Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Іонізуюче випромінювання



План:


Введення

Знак радіаційної небезпеки

Іонізуюче випромінювання - в ​​найзагальнішому сенсі - різні види мікрочастинок та фізичних полів, здатні іонізувати речовину. У більш вузькому сенсі до іонізуючого випромінювання не відносять ультрафіолетове випромінювання і випромінювання видимого діапазону світла, яке в окремих випадках також може бути іонізуючим. Випромінювання мікрохвильового і радіодіапазонів не є іонізуючим [1] [2] [3] [4] [5].


1. Природа іонізуючого випромінювання

Найбільш значимі наступні типи іонізуючого випромінювання: короткохвильове електромагнітне випромінювання ( рентгенівське і гамма-випромінювання), потоки заряджених частинок: бета-частинок ( електронів і позитронів), альфа-часток (ядер атома гелію-4), протонів, інших іонів, мюонів та інші, а також нейтронів [1] [2] [6] [7].


2. Джерела іонізуючого випромінювання

У природі іонізуюче випромінювання зазвичай генерується в результаті спонтанного радіоактивного розпаду радіонуклідів, ядерних реакцій ( синтез і індуковане поділ ядер, захоплення протонів, нейтронів, альфа-часток та ін), а також при прискоренні заряджених частинок в космосі (природа такого прискорення космічних частинок до кінця не зрозуміла). Штучними джерелами іонізуючого випромінювання є штучні радіонукліди (генерують альфа-, бета-і гамма-випромінювання), ядерні реактори (генерують головним чином нейтронне і гамма-випромінювання), радіонуклідні нейтронні джерела, прискорювачі елементарних частинок (генерують потоки заряджених частинок, а також гальмівне фотонное випромінювання), рентгенівські апарати (генерують гальмівне рентгенівське випромінювання) [8] [6] [7].


3. Фізичні властивості іонізуючих випромінювань

Альфа-випромінювання являє собою потік альфа-частинок - ядер гелію-4. Альфа-частинки, що народжуються при радіоактивному розпаді, можуть бути легко зупинені аркушем паперу. Бета-випромінювання - це потік електронів, що виникають при бета-розпаді; для захисту від бета-частинок енергією до 1 МеВ досить алюмінієвої пластини товщиною в кілька міліметрів. Гамма-випромінювання має набагато більшу проникаючу здатність, оскільки складається з високоенергічних фотонів, що не володіють зарядом; для захисту ефективні важкі елементи ( свинець і т.д.), які поглинають МеВ-ні фотони в шарі товщиною кілька см. Проникаюча здатність всіх видів іонізуючого випромінювання залежить від енергії.

По механізму взаємодії з речовиною виділяють безпосередньо потоки заряджених частинок і побічно іонізуюче випромінювання (потоки нейтральних елементарних частинок - фотонів і нейтронів). По механізму освіти - первинне (народжене в джерелі) і вторинне (утворене в результаті взаємодії випромінювання іншого типу з речовиною) іонізуюче випромінювання.

Енергія частинок іонізуючого випромінювання лежить в діапазоні від декількох сотень електронвольт (рентгенівське випромінювання, бета-випромінювання деяких радіонуклідів) до 10 15 - 10 20 і вище електронвольт (протони космічного випромінювання, для яких не виявлено верхньої межі по енергії).

Залежно від типу частинок і їх енергії сильно розрізняються довжина пробігу і проникаюча здатність іонізуючого випромінювання - від часток міліметра в конденсованому середовищі (альфа-випромінювання радіонуклідів, осколки поділу) до багатьох кілометрів (високоенергетичні мюони космічних променів).

Важливими показниками взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною служать такі величини, як лінійна передача енергії (ЛПЕ), що показує, яку енергію випромінювання передає середовищі на одиниці довжини пробігу при одиничній щільності речовини, а також поглинена доза випромінювання, що показує, яка енергія випромінювання поглинається в одиниці маси речовини. В Міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею поглиненої дози є грей (Гр), чисельно рівний відносин 1 Дж до 1 кг. Раніше широко застосовувалася також експозиційна доза випромінювання - величина, що показує, який заряд створює фотонное (гамма-або рентгенівське) випромінювання в одиниці обсягу повітря. Найбільш часто застосовується одиницею експозиційної дози був рентген (Р), чисельно рівний 1 СГС Е-одиниці заряду до 1 см повітря [1] [2] [3] [4].


4. Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Іонізація, створювана випромінюванням в клітинах, призводить до утворення вільних радикалів. Вільні радикали викликають руйнування цілісності ланцюжка макромолекул ( білків і нуклеїнових кислот), що може призвести як до масової загибелі клітин, так і канцерогенезу і мутагенезу. Найбільш схильні до дії іонізуючого випромінювання активно діляться (епітеліальні, стволові, також ембріональні) клітини.

Через те, що різні типи іонізуючого випромінювання володіють різною ЛПЕ, однієї і тієї ж поглиненої дози відповідає різна біологічна ефективність випромінювання. Тому для опису впливу випромінювання на живі організми вводять поняття відносної біологічної ефективності ( коефіцієнта якості) випромінювання по відношенню до випромінювання з низькою ЛПЕ (коефіцієнт якості фотонного та електронного випромінювання беруть за одиницю) і еквівалентної дози іонізуючого випромінювання, чисельно дорівнює добутку поглиненої дози на коефіцієнт якості.

Після дії випромінювання на організм в залежності від дози можуть виникнути детерміновані та стохастичні радіобіологічні ефекти. Наприклад, поріг появи симптомів гострої променевої хвороби у людини становить 1-2 Зв на все тіло.

На відміну від детермінованих, стохастичні ефекти не мають чіткого дозового порога прояви. Зі збільшенням дози опромінення зростає лише частота прояву цих ефектів. Проявитися вони можуть як через багато років після опромінення ( злоякісні новоутворення), так і в наступних поколіннях ( мутації) [9].

Основним джерелом інформації про стохастичних ефекти впливу іонізуючого випромінювання є дані спостережень за здоров'ям людей, які пережили атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі. Японські фахівці протягом усіх років після атомного бомбардування двох міст спостерігали тих 87 500 чоловік, які пережили її. Середня доза опромінення їх склала 240 мілі зіверт. При цьому приріст онкологічних захворювань за наступні роки склав 9%. При дозах менше 100 мілізіверт відмінностей між очікуваною і спостерігається в реальності захворюваністю ніхто в світі не встановив. [10]


5. Гігієнічне нормування іонізуючих випромінювань

Нормування здійснюється за санітарним правилам і нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 "Норми радіаційної безпеки (НРБ-99/2009)". Встановлюються дозові межі еквівалентної дози для наступних категорій осіб:

  • персонал - особи, які працюють з техногенними джерелами випромінювання (група А) або знаходяться за умовами роботи у сфері їхнього впливу (група Б);
  • все населення, включаючи осіб із персоналу, поза сферою і умов у їх виробничій діяльності.

Основні межі доз та допустимі рівні опромінення персоналу групи Б дорівнюють чверті значень для персоналу групи А.

Ефективна доза для персоналу не повинна перевищувати за період трудової діяльності (50 років) 1000 мЗв, а для звичайного населення за все життя - 70 мЗв. Плановане підвищену опромінення допускається тільки для чоловіків старше 30 років при їх добровільному письмовій згоді після інформування про можливі дозах опромінення і ризик для здоров'я.


6. Застосування іонізуючих випромінювань

Іонізуючі випромінювання застосовуються в різних галузях важкої ( інтроскопія) і харчової ( стерилізація медичних інструментів, витратних матеріалів та продуктів харчування) промисловості, а також у медицині (променева терапія, ПЕТ-томографія).

Для лікування пухлин використовують важкі ядерні частки такі як протони, важкі іони, негативні π-мезони і нейтрони різних енергій. Створювані на прискорювачах пучки важких заряджених частинок мають мале бічне розсіювання, що дає можливість формувати дозного поля з чітким контуром по межах пухлини.


Примітки

  1. 1 2 3 Гусєв Н. Г., Климанов В. А., Машковіч В. П., Суворов А. П. Захист від іонізуючих випромінювань. У 2-х томах. M., Вища, 1989
  2. 1 2 3 Іонізуючі випромінювання та їх вимірювання. Терміни і поняття. М.: Стандартінформ, 2006.
  3. 1 2 Моісеєв А. А., Іванов В. І. Довідник з дозиметрії та радіаційної гігієни. 2-е изд., Перераб. і доп. М., Атомиздат, 1974
  4. 1 2 Норми радіаційної безпеки (НРБ-99/2009) МОЗ Росії, 2009.
  5. Російський державний педагогічний університет імені А. І. Герцена, "Забезпечення життєдіяльності людей у ​​надзвичайних ситуаціях. Випуск 1: Надзвичайні ситуації та їх вражаючі чинники". С.-Петербург, вид. "Освіта", 1992.
  6. 1 2 Зігбан К., ред. Альфа-, бета-і гамма-спектроскопія. Пер. з англ. М., Атомиздат, 1969.
  7. 1 2 Волков Н. Г., Христофоров В. А., Ушакова Н. П. Методи ядерної спектрометрії. М. Вища школа, 1990.
  8. Абрамов А. І., Казанський Ю. А., Матусевич Е. С. Основи експериментальних методів ядерної фізики. 3-е изд., Перераб. і доп. М., Вища школа, 1985
  9. International Commission on Radiological Protection. Publication 60: Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.
  10. Т.Батенева.Облученіе Японією - www.izvestia.ru/wellness/article3152838/
Ядерні технології
Інженерія
Матеріали
Ядерна енергія
Головні теми
Типи реакторів
Інерціальної синтез Корпусних ядерний реактор Киплячий водо-водяний реактор 4-го покоління Реактор на швидких нейтронах Магноксовий Водо-водяний ядерний реактор Графіто-газовий ядерний реактор Газоохлаждаемий швидкий Реактор з жідкометалліческім теплоносієм На біжить хвилі Зі свинцевим теплоносієм Реактор на розплавах солей Важководяний ядерний реактор Надкритичної водоохолоджуваним Сверхвисокотемпературний З гранульованим паливом Інтегральний швидкий реактор SSTAR
Ядерна медицина
Медична візуалізація
Терапія
Ядерна зброя

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Випромінювання
Мікрохвильове випромінювання
Рентгенівське випромінювання
Ультрафіолетове випромінювання
Вимушене випромінювання
Спонтанне випромінювання
Терагерцового випромінювання
Потік випромінювання
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru