- •Часть 3
- •Ф. Жолио-Кюри Введение
- •Тема 1. Физическая природа и источники радиационной опасности для человека, объектов и природной среды
- •1.1. Радиоактивное превращение ядер
- •1.1.1. Общие сведения об атоме и атомном ядре
- •Атом наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
- •1.1.2. Явление радиоактивности
- •1. Выбрасывание электрона и антинейтрино - - - распад;
- •Примечание. Так как массы выбрасываемых электрона, позитрона, нейтрино и антинейтрино крайне малы по сравнению с массой протонов и нейтронов, то массовое число атома можно считать неизменным.
- •1.1.3. Основной закон радиоактивного распада радионуклида
- •1.1.4. Закон изменения активности радионуклидных рядов
- •1.1.5. Закон спада радиоактивности продуктов ядерного деления
- •1Ч 150 суток tн
- •Вопросы для самоконтроля:
- •1.2. Виды ионизирующих излучений, их характеристики и взаимодействие с веществом
- •1.2.1. Краткая характеристика ионизирующих излучений
- •1.2.2. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом
- •Косл ≈ 2х/d (1.39.)
- •Пробеги бета-частиц
- •Пробеги альфа-частиц в воздухе, биологической ткани и алюминии
- •Воздействие радиоактивных излучений на физические свойства некоторых материалов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •1.2.3. Хакрактеристики ионизирующих излучений. Единицы измерения
- •Взвешивающие коэффициенты wt*
- •Вопросы для самоконтроля:
- •1.2.4. Основные способы определения и измерения ионизирующих излучений
- •Классификация приборов
- •Радиометрия внутреннего облучения человека
- •Вопросы для самоконтроля:
- •1.3. Источники ионизирующих излучений
- •1.3.1. Космическое излучение
- •1.3.2. Земная радиация
- •Радиоактивное семейство урана-235 (ряд актиноурана)
- •1.3.3. Антропогенные источники ионизирующих излучений
- •Область применения и вид используемых закрытых источников ионизирующего излучения в различных областях
- •Атомная электростанция, как источник радиационной опасности
- •Управления
- •% Выхода осколков
- •80 105 130 150 Атомный номер изотопов
- •Ядерные боеприпасы, как источники радиационной опасности
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Глава 2. Основы радиационной безопасности биологических систем
- •2.1. Биологическое действие ионизирующих излучений
- •2.1.1. Воздействие энергии ионизирующих излучений на биологическую ткань
- •Молекула воды
- •Хромосома
- •Молекула белка
- •Вопросы для самоконтроля:
- •2.1.3. Радиочувствительность. Реакция органов и систем человека на облучение
- •Некоторые особенности радиоустойчивости органов при внешнем облучении
- •Реакция организма на облучение. Радиационные синдромы
- •Некоторые особенности реакции органов и систем при внутреннем облучении
- •Кровеносная система
- •Вопросы для самоконтроля:
- •2.1.4. Детерминированные и стохастические эффекты. Степени лучевой болезни
- •Детерминированные эффекты
- •Острая лучевая болезнь (олб)
- •Стохастические эффекты
- •Хроническая лучевая болезнь (хлб)
- •Вопросы для самоконтроля:
- •2.2. Принципы и критерии радиационной безопасности
- •2.2.1. Международные нормы радиационной безопасности
- •Проблемы оценки малых доз облучения
- •Номинальные коэффициенты вероятности стохастических эффектов
- •Коэффициенты вероятности рака для отдельных органов
- •Принципы, цели и критерии радиационной безопасности
- •3) Облучение отдельных лиц, в сумме от всех видов деятельности не должно превышать установленных дозовых пределов (принцип нормирования индивидуальной дозы).
- •Нормирование облучения для практической деятельности
- •Вмешательство. Уровни вмешательства
- •Диапазон, в котором устанавливаются оперативные уровни вмешательства по принципу оптимизации
- •Уровни доз, при которых предполагается вмешательство
- •Уровни прогнозируемой поглощенной дозы (Дпогл) в отдельных органах за первые 10 суток, при которых необходимо срочное
- •Критерии для принятия решений о переселении и ограничении
- •Уровни для изъятия и защиты пищевых продуктов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •2.2.2. Нормы радиационной безопасности нрб-2000
- •Раздел 1. Общие положения
- •Раздел 2. Требования к ограничению техногенного облучения в контролируемых условиях
- •Общие положения
- •Требования к ограничению техногенного облучения в контролируемых условиях
- •Требования к защите от природного облучения в производственных условиях
- •Требования к ограничению облучения населения
- •Значения дозовых коэффициентов, пределов годового поступления с воздухом, допустимой объемной активности во вдыхаемом воздухе и уровни вмешательства
- •Ограничение медицинского облучения.
- •Требования по ограничению облучения населения в условиях радиационной аварии
- •Требования к контролю за выполнением норм
- •Значения допустимых уровней радиационного воздействия
- •Допустимые уровни радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды и средств индивидуальной защиты, част./(см2▪ мин)
- •Вопросы для самоконтроля:
1.1.4. Закон изменения активности радионуклидных рядов
Представленная на графике (рис.1.2.) зависимость определяет скорость распада одного радионуклида. Однако в случае превращения одного радионуклида в другой (дочерний) радионуклид, характер этой зависимости изменится. Большинство естественных радионуклидов имеют длинные цепи превращений одних радионуклидов в другие, так называемые радиационные ряды, пока наконец, они не превратятся в стабильный изотоп.
Законы изменения активности связанных радионуклидов качественно другие и зависят от соотношения периодов их полураспада. Эти закономерности могут быть проще уяснены при рассмотрении цепочки распадов из двух изотопов с различными периодами полураспада.
Пусть период полураспада Т1 исходного (материнского) радионуклида, больше периода полураспада конечного (дочернего) радионуклида Т2. В начальный период, когда радионуклид состоит только из материнского, его активность будет убывать с периодом Т1. Одновременно с убыванием материнского радионуклида возникает дочерний и его активность будет возрастать. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока скорость образования дочернего радионуклида не станет равной скорости распада материнского и эти скорости будут находиться в определенном и неизменном соотношении все дальнейшее время. В этом случае говорят, что наступило радиоактивное равновесие.
Так как активность исходного (материнского) радионуклида все время убывает с периодом Т1, то после достижения радиоактивного равновесия активность конечного (дочернего) радионуклида и суммарная активность двух радионуклидов будут убывать с периодом полураспада исходного (материнского) радионуклида Т1. При этом между активностями А1 и А2 устанавливается постоянное соотношение:
А1/А2 = (Т1 – Т2)/Т1 (1.25.)
Если периоды полураспада сильно отличаются друг от друга, т.е. Т1>> Т2, то после достижения равновесия активность дочернего радионуклида А2 остается все время практически равной активности материнского радионуклида А1. Радиоактивное равновесие достигается за время t, равное примерно 10 периодам полураспада наиболее долго живущего радионуклида из продуктов распада.
Когда исходный радионуклид обладает меньшим периодом полураспада, чем конечный радионуклид продукт распада, т.е. Т1 < Т2, то равновесие не может быть осуществлено, так как никогда не будет постоянного соотношения между активностями этих двух радионуклидов.
Приведем основные математические соотношения для расчета активности для цепочки радионуклидов. Если в начальный момент времени t = 0 имелся материнский радионуклид, характеризуемый числом радиоактивных атомов N01 и активностью А01, то число Nj дочерних радиоактивных атомов и их активность Njj в цепочке из радиоактивного распада из n последовательно распадающихся радионуклидов с постоянными распада 1, 2, …j …n в зависимости от времени t можно рассчитать по формулам:
N1 = N01 ехр (-1t); A01 = N011; A1 = N1 1 = A01 ехр (- 1t); (1.26.)
N2 = 1/(2 - λ1)ехр ( - 1t) – ехр ( - 2t)N01; (1.27.)
Nn = 12 …n-1ехр( - 1t)/(2 - 1)(3 - n)…(n-1 - 1) + … + ехр (- nt)/(1 -
n) (2 - n) …(n – 1 - n)N01. (1.28.)
Индекс j указывает на место дочернего радионуклида в цепочке распада, начиная с материнского нуклида, а (n –1) – число дочерних нуклидов в цепочке распада.