Kako zaščititi osebo pred sevanjem gama - uporaba. Vrste sevanja

To je najširši razpon elektromagnetnega spektra, ker ni omejen na visoke energije. Mehko sevanje gama nastane med energijskimi prehodi znotraj atomskih jeder, medtem ko trše sevanje gama nastane med jedrskimi reakcijami. Gama žarki zlahka uničijo molekule, tudi biološke, vendar na srečo ne prehajajo skozi ozračje. Opazovati jih je mogoče samo iz vesolja.

Ultravisokoenergijski gama kvanti nastajajo med trkom nabitih delcev, ki jih pospešujejo močna elektromagnetna polja vesoljskih objektov ali zemeljskih pospeševalnikov delcev. V atmosferi zdrobijo jedra atomov in ustvarijo kaskade delcev, ki letijo s skoraj svetlobno hitrostjo. Pri zaviranju ti delci oddajajo svetlobo, ki jo opazujejo s posebnimi teleskopi na Zemlji.

Z energijo nad 10 14 eV plazovi delcev se prebijejo na površje Zemlje. Zabeležijo jih scintilacijski senzorji. Kje in kako nastanejo ultravisokoenergijski žarki gama, še ni povsem jasno. Tovrstne energije so zemeljskim tehnologijam nedostopne. Najbolj energijski kvanti - 10 20 –10 21 eV, prihajajo iz vesolja izjemno redko – približno en kvant na 100 let na kvadratni kilometer.

Viri

Posnetek je leta 2005 posnel teleskop gama žarkov HESS. Potrdilo je, da ostanki supernove služijo kot viri kozmičnih žarkov - energijsko nabitih delcev, ki v interakciji s snovjo ustvarjajo sevanje gama (glej). Pospešek delcev očitno zagotavlja močno elektromagnetno polje kompaktnega objekta - nevtronske zvezde, ki nastane na mestu eksplodirane supernove.

Trki energijsko nabitih delcev kozmičnih žarkov z atomskimi jedri v medzvezdnem mediju ustvarjajo kaskade drugih delcev, pa tudi žarke gama. Ta proces je podoben kaskadam delcev v zemeljski atmosferi, ki nastanejo pod vplivom kozmičnih žarkov (glej). Izvor kozmičnih žarkov z najvišjo energijo še preučujejo, vendar že obstajajo dokazi, da jih je mogoče ustvariti v ostankih supernov.

Akrecijski disk okoli supermasivne črne luknje ( riž. umetnik)

Med razvojem velikih galaksij v njihovih središčih nastajajo supermasivne črne luknje, ki tehtajo od nekaj milijonov do milijard sončnih mas. Rastejo zaradi akrecije (padca) medzvezdne snovi in celo celih zvezd na črno luknjo.

Med intenzivno akrecijo se okoli črne luknje oblikuje hitro vrteč se disk (zaradi ohranjanja momenta količine snovi, ki pada na luknjo). Zaradi viskoznega trenja plasti, ki se vrtijo z različnimi hitrostmi, se ves čas segreva in začne oddajati v rentgenskem območju.

Med akrecijo se lahko del snovi v obliki curkov izvrže vzdolž osi vrtečega se diska. Ta mehanizem zagotavlja aktivnost galaktičnih jeder in kvazarjev. V jedru naše galaksije (Mlečna cesta) je tudi črna luknja. Trenutno je njegova aktivnost minimalna, vendar je bila po nekaterih znakih pred približno 300 leti veliko večja.

Sprejemniki

Nahaja se v Namibiji in je sestavljen iz 4 paraboličnih jedi s premerom 12 metrov, postavljenih na površini 250 metrov. Vsak od njih ima 382 okroglih ogledal s premerom 60 cm, ki koncentrirajo zavorno sevanje, ki nastane pri gibanju energijskih delcev v atmosferi (glej diagram teleskopa).

Teleskop je začel delovati leta 2002. Enako se lahko uporablja za registracijo energijskih žarkov gama in nabitih delcev – kozmičnih žarkov. Eden njegovih glavnih rezultatov je bila neposredna potrditev dolgoletne domneve, da so ostanki eksplozij supernove viri kozmičnih žarkov.

Ko energijski žarek gama vstopi v atmosfero, trči v jedro enega od atomov in ga uniči. Pri tem nastane več drobcev atomskega jedra in kvantov gama nižje energije, ki se po zakonu o ohranitvi gibalne količine gibljejo skoraj v isti smeri kot prvotni kvant gama. Ti fragmenti in kvanti kmalu trčijo z drugimi jedri in tvorijo plaz delcev v ozračju.

Večina teh delcev v zraku potuje hitreje od svetlobne hitrosti. Zaradi tega delci oddajajo zavorno sevanje, ki doseže zemeljsko površje in ga lahko posnamejo optični in ultravijolični teleskopi. Pravzaprav zemeljska atmosfera sama služi kot element teleskopa gama žarkov. Pri ultravisokoenergijskih žarkih gama je divergenca žarka, ki doseže zemeljsko površino, približno 1 stopinja. To določa ločljivost teleskopa.

Pri še večji energiji gama žarkov pride na površje sam plaz delcev – široka zračna prha (EAS). Zabeležijo jih scintilacijski senzorji. V Argentini trenutno gradijo observatorij Pierre Auger (v čast odkritelja EAS) za opazovanje žarkov gama in kozmičnih žarkov ultravisoke energije. Vključeval bo več tisoč rezervoarjev destilirane vode. V njih nameščeni fotopomnoževalci bodo spremljali bliske, ki nastajajo v vodi pod vplivom energijskih delcev EAS.

Orbitalni observatorij, ki deluje v območju od trdih rentgenskih do mehkih gama žarkov (od 15 keV do 10 MeV), je bil leta 2002 izstreljen v orbito s kozmodroma Bajkonur. Observatorij je zgradila Evropska vesoljska agencija (ESA) ob sodelovanju Rusije in ZDA. Zasnova postaje uporablja isto platformo kot prej (1999) ustanovljeni evropski rentgenski observatorij XMM-Newton.

Elektronska naprava za merjenje šibkih tokov vidnega in ultravijoličnega sevanja. PMT je elektronska cev s fotokatodo in nizom elektrod, na katere se dovaja zaporedno naraščajoča napetost s skupno razliko do nekaj kilovoltov.

Kvanti sevanja padejo na fotokatodo in iz nje izločijo elektrone, ki se premaknejo na prvo elektrodo in tvorijo šibek fotoelektrični tok. Vendar pa na tej poti elektrone pospeši uporabljena napetost in iz elektrode izbije bistveno večje število elektronov. To se večkrat ponovi – glede na število elektrod. Posledično se tok elektronov, ki prihajajo od zadnje elektrode do anode, poveča za več vrst velikosti v primerjavi z začetnim fotoelektričnim tokom. To omogoča snemanje zelo šibkih svetlobnih tokov, vse do posameznih kvantov.

Pomembna lastnost PMT je njegova hitrost odziva. To jim omogoča, da se uporabljajo za snemanje prehodnih pojavov, kot so bliski, ki se pojavijo v scintilatorju, ko se energijsko nabit delec ali kvant absorbira.

Namen dela

Delo je namenjeno praktičnemu urjenju metode določanja energije kvantov gama z dušenjem ozkega snopa sevanja v snovi z eksperimentalnim merjenjem vrednosti masnega koeficienta slabljenja.

Uvod

Splošni pojmi

Sevanje gama je fotonsko sevanje z diskretnim energijskim spektrom, ki nastane ob spremembi energijskega stanja atomskih jeder, jedrskih transformacijah in anihilaciji delcev. Gama sevanje je elektromagnetno posredno ionizirajoče sevanje. Energija žarkov gama, ki jih oddajajo radionuklidi, je od 0,01 MeV do 10 MeV. Večina radionuklidov proizvaja sevanje gama s kompleksnim energijskim spektrom. Nekatera jedra (teh ni veliko) oddajajo monoenergijsko sevanje gama.

