Помоги себе сам (стр. 2 )

у искусственных радиоактивных изотопов.

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Ионизирующее излучение представляет собой поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, которые возникают в процессе радиоактивного распада тех, или иных элементов. Этот поток характерен тем, что при прохождении через среду он вызывает ионизацию и возбуждение атомов или молекул среды. К ионизирующему излучению относится гамма-излучение, рентгеновское излучение, излучение альфа-частиц, бета-частиц, протонов, электронов и некоторые другие. Любой объект, содержащий радиоактивное вещество является источником ионизирующего излучения. Кроме того, источником ионизирующего излучения может являться технический объект, способный испускать ионизирующее излучение. Гамма-кванты, альфа-частицы, бета-частицы обладают огромной энергией и растрачивают ее в веществе, через которое они проходят, причем вещество может быть любое. Движущаяся с огромной скоростью частица срывает электроны из оболочек атомов вещества, через которое она движется. Это приводит к тому, что в веществе происходит образование новых заряженных частиц – электронов с отрицательным зарядом и положительно заряженных ионов атома с недостающим электроном. Скорость расходования энергии частицы на ионизацию тем выше, чем больше плотность среды, через которую пролетает частица. Это значит, что ионизация плотной среды выше, чем разряженной, например, воздуха. Длина пробега частиц в плотной среде меньше, чем в разряженной. Например, длина пробега бета-частицы в воздухе составляет несколько метров, в живых тканях – несколько миллиметров, в металле несколько десятков микрон. Траектории бета-частиц искривляются из-за сильного взаимодействия с электронными оболочками атомов. Альфа-частицы более тяжелые, они сильнее ионизируют вещество, но их пробег прямолинеен и значительно короче. В воздухе пробег альфа-частицы составляет 5 7 см, в плотных веществах – не более 10 – 20 мкм. Самой высокой проникающей способностью обладают гамма-кванты, их пробег в воздухе составляет десятки метров, живые организмы они проходят насквозь.

ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

Биосфера Земли постоянно подвержена радиоактивному излучению, источниками которого являются радиоактивные элементы, рассеянные в земной коре, в воде, в воздухе. Со времени образования Земли таких элементов осталось немного и к ним относятся уран-235, уран-238, торий-232, рубидий-87. Сохранились они благодаря очень большим периодам полураспада. Например, калий-40 имеет период полураспада 1,32 млрд. лет, период полураспада урана-238 примерно равен возрасту Земли и составляет 4,5 млрд. лет. Радиоактивное излучение, возникающее в процессе распада этих элементов, создает естественный радиационный фон Земли. Среди продуктов распада этих элементов присутствуют газообразные радиоактивные элементы радон и торон, по трещинам и порам земной коры выделяющиеся на поверхность Земли. Некоторые радиоактивные элементы, например калий-40, являются составляющей частью живых организмов. В том числе. Человека. Кроме того, Земля постоянно подвержена воздействию космического излучения. Космическое излучение представляет собой поток частиц, главным образом протонов, которые приходят к Земле от Солнца и из глубин космоса. Энергия этих частиц очень велика, и от их губительного воздействия биосферу Земли спасает атмосфера, в которой они теряют значительную часть энергии, превращаясь в частицы других видов. При прохождении через атмосферу эти частицы также растрачивают свою энергию и до поверхности Земли не доходят. Но космическое излучение оказывает значительное воздействие на высокогорные объекты биосферы, на пассажиров самолетов, космонавтов. В нижних слоях атмосферы ее плотность наибольшая и уменьшается с высотой. Соответственно, с высотой увеличивается интенсивность космического излучения.

Таким образом, источники природной радиации могут быть подразделены на четыре категории:

космическое излучение; природные элементы, содержащиеся в земной коре; природные элементы, содержащиеся в теле человека; газообразные радиоактивные элементы радон и торон.

ТЕХНОГЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

Источниками техногенной радиоактивности являются некоторые сферы деятельности человека, в том числе отрасли промышленности. Значительный вклад в формирование техногенной радиоактивности за счет естественных радионуклидов вносит горнодобывающая промышленность при разработке месторождений нефти, газа, каменного угля, калийных солей, строительных материалов и т. д. В энергетической промышленности при работе ТЭЦ, работающих на каменном угле, происходит выброс в атмосферу естественных радионуклидов. Выбросы естественных и искусственных радионуклидов производят предприятия ядерноэнергетического цикла. Кроме того, предприятия ядерной энергетики являются потенциальными источниками загрязнения биосферы Земли на всех этапах ядерного топливного цикла. Добыча и переработка урановой руды, превращение ее в ядерное топливо, изготовление тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, хранение и переработка ядерного топлива, транспортировка, хранение и захоронение радиоактивных отходов вносят значительный вклад в формирование техногенной радиоактивности в биосфере. Источниками увеличения техногенной радиоактивности являются научные и медицинские учреждения, использующие радиоактивные вещества. Радионуклиды, повышающие техногенную радиоактивность, содержат некоторые научные, промышленные и бытовые приборы. Источником глобального радиоактивного загрязнения стали испытания ядерного оружия, проводимые США, СССР, Великобританией, Францией, Китаем, Индией и другими странами. К техногенным источникам радиоактивности следует, конечно, отнести аварии на предприятиях ядерной энергетики. Об этом свидетельствуют аварии в Уиндескейле (Англия), Чернобыле (СССР). Чернобыльская катастрофа по своим масштабам, последствиям реальным и возможным, стала крупнейшей за всю историю использования ядерной энергии. Произошло загрязнение значительной территории Европейской части бывшего СССР, глобальное рассеивание радионуклидов за счет трансграничного переноса.

ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Вскоре после открытия явления радиоактивности было установлено, что оно представляет опасность для человека. Ионизация тканей организма приводит к необратимым последствиям, возникновению болезней, ранее неизвестных, гибели людей, в том числе ученых, изучавших радиоактивные вещества. Для того, чтобы установить степень опасности воздействия радиации на человеческий организм, необходимо было учесть целый ряд факторов – количество радиоактивности, распределение в пространстве, вид излучений, сопровождающих радиоактивный распад, энергию этих излучений, а также свойства организма, который подвергается радиационному воздействию. Для оценки воздействия излучения на любые вещества и живые организмы было введено понятие дозы. Доза определяет количество поглощенной объектом энергии ионизирующего излучения. В зависимости от характера излучения и особенностей его воздействия различают дозу экспозиционную, поглощенную, эквивалентную. Экспозиционная доза – количественно описывает поле внешнего облучения объекта и является мерой ионизации воздуха под воздействием гамма-квантов и рентгеновского излучения. Единицей экспозиционной дозы является один кулон электрического заряда, образующегося под действием излучения в одном килограмме воздуха – 1 Кл/кг. Старая единица экспозиционной дозы – Рентген (Р). 1 Кл/кг = 3876 Р. Поскольку уровень радиации изменяется во времени как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, введено понятие мощности дозы. Мощность дозы – доза за определенный временной интервал. Применительно к экспозиционной дозе мощность ее ранее измерялась в Рентгенах в единицу времени, например, в Рентгенах в час (Р/час). Постановлением Госстандарта Республики Беларусь от 30 декабря 2004 года запрещено применение внесистемных, устаревших единиц измерения, в том числе Рентгена. Единицей измерения дозы является Зиверт (Зв) и его производные миллизиверт (мЗв), микрозиверт (мкЗв). Соответственно, единицей мощности экспозиционной дозы является Зв или его производные в единицу времени, например, микрозиверт в час (мкЗв/час). Поглощенная доза – отношение энергии излучения, поглощенной веществом, к массе вещества. Поглощенная доза количественно описывает энергию любых радиоактивных излучений, в любых их сочетаниях, поглощенную любой средой, в том числе, человеком. Единицей поглощенной дозы в СИ является Грей (Гр). Поглощенная доза в 1 Гр соответствует поглощению 1 Дж (джоуль) излучения 1 кг вещества. Мощность поглощенной дозы измеряется в Гр за единицу времени, например, в Грей в секунду (Гр/с), Грей в минуту (Гр/мин). Эквивалентная доза – представляет собой поглощенную дозу, умноженную на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Различные виды излучения имеют различную ионизирующую способность и их воздействие на живые ткани различно. При одинаковой поглощенной дозе альфаизлучение оказывает гораздо большее воздействие, чем гамма - или бета-излучение. Различия в воздействии тех, или иных видов излучения учитывает коэффициент качества К. Гамма-кванты и электроны поражают ткань примерно одинаково и имеют К = 1. Поскольку альфа-частицы в 20 раз опаснее, для них принят К = 20. Единицы измерения эквивалентной дозы и мощности эквивалентной дозы соответствуют единицам, применимым к экспозиционной дозе и ее мощности – Зв, мЗв, мкЗв, мЗв/час и т. д.

Здесь же можно сказать и о единицах активности. Ранее применялась внесистемная единица – Кюри (Ки). Эта единица громоздка, неудобна в обращении. Вышеуказанным постановлением Госстандарта РБ она была запрещена к применению на территории нашей страны и в настоящее время единицей активности является единица, применяемая в СИ – Беккерель (Бк) и ее производные – килобеккерель (кБк) и т. д. Единицей удельной активности является Беккерель на килограмм (Бк/кг), объемной активности – Беккерель на литр (Бк/л), плотности загрязнения территории - Беккерель на квадратный метр (Бк/м2) или килобеккерель на квадратный километр (кБк/км2).Если далее в тексте будут встречаться старые единицы, это значит, что они применялись на момент проведения измерений или соответствуют данным, применяемым на момент создания того ил иного документа, например, каталога доз Минздрава 1992 года.