Курсовая работа: Цифровой дозиметр
Внутреннее облучение человека обусловлено теми
естественными радиоактивными веществами, которые попадают внутрь организма с
воздухом, водой, продуктами питания. Это радиоактивные газы, которые поступают
из глубины земных недр (радон, торон и др.), а также радиоактивный калий, уран,
торий, рубидий, радий, которые входят в состав пищевых продуктов, растений и воды.
Ионизирующая способность радиоактивности
излучения зависит от его типа и энергии, а также свойства ионизирующего
вещества и оценивается удельной ионизацией, которая измеряется количеством
ионов этого вещества, создаваемых излучением на длине в 1 см. Чем больше
величина удельной ионизации, тем быстрее расходуется энергия излучений, т.е.
тем меньший путь пройдет излучение в веществе до полной потери своей энергии.
Поэтому чем больше ионизирующая способность излучения, тем меньше его
проникающая способность, и наоборот.
Поражение человека радиоактивными излучениями
возможно в результате как внешнего, так и внутреннего облучения. Внешнее
облучение создается радиоактивными веществами, находящимися вне организма, а
внутреннее - попавшими внутрь с воздухом, водой и нищей. Очевидно, что при
внешнем облучении наиболее опасны излучения, имеющие высокую проникающую
способность, а при внутреннем - ионизирующую.
Считают, что внутреннее облучение более опасно,
чем внешнее, от которого нас защищают стены помещений, одежда, кожные покровы,
специальные средства защиты и др.
Внутреннее же облучение воздействует на
незащищенные ткани, органы, системы тела, причем на молекулярном, клеточном
уровне. Поэтому внутреннее облучение поражает организм больше, чем такое же
внешнее.
Основные
типы радиоактивных излучений: альфа, бета, нейтронные (группа корпускулярных
излучений), рентгеновские и гамма-излучения (группа волновых). Корпускулярные
представляют собой потоки невидимых элементарных частиц, имеющих массу и
диаметр. Волновые излучения имеют квантовую природу. Это электромагнитные волны
в сверхкоротковолновом диапазоне.
Альфа-излучение представляет собой поток
альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс. км/с. Их
ионизирующая способность огромна, а так как на каждый акт ионизации тратится
определенная энергия, то их проникающая способность незначительна: длина
пробега в воздухе составляет 3-11 см, а в жидких и твердых средах - сотые доли
миллиметра. Лист плотной бумаги полностью задерживает их. Надежной защитой от
альфа-частиц является также одежда человека.
Поскольку альфа-излучение имеет наибольшую
ионизирующую, но наименьшую проникающую способность, внешнее облучение
альфа-частицами практически безвредно, но попадание их внутрь организма весьма
опасно.
Бета-излучение - поток бета-частиц, которые в зависимости от
энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света
(800 тыс. км/с). Заряд бета-частиц меньше, а скорость больше, чему
альфа-частиц, поэтому они имеют меньшую ионизирующую, но большую проникающую
способность. Длина пробега бета-частиц с высокой энергией составляет в воздухе
до 20 м, воде и живых тканях - до 3 см, металле - до 1 см. На практике
бета-частицы почти полностью поглощают оконные или автомобильные стекла и металлические
экраны толщиной в несколько миллиметров. Одежда поглощает до 50% бета-частиц.
При внешнем облучении организма на глубину около
1 мм проникает 20-25% бета-частиц. Поэтому внешнее бета-облучение представляет
серьезную опасность лишь при попадании радиоактивных веществ непосредственно на
кожу (особенно на глаза) или же внутрь организма. Так, после Чернобыльской
аварии наблюдались бета-ожоги ног за 50-100 км от АЭС (например, в г. Народичи
Житомирской области). Поэтому местному населению не рекомендовалось ходить по
земле босиком.
Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов, скорость
распространения которых достигает 20 тыс. км/с. Так как нейтроны не имеют
электрического заряда, они легко проникают в ядра атомов и захватываются ими.
При ядерном взрыве большая часть нейтронов выделяется за короткий промежуток
времени. Они легко проникают в живую ткань и захватываются ядрами ее атомов.
Поэтому нейтронное излучение оказывает сильное поражающее действие при внешнем
облучении. Лучшими защитными материалами от них являются легкие
водородсодержащие материалы: полиэтилен, парафин, вода и др.
Гамма-излучение - это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при
радиоактивных превращениях. Оно, как правило, сопровождает бета-распад, реже
альфа-распад. По своей природе гамма-излучение представляет собой
электромагнитное поле с длиной волны 10-8-10-12 см. Оно
испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью
света. Ионизирующая способность его значительно меньше, чем у бета-частиц и тем
более у альфа-частиц. Зато гамма-излучение имеет наибольшую проникающую
способность и в воздухе может распространяться на сотни метров. Для ослабления
его энергии в два раза необходим слой вещества (слой половинного ослабления)
толщиной: воды - 23 см, стали - около 3, бетона-10, дерева-30 см. Из-за
наибольшей проникающей способности гамма-излучение является важнейшим фактором
поражающего действия радиоактивных излучений при внешнем облучении.
