese v telesu in v nekaterih primerih vodi do radiacijske bolezni različne resnosti. Kot enoto za absorbirano dozo sevanja sistem SI predvideva posebno enoto - grej (Gy). 1 gray je enota absorbirane doze, pri kateri 1 kg. Obsevana snov absorbira energijo 1 joula (J). Zato je 1 Gy = 1 J/kg. Absorbirana doza sevanja je fizikalna količina, ki določa stopnjo izpostavljenosti sevanju.

Hitrost doze (hitrost absorbirane doze) - povečanje doze na časovno enoto. Zanj je značilna hitrost kopičenja odmerka in se lahko sčasoma poveča ali zmanjša. Njegova enota v sistemu C je siva na sekundo. To je hitrost absorbirane doze sevanja, pri kateri v 1 s. v snovi se ustvari odmerek sevanja 1 Gy. V praksi se za oceno absorbirane doze sevanja še vedno pogosto uporablja izvensistemska enota hitrosti absorbirane doze - rad na uro (rad/h) ali rad na sekundo (rad/s).

Enakovreden odmerek. Ta koncept je bil uveden za kvantitativno upoštevanje škodljivih bioloških učinkov različnih vrst sevanja. Določa se s formulo Deq = C>*D, kjer je D absorbirana doza dane vrste sevanja, Q je faktor kakovosti sevanja, ki je za različne vrste ionizirajočega sevanja z neznano spektralno sestavo sprejet za X- žarki in gama sevanje-1, za beta sevanje -1, za nevtrone z energijo od 0,1 do 10 MeV-10, za alfa sevanje z energijo manjšo od 10 MeV-20. Iz navedenih številk je razvidno, da pri enaki absorbirani dozi povzročata nevtronsko in alfa sevanje 10-krat oziroma 20-krat večje škodljive učinke. V sistemu SI se ekvivalentna doza meri v sivertih (Sv). Sievert je enak enemu greyu, deljeno s faktorjem kakovosti. Za Q = 1 dobimo

1 Sv = 1 Gy = 1 J/k = 100 rad = 100 rem.

Rem (biološki ekvivalent rentgena) je nesistemska enota ekvivalenta doze, taka absorbirana doza katerega koli sevanja, ki povzroči enak biološki učinek kot 1 rentgen sevanja gama.

Ker je faktor kakovosti sevanja beta in gama 1, potem je na območjih, onesnaženih z radioaktivnimi snovmi pri zunanjem obsevanju 1 Sv = 1 Gy; 1 rem = 1 rad; 1 rad "1 R.

Iz tega lahko sklepamo, da so ekvivalentna, absorbirana in izpostavljena doza za osebe z zaščitno opremo na onesnaženem območju skoraj enake.

Hitrost ekvivalentne doze je razmerje prirastka ekvivalentne doze v določenem časovnem intervalu. Izraženo v sivertih na sekundo. Ker se čas, ko oseba ostane v polju sevanja pri sprejemljivih ravneh, običajno meri v urah, je bolje, da se hitrost ekvivalentne doze izrazi v mikrosivertih na uro. Po zaključku Mednarodne komisije za varstvo pred sevanjem se škodljivi učinki pri ljudeh lahko pojavijo pri ekvivalentnih dozah najmanj 1,5 Sv/leto (150 rem/leto), v primerih kratkotrajne izpostavljenosti pa pri dozah nad 0,5 Sv ( 50 remov). Ko izpostavljenost sevanju preseže določeno mejo, se pojavi radiacijska bolezen.

Ekvivalentna hitrost doze, ki jo povzroča naravno sevanje (zemeljskega in kozmičnega izvora), se giblje med 1,5–2 mSv/leto in z umetnimi viri (medicina, radioaktivne padavine) od 0,3 do 0,5 mSv/leto. Tako se izkaže, da oseba prejme od 2 do 3 mSv na leto. Te številke so približne in odvisne od posebnih pogojev. Po drugih virih so višje in dosegajo 5 mSv/leto.

Doza izpostavljenosti je merilo ionizacijskega učinka fotonskega sevanja, ki se določi z ionizacijo zraka v pogojih elektronskega ravnovesja.

Enota SI za izpostavljenost dozi je en kulon na kilogram (C/kg). Ekstrasistemska enota je rentgen (P), 1P -2,58* 10-4 C/kg. Po drugi strani pa 1 C/kg « 3,876 * 103 R. Za udobje pri delu se pri preračunavanju numeričnih vrednosti doze izpostavljenosti iz enega sistema enot v drugega običajno uporabljajo tabele, ki so na voljo v referenčni literaturi.

Hitrost doze izpostavljenosti je prirastek doze izpostavljenosti na časovno enoto. Njegova enota SI je amper na kilogram (A/kg). V prehodnem obdobju pa lahko uporabljate nesistemsko enoto - rentgen na sekundo (R/s).

1 R/s = 2,58*10-4 A/kg

Ne smemo pozabiti, da po 1. januarju 1990 sploh ni priporočljivo uporabljati koncepta doze izpostavljenosti in njene moči. Zato je treba v prehodnem obdobju te vrednosti navesti ne v enotah SI (C / kg, A / kg), temveč v nesistemskih enotah - rentgenih in rentgenih na sekundo.

1 Sv=1Gy * 100 rad * 100 rem « 100R.

Proizvodne enote sivert: Milisievert (mSv): 1 mSv= 10-3Sv;

Mikrosivert (µSv): 1 µSv - 10-6 Sv.

2.2 Viri ionizirajočega sevanja

Ionizirajoče sevanje v naravi običajno nastaja kot posledica spontanega radioaktivnega razpada radionuklidov, jedrskih reakcij (sinteza in inducirana cepitev jeder, zajem protonov, nevtronov, alfa delcev itd.), pa tudi med pospeševanjem nabitih jeder. delcev v vesolju (narava takšnega pospeševanja kozmičnih delcev do konca ni jasna). Umetni viri ionizirajočega sevanja so umetni radionuklidi (generirajo alfa, beta in gama sevanje), jedrski reaktorji (generirajo predvsem nevtronsko in gama sevanje), radionuklidni nevtronski viri, pospeševalci delcev (generirajo tokove nabitih delcev, pa tudi zavorno fotonsko sevanje), Rentgenski aparati (generirajo zavorno rentgensko sevanje).

2.3 Vpliv ionizirajočega sevanja na živi organizem

Sevanje predstavlja veliko nevarnost za človeka v vesolju. Zaščita pred njim je potrebna takoj, ko zapustimo atmosfero in magnetna polja, ki obkrožajo Zemljo. Sevanje v vesolju je tok nabitih in nenabitih delcev ter elektromagnetno sevanje. Enaki pogoji so na Luni, ki nima atmosfere in magnetnega polja. Pri vesoljskih poletih so najbolj nevarna ionizirajoča sevanja, kamor sodijo rentgenski žarki in gama sevanje Sonca, delci, ki nastanejo ob sončnih (kromosferskih) izbruhih, sončni veter, sončni, galaktični in zunajgalaktični kozmični žarki, elektroni in protoni radiacijskih pasov, nevtroni. in alfa delci. Neionizirajoče sevanje vključuje infrardeče in ultravijolično sevanje sonca, vidno svetlobo in elektromagnetno sevanje v radiofrekvenčnem območju. Te vrste sevanja ne predstavljajo velike nevarnosti za astronavta, saj ne prodrejo skozi kožo vesoljskega plovila ali lupino skafandra.

Slika 14 - S kozmičnim sevanjem delci z visoko energijo prodrejo v telesna tkiva in z izgubo energije ionizirajo atome vzdolž

potujejo in tako uničujejo tkivne celice. Mikrografija prikazuje sled delca z atomskim številom Z=24±2 [titan, vanadij, krom, mangan ali železo]

Ionizirajoče sevanje škodljivo vpliva na življenjske procese, ki potekajo v celicah človeškega telesa. Ko visokoenergijski delci ali fotoni prehajajo skozi snov, se na njihovi poti kot posledica interakcije z atomi snovi oblikujejo pari nabitih delcev – ionov. Od tod tudi ime - ionizirajoče sevanje. Tipična pot (sled) težkega ionizirajočega delca (atomsko število Z = 24±2) primarnega kozmičnega sevanja, ki prehaja skozi snov, je prikazana na zgornji mikrofotografiji. Vpliv ionizirajočega sevanja na biološki objekt je veliko večji kot na neživo snov. Živo tkivo je organizacija visoko specializiranih celic, ki se nenehno obnavljajo. Njihovo obnavljanje je dinamičen proces. Neživljenjski

možgani

Mehanizem sevalnih poškodb je zelo raznolik in ne povsem jasen. Očitno so nekatere poškodbe zaradi sevanja povezane z mehanskimi

poškodbe (pretrganje) biološko pomembnih molekularnih struktur, kot so kromosomi, in nekatere - s kompleksnimi kemičnimi procesi. Sprva nenabiti fragmenti molekul se pretvorijo v visoko aktivne radikale, kot so OH, HOg in H.

Lahko se rekombinirajo v H 2 0 2 ali reagirajo z

organske snovi v celici, ki motijo ​​celično presnovo.

