Головна

Поглиненого повітря, знебарвлюючий насичення розчин | Змісту пилу і деяких хімічних речовин | Навчальний матеріал для виконання завдання | Лабораторна робота | Приклад гігієнічної оцінки мікробного забруднення | Тема 5. Гігієнічна оцінка освітлення приміщень | Навчальний матеріал для виконання завдання | Кліматичної зони північної півкулі | Лабораторна робота | Приклад гігієнічної оцінки природного і штучного освітлення приміщення |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

Навчальний матеріал для виконання завдання

  1. I Нормативні правові акти та інші офіційні матеріали
  2. I. Завдання для самостійної роботи
  3. I. Завдання для самостійної роботи
  4. I. Нормативно-правові матеріали
  5. I. Тестові завдання
  6. I. Тестові завдання

радіоактивність - мимовільне перетворення ядер атомів одних елементів в інші, що супроводжується випусканням іонізуючих випромінювань. міра радіоактивності - Швидкість розпаду ядер атомів. Одиниці радіоактивності: бекерель (Бк)-в Міжнародній системі одиниць (SI): 1 Бк = 1 розпад / сек; кюрі (Кі)-позасистемнаодиниця радіоактивності: 1 Кі = 3,7 · 1010 роз / сек = 2,2 · 1012 роз / хв; міліграмів-еквівалент радію (мг-екв Ra) - непряма одиниця активності, відповідна активності джерела, що створює в навколишньому повітрі таку ж іонізацію, як g-випромінювання 1 мг радію. питома радіоактивність води та інших рідин виражається в Бк / л або Кі / л; харчових продуктів та інших твердих речовин - в Бк / кг або Кі / кг.

Закон радіоактивного розпаду ядер нестійких ізотопів: 1. Радіоактивний розпад окремого ядра не залежить від розпаду інших ядер. 2. Для процесу радіоактивного розпаду будь-якого ядра характерний експонентний закон зменшення в часі середнього числа активних ядер (рис. 11). Період напіврозпаду Т1/2 - Це проміжок часу, за який число (радіо) Активних ядер знизиться на 50%.

Мал. 11. Залежність кількості ядер нестійких ізотопів в

джерелі випромінювання від часу (Т1/2 - період напіврозпаду)

випромінюванняможуть іметькорпускулярную або фотонів (електромагнітну) природу. Корпускулярні ізлученіяпредставляют собою потік елементарних частинок: ?-промені (ядра гелію), b-промені (електрони, позитрони, нейтрино і антинейтрино і ін.), Протони (1p1), Нейтрони (1n0) та ін.; фотонное випромінювання (потік квантів енергії h?) представлено g-випромінюванням і подібним з ним за фізико-хімічними властивостями і біологічній дії рентгенівським (R- або Х-промені).

Тип спонтанного перетворення нестійкого ізотопу визначається типом випускаються ядерних частинок:

1. Альфа-розпад - характерний для природних радіоактивних ізотопів з великими порядковими номерами і малими енергіями внутрішньоатомних зв'язків. Виділяється a-частинка і g-квант: 22688Ra ® 42a + 22286Rn + g.

2. Електронний бета-розпад можливий у природних і штучних ізотопів. Виділяються електрон, нейтрино і енергія: 4019K®e -1+4020Ca + n + g.

3. Позитронний бета-розпад має місце у деяких штучних ізотопів. Виділяються позитрон, нейтрино і g-квант: 3215P®e +1+3214Si + n + g.

4.К-захоплення ядром електрона з К-орбіти атома. Виділяються нейтрино і g-квант: 6429Cu + e -1 ® 6428 Ni + n + g.

5. ділення ядер радіоактивних елементів з великим атомним номером при ядерних реакціях з нейтронами. Виділяються нейтрони і енергія, йде ланцюгова реакція: 23592U + 10n ® 9036Kr + 14056Ba + 5 10 n + Е.

Рентгенівське випромінювання (Х-промені) - Це гальмівне електромагнітне випромінювання або потік квантів енергії (hn), що виникають в результаті гальмування швидких електронів (?--випромінювання) ядрами атомів речовини (рис. 12). Рентгенівське випромінювання займає спектральну область між гамма і ультрафіолетовим випромінюванням в межах довжин хвиль від 10-4 до 103 0А (ангстрем). Джерела рентгенівських променів - сонячне і космічне випромінювання; рентгеноізлучающіе ізотопи; рентгенівська трубка, в якій в результаті бомбардування металевої мішені електронами виникає гальмівне рентгенівське випромінювання.


Мал. 12. Схема виникнення рентгенівського випромінювання

Рентгенівська трубка - це електровакуумний прилад, в якому катод випускає електрони, прискорювані сильним електричним полем між катодом і анодом. Електрони вдаряються об анод і гальмуються, що викликає випусканням анодом рентгенівських променів. При цьому енергія електронів частково перетвориться в енергію рентгенівських променів. Рентгенівські трубки різноманітні і розрізняються за способом отримання потоку електронів (з термоемісійним катодом, з автоемісійним (вістрійних) катодом, з катодом, що піддають бомбардуванню катіонами і з радіоактивним джерелом бета-променів); за способом вакуумирования (відпаяні, розбірні); за часом випромінювання (безперервні, імпульсні); за способом охолодження анода; по області випромінювання в рентгенівському діапазоні.

нейтронне випромінювання виникає в результаті ядерних реакцій, наприклад, при бомбардуванні атомних ядер a-частинками. У первинному комплексі космічних променів нейтрони відсутні в силу нестабільності, але генеруються при їх взаємодії з атомами атмосфери [3]. Нейтрони в стабільних ядрах стійкі, у вільному вигляді - нестабільні (розпадаються на протони, електрони і антинейтрино) і вкрай реакційноздатні. Середній час життя нейтрона близько 16 хв., В щільних середовищах - сотні мікросекунд (мксек). Вільні швидкі нейтрони (з енергією> 0,5 МеВ) як і g-промені мають велику проникаючу здатність. При зіткненні з ядрами вуглецю, азоту, кисню та інших елементів, що входять до складу тканин живого організму, нейтрони втрачають 10-15%, з ядрами водню - 50% енергії. Тому речовини з великим числом атомів водню (вода, парафін) уповільнюють нейтронний потік. При пружному зіткненні в атомами нейтрони вибивають протони, іонізуючі середу, і перетворюються в повільні (теплові) нейтрони, які проникають в ядро ??і вибивають альфа-частинки, також викликають іонізацію середовища. При неупругом зіткненні «нейтрон - ядро ??атома» нейтрон поглинається атомом речовини з утворенням важкого ізотопу, яке зазнає бета-розпаду з виділенням g-променів. Таким чином, зникаючи, нейтрон викликає ядерні реакції, що призводять у ряді випадків до утворення радіоактивних ізотопів. Тому основним ефектом нейтронного випромінювання є т. Н. "Наведена радіоактивність" (Штучна радіоактивність, що виникає в результаті ядерної реакції стабільного ізотопу речовини з швидкими нейтронами).

характер взаємодії променів з опромінюваним речовиною і фізичні ефекти взаємодії: ?-промені і протони - збудження й іонізація атомів; b-промені - збудження, іонізація, гальмівне рентгенівське випромінювання; g-промені - іонізація атомів, фотоефект, люмінесцентний ефект, розсіювання атомними електронами, освіту пар «електрон + позитрон»; швидкі нейтрони - ядерні реакції і наведена (штучна) активність; повільні нейтрони - парниковий ефект. (Табл. 17).

Таблиця 17 Властивості різних видів іонізуючого випромінення

 види випромінювань  Маса, од. маси  заряд  Іонізація повітря (на шляху = 1 см)  довжина пробігу
 в повітрі  в тканинах тіла
 Альфа-промені  4,0  +2  Сотні тисяч пар іонів  <10 см  <0,05 мм
 Бета-промені  0,0005  -1, +1  Сотні пар іонів  10 20 м  ? 1 см
 Гамма-промені  0,001  Одиниці (до 10) пар іонів  тисячі м  > 2 м
 нейтрони  1,0  іонізація вторинна  сотні м  метри

Біологічна дія іонізуючих випромінювань на ядро ??і органели клітини на 1-м ( «фізичному») етапі полягає в іонізації молекул води та освіті хімічно активних центрів ( «первинних радикалів»: Про-2, ВІН-, Н2О2-2, АЛЕ2-3), Що володіють високим окислювальним потенціалом. Одночасно можуть руйнуватися SH-групи білків, групи тиміну в ДНК, ненасичені зв'язку ліпідів.

2-й етап ( «хімічний») - взаємодія активних радикалів з биомолекулами білків, нуклеїнових кислот і вуглеводів, що веде до їх деструкції. При взаємодії з ліпідами утворюються перекису ( «вторинні радикали»), які відіграють велику роль у розвитку променевого ураження: порушується структура біологічних мембран, вивільняються багато ферментів.

3-й етап - біохімічні зміни в клітинах: Зростання активності ферментів веде до розпаду нуклеїнових кислот і білків, пошкоджується структура мітохондрій і лізосом клітин. В результаті фізичного, хімічного і біохімічного посилення радіаційного ефекту навіть мізерно мала поглинена енергія згубна для окремих клітин. При великих дозах відбувається пикноз і зникнення клітинного ядра, протоплазматические структури набухають, клітини руйнуються. радіочутливі клітини в період росту, ділення і диференціювання і інтенсивно проліферуючі тканини. Органи, опромінення яких даної дозою заподіює найбільшої шкоди живому організму, називаються критичними органами. Як критичних органів прийнято розглядати шкіру, кровотворні органи, гонади і кришталик ока (помутніння внаслідок відмирання клітин кришталика). Гаплоїдні організми менш стійкі до радіації, ніж диплоїдні. В цілому видова чутливість зростає в міру ускладнення організму. Найбільш чутливі до опромінення новонароджені і літні люди, а також вагітні жінки.

Розрізняють «порогові» і «безпорогові» ефекти дії іонізуючого випромінювання (ІІ) на організм.

детерміновані ефекти (Рис. 13-А) проявляються після певного дозового порогу і тяжкість ураження залежить від дози: 1) безпосередні ефекти (променева хвороба, променевий дерматит, променева катаракта), 2) віддалені ефекти (променеве безпліддя, аномалії в розвитку плоду та ін.) . Детерміновані ефекти виникають при короткочасному впливі великих доз і потужностей доз ІІ і у високому ступені персоніфіковані. Порогові дози для тканин і органів, пороги доз гострого та хронічного опромінення істотно розрізняються (опромінення в аналогічних сумарних дозах, розтягнуте в часі, в загальному підвищує рівень порога і гостре вплив ІІ завжди небезпечніше хронічного в аналогічних дозах.). Детерміновані ефекти є в основному предметом клінічної медицини.

 
 

 А В

Мал. 13. Залежності тяжкості детермінованого ефекту (А) і ймовірності стохастичного ефекту середньостатистичного веловека (В) від дози опромінення

Таблиця 18. Оцінка порогів детермінованих ефектів у дорослих людей

(МКРЗ, 1990, Публікація №60)

 Тканина  ефект  поріг
 Повний еквівалент дози, отриманий за одне короткочасне опромінення, Зв  Потужність дози, одержуваної щорічно при хронічному опроміненні протягом ряду років, Зв / рік
 насінники  Временнаястерільность  0,15  0,4
 Постояннаястерільность  3,5-6
 яєчники  стерильність  2,5-6  0,2
 кришталик  помутніння  0,5-2  0,1
 катаракта  0,15
 Краснийкостний мозок  Угнетеніекроветворенія  0,5  0,4

для стохастичних ефектів (Рис. 13-В) порога не існує, їх реалізація можлива при як завгодно малих дозах опромінення. Від отриманої дози лінійно залежить вірогідність їх виникнення у середньостатистичного індивідуума і в популяції, але не тяжкість прояви. До стохастическим ефектів відносять соматичні (злоякісні пухлини, лейкози) та генетичні ефекти (спадкові хвороби у потомства опромінених), які завжди носять віддалений характер, т. К. Реалізуються після латентного періоду (для лейкемії - 2-3 роки з максимумом частоти через 7 10 років, для більшості видів раку - 10 років, в середньому 20-25 років). Стохастичні ефекти є предметом профілактичної медицини.

Гігієнічна оцінка радіоактивного забруднення об'єктівпроводиться за рівнем граничного річного надходження певних радіоактивних ізотопів з повітрям, питною водою і їжею (ПГП) -Показники внутрішнього опромінення людини інкорпорованими радіонуклідами (табл.19). При надходженні радіонуклідів через органи дихання ізотопи поділяють на 3 класи в залежності від тривалості ефективного періоду: клас М (повільний) - при Теф > 100 діб; П (проміжний) - при Теф = 10-100 на добу. і Б (швидкий) при Теф<10 діб.

Таблиця 19. Межі річного надходження деяких радіонуклідів з повітрям, водою і їжею для населення (НРБ-99)

 Ізотоп, (клас) Т1/2  ПГПс повітрям  ПГПс водою і їжею
 Бк / рік  Бк / м3  Бк / рік  Бк / кг
131I (Б)  8 діб.  1,3. 105  1,8.101  4,5.104  5,7.101
24Na (Б)  15 ч.  3,3.106  4,6.102  2,3.106  2,9.103
32P (Б)  14,3 сут.  1,3.106  1,7.102  4,2.105  5,2.102
60Co (П)  5,27 м  1,0.105  1,4.101  2,9.105  3,7.102
90Sr (Б)  29,1 м  4,2.104  5,7  3,6.104  4,5.101
137Cs (Б)  30 років  2,1.105  2,9.101  7,7.104  9,6.101
226Ra (П)  1600 років  6,3.101  8,6.10-3  3,6.103  4,5
232Th (П)  1,4.1010 л.  2,4.101  3,3.10-3  4,3.103  5,4
238U (Б)  4,5.109 л.  2,0.103  2,8.10-1  6,0.102  7,3.10-1

ефективний період - Це період зниження активності ізотопу в 2 рази за рахунок розпаду і виведення з організму:

Теф. = (Т1/2 розпаду · Т1/2 виведення) / (Т1/2 розпаду + Т1/2 виведення),

де Т1/2 розпаду - Період напіврозпаду ізотопу, Т1/2 виведення - Період напіввиведення ізотопу з організму (для деяких ізотопів значно залежить від віку, наприклад, Т1 / 2виведенія Зs-137 = 9 днів (діти до 1 року) і 90 днів (літні 70 років)). Чим вище ефективний період ізотопу, тим більше його радиотоксичность (табл. 20).

Таблиця 20. Ефективний період деяких ізотопів

Теф  радіоактивний ізотоп
 Годинники 24Na, 64Cu
 дні 131I, 32P, 35S
 десятки років 226Ra, 90Sr

принципи радиометрии. Визначення радіоактивності об'єктів середовища називається радиометрией, методи якої засновані на здатності ІІ викликати іонізацію молекул середовища (іонізаційний метод) або деяких хімічних речовин (люмінофорів) перетворювати енергію ІІ в світлову (люмінесцентний метод).

При роботі з радіометром враховують, що число імпульсів, що реєструються лічильників в одиницю часу трохи менше числа справжніх розпадів, т. К. Частина частинок і квантів не влучає в лічильник через хаотичного характеру розпадів атомів і напрямки їх руху, а також з огляду на можливості одночасного попадання в лічильник двох і більше частинок або квантів, які викличуть один імпульс струму. Газорозрядних лічильника Гейгера-Мюллера в іонізаційному методі служить детектором ІІ (рис. 14).

Мал. 14. Схема лічильника Гейгера-Мюллера

Лічильник Гейгера-Льюїса являє собою скляну або металеву трубку, заповнену інертним газом з домішкою парів спирту, в яку упаяний анод у вигляді нитки, а його стінка - катод (напруга на електродах 800-2000 вольт). Утворилися при іонізації газу іони набувають величезну кінетичну енергію і, прямуючи до протилежно заряджених електродів, виробляють вторинну іонізацію молекул газу. Одна частка або квант випромінювання викликають повну миттєву іонізацію газу в газорозрядної трубці, а декатронние або електронні лічильники радіометра фіксують кількість виникаючих імпульсів струму за секунду або хвилину.

Сцинтиляційне детектор являє собою циліндр, внутрішня поверхня якого вкрита органічним (антрацен, стільбен, нафталін), або неорганічним (ZnS, NaI, BaF3) Речовиною, що випускає фотони світла під дією радіації. Спалахи світла реєструються фотоелектронним помножувачем (ФЕУ) у вигляді імпульсів струму.



Довкілля | З газорозрядним лічильником