Za radionuklide s kompleksnim spektrom sevanja gama je mogoče eksperimentalno določiti efektivno fotonsko energijo takšnega monoenergetskega fotonskega sevanja, katerega relativno slabljenje je v absorberju določene sestave in določene debeline enako kot pri nemonoenergetskem sevanju. obravnavano fotonsko sevanje.

Značilnosti sevanja gama sta tok kvantov gama in gostota toka.

Tok gama kvantov razumemo kot razmerje med številom kvantov dN γ, ki prodrejo skozi določeno površino v časovnem intervalu dt, in tem intervalom

Gostota pretoka žarkov gama je razmerje med pretokom dF γ, ki prodira v prostornino elementarne krogle, in površino prečnega prereza te krogle dS

Podobni karakteristiki, ki upoštevata energijo žarkov gama, sta energijski tok in gostota energijskega toka sevanja gama.

Interakcija sevanja gama s snovjo se izvaja predvsem zaradi treh osnovnih procesov: fotoelektričnega učinka, nekoherentnega sipanja (Comptonov učinek) in tvorbe parov elektron-pozitron (učinek para). Pri nizkih energijah žarkov gama ima določen prispevek tudi koherentno sipanje na elektronih.

Verjetnost interakcije žarkov gama s snovjo je označena z masnim koeficientom slabljenja. Razume se kot razmerje deleža posredno ionizirajoči delci določene energije, ki so med prehodom elementarne poti dl v mediju z gostoto ρ medsebojno vplivali na dolžino te poti in na gostoto medija

Pri fotonskem sevanju je masni koeficient slabljenja enak vsoti masnih koeficientov slabljenja zaradi fotoelektričnega učinka, nekoherentnega sipanja, koherentnega sipanja in tvorbe parov elektron-pozitron. V tem primeru se za gama sevanje praviloma ne upošteva koherentno sipanje:

Kot je razvidno iz zgornje definicije, je v fizikalnem smislu masni koeficient slabljenja verjetnost, da žarki gama medsebojno delujejo s snovjo pri debelini enote mase tarče.

Pri izračunih varstva pred sevanji se pogosto uporablja linearni koeficient slabljenja sevanja gama μ, ki ga dobimo z množenjem koeficienta dušenja mase z gostoto ρ. V svojem fizičnem pomenu je linearni koeficient slabljenja verjetnost interakcije kvanta gama s snovjo na poti enote dolžine. Merske enote v sistemu SI so m 2 /kg oziroma m -1.

Velikost koeficientov slabljenja je na kompleksen način odvisna od energije žarkov gama in zaščitnega materiala. Te odvisnosti so predstavljene v priročniku v obliki tabel ali grafov (glej dodatek 3, slika 3-6).

Za ozek snop monoenergetskega sevanja gama je mogoče dobiti analitični izraz za opis slabljenja sevanja gama zaradi ščita. V tem primeru zaradi kakršnega koli dejanja interakcije gama kvant zapusti žarek. Posledično je število dN fotonov, ki zapustijo žarek, sorazmerno z debelino snovi dx, ki prehaja skozi, in številom vpadnih fotonov N, tj.

Za monoenergijsko sevanje je μ konstanta in integracija dobljenega izraza daje

Če obe strani tega izraza delimo s ciljno površino in časom obsevanja, dobimo izraz za gostoto pretoka žarkov gama

kjer sta φ γ0 in φ γ gostota pretoka žarkov gama pred absorberjem in za absorberjem debeline d.

Graf logφ=f(d) ima obliko, prikazano na sl. 4.1.

Eksperimentalno izdelan graf služi za določitev vrednosti linearnega koeficienta slabljenja μ, nato pa z uporabo referenčnega grafa μ=f(E) za določitev energije sevanja gama. Vrednost μ iz grafa je določena bodisi z debelino polovične dušilne plasti d 1/2

ali s tangensom naklonskega kota α

Pri izvajanju dela se gostota pretoka φ γ ne meri neposredno, ampak je hitrost štetja impulzov n sorazmerna z njo.

1.2. Opis laboratorijske postavitve

Blok diagram laboratorijske postavitve je prikazan na sl. 4.2. Viri sevanja so pripravki 60 Co ali 137 Cs z aktivnostjo okoli 10 mKu. Vir je nameščen v svinčevem oklopu, iz katerega izhaja usmerjen snop žarkov gama, ki prehaja skozi absorber na poti do detektorja. Drugi kolimator služi za absorbcijo žarkov gama, razpršenih v absorberju, sicer bo vrednost koeficienta slabljenja sevanja gama podcenjena.

Meritve se izvajajo na laboratorijski napravi, razviti na osnovi radiometra KRVP-3B.

Opravljanje laboratorijskega dela

2.1. Priprava na delo in meritve

Od laboranta pridobite vir sevanja in komplet absorberskih plošč.

Sestavite laboratorijsko postavitev v skladu s tisto, prikazano na sl. 4.2. blokovni diagram. Posebno pozornost posvetite poravnavi kolimatorjev. Če želite to narediti, preden namestite vir v kolimator, izvedite "ciljanje" z opazovanjem skozi drugi kolimator. Namestite vir sevanja po meritvi ozadja v laboratoriju.

Pripravite radiometer KRVP-3B za delovanje. Drgnite ozadje pet minut.

Namestite vir sevanja in izmerite hitrost štetja brez absorberja. Nato enega za drugim namestite enega, dva, tri itd. absorberske plošče, pri čemer vsakič izmerimo njihovo debelino in hitrost štetja glede na žarek sevanja gama, ki gre skozi njih. Čas merjenja hitrosti štetja je treba izbrati glede na 5-odstotno natančnost merjenja.

Izvajajte meritve, dokler se hitrost štetja ne zmanjša za 8-10 krat. Rezultate meritev in poznejših izračunov vnesite v poročilno tabelo.

Na podlagi rezultatov meritev sestavite graf log n=f(d), iz grafa določite koeficient slabljenja sevanja gama in iz njega energijo kvantov gama.

2.2. Priprava laboratorijskega izvida

Pred začetkom dela je potrebno sestaviti kratek opis dela na posebnem poročilu in pripraviti tabelo za zapisovanje rezultatov meritev. Pripravimo koordinatne osi za izris loga odvisnosti n=f(d).

Tabela 4.1 Rezultati meritev

N f = impulzi za t = minute

n f = imp/min. Absorber material

Na podlagi rezultatov meritev sestavimo graf odvisnosti lgn=f(d), iz katerega določimo vrednost μ. S pomočjo grafov (glej dodatek, sl. 3, 4, 5, 6) določite energijo γ-kvantov. Primerjajte dobljeno vrednost energije γ-kvanta z vrednostmi tabele (glej Dodatek 2, tabela 6) in določite merilno napako.

3. Varnostni ukrepi

Pred začetkom dela mora vsak izvajalec od laboranta dobiti dozimeter za merjenje doze sevanja. Vire γ-sevanja uporabljajte samo s pinceto. Ko postavite vir v kolimator, pokrijte zadnjo stran kolimatorja s svinčeno zaščito.

Pri opravljanju dela je treba sprejeti ukrepe za zmanjšanje doze sevanja, pri čemer je treba upoštevati, da je doza sevanja iz točkovnega vira sorazmerna s časom in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje.

Doze sevanja po delu izmeri laborant, poroča učitelju in vnese v dozni dnevnik. Ker je v električnem tokokrogu napeljave nevarna napetost (400 V), je odpiranje električnega tokokroga PREPOVEDANO.

Varnostna vprašanja

S kakšno vrsto sevanja delate?

Kaj je sevanje gama?

Kakšen je spekter sevanja gama?

Kateri procesi določajo slabljenje sevanja gama v snovi?

Kaj je tok žarkov gama?

Kaj je gostota toka sevanja gama?

Kakšen je masni koeficient slabljenja sevanja gama?

Kakšen je fizikalni pomen linearnega koeficienta slabljenja sevanja gama?

Linearni koeficient slabljenja sevanja gama v svincu je 0,5 cm -1.

Kakšna je energija žarkov gama?

Polniška plast sevanja gama v svincu je 1,4 cm. Kolikšna je energija kvantov gama?

Masni koeficient slabljenja sevanja gama v svincu je 0,02 m 2 /kg.

Kakšna je energija žarkov gama?

Kakšno matematično razmerje opisuje oslabitev sevanja gama v snovi?

Kateri pogoji morajo biti izpolnjeni, da je slabljenje sevanja gama v snovi opisano z eksponento?

Kako izgleda graf logφ γ =f(d)?

Kako iz grafa logφ γ =f(d) določimo energijo sevanja gama?

Zakaj so pri tem delu potrebni kolimatorji?

Kakšni so načini za zmanjšanje doze sevanja iz točkovnega vira sevanja gama?

Kako se spremeni doza obsevanja prstov, če namesto s pinceto (R = 25 cm) vir vzamemo z rokami (R = 0,5 cm)?

Kaj zagotavlja zahtevano natančnost meritev pri tem delu?

Kateri radionuklid je bil preučen v tem delu?

Kakšna je energija sevanja gama iz radionuklida v tem delu?

LABORATORIJSKO DELO št. 5

Prodorno sevanje je tok gama žarkov in nevtronov, ki se oddajajo iz območja jedrske eksplozije. Viri prodornega sevanja so jedrske reakcije in radioaktivni razpad produktov jedrske eksplozije. Trajanje delovanja prodornega sevanja ne presega 10-15

sek od eksplozije. V tem času se konča razpad kratkotrajnih fisijskih drobcev, ki nastanejo kot posledica jedrske reakcije. Poleg tega se radioaktivni oblak dvigne v veliko višino in radioaktivno sevanje absorbira zrak, ne da bi doseglo zemeljsko površje. , to je količina energije radioaktivnega sevanja, absorbirana na enoto prostornine obsevanega okolja. Doza sevanja kvantitativno označuje ionizacijo, ki jo lahko povzročijo tokovi žarkov gama in nevtronov v prostornini zraka.

Ionizacijski proces je sestavljen iz "izbijanja" elektronov iz elektronske ovojnice atomov. Zaradi tega se električno nevtralni atomi spremenijo v različno nabite delce – ione.

Prodorno sevanje je vsota doz sevanja gama in nevtronov.

Gama sevanje , ki predstavlja glavni del prodornega sevanja, se pojavi tako neposredno v trenutku eksplozije v procesu eksplozivne jedrske reakcije kot po eksploziji kot posledica radioaktivnega zajemanja nevtronov z jedri atomov različnih elementov. Učinek sevanja gama traja 10-15 sek.

Enota za merjenje doze sevanja gama je rentgenska posebna mednarodna fizikalna enota doze (količine energije).

Rentgensko slikanje - To je količina sevanja gama, ki pri temperaturi 0° in tlaku 760 mm ustvari 2 milijardi ionskih parov v 1 cm 3 suhega zraka (natančneje 2,08-10 9). Označeno s črko X-ray r. Tisočinka rentgena se imenuje milirentgen in je označena g.

Nevtronski tok , ki nastane med jedrsko eksplozijo, vsebuje hitre in počasne nevtrone, ki imajo različne učinke na žive organizme. Delež nevtronov v skupni dozi prodornega sevanja je manjši od deleža žarkov gama. Nekoliko se poveča z zmanjšanjem moči jedrske eksplozije.

Glavni vir nevtronov pri jedrski eksploziji je jedrska verižna reakcija. Nevtronski tok se oddaja v delčku sekunde po eksploziji in lahko povzroči umetno inducirano sevanje v kovinskih predmetih in zemlji. Inducirano radioaktivnost opazimo le v območju neposredno ob mestu eksplozije.

Doza sevanja nevtronskega toka se meri s posebno enoto - biološkim ekvivalentom rentgenskega žarka.

Biološki ekvivalent rentgenskega žarka(BER) je odmerek nevtronov, katerega biološki učinek je enakovreden učinku 1 r sevanje gama.

Škodljiv učinek prodornega sevanja na ljudi povzroča obsevanje , ki ima škodljiv biološki učinek na žive celice telesa. Bistvo škodljivega delovanja prodornega sevanja na žive organizme je v tem, da žarki gama in nevtroni ionizirajo molekule živih celic. Ta ionizacija moti normalno delovanje celic in v velikih odmerkih povzroči njihovo smrt. Celice izgubijo sposobnost delitve, zaradi česar človek zboli za t.i radiacijska bolezen.

Škoda za ljudi zaradi prodornega sevanja je odvisna od velikosti doze sevanja in časa, v katerem je ta odmerek prejet.

Enkratni odmerek obsevanja v štirih dneh do 50 p, kot tudi odmerek sistematičnega sevanja - do 100 r v desetih dneh, ne povzroča zunanjih znakov bolezni in velja za varno. Doze sevanja nad 100 r povzročajo radiacijsko bolezen.

Glede na dozo sevanja ločimo tri stopnje radiacijske bolezni: prvo (blago), drugo (zmerno) in tretjo (huda).

Radiacijska bolezen prve stopnje se pojavi pri skupni dozi sevanja 100 - 200 r Latentno obdobje traja dva do tri tedne, po katerem se pojavijo slabo počutje, splošna šibkost, slabost, omotica in občasna vročina. Vsebnost belih krvnih celic v krvi se zmanjša. Prva stopnja sevalne bolezni je ozdravljiva.

Druga stopnja sevalne bolezni se pojavi pri skupnem odmerku izpostavljenosti 200 - 300 r. Latentno obdobje traja približno teden dni, po katerem se pojavijo enaki znaki bolezni kot pri sevalni bolezni prve stopnje, vendar v izrazitejši obliki. Z aktivnim zdravljenjem se okrevanje pojavi v 1,5-2 mesecih.

Radiacijska bolezen tretje stopnje se pojavi pri skupni dozi sevanja 300-500 r. Latentno obdobje se skrajša na nekaj ur. Bolezen napreduje intenzivneje. Z aktivnim zdravljenjem pride do okrevanja v nekaj mesecih.

Doza sevanja nad 500 r za ljudi se običajno šteje za usodno.

Doze prodornega sevanja so odvisne od vrste, moči eksplozije in oddaljenosti od središča eksplozije. Vrednosti polmerov, pri katerih so med eksplozijami različnih moči možne različne doze prodornega sevanja, so podane v tabeli 8.