Tako lahko verjetno rečemo, da se radiacijske poškodbe celic pojavijo tako kot posledica neposredne poškodbe molekul biološko pomembnih snovi (na primer deoksiribonukleinske kisline) kot zaradi sekundarnih kemičnih reakcij v jedru in protoplazmi. Diagram poškodbe celice zaradi sevanja je prikazan na sliki, prikazani na sliki 4.

Sevanje vpliva tudi na reproduktivne funkcije telesa, pogosto povzroča spremembe v genetskem aparatu. O oblikah, v katerih se to lahko kaže, je bilo podanih veliko predpostavk. Očitno obstaja resnična nevarnost mutacij kot posledica sprememb v kromosomskem aparatu. Glede na absorbirano dozo sevanja lahko pride tudi do neplodnosti.

Dragoceno gradivo zagotavlja študija genskih poškodb, ki jih povzroča sevanje pri živalih; rezultatov teh študij, ki potekajo predvsem v laboratorijskih pogojih, pa ni mogoče prenesti na ljudi, še posebej, ker se sinergijski učinki pojavljajo tudi v vesoljskih razmerah. V laboratoriju v Los Alamosu (Nova Mehika) je bila obsevana vsaka od 25 zaporednih generacij mišjih samcev, doza sevanja je bila 6000-krat večja od običajnega sevanja ozadja za zemeljske razmere. Kot rezultat tega poskusa je zmanjšanje števila posameznikov v vsakem leglu, povečanje števila mrtvorojenih otrok in primerov rojstva posameznikov s hidrokelo; Zmanjšala se je tudi vzdržljivost potomcev glede na stresno telesno aktivnost. Na sovjetskem umetnem zemeljskem satelitu "Cosmos-PO" so izvedli dolgoročni medicinsko-biološki poskus na dveh psih (psih samcih, ki so bili v orbitalnih pogojih letenja 22 dni. Po tem je bilo od 30 do 70% nenormalne sperme). pri psih, medtem ko je bilo pri kontrolnih živalih število semenčic 10-15%.Kljub temu pa so psi, ki so bili v vesolju, dali zdrave potomce.Imamo malo podatkov o stopnjah ionizirajočega sevanja, ki jih so mu lahko izpostavljena vesoljska plovila. Vse temelji na eksperimentalnih rezultatih, pridobljenih med kratkimi orbitalnimi poleti okoli Zemlje. Zato je izjemno težko določiti zahteve za zaščito pred sevanjem za vesoljske lete na dolge in dolge razdalje. Vendar pa na podlagi biomedicinskih študij in pričakovane ravni obstoječega sevanja v vesolju so bile določene največje dovoljene doze sevanja za astronavte, ki sodelujejo v programu Apollo. Te najvišje dovoljene doze so 980 remov za stopala, gležnje (gležnje) in roke, 700 remov za kožo (celo telo), 200 remov za krvotvorne organe in 200 remov za oči. Rezultati poskusov na rastlinah in drugih bioloških objektih, ki so bili opravljeni na ameriškem satelitu za biološke raziskave vesolja Bios-2, izstreljenem 7. septembra 1967, so pokazali, da se v breztežnostnih razmerah učinek sevanja poveča (sinergija). Če bodo ti podatki potrjeni, bo nevarnost kozmičnega sevanja za ljudi verjetno večja, kot so sprva mislili. Verjetno bo bolj škodljivo za mlade hitro deleče celice ali za aktivne zarodne celice. Po ugotovitvi učinka skupnih učinkov breztežnosti in sevanja na vinske mušice (sadne mušice), stenice, ose, plesen pomarančnega kruha in druge biološke predmete, prisotne v kapsuli Bios-2, so znanstveniki prišli do zaključka, da v vesoljskih razmerah živi organizem je bolj občutljiv na sevanje kot na Zemlji.

Najboljši način za oslabitev ionizirajočega sevanja je absorbiranje njegove energije, ko prehaja skozi nek material. Zato se problem zaščite astronavta pred sevanjem zmanjša na iskanje najučinkovitejšega zaščitnega materiala, pri čemer ne pozabimo na minimalne zahteve glede teže. Idealna zaščita pred sevanjem naj bi imela efektivno gostoto zemeljske atmosfere, to je 1000 g/cm, in enako magnetno polje kot okrog zemeljske oble na ekvatorju. Za ustvarjanje enakovredne zaščite pred sevanjem v vesolju bi bila potrebna približno 10 m debela plast vode ali svinčeni ščit debeline približno 1 m. Kako kompleksen je problem varstva pred sevanji, je razvidno iz grafa. Prikazuje, kakšne doze (v relativnih enotah) bodo astronavti prejeli v vesoljskem plovilu, ko bodo izpostavljeni več vrstam ionizirajočih delcev (primarni protoni, sekundarni protoni in nevtroni), če bo uporabljen zaščitni aluminijasti ščit različnih debelin.

Povečanje teže zaslonov ne bo pomagalo rešiti problema, saj ko visokoenergijski elektroni prehajajo skozi kovine, nastanejo rentgenski žarki (pojav, znan kot »zavorno sevanje«). Ko ladja prečka magnetne pasove, se v njej pojavijo močni tokovi sekundarnega sevanja. Druga vrsta sekundarnega sevanja (tokovi mezonov, kaskadni in izhlapevalni nevtroni ter povratni protoni) nastanejo kot posledica jedrskih interakcij v zaščitnem materialu. Vse te vrste sekundarnega sevanja predstavljajo potencialno nevarnost za astronavte. Če bo ta nevarnost velika, bo treba v prihodnjih vesoljskih plovilih narediti notranje ščite za zaščito pred sekundarnim sevanjem. Morda se bodo okoli vesoljskega plovila ustvarila umetna magnetna polja, ki bodo ladjo varovala tako, kot Zemljo ščitijo magnetni pasovi, ki jo obkrožajo

Trup vesoljskega plovila Apollo, izdelan predvsem iz aluminija, nerjavečega jekla in fenolnih epoksi smol, ustvarja ščit gostote

7,5 g/cm2. Ta ščit zadostuje za zaščito treh astronavtov pred običajnim sončnim sevanjem. Najmočnejši sončni izbruh, zabeležen doslej, bi astronavte v tem vesoljskem plovilu izpostavil dozi sevanja le 70 mrad. Lunarni modul vesoljskega plovila Apollo ima zaslon z gostoto le 1,5 g/cm 2, kar je premalo za zaščito astronavtov pred tovrstnimi sončnimi izbruhi. Trenutno poteka veliko dela, da bi našli farmakološka sredstva za zaščito ljudi pred sevanjem. Med številnimi zdravili, ki se preučujejo, so cistamin, cistein, glutation in aminoetil izotiuronij. Vendar pa uporaba teh zdravil iz več razlogov ne daje posebej učinkovitih rezultatov. Dejstvo je, da je bila, prvič, večina poskusov izvedena na živalih in v kopenskih razmerah, in drugič, takšna zdravila je treba vnesti v človeško telo, preden se začne obsevanje. Poleg tega obstaja problem toksičnosti teh zdravil. Poleg tega je s pomočjo farmakoloških sredstev možno človeku zagotoviti zaščito pred rentgenskimi žarki in sevanjem gama, ne pa tudi pred močnim ionizirajočim sevanjem delcev alfa, protonov in hitrih nevtronov.

Opozoriti je treba, da bodo doze sevanja na Luni verjetno nizke, vendar so potrebni natančni izračuni za napovedovanje sončnih izbruhov, da se prepreči izpostavljanje astronavtov sevanju med misijami na Luno.

2.3.1. Galaktični kozmični žarki (GCR)

Galaktični kozmični žarki (GCR) so sestavljeni iz jeder različnih kemijskih elementov s kinetično energijo E več kot nekaj deset MeV/nukleon ter elektronov in pozitronov z £>10 MeV. Ti delci pridejo v medplanetarni prostor iz medzvezdnega medija. Vir teh delcev so supernove v naši Galaksiji. Možno pa je, da v pokrajini £<100 МэВ/нуклон частицы образуются за счет ускорения в межпланетной среде частиц солнечного ветра и межзвездного газа. Дифференциальный энергетический спектр ГКЛ носит степенной характер.

2.3.2 Sevalni pasovi in ​​kozmični žarki

Zemljina sevalna pasova sta dve območji najbližjega zemeljskega prostora, ki obkrožata Zemljo v obliki zaprtih magnetnih pasti.

Slika 18 - Shematski prikaz trajektorije nabitega delca v zemeljskem magnetnem polju

Vsebujejo ogromne tokove protonov in elektronov, ki jih ujame zemeljsko dipolno magnetno polje. Zemljino magnetno polje ima močan vpliv na električno nabite delce, glavna izvora teh delcev sta dva:

Kozmični žarki, tj. energijski (od 1 do 12 GeV) elektroni, protoni in jedra težkih elementov, ki prihajajo s skoraj svetlobnimi hitrostmi, predvsem iz drugih delov Galaksije,

Korpuskularni tokovi manj energijsko nabitih delcev (105 -106 eV), ki jih izbije Sonce.

V magnetnem polju se električni delci gibljejo spiralno; zdi se, da je trajektorija delca navita okoli valja, vzdolž osi katerega poteka sila. Polmer tega namišljenega valja je odvisen od poljske jakosti in energije delca. Višja kot je energija delca, večji je polmer (imenovan Larmorjev polmer) za dano poljsko jakost. Če je Larmorjev polmer veliko manjši od polmera Zemlje, delec ne doseže njene površine. Ujame ga zemeljsko magnetno polje. Če je Larmorjev polmer veliko večji od polmera Zemlje, se delec giblje, kot da magnetnega polja ni, delci prodrejo v Zemljino magnetno polje v ekvatorialnih območjih, če je njihova energija večja od 109 eV. Takšni delci vdrejo v atmosfero in ob trku z njenimi atomi povzročijo jedrske transformacije, ki povzročijo določene količine sekundarnih

Slika 19 - Študije primarnih kozmičnih žarkov

kozmični žarki. Te sekundarne kozmične žarke že zaznavamo na površju Zemlje.

Zemljino magnetno polje zadržuje ogromno energijskih delcev, tako elektronov kot protonov. Njihova energija in koncentracija sta odvisni od oddaljenosti do Zemlje in geomagnetne širine. Delci zapolnjujejo tako rekoč ogromne obroče ali pasove, ki obkrožajo Zemljo okoli geomagnetnega ekvatorja.

Tokovi elektronov in protonov različnih energij v ravnini geomagnetnega ekvatorja. R je razdalja od središča Zemlje, izražena v zemeljskih polmerih.

Za preučevanje kozmičnih žarkov v njihovi izvirni obliki (primarni kozmični žarki) se oprema dvigne na rakete in umetne zemeljske satelite. Približno 99% energijskih delcev, ki "prebodo" Zemljin magnetni ščit, je kozmičnih žarkov galaktičnega izvora in le približno 1% jih nastane v Soncu.

Najnovejša raziskava z uporabo medplanetarnih vesoljskih plovil, orbitalnih postaj in znanstvene opreme je zagotovila pomembne nove podatke o zemeljskih sevalnih pasovih.

Slika 20 - Novi podatki o sevalnih pasovih Zemlje

Meridionalni odsek zemeljskega sevalnega pasu. Školjke L = 1-3 - notranji del pasu;

L = 3,5 - zunanji del; L = 1,2-1,5 - stabilen pas visokoenergijskih elektronov;

L ~ 2 - stabilen pas jeder nepravilne komponente kozmičnih žarkov; L ~ 2,6 - kvazistabilen pas.

Detekcija stacionarnega pasu visokoenergijskih elektronov.

Z uporabo opreme, nameščene na orbitalni postaji Saljut-6 (nadmorska višina 350 - 400 km, naklon 52°), so v zgodnjih 80-ih odkrili stacionarne tokove visokoenergijskih elektronov.

Pred tem poskusom so bili v zemeljskem sevalnem pasu zabeleženi samo elektroni z energijo največ 5 MeV (v skladu z albedo mehanizmom izvora).

Kasnejše meritve so bile izvedene na umetnih zemeljskih satelitih serije Meteor-3 (nadmorska višina krožnih orbit 800 in 1200 km).

Z magnetnimi spektrometri, nameščenimi na postajah Saljut-7 in Mir, je bilo dokazano, da je stabilni pas sestavljen samo iz visokoenergijskih elektronov (brez pozitronov) (do 200 MeV).

To pomeni, da se v zemeljski magnetosferi izvaja zelo učinkovit pospeševalni mehanizem.

Seizmomagnetne povezave. Študija sprememb tokov visokoenergijskih ujetih delcev, ki so jo izvajali na orbitalnih postajah Saljut-6, Mir in satelitu Meteor, je vodila do odkritja novega naravnega pojava, povezanega z vplivom seizmične aktivnosti Zemlje na notranja meja sevalnega pasu - sklopitev seizmomagnetosfere.

Fizikalna razlaga tega pojava se skrči na naslednje: iz epicentra prihajajočega potresa se oddaja elektromagnetno sevanje, ki je posledica mehanskih premikov podzemnih kamnin.

Frekvenčni spekter sevanja je precej širok. Zemljin sevalni pas pa lahko doseže le sevanje v frekvenčnem območju -0,1 - 10 Hz, ki praktično brez izgub prehaja skozi zemeljsko skorjo in atmosfero. Ko doseže spodnjo mejo zemeljskega sevalnega pasu, elektromagnetno sevanje interagira z zajetimi elektroni in protoni.

V interakciji aktivno sodelujejo delci, pritrjeni na tiste magnetne silnice, ki gredo skozi epicenter prihajajočega potresa.

Če frekvenca nihanja delcev med zrcalnimi točkami sovpada s frekvenco potresnega elektromagnetnega sevanja (SEMR), dobi interakcija kvaziresonančni značaj, ki se kaže v spremembi nagibnih kotov zajetih delcev.

Če na zrcalni točki kot naklona delca postane drugačen od 90°, bo to neizogibno povzročilo zmanjšanje zrcalne točke, ki ga spremlja izločanje delcev iz sevalnega pasu.

Zaradi vzdolžnega odnašanja ujetih delcev padavinski val (tj. delci, ki se gibljejo navzdol) obkroži Zemljo in nastane padavinski obroč vzdolž magnetne širine, na kateri je žarišče prihajajočega potresa.

Obroč lahko obstaja 15 - 20 minut, dokler vsi delci v ozračju ne umrejo. Vesoljsko plovilo v orbiti, ki gre pod sevalnim pasom, bo zabeležilo izbruh padajočih delcev, ko bo prečkalo zemljepisno širino žarišča prihajajočega potresa. Analiza energijskih in časovnih porazdelitev delcev v zabeleženih izbruhih nam omogoča določitev lokacije in časa napovedanega potresa. Odkritje povezave med potresnimi procesi in obnašanjem ujetih delcev v zemeljski magnetosferi je bilo osnova nove metode operativnega napovedovanja potresov, ki je trenutno v razvoju.

2.4.Uporaba ionizirajočega sevanja

Ionizirajoče sevanje se uporablja v različnih sektorjih težke (introskopija) in živilske (sterilizacija medicinskih instrumentov, potrošnega materiala in hrane) industrije, pa tudi v medicini (obsevalna terapija, PET tomografija).

Za zdravljenje tumorjev se uporabljajo težki jedrski delci, kot so protoni, težki ioni, negativni l-mezoni in nevtroni različnih vrst.

energije. Žarki težkih nabitih delcev, ustvarjeni v pospeševalnikih, imajo nizko bočno sipanje, kar omogoča oblikovanje dozirnih polj z jasno konturo vzdolž meja tumorja.

2.4.1 Metode odkrivanja in merjenja

Kot posledica interakcije radioaktivnega sevanja z zunanjim okoljem pride do ionizacije in vzbujanja njegovih nevtralnih atomov in molekul. Ti procesi spremenijo fizikalno-kemijske lastnosti obsevanega medija. Na podlagi teh pojavov se za snemanje in merjenje ionizirajočega sevanja uporabljajo fotografske, ionizacijske, kemične in scintilacijske metode.

Fotografska metoda. Ta metoda temelji na stopnji črnenja emulzije. Pod vplivom ionizirajočega sevanja molekule srebrovega bromida, ki jih vsebuje fotografska emulzija, razpadejo na srebro in brom. Pri tem nastanejo drobni srebrni kristali, ki ob razvijanju povzročijo črnjenje fotografskega filma. Gostota črnitve je sorazmerna z absorbirano energijo sevanja. S primerjavo gostote črnenja s standardom se določi doza sevanja (izpostavljena ali absorbirana), ki jo prejme film. Na tem principu temeljijo posamezni fotodozimetri.

Metoda ionizacije. Njegovo bistvo je v tem, da pod vplivom ionizirajočega sevanja v mediju (prostornina plina) pride do ionizacije molekul, zaradi česar se električna prevodnost tega
okolje poveča. Če sta vanj nameščeni dve elektrodi, na kateri je priključena konstantna napetost, pride med elektrodama do usmerjenega gibanja ionov, tj. Skozi teče tako imenovani ionizacijski tok, ki ga je mogoče enostavno izmeriti. Takšne naprave imenujemo detektorji sevanja. Ionizacijske komore in komore s plinskim praznjenjem se uporabljajo kot detektorji v dozimetričnih instrumentih.

števci različnih vrst. Metoda ionizacije je osnova za delovanje dozimetričnih instrumentov, kot so DP-5A (B, V), DP-22V in ID-1.

Kemična metoda. Njegovo bistvo je v tem, da molekule določenih snovi zaradi izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju razpadejo in tvorijo nove kemične spojine. Količino novonastalih kemikalij lahko določimo na različne načine. Najprimernejša metoda za to temelji na spremembi gostote barve reagenta, s katerim reagira novonastala kemična spojina. Na tej metodi temelji princip delovanja kemičnega dozimetra gama in nevtronskega sevanja DP-70 MP.

