На головну

Види і джерела іонізуючих випромінювань у виробничій, побутовій та навколишнього середовищах.

  1. I.4. Джерела римського права
  2. Адміністративне, підприємницьке, кримінальну та інше законодавство як джерело права навколишнього середовища
  3. Активи приладобудівного заводу та джерела їх утворення на початок звітного місяця
  4. Альдегіди і кетони У ДОВКІЛЛЯ
  5. Аналіз збутової політики підприємства.
  6. АНОНІМНІ ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
  7. Асиміляційні потенціал (ємність) навколишнього природного середовища

іонізуюче випромінювання - Будь-який вид випромінювання, прямо або побічно викликає іонізацію середовища, тобто під дією випромінювання молекули речовини розпадаються на іони і електрони.

Розрізняють два види іонізуючого випромінювання:

n квантове (Електромагнітне), до якого відноситься ультрафіолетове випромінювання (УФ-випромінювання), рентгенівське випромінювання (R-випромінювання) і гамма випромінювання (g-випромінювання);

n корпускулярне випромінювання, до якого відносяться альфа випромінювання (a-промені), бета випромінювання (b-промені), потоки протонів і інших часток.

квантове, Електромагнітне випромінювання (ЕМВ) характеризується наступними властивостями:

n УФвипромінювання - ЕМІ з довжинами хвиль в вакуумі l від 10 до 380 нм (10-9 м). УФ-випромінювання викликає фотоефект, люмінесценцію, прискорення перебігу фотохімічних реакцій, має значну біологічну активність, у великих дозах викликає рак шкіри;

n R-випромінювання - ЕМІ короткохвильового діапазону (l = 0,001 ... 100 нм), що виникає при взаємодії заряджених частинок фотонів з атомами речовини. Розрізняють два види R-випромінювання: гальмівне (Із суцільним спектром частот і гальмуванням електронів в речовині антикатода), характеристичне (З лінійчатим спектром частот і переходом частини потоку електронів всередину оболонок атомів, склад спектра має своєрідний характер для кожного хімічного елемента, т. Е. характеризується своїм набором ліній спектра);

n g-випромінювання - ЕМІ з довжиною хвилі l <0,1 нм, що випускається збудженими атомними ядрами при радіоактивних перетвореннях і ядерних реакціях (у довгохвильових g-випромінювань проявляються хвильові властивості у короткохвильових - корпускулярні).

корпускулярні випромінювання характеризуються такими властивостями:

n a-випромінювання - Потік a-частинок, що представляють собою потік ядер атомів гелію (24 Не), що випускається деякими радіоактивними ядрами (нуклідами). Ядра атомів гелію складаються з двох протонів і двох нейтронів, пов'язаних між собою ядерними силами. нуклід - Вид атомів з певними числами протонів і нейтронів в ядрі;

n b-випромінювання - Потік b-частинок (електронів або позитронів), що випускаються атомними ядрами при їх розпаді, потік заряджених частинок, на які може впливати електричне та магнітне поле, швидкість потоку близька до швидкості світла;

n потоки нейтронів або протонів - Потоки частинок ядер атомів.

радіоактивність - Мимовільне перетворення нестійкого нукліда в інший нуклід, що супроводжується виділенням іонізуючого випромінювання.

радіонуклід - Нуклід, що володіє радіоактивністю.

Ізотоп, радіоізотопи - Нуклід з числом протонів в ядрі, властивих даному елементу, і що володіє радіоактивністю.

джерелами іонізуючих випромінювань на залізничному транспорті є (ріс.1.20):

n природний космічний фон;

n техногенний підвищений фон (застосування для баластної призми і насипу щебеню і піску з підвищеним вмістом радіонуклідів, пункти підготовки вагонів через очищення рухомого складу і тари при радіоактивному забрудненні);

n техногенне небезпечне випромінювання (при перевезенні, навантаження, розвантаження і зберігання радіоактивних матеріалів, В місцях складування забруднених конструкцій і тари, в місцях радіоактивного зараження місцевості і транспортних споруд);

n випромінювання технічних пристроїв (УФ-випромінювання потужних штучних джерел світла, рентгенівська і ізотопна діагностика пристроїв і конструкцій).

радіоактивні матеріали (РМ) - матеріали з питомою активністю понад 70 кБк / кг, РМ в кількостях, сумарна активність яких перевищує значення граничнодопустимої активності (ПДА), і радіоактивні діляться матеріали (уран-233, уран-235, плутоній-238, плутоній-239 , плутоній-241 або їх суміші в кількості до 0,015 кг і нейтронні джерела на основі цих радіоактивних речовин у кількості не більше 0,15 кг).

Ріс.1.20. Джерела іонізуючих випромінювань на транспорті

Радіоактивними матеріалами особливого виду - Називаються закриті радіоізотопні джерела випромінювання, виконані у вигляді моноліту з радіоактивної речовини або у вигляді закритої (звареної конструкції) капсули з радіоактивними речовинами. Моноліт або капсула повинні відповідати вимогам випробувань, передбачених для радіоактивних речовин особливого виду відповідними ТУ або ГОСТами.

Природний (космічний) фон іонізуючих випромінювань характеризується експозиційною дозою, що становить біля поверхні землі 10 ... 20 мкР / год.

У міру віддалення від поверхні землі природний фон збільшується і на висоті польоту рейсових літаків перевищує фон на поверхні в 10 ... 15 разів. Будь-яка людина, що живе на планеті, щорічно отримує дозу радіоактивного опромінення близько 100 млрад (0,1бер).

Одиниці виміру іонізуючих випромінювань.З точки зору впливу іонізуючих випромінювань на людину найбільш важливими характеризують це випромінювання величинами є: активність (Радіоактивність), питома активність (радіоактивне забруднення), експозиційна доза, поглинена доза, еквівалентна доза.

активність радіонукліда є відношенням числа спонтанних ядерних переходів з певного ядерно-енергетичного стану радіонукліду - джерела dN до інтервалу часу, за який ці переходи відбуваються, dt.

A = .

Для вимірювання величин, що характеризують іонізуюче випромінювання, застосовуються одиниці міжнародної системи СІ. Поряд з системою СІ необхідно знати одиниці виміру, довгий час застосовувалися в Росії для вимірювання аналогічних величин, що призвело до практики використання приладів, норм та інших практичних застосувань, в яких використовуються ці величини. Далі ми будемо називати ці одиниці практичної системою, даючи кожен раз порівняння і співвідношення з одиницями в системі СІ.

одиницею вимірювання активності в системі СІ є один беккерель (Бк): 1 Бк = 1 розпад / с.

одиницею вимірювання активності в практичної системі є один кюрі (Кі): 1Кі = 3,7. 1010 Бк.

питома активність використовується для оцінки ступеня зараження (радіоактивного забруднення) людини, території, обладнання, речовини, їжі і т.п., визначається активністю з одиниці площі, поверхні, обсягу (1Кі / км2, 1 Кі / м2, 1 Кі / л, 1 Кі / кг).

Як приклад наведемо (табл.1.18) контрольні гранично допустимі рівні забруднення продуктів харчування радіонуклідами цезію-137, розроблені Міністерством охорони здоров'я, Академією наук, Держагропромом Білорусії і Белгідрометом (на липень 1990 року).

експозиційна доза (Х) - доза іонізуючих випромінювань, що характеризується потужністю радіоактивного випромінювання, яка вимірюється кількістю електростатичного енергії, виділеної в результаті іонізації з одного кілограма маси речовини (повітря), в якому випромінювання спостерігається.

Таблиця 1.18

Граничні контрольні рівні забруднення продуктів харчування радіонуклідами цезію-137

 Найменування продуктів  Кі / кг, Ки / л
 Вода питна 5. 10-10
 Масло вершкове, молоко згущене, сир 1. 10-8
 Молоко, кисломолочні продукти, сметана, сир 5. 10-9
 хліб 1. 10-8

Експозиційною дозою оцінюють тільки квантове випромінювання або проникаючу радіацію (R-випромінювання, g-випромінювання).

одиницею вимірювання експозиційної дози Х в системі СІ є кулон/кг (Кл / кг). 1 Кл / кг відповідає виділенню одного кулона електростатичного енергії з одного кілограма маси речовини (повітря).

У практичній системі експозиційна доза вимірюється в рентгенах (Р): 1Р = 2,58. 10-4 Кл / кг.

поглинена доза (Д) - Доза іонізуючих випромінювань, що поглинається речовиною.

одиницею вимірювання поглиненої дози в системі СІ є: один грей (Гр): 1Гр - поглинання одного джоуля енергії в одному кілограмі маси речовини.

поглинену дозу Д через середню енергію іонізуючого випромінювання W і обсяг маси речовини m, в якому ця енергія поглинається, можна знайти за формулою:

Д =  , Дж / кг, Ерг / г.

В практичної системі одиницею виміру поглиненої дози є позасистемна одиниця: один радий - Поглинання одного ерга енергії в одному грамі маси (1 Гр = 100 рад).

еквівалентна доза (Н) - доза іонізуючих випромінювань, яка оцінює еквівалентну біологічне вплив на організм різних видів випромінювань (a, b, g - випромінювання, нейтронне і інших потоків частинок).

При впливі іонізуючих випромінювань на організм людини різні види випромінювання роблять різний фізіологічний вплив на організм людини. Дозу опромінення Н можна знайти за формулою:

Н = Д К,

де К - Середній коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання в даному елементі об'єму (табл. 1.19).

Таблиця 1.19

Значення коефіцієнта якості для різних видів випромінювання

 вид випромінювання К
 Рентгенівське, g-випромінювання, потоки електронів і позитронів, b- випромінювання  
 Нейтрони з енергією до 20 кеВ
 Нейтрони з енергією 0,1 ... 10 МеВ
 Протони з енергією до 10 МеВ
 a- випромінювання з енергією до 10 МеВ
 важкі ядра

При одночасному опроміненні людини різними видами іонізуючого випромінювання, наприклад, за тривалий час, еквівалентну дозу знаходять із співвідношення:

Н = Дi Кi ,

де Дi - Поглинена доза i- Того випромінювання, Гр (рад);

Кi - Коефіцієнт якості i- Того випромінювання;

n - Загальне число видів випромінювання.

При оцінці еквівалентної дози необхідно враховувати різну сприйнятливість органів людського тіла до впливу радіації. Якщо прийняти поглинену дозу опромінення за 100%, то органи поглинуть цю дозу в різному процентному співвідношенні (табл. 1.20).

Аналіз табл. 1.20 показує, що 70% поглиненої дози впливає на нервові і лімфатичні судини і тканини.

Для оцінки радіоактивного ураження окремих органів людського тіла при ионизирующем випромінюванні може застосовуватися поняття ефективної еквівалентної дози опромінення:

Неф = Нi wi ,

де Нi - Еквівалентна доза опромінення i- того органу;

wi - Ваговий коефіцієнт, що дорівнює відношенню шкоди i- Тому органу людського тіла до збитку при рівномірній оцінці впливу на все тіло людини.

одиницею вимірювання еквівалентної дози Н в системі СІ є зіверт (Зв): 1 Зв - це така кількість енергії будь-якого виду іонізуючого випромінювання, поглиненої в одному кілограмі маси біологічної тканини, при якому спостерігається такий же біологічний ефект, як і при поглиненої дози в один грей зразкового рентгенівського або g- випромінювання.

Таблиця 1.20

Сприйнятливість поглиненої дози органами і тканинами організму людини

 №  Орган або тканина організму  Співвідношення,%  Коефіцієнт відносин збитків опромінення, wi
 статеві залози  0,25
 Молочна залоза  0,15
 легкі  0,15
 відсталий мозок  0,12
 Щитовидна залоза  0,03
 Кісткова тканина  0,03
 Поверхня шкірної тканини  0,03
 решта тканини  

В практичної системі одиницею еквівалентної дозиявляется бер (Біологічний еквівалент рада): 1 бер - Це доза будь-якого виду випромінювання, поглинена в біологічної тканини, яка створює такий же біологічний ефект, як і поглинена доза в один радий зразкового рентгенівського або g- випромінювання: 1 Зв = 100 бер.

Для зручності використання основних одиниць виміру іонізуючих випромінювань зведемо їх в табл. 1.21.

Важливе значення має співвідношення між експозиційною дозою і поглиненої (еквівалентної) дозами. В умовах електронного рівноваги експозиційної дози в 1 Кл / кг відповідає поглинена доза 33,8 Гр в повітрі або 37,2 Гр в біологічної тканини. Для позасистемних практичних одиниць один рентген експозиційної дози відповідає поглиненої дози 0,873 радий в повітрі або 0,96 рад в біологічної тканини. Таким чином експозиційної дозі випромінювання в біологічній тканині в один рентген відповідає поглинена етойтканью доза в 0,96 рад. Це практична рівність величин часто призводить до методичної помилку, коли поглинену дозу оцінюють в рентгенах, А не в радах, Хоча фактична помилка в цьому випадку незначна.

Правила і норми радіаційної безпеки, основні способи і засоби захисту. Для забезпечення безпечних умов при роботі з радіоактивними речовинами та іншими джерелами радіоактивних випромінювань, а також радіаційної безпеки населення в РФ розроблені і діють правила і норми радіаційної безпеки.

Нормування допустимого рівня іонізуючих випромінювань здійснюється за дозового принципом впливу на людину:

n гранично допустима доза (ПДР) - найбільше значення індивідуальної дози за рік, яке при рівномірному впливі протягом 50 років не викликає в стані здоров'я персоналу (категорія А) несприятливих змін;

n межа дози (ПД) - гранична еквівалентна доза за рік для обмеженої частини населення (категорія Б);

n потужність еквівалентної дози на робочих місцях - гранична величина дози, віднесена до одиниці часу.

Таблиця 1.21.

Основні одиниці виміру іонізуючих випромінювань

 Величина, що характеризує іонізуюче випромінювання  Назва та позначення одиниць виміру в системі СІ  Назва одиниць виміру в практичній системі  Співвідношення одиниць вимірювання
 Активність, А  бекерель, Бк  кюрі, Кі  1 Бк = 1расп. / З1 Ки = 3,7 .1010Бк
 Питома активність (радіоактивне забруднення)  Бк / кг, Бк / л, Бк / м2, Бк / км2, Бк / м3  Кі / кг, Ки / л, Кі / м2, Кі / км2, Кі / м3  
 Експозіціоннаядоза, Х  кулон / кг, Кл / кг  рентген, Р  1 Р = 2,58 .104 Кл / кг
 Поглощённаядоза, Д  грей, Гр (Гі)  радий, р  1 Гр = 1 Дж / кг, 1 рад = 1 Ерг / г, 1 Гр = 100 рад
 Еквівалентнаядоза, Н  зіверт, Зв  бер  1 Зв = 1 Дж / кг, 1 Зв = 100 бер

встановлено такі категорії осіб, що опромінюються:

n категорія А: персонал атомних підприємств;

n категорія Б: обмежена частина населення в зоні атомних підприємств;

n категорія В: решта населення.

Прийнято три групи критичних органів в порядку убування радиочувствительности:

I група: статеві залози, червоний кістковий мозок;

II група: м'язи, щитовидна залоза, жирова тканина, внутрішні органи (печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені), кришталик ока;

III група: шкірний покрив, кісткова тканина, кисті, передпліччя, щиколотки і стопи.

Для категорій працівників А і Б встановлені (табл. 1.22) ПДР і ПД.

Допустимі антропогенні дози опромінення населення (категорія В) при нормальній діяльності атомних підприємств / 88 / відповідно до Санітарних правил СП АС - 88 не повинні перевищувати 5% ПД, тобто 25 мбер / рік.

Таблиця 1.22

Гранично допустимі дози і межа дози

 Найменування меж доз зовнішнього і внутрішнього опромінення за рік  Дозові межі, бердля груп критичних органів
   I група  II група  III група
 Гранично допустима доза для категорії А, ПДР      
 Межа дози для категорії Б, ПД  0,5  1,5  3,0

У деяких виданнях наводяться фантастичні норми опромінення військовослужбовців: 50 ... 400 бер. Такі поглинені дози є ознакою гострої променевої хвороби. Нагадаємо, що смертельна поглинена доза опромінення становить близько 500 бер.

Проектні (допустимі) потужності поглиненої дози, нормовані в / 36 /, наведені в табл. 1.23.

захист від іонізуючих випромінювань здійснюється на основі наступних принципів:

n обмеженням тривалості перебування в зонах іонізуючих випромінювань на основі дозового принципу;

n захист відстанню, тобто організацією робочих місць і місць перебування людей на відстанях, де потужність випромінювання і одержувані дози від іонізуючих випромінювань слабшають до безпечних величин;

n ізоляцією джерела іонізуючого випромінювання здійснюватиме або персоналу і населення за допомогою захисних екранів, захисних притулків, захисного спецодягу.

При організації захисту відстанню і захисними екранами завданням розрахунку є визначення довжини пробігу частинок або проникнення випромінювань в повітряному середовищі і в середовищі з різних захисних матеріалів. Розглянемо деякі співвідношення для визначення цих величин для різних видів випромінювання.

Таблиця 1.23

Проектні (допускаються) потужності дози на робочих місцях

 Категорііоблучаемих осіб  призначення приміщень  Проектна потужність дози Р, мбер / год при
 t = 36 год / тижд  t = 40ч / тиждень
 КатегоріяА  Приміщення постійного перебування персоналу  1,4  1,2
 Приміщення, в яких персонал перебуває не більше 18 годин на тиждень  2,8  2,4
 обслуговуються приміщення
 Будь-які інші приміщення  0,1  0,1
 КатегоріяБ  Будь-які приміщення і територія в межах спостерігається зони  0,03  0,03

Захист від a- випромінювання. довжина R пробігу a- Частинок в повітрі може бути визначена за формулою Гейгера в залежності від енергії джерела випромінювання Еa, МеВ:

R =  , М.

Довжина пробігу в інших середовищах з масовим числом (атомним вагою) матеріалу середовища А визначається за формулою Брегга:

Ra =  м,

де r - Щільність речовини екрана, кг / м3 .

Пробіг a-частинок в різних речовинах можна виразити через довжину пробігу в повітрі, використовуючи відносну гальмівну здатність речовини:

Raвещ =  м.

Слід зазначити, що довжина пробігу aчастинок в повітрі для енергій до 10 МеВ не перевищує десятих часток метра, а захисним матеріалом може служити скло товщиною кілька міліметрів і інші подібні матеріали.

Захист від b-випромінювання.Дляопределения довжини пробігу частинок b-випромінювання в повітрі і легких матеріалах в залежності від енергії випромінювання користуються рядом емпіричних співвідношень:

n довжина пробігу в повітрі  »4,5 Еb, М при Еb>0,5;

n довжина пробігу в легенях матеріалах  = (1 ... 2) 10-3 Еb, М відповідно для Еb до 0,5 МеВ і вище 0,5 МеВ.

приклад: Нехай величина енергії джерела b-випромінювання Еb = 8,45 МеВ, тоді довжина пробігу в повітрі складе 33,8 м, а в алюмінії 0,169 м.

Знаючи пробіг частинок b-випромінювання в одному з речовин, можна визначити пробіг частинок в будь-якому іншому речовині зі співвідношення:

Rl2 = Rl1  , М,

де Z1 , Z2 - Атомні номери речовин по таблиці Д. І. Менделєєва;

r1 , r2 - Щільності речовин, кг / м3;

A1 , A2 - Масові числа (атомні ваги) речовин; індекси 1 і 2 застосовані для характеристик речовини з відомим пробігом частинок і невідомим пробігом відповідно.

Захист від g-випромінювання та інших видів квантового (електромагнітного) випромінювання. Електромагнітнаяволноваяпріродаквантового випромінювання дозволяє здійснювати захист від нього на основі властивостей електромагнітного поля. Магнітна складова ЕМП проникає, практично, через будь-які матеріали, а електрична складова ЕМП - через метали. Перешкодою для електромагнітного випромінювання може бути тільки організоване спеціально інше ЕМП.

Для пучків квантового випромінювання як перешкода застосовується свинець, товщина захисного екрана якого наведена в табл. 1.24.

У табл. 1.24 приведена кратність ослаблення g-випромінювання К, Оцінюється співвідношенням:

К = ,

де Р - Потужність експозиційної дози іонізуючого випромінювання, мР / год;

Р0 - Гранично допустима (проектна) експозиційна доза, мР / год.

Фактична експозиційна доза іонізуючого g- випромінювання (мР / год) на відстані R від джерела може визначатися зі співвідношення:

Д = 0,84 ,

де М - G-еквівалент маси радіоактивного джерела, мг-екв Ra;

t - Тривалість роботи з радіоактивним источни-ком, ч;

R - Відстань від джерела, м.

Таблиця 1.24

Товщина захисного екрану

К  Енергія g-випромінювання, МеВ
   0,1  0,5  1,25  4,0  10,0
   Товщина захисту зі свинцю, м
 0,5 10  0,004  0,026  0,072  0,05  0,073
 102  0,005  0,03  0,0845  0,121  0,087
 104  0,0105  0,059  0,161  0,234  0,18
 107  0,017  0,101  0,275  0,399  0,325

 



1   2   3   4   5   6

Частина I. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ | Безпека життєдіяльності | Фізіологія праці та умови життєдіяльності людини |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати