Готовая курсовая работа:

БЛАГОДАРИМ НАШИХ СТУДЕНТОВ ЗА ТО, ЧТО ПРИСЫЛАЕТЕ НАМ ГОТОВЫЕ РАБОТЫ!

Ионизирующие излучения

СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение……………………………………………………………3стр.
2. Виды ионизирующих излучений…………………………………4стр.
3. Единицы измерений радиоактивных излучений…………………6стр.
4. Биологическое действие ионизирующих излучений…………..10стр.
5. Обеспечение безопасности при работе с источниками
ионизирующих излучений……………………………………….12стр.
6. Методы обнаружения ионизирующих излучений………………16стр.
7. Классификация и краткая характеристика основных
дозиметрических приборов…………………………………………………….17стр.
8. Заключение…………………………………………………………21стр.
9. Список используемой литературы……………………………….22стр.

Введение

          Развитие ядерной энергетики во многих странах мира в последние годы сделало угрозу радиоактивного заражения больших территорий реальной не только в случае примене­ния ядерного оружия, но и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла, находящихся в районе ведения боевых действий, обычным оружием или при их аварии в ходе промышленной эксплуатации. Поэтому защита от ио­низирующих излучений (радиационная безопасность) — од­на из важнейших задач по обеспечению безопасности жиз­недеятельности человека.

         Сама по себе радиоактивность — явление не новое. Не­которые связывают ее с появлением ядерного оружия и со строительством АЭС. Но она существовала на Земле за­долго до зарождения жизни. Известно, что в природе существуют химические элементы, устойчивые и неустой­чивые (уран, торий, радий и др.).  Внутриядерных сил для сохранения прочности ядра у последних недостаточ­но, и ядра атомов неустойчивого элемента превращаются

в ядра атомов другого элемента. Такой процесс самопро­извольных превращений ядер атомов неустойчивых эле­ментов называют радиоактивным распадом или радио­активностью. Акт распада сопровождается испусканием излучений в виде гамма-лучей, альфа и бета-частиц и нейтронов.

Ионизирующие излучения характеризуются различной проникающей и ионизирующей (повреждающей) способ­ностью.

         Явление естественной радиоактивности, открытое в 1986 г. Анри Беккерелем, состоит в самопроизвольном превращении неустойчи­вых атомов ядер в ядра других элементов с испусканием ионизиру­ющих излучений. Последние представляют собой потоки частиц и квантов электромагнитного излучения (ЭМИ), которые, проходя через вещество, вызывают ионизацию и возбуждение атомов и мо­лекул среды.

В данной работе рассмотрены  характеристики  ионизирующих излучений, а также методы их обнаружения и средства защиты.    

Виды ионизирующих излучений

Встречаются следующие виды ионизирующих излучений:

  1. корпускулярное ( -, — и нейтронное излучение) — потоки частиц;
  2. фотонное ( — и рентгеновское излучение) — электромагнитные волны высокой частоты.

-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном  распаде ядер некоторых химических элементов. Атомы таких химических элементов называют радионуклидами. Энер­гия -частиц лежит в диапазоне 3…9 МэВ. Длина пробега -частицы в воз­духе составляет  2… 12 см, а с повышением плотности материала проникаю­щая способность излучения резко уменьшается. В твердых веществах длина пробега      частицы    не превышает нескольких микрон, а в мягкой биологической ткани — нескольких десятков микрометров, задержи­ваются листом бумаги.     -частицы обладают высокой ионизирующей способностью.

-излучение состоит из потока электронов или позитронов ядер­ного происхождения, возникающих при радиоактивном распаде ядер. Масса          частиц в несколько тысяч раз меньше -частиц. Максимальная энергия     -частиц, испускаемых различны ми радионуклидами, состав­ляет          0,1…3,5 МэВ. Длина пробега электрона в воздухе — 0,2…1,6 м, а в био­логических тканях — 2,5 см, свинце — 0,04 см. Ионизирующая способ­ность   — частиц низка, а проникающая выше, чем — частиц. Поток — частиц задерживается металлической фольгой.

Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра. Масса нейтрона примерно в 4 раза меньше массы — частицы.

В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энер­гией менее 1 кэВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 кэВ) и быстрые нейтроны (от 500 кэВ до 20 МэВ). Среди медленных нейтро­нов различают тепловые нейтроны с энергией менее 0,2 эВ. Проникаю­щая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у

Готовая работа, которую можно скачать бесплатно и без регистрации:   Бухучет в строительстве
— и -частиц.        Так, длина пробега нейтронов промежуточной энергии составляет около 15 м в воздушной среде и 3 см в биологиче­ской ткани, аналогичные показатели для быстрых нейтронов — соответ­ственно 120 м и 10 см. Таким образом, нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наи­большую опасность из всех видов корпускулярного излучения.

Так называемое вторичное излучение нейтрона, когда он сталкивается с каким-либо ядром или электроном, оказывает сильное ионизирующее воздействие. Ослабление нейтронного излучения эффективно осуществляется на ядрах легких элементов, особенно водорода, а также на материалах, содержащих такие ядра: воде, парафине, полиэтилене и др.