Scintilacijska metoda. Ta metoda temelji na dejstvu, da nekatere snovi (cinkov sulfid, natrijev jodid, kalcijev volframat) žarijo, če so izpostavljene ionizirajočemu sevanju. Pojav sijaja je posledica vzbujanja atomov pod vplivom sevanja: pri vrnitvi v osnovno stanje atomi oddajajo fotone vidne svetlobe različne svetlosti (scintilacija). Fotone vidne svetlobe ujame posebna naprava - tako imenovana fotopomnoževalna cev, ki je sposobna zaznati vsak blisk. Delovanje individualnega dozimetra ID-11 temelji na scintilacijski metodi detekcije ionizirajočega sevanja.

2.5.Dozimetrične naprave

Naprave, ki delujejo na podlagi ionizacijske metode, imajo v osnovi enako napravo in vključujejo: sprejemno napravo (ionizacijska komora ali števec praznjenja v plinu) 1, ojačevalnik ionizacijskega toka (električno vezje, vključno z elektrometrično svetilko 2, obremenitveni upor 3 in drugi elementi), snemalno napravo 4 (mikroampermeter) in vir energije 5 (suhe celice ali baterije).

Ionizacijska komora je zaprta prostornina, napolnjena z zrakom, znotraj katere sta dve med seboj izolirani elektrodi (kot kondenzator). Na elektrode komore se napaja napetost iz vira enosmernega toka. Če ionizirajočega sevanja ni, v tokokrogu ionizacijske komore ne bo toka, saj je zrak izolator. Ko so v ionizacijski komori izpostavljeni sevanju, se molekule zraka ionizirajo. V električnem polju se pozitivno nabiti delci premikajo proti katodi, negativno nabiti pa proti anodi. V tokokrogu komore nastane ionizacijski tok, ki ga zabeleži mikroampermeter. Številčna vrednost ionizacijskega toka je sorazmerna z močjo sevanja. Posledično lahko ionizacijski tok uporabimo za oceno hitrosti doze sevanja, ki vpliva na komoro. Ionizacijska komora deluje v območju nasičenja.

Plinskoelektrični števec se uporablja za merjenje nizkointenzivnega radioaktivnega sevanja. Visoka občutljivost števca omogoča merjenje jakosti sevanja, ki je desettisočkrat manjša od tiste, ki jo lahko izmeri ionizacijska komora.

Plinski števec je votel, zaprt kovinski ali stekleni valj, napolnjen z izpraznjeno mešanico inertnih plinov (argon, neon) z nekaterimi dodatki, ki izboljšajo delovanje števca (alkoholne pare). V notranjosti cilindra je vzdolž njegove osi tanka kovinska nit (anoda), izolirana od cilindra. Katoda je kovinsko telo ali tanka plast kovine, nanesena na notranjo površino steklenega telesa merilnika. Na kovinsko nit in prevodno plast (katodo) deluje električna napetost.

Merilniki praznjenja plina delujejo na principu ojačanja praznjenja plina. Če radioaktivnega sevanja ni, v volumnu števca ni prostih ionov. Zato v vezju tudi ni števca električnega toka. Pri izpostavljenosti radioaktivnemu sevanju se v delovni prostornini števca tvorijo nabiti delci. Elektroni, ki se gibljejo v električnem polju do anode števca, katere površina je veliko manjša od površine katode, pridobijo kinetično energijo, ki zadostuje za dodatno ionizacijo atomov plinastega medija. Elektroni, izbiti v tem procesu, prav tako povzročijo ionizacijo. Tako en delec radioaktivnega sevanja, ki vstopi v prostornino mešanice plinomera, povzroči nastanek plazu prostih elektronov. Na nasprotni filamentu se zbere veliko število elektronov. Posledično se pozitivni potencial močno zmanjša in pojavi se električni impulz. Z beleženjem števila tokovnih impulzov, ki se pojavijo na enoto časa, lahko ocenimo intenzivnost radioaktivnega sevanja.

Dozimetrične naprave so namenjene:

Nadzor izpostavljenosti - pridobivanje podatkov o absorbiranih ali izpostavljenih dozah sevanja ljudi in domačih živali;

Nadzor radioaktivne kontaminacije z radioaktivnimi snovmi ljudi, domačih živali, pa tudi strojev, transporta, opreme, osebne zaščitne opreme, oblačil, hrane, vode, krme in drugih predmetov;

Radiacijsko izvidovanje - ugotavljanje stopnje sevanja na tleh.

Poleg tega je mogoče s pomočjo dozimetričnih instrumentov določiti inducirano radioaktivnost različnih tehničnih sredstev, predmetov in tal, obsevanih z nevtronskimi tokovi. Za izvidovanje sevanja in dozimetrični nadzor v objektu se uporabljajo dozimetri in merilniki hitrosti doze izpostavljenosti, katerih taktične in tehnične značilnosti so podane v tabeli 2.

Kompleti individualnih dozimetrov DP-22V in DP-24 z žepnimi dozimetri, ki neposredno kažejo DKP-50A, namenjeni nadzoru doz izpostavljenosti gama sevanju, ki ga prejmejo ljudje pri delu na območjih, onesnaženih z radioaktivnimi snovmi, ali pri delu z odprtimi in zaprtimi viri ionizirajočega sevanja. sevanje.

Komplet dozimetrov DP-22V je sestavljen iz polnilnika 1 tipa ZD-5 in 50 posameznih žepnih dozimetrov, ki neposredno prikazujejo 2 tipa DKP-50A. Za razliko od DP-22V ima komplet dozimetrov DP-24 pet dozimetrov DKP-50A.

Polnilec 1 je namenjen polnjenju dozimetrov DKP-50A. V ohišju ZD-5 so: napetostni pretvornik, visokonapetostni usmernik, potenciometer-napetostni regulator, žarnica za osvetlitev polnilne vtičnice, mikrostikalo in baterije. Na zgornji plošči naprave so: gumb potenciometra 3, polnilna vtičnica 5 s pokrovčkom 6 in pokrov predala za napajanje 4. Napajanje je napajano

iz dveh suhih elementov tipa 1.6-ПМЦ-У-8, ki zagotavljata neprekinjeno delovanje naprave najmanj 30 ur pri toku porabe 200 mA. Napetost na izhodu polnilnika je gladko nastavljiva od 180 do 250V.

Kontrolni dozimeter z neposrednim odčitavanjem DKP-50A je namenjen za merjenje ekspozicijskih doz sevanja gama. Strukturno je izdelan v obliki nalivnega peresa. Dozimeter je sestavljen iz duraluminijevega telesa 1, v katerem so nameščeni ionizacijska komora in kondenzator, elektroskop, bralna naprava in polnilni del.

Glavni del dozimetra je majhna ionizacijska komora 2, na katero je priključen kondenzator 4 z elektroskopom. Zunanja elektroda sistema kamera-kondenzator je cilindrično telo iz duraluminija 1, notranja elektroda je aluminijasta palica 5. Elektroskop je sestavljen iz ukrivljenega dela notranje elektrode (držala) in prilepljen nanj

platinirani namerilni križ (premični element)

3. V sprednjem delu telesa je čitalna naprava - mikroskop z 90-kratno povečavo, sestavljen iz okularja 9, leče 12 in skale 10. Lestvica ima 25 razdelkov (od 0 do 50). Cena ene delitve ustreza dvema rentgenoma. Lestvica in okular sta pritrjena z oblikovano matico.

Na zadnji strani ohišja je polnilni del, sestavljen iz diafragme 7 s premičnim kontaktnim zatičem 6. Ko ga pritisnete, se zatič 6 zapre z notranjo elektrodo ionizacijske komore. Ko se obremenitev odstrani, se kontaktni zatič z diafragmo vrne v prvotni položaj. Polnilni del dozimetra je zaščiten pred kontaminacijo z zaščitnim okvirjem 8. Dozimeter je pritrjen na žep oblačila z držalom 11.

Načelo delovanja dozimetra je podobno kot pri preprostem elektroskopu. Med polnjenjem dozimetra opazovalna črta 3 elektroskopa odstopa od notranje elektrode 5 pod vplivom elektrostatičnih odbojnih sil. Upogib navoja je odvisen od uporabljene napetosti, ki jo med polnjenjem uravnavamo in izbiramo tako, da se slika vzorčne niti poravna z ničelno točko skale čitalnika.

Ko je napolnjen dozimeter izpostavljen sevanju gama, se v delovni prostornini komore pojavi ionizacijski tok. Ionizacijski tok zmanjša začetni naboj kondenzatorja in komore ter s tem potencial notranje elektrode. Sprememba potenciala, izmerjena z elektroskopom, je sorazmerna z dozo izpostavljenosti sevanju gama. Sprememba potenciala notranje elektrode vodi do zmanjšanja elektrostatičnih odbojnih sil med namerilnim križem in držalom elektroskopa. Zaradi tega se namerilni križ približa držalu, njegova slika pa se premakne vzdolž lestvice bralne naprave. Če držite dozimeter proti svetlobi in opazujete žarilno nitko skozi okular, lahko kadar koli preštejete dozo izpostavljenosti sevanju.

Dozimeter DKP-50A omogoča merjenje posameznih ekspozicijskih doz sevanja gama v območju od 2 do 50 R pri dozah sevanja od 0,5 do 200 R/h. Samopraznjenje dozimetra v normalnih pogojih ne presega dveh delitev na dan.

