Само- и взаимопомощь при несчастных случаях

Радиация! Радиация присутствовала на Земле и в космосе всегда. Знания рядового жителя планеты о  влиянии радиации на живые организмы  и на человека скудны и разбавлены мифами. Кто предупрежден, тот вооружен! Так вот о радиации и поговорим.Зачем? - скажете Вы. Конечно, опасность радиационного воздействия сейчас не такая высокая, но иметь первичные знания на наш взгляд необходимо каждому. Например, по мнению ряда аналитиков, следующие вооруженные конфликты могут происходить с применением ядерного оружия.Военная доктрина США гласит, что Штаты должны иметь такую вооруженную мощь, которая в случае необходимости позволит поставитьна колени любого противника в течении 4-6 ч. А это можно осуществить только, благодаря применению ядерного оружия.

 Наглядный примером  необходимости знаний о радиации  и ее воздействии на организм  человека показала авария на  Чернобыльской АЭС.На тот момент необходимые знания имели только узкий ряд специалистов. Людей из Припяти начали эвакуировать спустя несколько суток, в Киеве не отменили парад. Все это время люди ничего не знали о том, что уже подвергаются невидимой опасности, особенно в Припяти. В обществе естественно стали ходить различные несуществующие слухи о радиации, например, наивно полагали, что смертельное воздействие радиации можно "гасить" водкой и спиртом. А необходимых знаний катастрофически не хватало.Не учитывалось воздействие вторичной радиации на организм человека. Ликвидаторы ЧАЭС при устранении последствий взрыва 4-ого энергоблока, разбросанные вокруг ТВЭЛы (тепловыводящие элементы, в которых происходило деления урана) хватали голыми руками, не зная что у них в руках смертельная опасность. Все написанное выше всего лишь небольшая часть того, что тогда происходило. Хотелось бы отдать должное всем Ликвидаторам, кто отправился тогда на ЧАЭС, отдали свои жизни и здоровье, не получив при этом практически никакой компенсации и признания от страны.

 И так, разберемся  сначала с терминами. Существует  несколько видов излучения. Альфа-излучение  - представляет собой поток тяжелых  частиц, состоящих из нейтронов  и протонов, не способно проникнуть  даже сквозь лист бумаги и  человеческую кожу. Становится опасным,  только при попадани внутрь организма с вдыхаемым воздухом, пищей, через рану. Бета-излучение представляет собой поток отрицательно заряженных частиц, способных проникать сквозь кожу на глубину 1-2 см. Гамма-излучение - имеет самую высокую проникающую способность.Такой вид излучения может задержать толстая свинцовая или бетонная плита.

 

 Опасность радиации  состоит в ее ионизирующем  излучении, взаимодейcтвующим с атомами и молекулами, которые это воздействие превращает в положительное заряженные ионы, тем самым самым разрывая химические связи молекул, составляющих живые организмы, и вызывая биологически важные изменения.

 

Эскпозиционнная доза - основная характеристика, показывающая величину ионизации сухого воздуха. Единица измерения - Рентген.

 

Поглощенная доза - количество поглощенной энергии на единицу  массы вещества. Единицами измерения  являются Грей и Рад. При этом 1 Гр = 100 рад

Эквивалентная доза - мера биологического воздействия на живые организмы, рассчитывается как поглощенная  доза, умноженная на коэфициент качества (КК), показывающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. Единицами измерения является Бэр или Зиверт. КК для рентгеновских, бета и гамма лучей равен 1, для протонов и быстрых нейтронов 3-10, для альфа излучения 20. Отсюда мы видим,что альфа излучение, хоть и имеет низкую проникающую способность, но при попадании внутрь несет наибольшую опасность. При этом при КК=1 можно считать, что 1 бэр соответвует поглощенной дозе в 1 рад. Также для упрощения расчетов, можно считать, что экспозиционная доза 1 рентген для биологической ткани соотв. поглощенной дозе в 1 рад и эквивалентной дозе в 1 бэр (при КК=1), т.е. грубо говоря 1 Р = 1 рад = 1 бэр. Это что касается бэров. Также 1 Зв = 1 Гр (при КК=1).

 

Дозы излучения и единицы  измерения

Действие ионизирующих излучений  представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы  системы СИ. Ниже в таблице 10 дан  перечень единиц измерения радиологических  величин и проведено сравнение  единиц системы СИ и внесистемных единиц.

   Для описания влияния  ионизирующих излучений на вещество  используются следующие понятия  и единицы измерения :

     Активность  радионуклида в источнике (А). Активность равна отношению числа  самопроизвольных ядерных превращений  в этом источнике за малый  интервал времени (dN) к величине этого интервала (dt) :

 

A = dN/dt

 

   Единица активности  в системе СИ - Беккерель (Бк).

     Внесистемная  единица - Кюри (Ки).

 

    Число радиоактивных  ядер N(t) данного изотопа уменьшается со временем по закону:

 

N(t) = N0 exp(-tln2/T1/2) = N0 exp(-0.693t /T1/2)

 

    где N0 - число радиоактивных ядер в момент времени t = 0, Т1/2 -период полураспада - время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.

     Массу m радионуклида активностью А можно рассчитать по формуле :

 

m = 2.4·10-24 ×M ×T1/2 × A,  

 

   где М - массовое  число радионуклида, А - активность  в Беккерелях, T1/2 - период полураспада  в секундах. Масса получается  в граммах.

     Экспозиционная  доза (X). В качестве количественной  меры рентгеновского и -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц :

 

X = dQ/dm

 

   Единица экспозиционной  дозы - Рентген (Р). Рентген - это  экспозиционная доза рентгеновского и

-излучения, создающая  в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р

     соответствует  2.08·109 пар ионов (2.08·109 = 1/(4.8·10-10)). Если принять среднюю энергию  образования 1 пары ионов в  воздухе равной 33.85 эВ, то при экспозиционной  дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная :

     (2.08·109)·33.85·(1.6·10-12) = 0.113 эрг, 

     а одному  грамму воздуха :

     0.113/возд = 0.113/0.001293 = 87.3 эрг.

     Поглощение  энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.

     Поглощенная  доза (D) - основная дозиметрическая  величина. Она равна отношению  средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме :

 

D = dE/dm

 

    Единица поглощенной  дозы - Грей (Гр). Внесистемная единица  Рад определялась как поглощенная  доза любого ионизирующего излучения,  равная 100 эрг на 1 грамм облученного  вещества.

     Эквивалентная  доза (Н). Для оценки возможного  ущерба здоровью человека в  условиях хронического облучения  в области радиационной безопасности  введено понятие эквивалентной  дозы Н, равной произведению  поглощенной дозы Dr, созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель wr (называемый еще - коэффициент качества излучения)

   Единицей измерения  эквивалентной дозы является  Джоуль на килограмм. Она имеет  специальное наименование Зиверт (Зв).

 

Экспозиционная доза. Мощность экспозиционной дозы. Единицы измерения.

 

Экспозиционная доза) –  это количественная характеристика фотонного излучения, которая основана на его ионизирующем действии в сухом  атмосферном воздухе. Она определяется отношением суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны, освобожденные фотонами в элементе объема воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме: .

Понятие экспозиционной дозы рекомендовано для фотонов с  энергией от 1КэВ до 3МэВ.

Единицей экспозиционной дозы в системе СИ является кулон  на килограмм (Кл/кг). Это экспозиционная доза фотонного излучения, при прохождении  которого через 1 кг воздуха в результате завершения всех ионизационных процессов  в воздухе создаются ионы, несущие  заряд в 1 кл электричества каждого знака. На практике до последнего времени использовалась внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген (р). Рентген – это единица Dэксп. фотонного излучения, при прохождении которого через 1 см3 воздуха (0,001293 г) при нормальных условиях в результате завершения всех ионизационных процессов в воздухе создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу электричества каждого знака.

1кл/кг =3,876·103 р; (1 р = 2,58 ·10-4 кл/кг).

Экспозиционная доза не учитывает  ионизацию, обусловленную тормозным  излучением электронов и позитронов (обычно пренебрегают, т.к. она мала при энергии фотонов меньше 10 МэВ).

Мощностью экспозиционной дозы называют отношение приращения экспозиционной дозы d Dэксп. за интервал времени dt к величине этого интервала:

Pэксп. = dDэксп./dt.

 

Единицей мощности экспозиционной дозы в системе СИ является ампер  на килограмм (А/кг), которая связана  с внесистемной единицей (Р/с) следующим отношением:

1 А/кг = 3,876 ·103 Р/с;

3. Поглощённая доза излучения.  Мощность поглощённой дозы. Единицы  измерения.

 

Поглощённая доза излучения D определяется отношением средней  энергии dW, переданной ионизирующим излучением веществу в элементе объёма к массе dm вещества в этом объёме:

D= dW / dm;

Единица поглощённой дозы в СИ – джоуль на килограмм (Дж/кг), что соответствует поглощению 1 Дж энергии любого вида ионизирующего  излучения в 1 кг облученного вещества. Эту единицу дозы принято называть грэй (Гр). Внесистемной единицей поглощённой  дозы излучения является рад; 1 рад  соответствует поглощению 100 эрг  энергии любого вида ионизирующего  излучения в 1 г облученного вещества. Т.о. 1 Дж/кг = 1 Гр = 100 рад.

Энергия W, переданная веществу ионизирующим излучением в некотором  его объёме, равна разности между  суммой энергий (ΣЕвх) всех вошедших в  объём непосредственно или косвенно ионизирующих частиц (исключая энергию  покоя частиц) и суммой энергий (ΣЕвых) всех покидающих объём непосредственно  или косвенно ионизирующих частиц (исключая энергию покоя частиц) плюс   – сумма всех выделяемых энергий  в любых ядерных реакциях, превращениях и процессах с элементарными  частицами, имевших место внутри объёма, за вычетом суммы всех энергий, затраченных в этих реакциях, превращениях и процессах в том же объёме.

Если в элементарном объёме за счёт превращения ядер или элементарных частиц происходит изменение массы  покоя, то этот эффект учитывается соответствующим  энергетическим эквивалентом в члене , причём  берётся со знаком плюс при уменьшении массы покоя и со знаком минус при её увеличении. Т.о.,

 

.Мощность поглощённой дозы  в системе СИ имеет размерность  . Внесистемная единица – . .

Поглощённая в 1 г ткани  в условиях равновесия заряженных частиц энергия при   составляет . В воздухе в условиях равновесия заряженных частиц энергии, соответствующей экспозиционной дозе в 1 р, отвечает поглощённая доза 0,877 рад.

Такое состояние взаимодействия фотонного излучения с веществом, при котором вносимая в некоторый  объём энергия освобождённых  фотонами электронов равна энергии, уносимой электронами из того же объёма, называется электронным равновесием. Условие электронного равновесия:

 

,

 

где  – вектор энергии  излучения, зависящий от координат. При этом условии по формуле , в которой B – энергия тормозного излучения,  – плотность, K – керма (отношение суммы первоначальной кинетической энергии всех заряженных частиц, созданных косвенно ионизирующим излучением в элементарном объёме вещества, к массе вещества   в этом объёме: , измеряется в СИ в грэях), D – поглощённая доза, определяется условие абсолютного электронного равновесия , если . В общем случае , где  – доля энергии электронов, преобразованной в энергию тормозного излучения.

Для управления реакцией служат регулирующие стержни, эффективно поглощающие  нейтроны. При их полном погружении в активную зону цепная реакция идти не может. Для запуска реактора регулирующие стержни постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока не начнется цепная реакция деления ядер урана.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

на тему: «Дозиметрические величины и единицы их измерений»

 

Единицы измерений

 

 

По мере открытий учеными  радиоактивности и ионизирующих излучений стали появляться и  единицы их измерений. Например: рентген, кюри. Но они не были связаны какой-либо системой, а потому и называются внесистемными единицами. Во всем мире сейчас действует единая система  измерений - СИ (система интернациональная). У нас она подлежит обязательному  применению с 1 января 1982 г. К 1 января 1990 г. этот переход надо было завершить. Но в связи с экономическими и  другими трудностями процесс  затягивается. Однако вся новая аппаратура, в том числе и дозиметрическая, как правило, градуируется в новых  единицах.

 

Единицы радиоактивности

 

 

В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение  в секунду. В целях сокращения используется более простой термин - один распад в секунду (расп./с) В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). В практике радиационного контроля, в том числе и в Чернобыле, до последнего времени широко использовалась внесистемная единица активности - кюри (Ки). Один кюри - это 3,7 * 1010 ядерных превращений в секунду.