Хорошей защитой от гамма-излучений являются тяжелые
металлы, например свинец, который для этих целей используется наиболее часто.
Рентгеновские излучения (икс-лучи) были открыты
первыми из всех ионизирующих излучений и наиболее хорошо изучены. У них та же
физическая природа (электромагнитное поле) и те же свойства, что и у
гамма-излучений. Их различают прежде всего по способу получения, и в отличие от
гамма-лучей они имеют внеядерное происхождение. Излучение получают в
специальных вакуумных рентгеновских трубках при торможении (ударе о специальную
мишень) быстро летящих электронов. Энергия квантов рентгеновских лучей
несколько меньше, чем гамма-излучения большинства радиоактивных изотопов;
соответственно несколько ниже их проникающая способность. Однако это
второстепенные различия. Поэтому рентгеновские лучи широко используют вместо
гамма-излучения, в частности для экспериментального облучения животных, семян
растений и т.п. С этой целью применяют рентгеновские установки для облучения (просвечивания)
людей. Лучшими защитными материалами от рентгеновских лучей являются тяжелые
металлы и в частности свинец.
В последние десятилетия появилась возможность
получать электромагнитные излучения высокой энергии с помощью ускорителей
заряженных частиц. Такое синхротронное излучение обладает теми же свойствами,
что и рентгеновское и гамма-излучение.
В настоящее время основными источниками
радиоактивного загрязнения окружающей среды являются:
урановая промышленность, которая занимается
добычей, переработкой, обогащением и приготовлением ядерного топлива. Основным
сырьем для этого топлива является уран-235. Аварийные ситуации могут возникнуть
при изготовлении, хранении и транспортировке тепловыделяющих элементов (твэлов).
Однако, вероятность их незначительная;
ядерные
реакторы разных типов, в активной зоне которых сосредоточены большие количества
радиоактивных веществ;
радиохимическая промышленность, на предприятиях
которой производится регенерация (переработка и восстановление) отработанного
ядерного топлива. Они периодически сбрасывают сточные радиоактивные воды, хотя
и в пределах допустимых концентраций, но тем не менее в окружающей среде
неизбежно могут накапливаться радиоактивные загрязнения. Кроме того, некоторое
количество радиоактивного газообразного йода (йод-131) все-таки попадает в
атмосферу;
места переработки и захоронения радиоактивных
отходов из-за случайных аварий, увязанных с разрушением хранилищ, также могут
явиться источниками загрязнения окружающей среды;
использование
радионуклидов в народном хозяйстве в виде закрытых радиоактивных источников в
промышленности, медицине, геологии, сельском хозяйстве н других отраслях. При
нормальном хранении и использовании этих источников загрязнение окружающей
среды маловероятно. Однако в последнее время появилась определенная опасность в
связи с использованием радиоактивных источников в космических исследованиях и
астронавтике. При запуске ракет-носителей, а также при посадке спутников и
космических кораблей возможны аварийные ситуации. Так, при аварии Челенджера (США)
сгорели радионуклидные источники тока, работающие на стронции-90. Также
произошло загрязнение атмосферы над Индийским океаном в июне 1969 г., когда
сгорел американский спутник, на котором генератор тока работал на плутонии-238.
Тогда в атмосферу попали радионуклиды с активностью 17 тыс. кюри.
Вместе с тем наибольшее загрязнение окружающей
среды все же создает сеть радиоизотопных лабораторий (которые имеются в очень
многих странах мира), занимающихся использованием радионуклидов в открытом,
виде для научных и производственных целей. Сбросы радиоактивных отходов в
сточные поды даже при концентрациях, меньше допустимых, с течением времени
приведут к постепенному накоплению радионуклидов во внешней среде;
ядерные взрывы и возникающее после взрыва
радиоактивное загрязнение местности (могут быть как локальные, так и глобальные
выпадения радиоактивных осадков). Масштабы и уровни радиоактивных загрязнений
при этом зависят от типа ядерных боеприпасов, вида взрывов, мощности заряда,
топографических и метеорологических условий.
Источник ионизирующего излучения - это объект, содержащий радиоактивный материал или
техническое устройство, испускающее или способное в определенных условиях
испускать ионизирующее излучение.
a-источники. Преимущественно альфа-излучение
наблюдается у естественных радионуклидов: радия, тория, урана и других
элементов с большим атомным числом. Кроме естественных a-активных ядер, с испусканием a-частицы распадается подавляющее большинство
искусственно полученных радиоактивных элементов, следующих за свинцом. Старость
вылетающих, из ядер радиоактивных атомов a-частиц
лежит в диапазоне (4-6) - 103 м/с, энергия порядка 2-9МэВ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
