Контрольная работа: Радиационная безопасность

Радиационная безопасность

Определение

Радиация (радиоактивность) - это физическое свойство нестабильных химических элементов и их изотопов претерпевать ядерные превращения и распадаться с испусканием энергии в виде ионизирующих излучений.

Ионизирующее излучение (ИИ) - излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Ионизирующее излучение может представлять собой поток заряженных или незаряженных частиц, а также фотонов.

Источник ионизирующего излучения (ИИИ) - объект, который содержит радиоактивное вещество, или техническое устройство, которое создает или в определенных условиях способно создавать ионизирующее излучение.

Радионуклид - радиоактивный атом с данным массовым числом и атомным номером, а для изомерных атомов - и с данным определенным энергетическим состоянием атомного ядра.

Изотоп - разновидность атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре.

Стабильный радионуклид - это нуклид который не испытывает спонтанных радиоактивных превращений из основного состояния ядра.

Не стабильный радионуклид - радионуклиды, которые все время превращаются в другие нуклиды.

- Альфа - излучение - это поток тяжелых зараженных частиц ядра гелия , которые движутся со скоростью , равной десяткам тысяч километров в секунду. Задерживается небольшими препятствиями, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие альфа - частицы, не попадут внутрь организма. Пути проникновения могут быть разными: через открытую рану, с пищей, водой или с вдыхаемым воздухом или паром. В этом случае они становятся чрезвычайно опасными.

Бета - изучение ( - это поток легких заряженных частиц электронов ( и позитронов ( , которые движутся со скоростью, близкой к скорости света. Обладает большей проникающей способностью: она проходит в ткани организма на глубину один - два сантиметра и более, в зависимости от величины энергии.

Гамма - излучение  - это электромагнитное излучение высокой частоты возникающее при перестройке атомного ядра, в процессе его перехода из возбужденного состояния в основное. Гамма - излучение распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Суммарная доза облучения -

внешняя - создается радиоактивными веществами и воздействующими на организм проникновением их ионизирующих излучений через кожный покров;

внутренняя - попавшими радионуклидами внутрь организма вместе с воздухом, водой, пищей.

Эманация - в физике, испускание лучей радиоактивными веществами; то, что выделяется таким излучением, газообразный продукт распада радиоактивных веществ; в химии, Em, название, часто употребляемое применительно к любому из природных изотопов радона. Ранее «эманацией» называли сам химический элемент радон.

Эксхаляция - постепенное выделение газов и паров.

Дозы:

поглощенные (Д) - это количество энергии различных видов ионизирующих излучений dE, поглощенное единицей массы облучаемой среды dm:

За единицу поглощенной дозы принят Грей (Гр) 1Гр=1Дж/кг - это мощность излучения, при которой облучаемому веществу, массой в один килограмм передается энергия ионизирующего излучения в один Джоуль. Внесистемная единыца - рад (1 рад=0,01 грэй). Не отражает биологический эффект облучения.

эффективные (Нэф) - это умножение эквивалентной дозы і-того органа Ні на его взвешивающий коэффициент Wі и суммирование по всем органам и тканям организма, измеряется в Зв или бэр:

Используется в радиационной защите для оценки риска возникновения стохастических эффектов облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности.

эквивалентные (Н), характеризирующая биологический эффект - это произведение поглощенной дозы на коэффициент качества данного вида ионизирующего излучения:

Н=ДQии,

в эквивалентной дозе, единицами измерений которой служат зиверт (Зв) и биологический эквивалент рада (бэр). При воздействии различных видов излучения с различными коэффициентами качества, эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

экспозиционная доза Х - это отношение суммарного заряда  всех ионов одного знака в элементе объема воздуха к массе воздуха  в этом объема:

Экспозиционная доза характеризует ионизационный эффект гамма излучений в воздухе под воздействием ионизирующего источника.

Единицей поглощения дозы в системе СИ является

1. Расчет содержания доминирующих радионуклидов в строительных материалах

.1 Определение параметров ионизирующих излучений при распаде РАДИЯ-226

Распад каждого радионуклида характеризуется своим сочетаний видов ионизирующих излучений (a, b, g) при его распаде.

Параметрами ионизирующих излучений являются:

энергия излучения, E, МєВ;

длина свободного пробега, lпр, см

Длина свободного пробега - это путь проходимый ионизирующим излучением в воздухе/веществе до полной отдачи энергии, затрачиваемой на ионизацию их молекул.

коэффициент ионизации, kион

Коэффициент ионизации - это число пар ионов образуемых на пути пробега данным ионизирующим излучением. Для образования одной пары ионов расходуется удельная энергия .

период полураспада,  это время, за которое число радиоактивных ядер определенного типа уменьшится в 2 раза.

Таблица 1

Общее число протонов и нейтронов в ядре атома характеризует массовое число A=Z+N.

Таблица 2

Характеристика Радий -226

Параметры ионизирующего - излучения определяется так:

в воздухе:

в биоткани

Параметры ионизирующего - излучения определяется так:

Коэффициент ионизации kион рассчитывается на каждый вид ионизирующего излучения, который сопровождает распад данного радионуклида:

(пар ионов)

Вывод. Иониизирующиее излучения обуславлевает внешнее (через кожный покров ) и внутреннее облучение органов. Внешнее облучение вызывается теми иониизирующими излучениями, длина пробега которых в биоткане більше толщины кожного покрова

)

Внутреннее излучение вызывается попаданием радионуклидов в органы вместе с воздухом, водой и пищей - источники - ɣ,-излучения.

Наличие Радия -226 в строительном материале, распад которого сопровождается

 -излучением, несет угрозу внешнего облучения.

2. Определение содержания доминирующих радионуклидов в строительном материалах (сырье)

Радиоактивность строительных материалов принято оценивать по содержанию в них доминирующих радионуклидов (радий Ra226, торий Th232,калий К40).

Радиоактивность строительных материалов сырья оценивается по величине их удельной активности -  

.1 Определяем активности, которые создают доминирующие радионуклиды в «чистом сырье» массой в 1 г. (, ,)

Исходные данные:

гравий  кг/м3;

удельная активность  Бк/кг

 Бк/кг,  Бк/кг

Таблица 3

1 год=

где Eуд = 33,85 эВ/пар ионов,  - удельная энергия распада.

год=3,15*107с

При Т1/2Ra=1600 лет

При Т1/2Th=1.41*1010лет

.2 Определяем содержание (массу) каждого радионуклида в строительном материале Зола ТЭС

Вывод. Из доминирующих радионуклидов в строительных материалах наибольшую опасность представляет радий, т. к. он имеет наименьший период полураспада Т1/2Ra=1600 лет и соответственно наибольшую активность.

Наиболее радиационно опасный радионуклид Ra-226 закладывается природой горных породах в наименьшем количестве по массе в сравнении с торием Th, калием К.

Определение радионуклидов в строительных материалах на практике производится на базе измерений удельной активности Ауд Ra, Ауд Th(K) прибором гаммаспектрометром и знания плотности строительных материалов ƍс. м.

3. Определение радиоактивности изготовленных строительных материалов изделий и конструкций

Радиоактивность строительных материалов, изделий и конструкций оценивается по содержанию в них 3-х доминирующих радионуклидов ((, ,и определяются по величине удельной активности -