-излучение представляет собой электромагнитное излучение частотой около 1020 Гц и с длиной волн приблизительно 10-12 м с высокой энергией. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0,01…3 МэВ) и малая длина волны обусловливают большую проникающую способность -излучения. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем — и -излучения.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучений, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Характеристическое излучение — это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение — это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Ионизирующая способность рентгеновского излучения примерно как — излучения, но в то же время обладает большей проникающей способностью. Замедление рентгеновского излучения наиболее интенсивно происходит на тяжелых элементах, например, свинце (пробег 20…25 см.) железе, тяжелом бетоне и др.

 Сравнительные характеристики проникающей способности различных видов ионизирующего излучения (  — толщина)  

Единицы измерений  радиоактивных излучений

Степень опасности поражения людей определяется значением экспозиционной дозы (X) гамма-излучения. Это количественная харак­теристика ионизирующих излучений, основанная на их ионизирую­щем действиив сухом атмосферном воздухе и выраженная отношени­ем суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного излучением, поглощенным в некоторой массе воздуха, к этой массе.

Единицы измерения экспозиционной дозы (X):

в системе СИ— кулон на килограмм (Кл/кг — равен экспозици­онной дозе, при которой в 1 кг воздуха образуется в результате иониза­ции суммарный электрический заряд всех ионов одного знака, равный кулону, т.е. электрическому заряду, проходящему через поперечное се­чение проводника при постоянном токе силой в 1 а за время 1 сек);

внесистемная единица — рентген (Р — это такая доза гамма-излучения, при которой в 1см3 воздуха при нормальных физических условиях (t = 0°С и давление 760 мм рт.ст.) образуется 2,08·109 пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества элект­ричества).

             1 Кл/кг = 3880 Р;  1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг.

 При оценке последствий облучения людей ИИ используется по­глощенная доза (Д), т.е. количество энергии ИИ, поглощенное тканями организма человека. Единицы измерения поглощенной дозы (Д): в системе СИ—грей (Гр);

внесистемная единица — рад (radiation  absorbed dose — погло­щенная доза излучения).

1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад; 1 рад = 100 эрг = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр.

Соотношение между Р и рад: 1Р = 0,88рад (воздуха) и 0,93рад
   для (биоткани):                         1 рад =1,14 Р.

Готовая работа, которую можно скачать бесплатно и без регистрации:   Предварительный анализ опасностей производственного оборудования

Учитывая погрешность дозиметрических приборов, принимают 1 Р  1 рад.

Для количественного учета биологического воздействия различ­ных видов излучений (рентгеновских, — и -излучений, протонов и нейтронов,       -излучений), а также при попадании РВ внутрь организма человека применяется эквивалентная доза (Н), т.е. поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент качества для данного излучения WR (для -излучений = 1):

                                          H = Д·WR.

Для различных видов излучения приняты следующие значения WR:

  1. нейтроны с энергией менее 10 кэВ — 5, от 10 кэВ до 100 кэВ— 10, от 100 кэВ до 2 МэВ — 20, от 2 МэВ до 20 МэВ — 10, более 20 МэВ — 5;
  2. протоны, кроме протонов отдачи, с энергией более 2 МэВ — 5;
  3. -частицы, осколки деления, тяжелые ядра — 20.

       Из приведенных данных видно, что нейтронное излучение при одной и той же поглощенной дозе вызывает поражающий эффект от 5 до 20 раз больший, чем -излучение.

              Единицы измерения эквивалентной дозы (Н):

в системе СИ — джоуль на килограмм (Дж/кг), имеющий спе­циальное наименование зиверт (Зв);

         внесистемная единица — биологический эквивалент рада (бэр).                                                                                    

                                     1 Зв=100бэр=100рад·WR

В НРБ-99, в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиационным единицам (МКРЕ), введена к использова­нию эффективная доза (Е). Это величина, используемая как мера рис­ка возникновения отдаленных последствий облучения всего тела чело­века и отдельных органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе Н Т на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани (WT).

                                          E =

Эта величина измеряется в зивертах (Зв).

Для различных органов и тканей приняты следующие значе­ния WT:

гонады (половые органы)  0,20;

 костный мозг, толстый кишечник, легкие, желудок  0,12;

 мочевой пузырь, грудная железа, печень, пищевод, щитовидная железа 0,05;

кожа, клетки костных поверхностей  0,01.

Например, доза облучения легких в 1 мЗв (100 мбэр) соответст­вует      Е = 0,12 мЭв (12 мбэр), т.е. показывает, что при равномерном об­лучении всего тела дозой 0,12 мЗв вероятность риска такая же, что и при облучении дозой 1 мЗв только легких.

Интенсивность радиоактивных излучений оценивается мощ­ностью дозы излучения, т.е. скоростью накопления дозы. Единицы измерения мощностей дозы:

  1. экспозиционной — Кл/(кг-с), Р/ч и мР/ч;
  2. поглощенной — Гр/с, рад/ч и мрад/ч;
  3. эквивалентной — Зв/с.

