Вопрос 1. Действие ионизирующего излучения на человека

Действие ионизирующего излучения на человека.

Единицы измерения радиоактивности и доз облучений.

Источники излучения.

Виды ионизирующего излучения.

Лекция 2

Тема: Ионизирующие излучения и их свойства.

Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков.

Из 2500 нуклидов, известных в настоящее время, стабильными являются только 271 нуклид. Остальные нуклиды (90%!) нестабильны, т.е. радиоактивны; они превращаются путем одного или нескольких последовательных распадов.

Процесс самопроизвольного распада ядра называется радиоактивным распадом, а само такое ядро – радионуклидом. Уровень нестабильности радионуклидов различен. Одни распадаются очень быстро, другие – очень медленно.

Время, в течение которого распадается половина всех радионуклидов данного типа, называется периодом полураспада. Например, период полураспада урана -238 равен 4,47 млрд. лет, а протоактиния-234 – чуть больше одной минуты. Период полураспада – одна из основных характеристик радиоактивного вещества, которая не может быть изменена известными пока человеку способами.

Таблица 3.2 – Характеристики основных радиоактивных элементов

Название элемента	Характеристика элемента и меры предосторожности	Период полураспада
Радон-222	Газ, испускающий альфа-частицы. Постоянно образуется в горных породах. Опасен при накоплении в шахтах, подвалах, на 1 этаже. Необходима вентиляция (проветривание).	3,8 суток
Ксенон-133	Газообразные изотопы. Постоянно образуются и распадаются в процессе работы атомного реактора. В качестве защиты используют изоляцию.	5 суток
Йод-131	Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Образуется при работе атомного реактора. Вместе с зеленью усваивается жвачными животными и переходит в молоко. Накапливается в щитовидной железе человека. В качестве защиты от внутреннего облучения применяют «йодную диету», т.е. вводят в рацион человека стабильный йод.	8 суток
Криптон-85	Тяжёлый газ, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Входит в состав отработанного топливного элемента реактора. Выделяется при их хранении. Защита – изолированное помещение.	10 лет
Стронций-90	Металл, испускающий бета-частицы. Основной продукт деления в радиоактивных отходах. Накапливается в костных тканях человека.	29 лет
Цезий-137	Металл, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Накапливается в клетках мышечной ткани.	30 лет
Радий-226	Металл, испускающий гамма-излучение, альфа и бета-частицы. Защита – укрытия и убежища.	1600 лет
Углерод-14	Испускает бета-частицы. Естественный природный изотоп углерода. Используется при определении возраста археологического материала.	5500 лет
Плутоний-239	Испускает альфа-частицы. Содержится в радиоактивных отходах. Защита – качественное захоронение радиоактивных отходов.	24000 лет
Калий-40	Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Содержится и замещается (выводится) во всех растениях и животных.	1,3 млрд. лет

Основные свойства излучений, которые определяют степень их воздействия на биологические объекты – это ионизирующая и проникающая способность.

Ионизация – это акт разделения электрически нейтрального атома на две противоположно заряженные частицы: отрицательный электрон и положительный ион. Ионизирующим называют такое излучение, энергия которого достаточна для ионизации облучаемой среды или объекта. Ионизирующая способность оценивается числом пар ионов, которое данное излучение образует в 1 см³ сухого воздуха.

Проникающая способность – это длина пробега частиц (расстояние затухания электромагнитной волны) в соответствующей среде.

Выделяют следующие виды ионизирующего излучения: α-излучение, β-излучение, γ-излучением.

Альфа-частицы представляют собой положительно заряженные ядра атомов гелия. Эти частицы испускаются при радиоактивном распаде некоторых элементов с большим атомным номером, в основном это трансурановые элементы с атомными номерами более 92. Альфа-частицы распространяются в средах прямолинейно со скоростью около 20 тыс. км/с, создавая на своём пути ионизацию большой плотности. Альфа-частицы, обладая большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому имеют незначительный пробег: в воздухе – 20-110 мм, в биологических тканях – 30-150 мм, в алюминии – 10-69 мм.

Бета-частицы – это поток электронов или позитронов, обладающий большей проникающей и меньшей ионизирующей пособностью, чем альфа-частицы. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. При средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько метров, в воде – 1-2 см, в тканях человека – около 1 см, в металлах – 1 мм.

Гамма-излучение относится к электромагнитному излучению и представляет собой поток квантов энергии, распространяющихся со скоростью света. Они обладают более короткими длинами волн, чем рентгеновское излучение. Гамма-излучение свободно проходит через тело человека и другие материалы без заметного ослабления и может создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые проходит. Интенсивность облучения гамма-лучами снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного источника.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и с короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.

Нейтронное излучение – это поток нейтральных частиц. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. В зависимости от кинетической энергии нейтроны условно делятся на быстрые, сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые. Нейтронное излучение возникает при работе ускорителей заряженных частиц и реакторов, образующих мощные потоки быстрых и тепловых нейтронов. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.

Дата добавления: 2014-01-11