- •Глава 1. Строительная теплофизика, теплотехника.
- •§ 1.2. Температурное поле. Виды полей.
- •§1.3. Виды теплообмена. Основные понятия, законы.
- •§1.5. Понятие о критериях подобия. Идеи, принципы [11,12].
- •§1.6. Расчет стационарного теплового состояния стены. Понятие термических сопротивлений.
- •§1.7. Расчеты термических сопротивлений неоднородных конструкций. Принципы.
- •§1.8. Принципы расчета требуемых значений термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.9. Моделирование температурных полей стационарным электрическим полем. .
- •§1.10 Температурное поле наружного угла.
- •§1.11. Современные направления повышения термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.12. Экспериментальные методы определения теплопроводности строительных материалов.
- •Термопар
- •§1.13. Нестационарное тепловое состояние стены (идеи, понятия, величины).
- •§2.1. Физико-химические процессы увлажнения строительных материалов, ограждающих конструкций.
- •§2.2 Состояние н20 в строительных материалах.
- •§2.3. Атмосферный воздух. Влажность. Точка росы, инея.
- •§2.4. Гигрометры. Гигрометрия.
- •§2.5. Оценка влажностного состояния ограждающих стен.
- •§2.6. Перемещение парообразной и жир ой влаги в ограждающих конструкциях.
- •Глава 3. Звук. Архитектурно- строительная акустика
- •§3.2. Физика звука.Звуковое голе и его характеристики.
- •§3.3. Акустические единицы. Фонометрия.
- •§3.5. Акустические волны на границе раздела сред. Коэффициенты отражения, поглощения, пропускания и рассеяния.
- •§1Б. Отражение и прохождение акустических волн через плоский слой.
- •§3.7. Звуковое поле в помещении. Акустические критерии качества помещения.
- •§3.8. Время реверберации в помещениях с естественной акустикой.
- •1. Лекционные залы,залы пассажирских помещений; 2. Залы драмтеатров. Кинозалы; 3. Концертные запы,театры оперы и балета; 4. Спортивные залы;
- •Мощность рассеяния волн интенсивность звука первичной волны
- •Глава 4. Свет. Принципы светотехнических расчетов.
- •§4.1. Солнце - источник дневного света.
- •4.2. Основные фотометрические понятия, величины, единицы.
- •Необходимая освещенность для различных зрительных задач
- •§4.3. Фотометры. Фотометрические измерения.
- •§4.4. Дневное освещение. Критерии оценки.
- •_ °Окна ‘-Чопстр.Эл.
- •Значения коэффициента кг в зависимости от степени загрязненности стекла.
- •§4.5. Инсоляция. Солнцезащита.
- •§4.6. Искусственное освещение. Общие замечания.
- •§5.1. Радиоактивность,виды излучений. Основные понятия и законы.
- •§5.2. Методы регистрации радиоактивных излучений. Идеи.Принципы.
- •Рис V.3 Принципиальная схема газового счетчика измерений-(а); вид электрического поля в пространстве а-к * (б).
- •§5.3. Действие радиации на человека. Дозы радиационного облучения.
- •§5.4. Радиоактивность строительных материалов.
- •Значение удельных активностей материалов.
- •Дерево . 1,1 Бк/кг
- •§5.5. Радон. Проблемы в строительстве.
- •-Дверь закрывается; 2-дверь открывается;
- •§6.2 Электромагнитные волны на границе раздела сред.
- •§6.3.Строительные меры по защите от электромагнитных излучений.
- •Электромагнитные поля радиочастот.
- •4Дмитрович а.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. Госстройиздат. М.: 1963, 143 с.
§5.2. Методы регистрации радиоактивных излучений. Идеи.Принципы.
При регистрации радиоактивных излучений решаются задачи: экспериментального обнаружения частиц,фиксация плотности потока частиц,определения их физических характеристик (энергии, заряда, массы и т.д.). Решение этих задач составляет раздел — радиометрию. Система регистрации излучения принципиально включает два устройства: детектор и измерительную аппаратуру. В детекторе происходит взаимодействие частицы с веществом, создается сигнал. Измерительная аппаратура воспринимает сигнал и переводит его в удобную форму для отождествления.
В большинстве детекторов сигнал образуется за счет ионизации атомов вещества при движении в нем радиоактивной частицы,что ведет к появлению свободных зарядов. Детекторами такого типа выступают:
ионизационная камера, камера Вильсона;
счетчики газовые (пропорциональные, Гейгера —Мюллера);
кристаллические (полупроводниковые) счетчики.
В детекторах другого типа используется тот факт, что при прохождении частицы через вещество происходит возбуждение атомов и их последующее высвечивание в оптическом спектре (сцинтилляционные счетчики). В качестве сцинтиллятора используются сернистый цинк гпБ.иодистый натрий Nal, некоторые жидкости,пластмассы и т.д.При движении быстрых частиц (чаще электронов) со скоростью большей,чем фазовая скорость света в данной среде, в узком конусе около направления движения частицы возбуждается направленное видимое свечение — излучение Черенкова. Еще одним видом детекторов является фотоэмульсия. Частица, попадающая в эмульсию, приводит к образованию в ней скрытого изображеиии.
Сигнал, если это ток, непосредственно усиливается электронной аппаратурой; если это свет, то вначале свет преобразуется в ток с помощью фотоэлементов (фотоумножителей) и затем ток усиливается или подвергается последующим преобразованиям в удобную для регистрации форму.На рис.У.З.приведена принципиальная схема счетчика Гейгера — Мюллера, широко используемого в практической дозиметрии. Между анодом (вольфрамовая нить) и катодом (цилиндр из меди или алюминия) поддерживается разность потенциалов. Частица,влетевшая в счетчик,ионизирует газ,создавая в нем свободные заряды —электроны и ионы, что приводит к возникновению в детекторе тока.
Рис V.3 Принципиальная схема газового счетчика измерений-(а); вид электрического поля в пространстве а-к * (б).
Специальная "структура" электрического поля в счетчике (рис.У.Зб) создает условия для предварительного усиления первичного импульса тока в детекторе за счет вторичной ионизаций газа в прианодном пространстве.
§5.3. Действие радиации на человека. Дозы радиационного облучения.
Биологическое действие радиоактивности впервые обнаружил А.Беккерель — "ожог" кожи от пробирки с радиоактивным препаратом, которую он носил в нагрудном кармане. М.Кюри и ее дочь И.Кюри умерли вследствие радиоактивного облучения. Считают, что до полного осознания опасности радиоактивности для человека умерли не менее 336 человек.
Биологический эффект от радиоактивных частиц обусловлен их большой начальной энергией и электрическим зарядом у а и () —
частиц. Попадание частиц в живую ткань ведет к возбуждению и ионизации атомов, выбиванию атомов из молекул, "сшиванию" отдельных молекул в одно целое или "разрыву" молекул белка на части и т.д. Захват электронов другими атомами приводит к появлению в биологической ткани ионов (положительных и отрицательных), электронов. Последующее взаимодействие заряженных частиц между собой и с нейтральными, через цепочку не до конца изученных реакций, ведет к образованию новых структурных единиц. Все это в конечном итоге приводит к нарушению протекания нормальных функциональных процессов в организме. Радиационные излучения могут приводить к повреждению генетического кода. Эффективность воздействия различных видов радиоактивных частиц не одинакова.
Поток а —частиц обладает большой ионизирующей способностью (q *= + 2е) и малой проникающей способностью. Одежда, верхний отмерший слой кожи полностью задерживают а—частицы. Поэтому а—частицы, не попавшие внутрь организма через рану,с пищей или с вдыхаемым воздухом, не опасны. В воздухе а — частицы проходят путь до нескольких десятков сантиметров, в тканях человека 1 — 2 см.
Поток (3 — частиц обладает меньшей степенью ионизации (q = — е), но большой проникающей способностью.
Поток у— квантов обладает наибольшей проникающей способностью (в биологической ткани — 10—15 см), но их ионизирующая способность ниже, чем у 0 — частиц. Количество энергии излучения,поглощенное единицей массы материала (физического тела, тканями организма) называется поглощенной дозой. Единица поглощенной дозы в СИ —Грей (Гр ) [ Дж/кг ].
где Na,Np,N7 — числа, еа,ер,ет— энергии частиц;
М — масса облученного тела.
Примечание 1.
Доза радиации,получаемая любым организмом, обусловленная радиационным фоном Земли — 10~3 Гр/год [ 4 ].Считается, что эта доза не вызывает видимых биологических эффектов.
Биологические повреждения, вызываемые различными видами радиоактивных излучений, неравнозначны, так, a — излучение — в 20 раз опаснее других видов излучения. Для биологической характеристики а, (3, у излучений вводят коэффициенты качества излучений к, причем считают ка = 20, кр= ку = 1. Поглощенная доза, пересчитанная с учетом такого вида коэффициентов для биологических организмов называется эквивалентной дозой Н.
Н = D к
Единицей эквивалентной дозы Н в СИ является Зиверт.
Н = (kaNaea + kpNpBp + kyNy£y) х i/M
Облучение различных частей тела человека (животного) также неравнозначно для последующей жизни организма. Поэтому для характеристики облученности организма вводят числа — коэффициентов радиационного риска WT для разных частей организма при равномерном облучении всего тела. Научный Комитет по действию атомной радиации при ООН (НКДАР — 1955г.) рекомендует следующие коэффициенты (рис.У.4).
Критический орган |
Заболевании |
Красный костный мозг Щитовидная железа -0.03 Костная ткань - 0.03 Легкие Молочная железа Яичники или семенники Другие ткани Все тело - 1.0 |
Лейкемия Рак щитовидной железы Опухоли костной ткани Опухоли легких Рак молочной железы Наследственные дефекты Опухоли, лейкемия |
Рис.\Л4
Коэффициенты радиационного риска для
разных тканей (органов человека).
Дозы облучения отдельных органов живого организма следует учитывать с поправкой на коэффициенты радиационного риска. Суммой произведений эквивалентных доз,полученных различными органами тела (Нт), на соответствующие коэффициенты радиационного риска (Wt) — получают эффективную эквивалентную дозу Н^ Последняя более полно отражает суммарный эффект облучения биологического организма, она также измеряется в Зивертах.
Н = Н W ,
эфф. т т
где Нт — среднее значение эквивалентной дозы в органе, ткани; Wt — коэффициент радиационного риска.Летальные дозы: 100 Гр — смерть через несколько часов или дней; 10 — 50 Гр — смерть наступает через 1 — 2 недели; 3 — 5 Гр. — 50% умирает в течение 1—2 месяцев.
Примечание 3.
В справочной и другой литературе можно встретить единицы, используемые ранее, и ныне исключенные из СИ:
единица активности Кюри,
Ки = 3,700 • 1010 Бк (точно, не подлежит уточнению);
единица поглощенной дозы излучения рад,
рад = 1 • 10~2 Дж/кг = 0,01 Гр;
единица экспозиционной дозы для характеристики действия (х— лучей или у — квантов) — Рентген,
Р = 2,58 • 10~4, Кл/кг (заряд,созданный в единице массы). Экспозиционная доза 1 Р соответствует образованию 2,082 ■ 109 пар ионов в одном кубическом сантиметре воздуха при нормальных условиях или иначе 1,61 • 10'2 пар ионов в одном грамме.
Биологический эквивалент рентгена — бэр (геш). Бэр соответствует поглощенной дозе излучения 1 рад при коэффициенте качества излучения k = 1. При действии других видов излучения к > 1
,.6эр * А5
к кг. биол. ткани
\ ЗМООБэр
I ИЗМС» (jit"] |ПОПйСТМТ<4Ь j
У * ' '
Ьк-'Жи. Е«(Ки
)
(р
3t 1Гг100г&$
Pnc.V.5 Единицы радиактивности источника, измерителя, поглотителя и соотношение между ними
.В дозиметрической практике и литературе часто используют еще понятие мощности дозы: Гр/год, Зв/час, Бэр/час, экспозиционной дозы mP/час. Использование последней обусловлено применением прямопоказывающих измерительных приборов. Произведение мощности дозы на время действия позволяет рассчитать и саму дозу.
На рис.У.5 для наглядности сведены вместе используемые в дозиметрической практике единицы для характеристики источника радиоактивных излучений, измерителя и объекта, на который падает излучение (биологическая ткань,материал).