Dozimeter DKP-50A se napolni pred začetkom dela na območju radioaktivne kontaminacije (izpostavljenosti sevanju gama) v naslednjem vrstnem redu:

* odvijte zaščitni okvir dozimetra (zamašek s steklom) in zaščitni pokrovček polnilne vtičnice ZD-5;

* obrnite gumb potenciometra polnilnika v levo do konca;

* vstavite dozimeter v polnilno vtičnico polnilnika, prižgeta se osvetlitev polnilne vtičnice in visoka napetost;

* gledamo skozi okular, rahlo pritisnemo na dozimeter in z vrtenjem gumba potenciometra v desno nastavimo navoj na "O" skale, nato odstranimo dozimeter iz polnilne vtičnice;

* preverite položaj navoja proti svetlobi: njegova slika naj bo na oznaki "O", ovijte zaščitni okvir dozimetra in pokrovček polnilne vtičnice.

Doza izpostavljenosti sevanju je določena s položajem niti na skali odčitavalne naprave. Odčitek je treba opraviti z nitjo v navpičnem položaju, da se izključi vpliv upogiba niti zaradi teže na odčitek dozimetra.

Komplet ID-1 je zasnovan za merjenje absorbiranih doz nevtronskega sevanja gama. Sestavljen je iz individualnih dozimetrov ID-1 in polnilnika ZD-6. Princip delovanja dozimetra ID-1 je podoben principu delovanja dozimetrov za merjenje ekspozicijskih doz sevanja gama (npr. DKP-50A).

Merilnika hitrosti doze DP-5A in DP-5V sta namenjena merjenju ravni sevanja na območju in radioaktivne kontaminacije različnih objektov z gama sevanjem. Moč sevanja gama se določi v milirentgenih ali rentgenih na uro za točko v prostoru, na kateri je med meritvami nameščen ustrezni števec naprave. Poleg tega je mogoče zaznati beta sevanje.

Območje meritev sevanja gama je od 0,05 mR/h do 200 R/h v območju energije kvantov gama od 0,084 do 1,25 MeV. Naprave DP-5A, DP-5B in DP-5V imajo

Naprave imajo zvočno indikacijo na vseh podpasovih razen na prvem. Zvočni signal se posluša s slušalkami 8.

Naprave napajajo trije suhi elementi tipa KB-1 (eden od njih je za osvetlitev lestvice), ki zagotavljajo neprekinjeno delovanje v normalnih pogojih najmanj 40 ur - DP-5A in 55 ur - DP-5V. Naprave lahko priključimo na zunanje vire enosmerne napetosti 3,6 in 12V - DP-5A in 12 ali 24V - DP-5V, pri čemer imajo za to napajalnik in delilnik napetosti s kablom dolžine 10 m.

Konstrukcija naprav DP-5A (B) in DP-5V. Komplet naprave vključuje: etui s trakovi; podaljšek; napajalni blok na DP-5A (B) in delilnik napetosti na DP-5V; komplet operativne dokumentacije in rezervne opreme; telefon in škatla za shranjevanje.

Naprava je sestavljena iz merilne plošče; sonda v DP-5A (B) ali detektorska enota v DP-5V 1, povezana z daljinskim upravljalnikom s gibkimi kabli 2; nadzor stroncijevo-itrijevega vira beta sevanja za preverjanje delovanja naprav (na notranji strani pokrova ohišja za DP-5A (B) 9 in na detektorski enoti za DP-5V).

Merilna plošča je sestavljena iz plošče in ohišja. Na plošči merilne plošče so: mikroampermeter z dvema merilnima skalama 3; podpasovno stikalo 4; Gumb "Mode" 6 (potenciometer za nastavitev načina); gumb za ponastavitev (»Reset«) 7; preklopno stikalo za osvetlitev lestvice 5; ničelni nastavitveni vijak 10; telefonska vtičnica 11. Plošča je pritrjena na ohišje z dvema zaskočnima vijakoma. Elementi vezja naprave so nameščeni na šasiji, ki je s ploščo povezana s tečajem in vijakom. Na dnu ohišja je predal za odlaganje napajalnikov. Če ni baterij, lahko tu priključimo delilnik napetosti iz enosmernih virov.

Naprave za zaznavanje naprav so nameščeni števci praznjenja plina: v napravi DP-5A - ena (SIZBG) v merilni konzoli in dve (SIZBG in STS-5) v sondi; v napravi DP-5V - dva (SBM-20 in SIZBG) v detektorski enoti.

Sonda in detekcijska enota 1 je jekleno cilindrično telo z okencem za indikacijo beta sevanja, zaprto z etilcelulozno vodoodporno folijo, skozi katero prodirajo beta delci. Na telo je nameščen kovinski vrtljivi zaslon, ki je pritrjen v dveh položajih (»G« in »B«) na sondi in v treh položajih (»G«, »B« in »K«) na detekcijski enoti. V položaju "G" je okno ohišja prekrito z zaslonom in v števec lahko prodrejo le žarki gama. Ko zavrtite zaslon v položaj "B", se odpre okno ohišja in beta delci

priti do pulta. V položaju “K” se krmilni vir beta sevanja, ki je nameščen v vdolbino na zaslonu, namesti ob okno in v tem položaju se preveri delovanje naprave DP-5V.

Telo sonde in detekcijske enote imata po dve izboklini, s pomočjo katerih se namestita na preiskovane površine za indikacijo beta kontaminacije. V notranjosti ohišja je plošča, na kateri so nameščeni števci praznjenja v plinu, ojačevalnik-normalizator in električno vezje.

Ohišje naprave je sestavljeno iz: DP-5A - dveh predelkov (za namestitev daljinskega upravljalnika in sonde); DP-5V - s tremi predelki (za namestitev daljinskega upravljalnika, detektorske enote in rezervnih baterij). Pokrov ohišja ima okna za opazovanje odčitkov instrumenta. Za nošenje naprave sta na ohišje pritrjena dva trakova.

Telefon 8 je sestavljen iz dveh majhnih telefonov tipa TG-7M in naglavnega traku iz mehkega materiala. Povezuje se z merilno konzolo in zaznava prisotnost radioaktivnega sevanja: večja kot je moč sevanja, pogostejši so zvočni kliki.

Rezervni deli, ki so priloženi napravi, vključujejo pokrove za sondo, pokrove, žarnice z žarilno nitko, izvijač in vijake.

Priprava naprave za delovanje poteka v naslednjem vrstnem redu:

1) odstranite napravo iz škatle za shranjevanje, odprite pokrov ohišja, izvedite zunanji pregled, pritrdite pasove in ramenske pasove na ohišje;

2) odstranite sondo ali detekcijsko enoto; pritrdite ročaj na sondo in palico (ki se uporablja kot ročaj) na detekcijsko enoto;

3) uporabite korektor za nastavitev mehanske ničle na lestvici mikroampermetra;

4) priključite napajalnike;

5) vklopite napravo tako, da gumbe stikala podrazpona postavite v položaj: »Način«. DP-5A in (nadzor načina) DP-5B (igla instrumenta mora biti nastavljena v sektorju režima); v DP-5A z gumbom potenciometra nastavite puščico instrumenta v sektorju režima na

Če igle mikroampermetra ne zaidejo v delovne sektorje, je potrebno zamenjati napajalnike.

Učinkovitost naprav se preverja na vseh podpasovih, razen na prvem (»200«), z uporabo kontrolnih virov, za katere so zasloni sonde in detekcijske enote nameščeni v položajih »B« oziroma »K« in telefoni so povezani. V napravi DP-5A odprite kontrolni beta vir, namestite sondo s svojimi nosilnimi izboklinami na pokrov ohišja, tako da je vir nameščen nasproti odprtega okna sonde. Nato zaporedoma premaknite stikalo podrazpona v položaje "* 1000", "* 100", "*10", "*1", "*0,1", opazujte odčitke naprave in poslušajte klike v telefonih. Igle mikroampermetra bi morale v podobmočjih VI in V odstopati, v IV odstopati, v III in II pa ne smejo odstopati zaradi nezadostne aktivnosti kontrolnih beta virov.

Po tem nastavite stikalne gumbe v položaj "Izklop". DP-5A in "^" - DP-5B; pritisnite gumbe "Ponastavi"; obrnite zaslone v položaj "G". Naprave so pripravljene za uporabo.

V drugem podpasu se izvaja sevalno izvidovanje območja s stopnjami sevanja od 0,5 do 5 R/h (sonda in detekcijska enota z zaslonom v položaju »G« ostaneta v ohišju instrumentov) in nad 5 R/h - v prvem podpasu. Pri merjenju mora biti naprava na višini 0,7-1 m od površine tal.

Stopnja radioaktivne kontaminacije kože ljudi, njihovih oblačil, domačih živali, strojev, opreme, transporta itd. določene po tem vrstnem redu. Gama ozadje se meri na mestu, kjer bo določena stopnja okužbe predmeta, vendar ne manj kot 15-2 ohmov od predmeta, ki se pregleduje.

Za ugotavljanje prisotnosti inducirane aktivnosti opreme, izpostavljene nevtronskemu sevanju, se izvedeta dve meritvi - zunaj in znotraj opreme. Če so rezultati meritev blizu drug drugemu, to pomeni, da je oprema povzročila aktivnost.

Za zaznavanje beta sevanja je potrebno zaslon sonde nastaviti v položaj "B" in ga prinesti na preiskovano površino na razdalji 1,5-2 cm. zaporedoma obračajte stikalni gumb podrazpona v položaje "* 0,1", "*1", "*10", dokler se igla mikroampermetra ne ukloni znotraj skale. Povečanje odčitkov instrumenta v istem podpasu v primerjavi z meritvijo gama kaže na prisotnost beta sevanja.

Če želite ugotoviti, na kateri strani je kontaminirana površina platnenih nadstreškov, sten in predelnih sten stavb ter drugih predmetov, ki so prepustni za sevanje gama, se izvedeta dve meritvi v položaju sonde "B" in "D"; površina je onesnažena na strani, na kateri so odčitki naprave v položaju sonde "B", je opazno višja.

Pri določanju stopnje radioaktivne kontaminacije vode se vzameta dva vzorca s skupno prostornino 1,5-Yu. Ena - iz zgornje plasti vodnega vira, druga - iz spodnje plasti. Meritve se izvajajo s sondo v položaju "B", ki se nahaja na razdalji 0,5-1 cm od površine vode, odčitki pa se vzamejo na zgornji lestvici.

Imenske tablice na pokrovih ohišij podajajo podatke o dovoljenih standardih radioaktivne kontaminacije in označujejo podobmočja, pri katerih se merijo.

Vgradni merilnik hitrosti doze DP-ZB je zasnovan za določanje ravni sevanja na območjih, onesnaženih z radioaktivnimi snovmi. Lahko se namesti na avtomobile, letala, helikopterje, rečne čolne, dizelske lokomotive, pa tudi v zaklonišča in protisevalna zaklonišča. Naprava se napaja iz enosmernih virov z napetostjo 12 ali 26V.

Komplet naprave vsebuje: merilno ploščo A, daljinsko enoto B, napajalni kabel z ravnim konektorjem 1, kabel s kotnim konektorjem 9 za

povezave med daljinskim upravljalnikom in daljinsko enoto B, montažni nosilci, tehnična dokumentacija in pribor. Plošča merilne plošče vsebuje: mikroampermeter z dvovrstično lestvico 3 (cena delitve zgornje lestvice je 0,05 R/h, spodnja je 5 OR/h), svetlobno indikacijsko svetilko 6, svetilko za osvetlitev ozadja 4 od skala mikroampermetra in indikator podrazpona 5, varovalke 8, gumb "Preveri" 2, stikalo podrazpona 7 v šest položajev: izklopljeno "Izklopljeno", vklopljeno "Vklopljeno", "*10", "*100" in "500".

Priprava naprave za obratovanje DP-ZB za obratovanje: pregled kompleta, zunanji pregled naprave in pribora, sestava naprave, priklop na napajalni tokokrog, kontrola delovanja.

Funkcionalnost naprave se preverja v položaju stikala »Vklop«. S klikom na gumb "Preveri". V tem primeru mora biti igla mikroampermetra v območju 0,4-0,8 R/h, indikatorska lučka pa mora pogosto utripati ali neprekinjeno goreti.

Pred merjenjem ravni sevanja nastavite stikalo v položaj "Vklop". In počakajte, da se igla mikroampermetra usede v črno območje lestvice. Nato nastavite stikalo na položaj prvega podrazpona (»*1«) in po 30 s odčitajte odčitke na zgornji skali mikroampermetra. Če puščica zaide iz lestvice, nastavite stikalo zaporedno na položaj drugega, tretjega in četrtega podrazpona. Odčitki na prvih treh podrazponih se vzamejo na zgornji lestvici in pomnožijo s faktorji 1, 10 oziroma 100. Na četrtem podrazponu se odčitki vzamejo na spodnji lestvici brez množenja s kakršnim koli koeficientom.

2.6.Biološki učinki ionizirajočega sevanja

Ionizacija, ki jo povzroča sevanje v celicah, povzroči nastanek prostih radikalov. Prosti radikali povzročajo uničenje celovitosti verig makromolekul (proteinov in nukleinskih kislin), kar lahko povzroči tako množično odmiranje celic kot karcinogenezo in mutagenezo. Za učinke ionizirajočega sevanja so najbolj dovzetne aktivno deleče celice (epitelijske, matične in embrionalne).

Ker imajo različne vrste ionizirajočega sevanja različne LET, enaka absorbirana doza ustreza različni biološki učinkovitosti sevanja. Zato se za opis učinkov sevanja na žive organizme uporabljata koncepta relativne biološke učinkovitosti (faktor kakovosti) sevanja glede na sevanje z nizkim LET (faktor kakovosti fotonskega in elektronskega sevanja je vzet kot enota) in ekvivalentna doza uvedena so ionizirajoča sevanja, ki so številčno enaka zmnožku absorbirane doze s faktorjem kakovosti.

Po izpostavljenosti sevanju na telesu se lahko glede na dozo pojavijo deterministični in stohastični radiobiološki učinki. Na primer, prag za pojav simptomov akutne radiacijske bolezni pri ljudeh je 1-2 Sv za celotno telo.

Za razliko od determinističnih stohastični učinki nimajo jasnega praga odmerka za manifestacijo. Z večanjem doze sevanja se povečuje le pogostost pojavljanja teh učinkov. Lahko se pojavijo tako mnogo let po obsevanju (maligne neoplazme) kot v naslednjih generacijah (mutacije).

Glavni vir informacij o stohastičnih učinkih ionizirajočega sevanja so opazovalni podatki o zdravju ljudi, ki so preživeli jedrsko bombardiranje Hirošime in Nagasakija. Vsa leta po atomskem bombardiranju dveh mest so japonski strokovnjaki opazovali tistih 87.500 ljudi, ki so ga preživeli. Njihova povprečna doza sevanja je bila 240 milisivertov. Hkrati je bil porast rakavih obolenj v naslednjih letih 9-odstoten. Pri dozah, manjših od 100 milisivertov, nihče na svetu ni ugotovil razlik med pričakovano in opazovano obolevnostjo v realnosti.

2.7.Higiensko urejanje ionizirajočega sevanja

Racioniranje se izvaja v skladu s sanitarnimi pravili in predpisi SanPin 2.6.1.2523-09 "Standardi sevalne varnosti (NRB-99/2009)". Mejne doze za ekvivalentno dozo so določene za naslednje kategorije oseb:

osebje - osebe, ki delajo z umetnimi viri sevanja (skupina A) ali so zaradi delovnih pogojev v območju njihovega vpliva (skupina B);

celotno prebivalstvo, vključno z osebjem, izven obsega in pogojev njihove proizvodne dejavnosti.

Glavne mejne doze in dovoljene ravni izpostavljenosti za osebje skupine B so enake četrtini vrednosti za osebje skupine A.

Efektivna doza za osebje ne sme presegati 1000 mSv v obdobju delovne aktivnosti (50 let), za splošno prebivalstvo pa v življenju - 70 mSv. Dovoljena je samo načrtovana povečana izpostavljenost

za moške, starejše od 30 let, z njihovim prostovoljnim pisnim soglasjem po seznanitvi z možnimi dozami sevanja in tveganjem za zdravje.

Navigacija po članku:

Sevanje in vrste radioaktivnega sevanja, sestava radioaktivnega (ionizirajočega) sevanja in njegove glavne značilnosti. Vpliv sevanja na snov.

Kaj je sevanje

Najprej opredelimo, kaj je sevanje:

V procesu razpada snovi ali njene sinteze se sproščajo elementi atoma (protoni, nevtroni, elektroni, fotoni), sicer lahko rečemo pride do sevanja teh elementov. Takšno sevanje imenujemo - ionizirajoče sevanje ali kaj je pogostejše radioaktivno sevanje, ali še preprosteje sevanje . Ionizirajoče sevanje vključuje tudi rentgensko sevanje in sevanje gama.

sevanje je proces oddajanja nabitih osnovnih delcev iz snovi v obliki elektronov, protonov, nevtronov, atomov helija ali fotonov in mionov. Vrsta sevanja je odvisna od tega, kateri element se oddaja.

Ionizacija je proces nastajanja pozitivno ali negativno nabitih ionov ali prostih elektronov iz nevtralno nabitih atomov ali molekul.

Radioaktivno (ionizirajoče) sevanje lahko razdelimo na več tipov, odvisno od vrste elementov, iz katerih je sestavljen. Različne vrste sevanja povzročajo različni mikrodelci in imajo zato različno energijsko delovanje na snov, različno sposobnost preboja skozi njo in posledično različne biološke učinke sevanja.

Alfa, beta in nevtronsko sevanje- To so sevanja, sestavljena iz različnih delcev atomov.

Gama in rentgenski žarki je emisija energije.

Alfa sevanje

• oddajajo: dva protona in dva nevtrona
• prodorna sposobnost: nizka
• sevanje iz vira: do 10 cm
• hitrost emisije: 20.000 km/s
• ionizacija: 30.000 ionskih parov na 1 cm poti
• visoka

Sevanje alfa (α) nastane med razpadom nestabilnega izotopi elementi.

Alfa sevanje- to je sevanje težkih, pozitivno nabitih alfa delcev, ki so jedra atomov helija (dva nevtrona in dva protona). Alfa delci se oddajajo med razpadom kompleksnejših jeder, na primer med razpadom atomov urana, radija in torija.

Alfa delci imajo veliko maso in se oddajajo z relativno nizko hitrostjo, povprečno 20 tisoč km/s, kar je približno 15-krat manj od svetlobne hitrosti. Ker so alfa delci zelo težki, se ob stiku s snovjo delci zaletijo v molekule te snovi, začnejo z njimi komunicirati, izgubljajo svojo energijo, zato prodorna sposobnost teh delcev ni velika in celo preprosta plošča papir jih lahko zadrži.

Delci alfa pa nosijo veliko energije in pri interakciji s snovjo povzročajo znatno ionizacijo. In v celicah živega organizma alfa sevanje poleg ionizacije uničuje tkivo, kar vodi do različnih poškodb živih celic.

Od vseh vrst sevanja ima alfa sevanje najmanjšo prodorno moč, vendar pa so posledice obsevanja živih tkiv s to vrsto sevanja najhujše in izrazitejše v primerjavi z drugimi vrstami sevanja.

Izpostavljenost alfa sevanju lahko nastane, ko radioaktivni elementi vstopijo v telo, na primer z zrakom, vodo ali hrano ali z urezninami ali ranami. Ko pridejo v telo, se ti radioaktivni elementi s krvnim obtokom prenašajo po telesu, kopičijo v tkivih in organih ter nanje močno energijsko vplivajo. Ker imajo nekatere vrste radioaktivnih izotopov, ki oddajajo alfa sevanje, dolgo življenjsko dobo, lahko ob vstopu v telo povzročijo resne spremembe v celicah in povzročijo degeneracijo tkiv in mutacije.

Radioaktivni izotopi se dejansko ne izločajo iz telesa sami, zato bodo, ko pridejo v telo, obsevali tkiva od znotraj še vrsto let, dokler ne povzročijo resnih sprememb. Človeško telo ni sposobno nevtralizirati, predelati, asimilirati ali uporabiti večine radioaktivnih izotopov, ki vstopajo v telo.

Nevtronsko sevanje

• oddajajo: nevtroni
• prodorna sposobnost: visoka
• sevanje iz vira: kilometrov
• hitrost emisije: 40.000 km/s
• ionizacija: od 3000 do 5000 ionskih parov na 1 cm teka
• biološki učinki sevanja: visoka

Nevtronsko sevanje- to je umetno sevanje, ki nastane v različnih jedrskih reaktorjih in med atomskimi eksplozijami. Nevtronsko sevanje oddajajo tudi zvezde, v katerih potekajo aktivne termonuklearne reakcije.

Brez naboja nevtronsko sevanje, ki trči v snov, slabo deluje z elementi atomov na atomski ravni in ima zato visoko prodorno moč. Nevtronsko sevanje lahko zaustavite z materiali z visoko vsebnostjo vodika, na primer s posodo z vodo. Poleg tega nevtronsko sevanje slabo prodre skozi polietilen.

Nevtronsko sevanje pri prehodu skozi biološka tkiva povzroči resne poškodbe celic, saj ima veliko maso in večjo hitrost kot alfa sevanje.

Beta sevanje

• oddajajo: elektroni ali pozitroni
• prodorna sposobnost: povprečje
• sevanje iz vira: do 20 m
• hitrost emisije: 300.000 km/s
• ionizacija: od 40 do 150 ionskih parov na 1 cm poti
• biološki učinki sevanja: povprečje

Beta (β) sevanje nastane, ko se en element spremeni v drugega, medtem ko se procesi odvijajo v samem jedru atoma snovi s spremembo lastnosti protonov in nevtronov.

Z beta sevanjem se nevtron spremeni v proton ali proton v nevtron, pri tem se izseva elektron ali pozitron (elektronski antidelec), odvisno od vrste transformacije. Hitrost oddanih elementov se približuje hitrosti svetlobe in je približno enaka 300.000 km/s. Elementi, ki se oddajajo med tem procesom, se imenujejo beta delci.

Zaradi začetne visoke hitrosti sevanja in majhnih velikosti oddanih elementov ima beta sevanje večjo prodorno sposobnost kot alfa sevanje, vendar ima stokrat manjšo sposobnost ionizacije snovi v primerjavi z alfa sevanjem.

Beta sevanje zlahka prodre skozi oblačila in delno skozi živo tkivo, vendar pri prehodu skozi gostejše strukture snovi, na primer skozi kovino, začne z njo intenzivneje komunicirati in izgubi večino svoje energije, ki jo prenaša na elemente snovi. . Nekaj ​​milimetrska pločevina lahko popolnoma ustavi sevanje beta.

Če alfa sevanje predstavlja nevarnost le v neposrednem stiku z radioaktivnim izotopom, potem lahko beta sevanje, odvisno od jakosti, močno poškoduje živi organizem že na razdalji več deset metrov od vira sevanja.

Če radioaktivni izotop, ki oddaja beta sevanje, vstopi v živ organizem, se kopiči v tkivih in organih, nanje energijsko vpliva, kar povzroči spremembe v strukturi tkiva in sčasoma povzroči znatno škodo.

Nekateri radioaktivni izotopi z beta sevanjem imajo dolgo razpadno dobo, to pomeni, da ko pridejo v telo, ga obsevajo leta in leta, dokler ne povzročijo degeneracije tkiva in posledično raka.

Gama sevanje

• oddajajo: energija v obliki fotonov
• prodorna sposobnost: visoka
• sevanje iz vira: do sto metrov
• hitrost emisije: 300.000 km/s
• ionizacija:
• biološki učinki sevanja: nizka

Sevanje gama (γ). je energetsko elektromagnetno sevanje v obliki fotonov.

Sevanje gama spremlja proces razpadanja atomov snovi in ​​se kaže v obliki oddane elektromagnetne energije v obliki fotonov, ki se sprostijo ob spremembi energijskega stanja atomskega jedra. Žarki gama se oddajajo iz jedra s svetlobno hitrostjo.

Ko pride do radioaktivnega razpada atoma, iz ene snovi nastanejo druge snovi. Atom novonastalih snovi je v energijsko nestabilnem (vzbujenem) stanju. Nevtroni in protoni v jedru z medsebojnim vplivom pridejo v stanje, ko se medsebojne sile uravnovesijo, presežek energije pa oddaja atom v obliki sevanja gama.

Sevanje gama ima visoko prodorno sposobnost in zlahka prodre skozi oblačila, živa tkiva, nekoliko težje pa skozi goste strukture snovi, kot je kovina. Za zaustavitev sevanja gama bo potrebna znatna debelina jekla ali betona. Toda hkrati ima sevanje gama stokrat šibkejši učinek na snov kot sevanje beta in več desettisočkrat šibkejše od sevanja alfa.

Glavna nevarnost sevanja gama je njegova sposobnost, da prepotuje velike razdalje in vpliva na žive organizme nekaj sto metrov od vira sevanja gama.

Rentgensko sevanje

• oddajajo: energija v obliki fotonov
• prodorna sposobnost: visoka
• sevanje iz vira: do sto metrov
• hitrost emisije: 300.000 km/s
• ionizacija: od 3 do 5 parov ionov na 1 cm poti
• biološki učinki sevanja: nizka

Rentgensko sevanje- to je energetsko elektromagnetno sevanje v obliki fotonov, ki nastane, ko se elektron znotraj atoma premakne iz ene orbite v drugo.

Rentgensko sevanje je po učinku podobno sevanju gama, vendar ima manjšo prodorno moč, ker ima daljšo valovno dolžino.

Po pregledu različnih vrst radioaktivnega sevanja je jasno, da pojem sevanja vključuje popolnoma različne vrste sevanja, ki imajo različne učinke na snov in živa tkiva, od neposrednega obstreljevanja z osnovnimi delci (alfa, beta in nevtronsko sevanje) do energijskih učinkov. v obliki zdravljenja z gama in rentgenskimi žarki.

Vsako od obravnavanih sevanj je nevarno!

Primerjalna tabela z značilnostmi različnih vrst sevanja

značilnost	Vrsta sevanja
	Alfa sevanje	Nevtronsko sevanje	Beta sevanje	Gama sevanje	Rentgensko sevanje
se oddajajo	dva protona in dva nevtrona	nevtroni	elektroni ali pozitroni	energija v obliki fotonov	energija v obliki fotonov
prodorna moč	nizka	visoka	povprečje	visoka	visoka
izpostavljenost iz vira	do 10 cm	kilometrov	do 20 m	stotine metrov	stotine metrov
hitrost sevanja	20.000 km/s	40.000 km/s	300.000 km/s	300.000 km/s	300.000 km/s
ionizacija, para na 1 cm poti	30 000	od 3000 do 5000	od 40 do 150	od 3 do 5	od 3 do 5
biološki učinki sevanja	visoka	visoka	povprečje	nizka	nizka

Kot je razvidno iz tabele, bo glede na vrsto sevanja sevanje enake jakosti, na primer 0,1 rentgena, različno uničevalno vplivalo na celice živega organizma. Da bi upoštevali to razliko, je bil uveden koeficient k, ki odraža stopnjo izpostavljenosti živih teles radioaktivnemu sevanju.

Faktor k
Vrsta sevanja in energijsko območje	Multiplikator teže
Fotoni vse energije (gama sevanje)	1
Elektroni in mioni vse energije (beta sevanje)	1
Nevtroni z energijo < 10 КэВ (нейтронное излучение)	5
Nevtroni od 10 do 100 KeV (nevtronsko sevanje)	10
Nevtroni od 100 KeV do 2 MeV (nevtronsko sevanje)	20
Nevtroni od 2 MeV do 20 MeV (nevtronsko sevanje)	10
Nevtroni> 20 MeV (nevtronsko sevanje)	5
Protoni z energijami > 2 MeV (razen za povratne protone)	5
Alfa delci, fisijski fragmenti in druga težka jedra (alfa sevanje)	20

Višji ko je »koeficient k«, bolj nevaren je učinek določene vrste sevanja na tkiva živega organizma.

Video:

sevanje - sevanje (iz radiare - oddajati žarke) - širjenje energije v obliki valov ali delcev. Svetloba, ultravijolični žarki, infrardeče toplotno sevanje, mikrovalovi, radijski valovi so vrsta sevanja. Nekatera sevanja imenujemo ionizirajoča, ker lahko povzročijo ionizacijo atomov in molekul v obsevani snovi.

Ionizirajoče sevanje - sevanje, katerega interakcija z medijem povzroči nastanek ionov različnih znakov. To je tok delcev ali kvantov, ki lahko neposredno ali posredno povzročijo ionizacijo okolja. Ionizirajoče sevanje združuje vrste sevanja, ki se razlikujejo po svoji fizični naravi. Med njimi izstopajo elementarni delci (elektroni, pozitroni, protoni, nevtroni, mezoni itd.), težji večkratno nabiti ioni (a-delci, jedra berilija, litija in drugih težjih elementov); obsevanje elektromagnetne narave (g-žarki, rentgenski žarki).

Poznamo dve vrsti ionizirajočega sevanja: korpuskularno in elektromagnetno.

Korpuskularno sevanje - je tok delcev (korpuskul), za katere je značilna določena masa, naboj in hitrost. To so elektroni, pozitroni, protoni, nevtroni, jedra atomov helija, devterija itd.

Elektromagnetno sevanje - tok kvantov ali fotonov (g-žarki, rentgenski žarki). Nima niti mase niti naboja.

Obstajata tudi neposredno in posredno ionizirajoče sevanje.

Neposredno ionizirajoče sevanje - ionizirajoče sevanje, sestavljeno iz nabitih delcev, ki imajo zadostno kinetično energijo za ionizacijo ob trku (, delca itd.).

Posredno ionizirajoče sevanje - ionizirajoče sevanje, sestavljeno iz nenabitih delcev in fotonov, ki lahko neposredno ustvarjajo ionizirajoče sevanje in (ali) povzročajo jedrske transformacije (nevtroni, rentgenski žarki in g-sevanje).

Glavni lastnosti Ionizirajoče sevanje je sposobnost, da pri prehodu skozi katerokoli snov povzroči nastanek velikih količin prosti elektroni in pozitivno nabit ioni(tj. ionizacijska zmogljivost).

Delci ali visokoenergijski kvant običajno izbijejo enega od elektronov atoma, ki s seboj odnese en sam negativni naboj. V tem primeru ostanek atoma ali molekule, ki pridobi pozitiven naboj (zaradi pomanjkanja negativno nabitega delca), postane pozitivno nabit ion. To je t.i primarna ionizacija.

Elektroni, izbiti med primarno interakcijo, ki imajo določeno energijo, sami interagirajo s prihajajočimi atomi in jih spremenijo v negativno nabit ion (to se zgodi sekundarna ionizacija ). Elektroni, ki so izgubili svojo energijo zaradi trkov, ostanejo prosti. Prva možnost (tvorba pozitivnih ionov) se najbolje pojavi pri atomih, ki imajo 1-3 elektrone na zunanji lupini, druga (tvorba negativnih ionov) pa se najbolje pojavi pri atomih, ki imajo 5-7 elektronov na zunanji lupini.

Tako je ionizirajoči učinek glavna manifestacija delovanja visokoenergetskega sevanja na snov. Zato sevanje imenujemo ionizirajoče sevanje (ionizirajoče sevanje).

Ionizacija se dogaja tako v molekulah anorganske snovi kot v bioloških sistemih. Za ionizacijo večine elementov, ki so del biosubstratov (to pomeni za tvorbo enega para ionov), je potrebna absorpcija energije 10-12 eV (elektronvoltov). To je t.i ionizacijski potencial . Ionizacijski potencial zraka je v povprečju 34 eV.

Tako je za ionizirajoče sevanje značilna določena energija sevanja, merjena v eV. Elektronvolt (eV) je zunajsistemska enota energije, ki jo pridobi delec z elementarnim električnim nabojem, ko se giblje v električnem polju med dvema točkama s potencialno razliko 1 volt.

1 eV = 1,6 x 10-19 J = 1,6 x 10-12 erg.

1keV (kiloelektron-volt) = 103 eV.

1 MeV (megaelektron volt) = 106 eV.

Če poznamo energijo delcev, je mogoče izračunati, koliko parov ionov so sposobni tvoriti na svoji poti. Dolžina poti je skupna dolžina poti delca (ne glede na to, kako zapletena je). Torej, če ima delec energijo 600 keV, potem lahko v zraku tvori približno 20.000 ionskih parov.

V primerih, ko energija delca (fotona) ne zadošča za premagovanje privlačnosti atomskega jedra in polet izven atoma (energija sevanja je manjša od ionizacijskega potenciala) do ionizacije ne pride. , ki je pridobil presežek energije (t.i navdušen ), se za delček sekunde premakne na višjo energijsko raven, nato pa se nenadoma vrne na prvotno mesto in odda presežek energije v obliki luminescenčnega kvanta (ultravijoličnega ali vidnega). Prehod elektronov iz zunanje v notranjo orbito spremlja rentgensko sevanje.

Vendar pa vlogo vznemirjenje v učinkih sevanja je v primerjavi z ionizacija atomov, zato je splošno sprejeto ime za visokoenergijsko sevanje: ionizirajoče «, ki poudarja njegovo glavno lastnost.

Drugo ime za sevanje je " prodoren " - označuje sposobnost visokoenergetskega sevanja, predvsem rentgenskega in
g-žarki prodrejo globoko v snov, predvsem v človeško telo. Globina prodiranja ionizirajočega sevanja je po eni strani odvisna od narave sevanja, naboja sestavnih delcev in energije, po drugi strani pa od sestave in gostote obsevane snovi.

Ionizirajoče sevanje ima določeno hitrost in energijo. Tako se b-sevanje in g-sevanje širita s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti. Energija, na primer, a-delcev se giblje od 4-9 MeV.

Ena od pomembnih značilnosti bioloških učinkov ionizirajočega sevanja je nevidnost, neobčutljivost. To je njihova nevarnost, človek ne more zaznati učinkov sevanja niti vizualno niti organoleptično. Za razliko od optičnih žarkov in celo radijskih valov, ki v določenih odmerkih povzročajo segrevanje tkiva in občutek toplote, ionizirajočega sevanja, tudi v smrtnih odmerkih, naša čutila ne zaznajo. Res je, da so astronavti opazili posredne manifestacije učinkov ionizirajočega sevanja - občutek bliskov z zaprtimi očmi - zaradi ogromne ionizacije v mrežnici. Tako sta ionizacija in vzbujanje glavna procesa, v katerih se porabi energija sevanja, absorbirana v obsevanem predmetu.

Nastali ioni izginejo med procesom rekombinacije, kar pomeni ponovno združitev pozitivnih in negativnih ionov, pri čemer nastanejo nevtralni atomi. Proces praviloma spremlja tvorba vzbujenih atomov.

Reakcije, ki vključujejo ione in vzbujene atome, so izjemno pomembne. So osnova številnih kemičnih procesov, vključno z biološko pomembnimi. Potek teh reakcij je povezan z negativnimi učinki sevanja na človeško telo.

 

Morda bi bilo koristno prebrati:

• Povzetek: Ionizirajoče sevanje;
• Organizacija dela v elektroinštalacijah z izdajo delovnih dovoljenj;
• Oskrba delavcev z osebno zaščitno opremo;
• Vedeževanje za ljubezen in odnose na spletu;
• Lenormand * Lenormand vedeževanje * Lenormand karte;
• Tarot namaz za bližnjo prihodnost: tri karte;
• Obračun prevzema blaga Integrirano računovodstvo po vrstah blaga;
• Evidentiranje popisa nedokončane proizvodnje Nedokončana proizvodnja v 1s 8;