Основной характеристикой источника ИИ является активность (А).

 Это мера радиоактивности радионуклидов в источнике. Она равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени к этому интервалу времени.

Известно, что наиболее распространенным видом ИИ является внешнее фотонное (рентгеновское и гамма) излучение. Необходимость в контроле     частиц и нейтронного излучения возникает реже.    Это видно из соотношения      А : А : A  = 100 : 10 : 1.

В качестве единицы активности в системе СИ используется беккерель (Бк), равный одному распаду в секунду (расп/с). Внесис­темная единица активности — Кюри (Ки)

                1 Ки = 3,7 • 1010расп/с = 3,7 • 1010Бк.

Наименование Мощность дозы, мрад/ч Поверхность тела человека и нательное белье 20 Лицевая часть противогаза 10 Одежда, обувь, СИЗ 30 Продовольственная тара, кухонный инвентарь 50 Поверхность тела животных 50 Автотранспорт и техническое имущество 200  
Готовая работа, которую можно скачать бесплатно и без регистрации:   Расчет вероятного объема разлива нефти
Предельно допустимые значения степени            заражения различных объектов

Степень радиоактивного загрязнения местности и объектов оце­нивается по мощности дозы -излучения вблизи зараженных поверх­ностей, определяемой в миллирадах в час (мрад/ч), а также по числу распадов ядер за единицу времени на определенной площади или в определенном объеме и обозначают соответственно: расп/(мин·см2), расп/(мин·л) и расп/(мин·т)

При оценке степени заражения поверхностей объектов обычно исходят из связи между плотностью заражения местности QM, расп/(мин·см2), и мощностью дозы радиации Р (рад/ч) на высоте 1 м от ее поверхности:

                                      QM=2·107·P.

          Для   оборудования   ОЭ   и техники   плотность заражения                    25 000 расп/(мин·см2) на их поверхности соответствует мощности до­зы        излучения равной 1 мрад/ч.

Биологическое действие ионизирующих излучений

          Ионизирующее излучение вызывает в организме человека цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях. Чем больше происходит в веществе актов ионизации под воздействием излучения, тем больше биологический эффект. Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменения в химическом составе значительного числа молекул приводят к гибели клеток. Существенную роль в формировании биологических эффектов играют радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды.

Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биологической ткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму, приводящее к нарушению от­дельных функций и систем организма.

Индуцированные свободными радикалами Н и ОН химические реакции развиваются с большим выходом, вовлекая в процесс сотни и тысячи молекул, не задействованных излучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Эффектыразвиваются в течение различных промежутков времени: от не­скольких секунд до многих часов, дней, лет.  Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека  можетвызвать два вида эффекта, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохасти­ческие (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни). 

Различают три степени лучевой болезни: первая (легкая), вторая и третья (тяжелая). Симптомами лучевой болезни первой степени служат слабость, головные боли, нарушение сна и аппетита, усиливающиеся на второй стадии заболевания, но здесь они дополняются нарушениями в деятельно­сти сердечно-сосудистой системы, изменением обмена веществ и состава крови, расстройством пищеварительных органов. На третьей стадии болезни наблюдаются кровоизлияния и выпадение волос, нарушается деятельность центральной нервной системы и половых желез. У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается вероятность развития зло­качественных опухолей и заболеваний кроветворных органов.

        Лучевая болезнь в острой (тяжелой) форме развивается в результате облучения организма большими дозами ионизирующих излучений за короткий промежуток времени. Однако воздействие на организм чело­века и малых доз радиации также опасно, поскольку может привести к нарушению наследственной информации человеческого организма, мутации. Нижний уровень развития легкой формы лучевой болезни возни­кает при дозе облучения, эквивалентной приблизительно 1 Зв; тяжелая форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облучен­ных, наступает при дозе облучения, эквивалентной 4,5 Зв. 100%-ный смертельный исход лучевой болезни соответствует дозе облучения, экви­валентной 5,5…7 Зв.

В настоящее время разработан ряд химических препаратов (протек­торов), существенно снижающих негативный эффект воздействия ионизирующего излучения на организм человека. Степень воздействия ионизирующего излучения зависит от того, является ли облучение внешним или внутренним. Внутреннее облучение осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт, через кожные покровы. Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не будет выведено  из организма в результате процессов физиологического обмена; оно опасно тем, что вызывает длительно не заживающие язвы различных органов и злокачественные опухоли.

Обеспечение безопасности при работе с источниками               ионизирующих излучений

Все работы с источниками ионизирующих излучений санитарные правила подразделяют на два вида: на работу с закрытыми источниками излучений и устройствами, генерирующими ионизирующее излучение и работу с открытыми источниками излучений (радиоактивными веществами).

Закрытый источник излучения — источник излучения, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан.

Открытый источник излучения — источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем  радионуклидов в окружающую среду.

Ионизирующие излучения
Метки:    

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Создание и подвижение сайтов Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика