1. Радиационная экология (15 баллов)

   1. Активность радионуклидов (понятие, единицы измерения)

АКТИВНОСТЬ РАДИОНУКЛИДА — мера радиоактивности, для определенного количества радионуклида в определенном энергетическом состоянии в заданный момент времени ,определяется по формуле

В СИ единицей измерения является обратная секунда, с⁻¹, имеющая специальное название беккерель(Бк). Внесистемная единица — кюри (Ки).

2. Альфа-распад (общая характеристика, правило смещения Содди для альфа-распада, биологическое действие)

Альфа распад – самопроизвольный распад атомного ядра на дочерное ядро и альфа-частицу.

Правило смещения Содди для альфа-распада:

Характерен для естественных радиоактивных элементов с большими порядковыми номерами (больше 82).

При попадании в организм крайне опасны для человека и животных. На 1 см пути образует 100-250 тыс. пар ионов. Альфа-излучение производит сильное действие на органические вещества, из которых состоит человеческий организм (жиры, белки и углеводы). На слизистых оболочках это излучение вызывает ожоги и другие воспалительные процессы.

3. Бета (минус)-распад (общая характеристика, правило смещения Содди для бета(минус)- распада, биологическое действие)

Бета распад радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона.

Ряд естественных и искусственных радиоактивных элементов перетерпевают распад с испусканием электронов и позитронов. Электроны и позитроны – бета-частицы.

Правило смещения Содди для бета(минус)- распада.

Под действием бета-излучений происходит разложение воды, содержащейся в биологических тканях, с образованием водорода, кислорода, пероксида водорода Н₂О₂, заряженных частиц (ионов) ОН^- и НО. Продукты разложения воды обладают окислительными свойствами и вызывают разрушение многих органических веществ, из которых состоят ткани человеческого организма

4. Общая характеристика гамма и рентгеновского излучения

Гамма-излучение – коротковолновое электр. излучение, распространяющиеся прямолинейно со скоростью света. Гамма кванты испускаются при аль альфа и бета-распадах ядра,лишены массы покоя, не имеют заряда.

Рентгеновское излучение – возникает при торможении электронов в электр. поле ядра атомов или при перестройке электр. оболочек атомов.

5. Виды ионизирующего излучения по проникающей способности

Глубина проникающей способности зависит от состава, плотности, облучаемого объекта и от природы, свойств излучения. За меру проникающей способности принимают расстояние ,на котором частица замедляется до энергии, близкой к средней энергии теплового движения.

Виды ИИ по проникающей способности :

• Излучения с высокой проник. способностью – жёсткие

• Если проник. способность мала – мягкие.

Проникающая способность бета-частиц примерно в 100 раз больше, чем альфа-частиц. Проник. способность рентгеновских лучей и гамма-квантов очень велика, глубоко проникают даже в плотные среды, человека пронизывают насквозь.

6. Виды ионизирующего излучения по линейной передаче энергии

Все виды ИИ прямо или косвенно вызывают ионизацию или возбуждение атомов вещества. В зависимости от линейной передачи энергии (ЛПЭ) все ИИ делятся на:

• Редкоионизирующие (все виды ИИ,ЛПЭ менее 10кэВ/мкм) – высокая проник. способность

• Плотноионизирующие (ЛПЭ> 10 кЭв/мкм) – проникают в ткани на небольшую глубину (за исключением нейтронов)

7. Радиоактивные семейства естественных радиоизотопов (общее правило определения массового числа)

Тяжёлые естественные радиоизотопы образуют четыре радиоактивных семейства: урана - радия; тория; актиния; нептуния. Массовые числа членов урано-радиевогоряда всегда четные и подчиняются закону:

А = 4n + 2,где n изменяется от 51 до 59. Для ториевого ряда массовые числа четные и определяются по формуле:

А = 4n,где n изменяется от 52 до 58. Для актиниевого ряда массовые числа элементов всегда нечетные и могут быть определены по формуле:

А = 4n + 3,где n изменяется от 51 до 58.

Массовые числа элементов ряда нептуния нечетные и определяются по формуле:

А = 4n + 1,где n изменяется от 52 до 60.

8. Экспозиционная доза ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Для определения количества рентгеновских и гамма-излучений определяют экспозиц. дозу ионизир. излучения (ИИ). Экспозиц. доза излучения характеризует ионизир. способность этих видов ИИ в воздухе. Внесистемная единица измерения – рентген, в СИ – кулон/килограмм.

9. Поглощенная доза ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Для определения эффекта воздействия ИИ в биологических тканях определяют поглощенную дозу ИИ. Внесистемная единица измерения – рад, в СИ – грей. Определяют по формуле : Дпогл. = Дэксп. * К (К – коэффициент поглощения).

10. Эквивалентная доза ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Понятие эквивалентная (биологическая) доза ИИ введена для определения относительной биологической эффективности ИИ, т.е. эквивалентная доза является мерой оценки ущерба здоровью человека при действии ИИ. Определяется по формуле : Дэквив. = Дпогл. * ОБЭ (относительной биологической эффективности). Внесистемная единица измерения – бэр, в СИ – зиверт.

11. Мощность дозы (понятие, единица измерения)

Мощность дозы – доза излучения отнесенная к единице времени : Р = Д/t

Единица измерения - бэр/с, Зв/с, мбэр/ч, мЗв/ч, мкбэр/ч, мкЗв/ч и тд.

12. Мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Мощность экспозиц. дозы ИИ - отношение приращения экспозиц. дозы излучения за малый промежуток времени к этому промежутку. Внесистемная единица измерения – Р/ч,Р/с, в СИ – А/кг,Кулон/кг*с

13. Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Мощность поглощенной дозы - это поглощенная доза за время t, отнесенная к этому времени. Внесистемная единица измерения – рад/с, в СИ – Вт/кг, Грей/с.

14. Мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения (понятие, единицы измерения)

Мощность эквив. дозы ИИ - отношение приращения эквивалентной дозы излучения за малый промежуток времени к этому промежутку. Внесистемная единица измерения – бэр/с, в СИ – Зв/с

15. Закон радиоактивного распада

Закон радиоактив. распада – физ. закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактив. распада от времени и количества радиоактив. атомов в образце.

Закон радиоактив. распада устанавливает, что за единицу времени распадается всегда она и та же доля имеющихся в наличии ядер..

2. Радиационная экология (5 баллов)

2.1. Чем отличаются понятия изотоп, изомер, нуклид?

изомеры - это когда одинаковый количественный и качественный состав, но разные структуры

изотопы - это когда один и тот же элемент, но с разными атомными массами (это все ядерные реакции)

Нукли́д— вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения

2.2. Классификация источников ионизирующего излучения

Естественные- это есть совокупность космического излучения, излучения от естественных радионуклидов, рассеянных в атмосфере, литосфере, гидросфере и находящимися в составе биологических организмов. Все эти излучения образуют Природный Радиационный Фон.

Искусственные- это совокупность ИИ и Радиоактивных веществ(РВ), образующихся в результате ядерных взрывов, деятельности атомных электростанция, извлечения полезных ископаемых из недр земли, применения ИИ и РВ в медицине, науке и других отраслях хоз.деятельности человека

2.3. Виды естественных источников ионизирующего излучения

Космические излучение (первичное и вторичное)

Природные радиоактивные вещества, рассеянные в атмосферном воздухе, гидросфере и литосфере

2.4. Виды космического излучения как источник ионизирующего воздействия

Первичные космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса и возникающих в процессе термоядерных реакций в недрах Солнца и звезд. Первичное космическое излучение состоит из протонов 92% и альфа-частиц 7%, ядер атомов лития, берилия, углерода, азота и кислорода

Вторичное космическое излучение состоит из электронов, нейтронов и фотонов. Элементарные частицы, составляющие вторичное космическое излучение, под действием магнитного поля Земли образуют вокруг нее два радиационных пояса- внешний и внутренний

2.5. Природные радиоизотопы урана

Уран-238, уран-235

2.6. Природные радиоизотопы тория

Имеет 6 изотопов, из которых долгоживущих только 2: торий-232 и ионий-230. Руда тория по своему генезису являются магматическими. Основными источниками служат пески, содержащие минерал монацит. Особенно богаты монацитом морские россыпи.

2.7. Природные радиоизотопы актиния

Актиний-227 и мезоторий-228

2.8. Природные радиоизотопы радона

Радон-222, радон-218, тарон-220, актинон-219

2.9. Природные радиоизотопы полония

Полоний-209, полоний-210, радий А-218, торий А-216, актиний Ас-215, радий-214, торий, актиний

2.10. Природные радиоизотопы свинца

Устойчивые изотопы свинец-206, свинец-207, свинец-208

4 радиоактивных: свинец-210, свинец-212, свинец-211, свинец-214

2.11. Общая характеристика радиоактивности горных пород

Наибольшее содержание естественных радионуклидов наблюдается в изверженных породах кислого и щелочного состава, богатых калием. Основными носителями радиоактивных элементов в этих породах являются акцессорные минералы: циркон, монацит, ксенотим, ортит. Магматические породы светлых оттенков более радиоактивны, чем теные.

2.12. Общая характеристика радиоактивности почв

Главным источником радиоактивных элементов в почвах следует считать почвообразующие породы. Поэтому почвы, развитые на кислых магматических породах, относительно обогащены радиоактивными элементами, а почвы, образованные на основных и ультраосновных породах бедны ими. Глинистые почвы почти везде богаче радиоизотопами, чем песчаные.

2.13. Общая характеристика радиоактивности природных вод

Радиоактивность речных и озерных вод зависит от их питания. Дождевые , снеговые и ледниковые воды содержат небольшое количество солей, поэтому водоемы горных районов высоких широт, имеющих этот источник питания, практически стерильны в отношении естественных радионуклидов. Концентрация радиоизотопов в озерах зависит от степени водного баланса. Бессточные озера в районах с засушливым климатом могут быть значительно обогащены радиоактивными элементами за счет сильного испарения застойной воды.