Odgovori od Yovetlana Zemtsova[novinec]
Protonsko sevanje je sevanje, sestavljeno iz toka protonov (glej Atom). Protonsko sevanje je glavna sestavina kozmičnega sevanja (glej). V zemeljskih razmerah se protoni različnih energij proizvajajo v pospeševalnikih nabitih delcev (glej). Ker so protoni pozitivno nabiti delci, pri prehodu skozi snov medsebojno delujejo z negativno nabitimi elektroni atomov in jih iztrgajo iz njihovih elektronskih lupin. Posledica tega je ionizacija (glej Ionizirajoče sevanje) atomov snovi. Gostota ionizacije s protoni se močno poveča na koncu poti delcev. Zaradi te lastnosti so protoni primerni za uporabo pri radioterapiji (glej Protonska terapija) za selektivno obsevanje globoko ležečih tumorjev (na primer hipofize). Visokoenergijski protoni imajo majhen kot sipanja, kar prispeva tudi k lokalizaciji doze na enem mestu. Visokoenergijski protoni, ki premagajo Coulombov odboj, vstopijo v jedro in povzročijo različne jedrske reakcije, zaradi česar nastane sekundarno sevanje - nevtronsko, gama sevanje itd. V zvezi s tem, ko je snov obsevana z visokoenergijskimi protoni, ionizacija medija se pojavi ne le zaradi primarnih protonov; temveč tudi zaradi sekundarnega sevanja. To okoliščino je treba upoštevati pri izračunu doz, ki jih povzroča protonsko sevanje.
Protonsko sevanje je tok pozitivno nabitih jedrskih delcev – protonov. Protonsko sevanje je bilo prvič odkrito leta 1886 v obliki tako imenovanih kanalskih žarkov v razelektritvenih ceveh.
Viri intenzivnega protonskega sevanja so pospeševalci nabitih delcev (glej). S pomočjo pospeševalnikov, žarkov P. in. z energijo več deset milijard elektronvoltov. Še večje energije P. in. našli v vesolju. P. in. je glavna sestavina galaktičnega in sončnega kozmičnega sevanja. Intenzivni tokovi P. in. odkrili v bližnjem zemeljskem prostoru - v tako imenovanih sevalnih pasovih Zemlje.
P. sposobnost in. prodreti skozi plasti snovi je odvisno od energije protonskega žarka (glej) in lastnosti snovi. P. in. z energijo 10 MeV lahko prehaja skozi plast zraka (pri normalni temperaturi in tlaku) približno 1 m Z naraščajočo energijo P. in. do 1000 MeV se debelina plasti poveča na skoraj 3 km.
V težkih snoveh se P. zadržuje v tanjših plasteh. Torej, v svincu P. in. z energijo 10 MeV prepotuje približno 1/3 mm, z energijo 1000 MeV pa - nekaj manj kot 60 cm protonsko sevanje z energijo nad 100 MeV lahko prodre v telo do globine 10 cm ali več. Biološki učinek protonskega sevanja z energijo več sto megaelektronvoltov med akutnim obsevanjem je na splošno podoben učinku rentgenskega in gama sevanja.
Hkrati ima biološki učinek protonov takšnih energij nekatere značilnosti v primerjavi z rentgenskim in gama sevanjem (manj izrazita reakcija hematopoetskih organov v zgodnjih fazah, večja resnost hemoragičnega sindroma itd.). Pri relativno nizkih energijah je biološka učinkovitost P. in. višje od rentgenskega in gama sevanja. To je posledica večje ionizacijske sposobnosti takih protonov. Za razliko od rentgenskih in gama žarkov so protoni, ki prehajajo skozi biološko tkivo, sposobni povzročiti jedrske reakcije. Kot posledica jedrskih reakcij nastanejo sekundarni delci, ki imajo visoko ionizacijsko sposobnost, kar vodi do absorpcije relativno velike količine energije v majhnem volumnu tkiva in do ustrezne lokalne poškodbe tkiva. Ta okoliščina je lahko posledica večjega blastomogenega učinka P. in. v primerjavi z rentgenskimi žarki in sevanjem gama.
Za zaščito pred protonskim sevanjem se uporabljajo snovi, ki učinkovito zavirajo protone in med jedrskimi interakcijami tvorijo relativno malo sekundarnih delcev

Beseda sevanje, prevedena iz angleščine "sevanje", pomeni sevanje in se ne uporablja samo v zvezi z radioaktivnostjo, temveč številnimi drugimi fizikalnimi pojavi, na primer: sončno sevanje, toplotno sevanje itd. Zato je v zvezi z radioaktivnostjo sprejet ICRP (Mednarodna komisija za zaščito pred sevanjem) in standardi za varnost pred sevanjem opredeljujejo pojem "ionizirajoče sevanje".

ionizirajoče sevanje ( IONIZIRAJOČE SEVANJE)?

Ionizirajoče sevanje je sevanje (elektromagnetno, korpuskularno), ki ob interakciji s snovjo neposredno ali posredno povzroči ionizacijo in vzbujanje njenih atomov in molekul. Energija ionizirajočega sevanja je dovolj visoka, da pri interakciji s snovjo ustvari par ionov različnih predznakov, tj. ionizirajo medij, v katerega so ti delci ali žarki gama padli.

Ionizirajoče sevanje sestavljajo nabiti in nenabiti delci, med katere sodijo tudi fotoni.

Kaj je radioaktivnost?

Radioaktivnost je spontana preobrazba atomskih jeder v jedra drugih elementov. Spremlja ga ionizirajoče sevanje. Poznamo štiri vrste radioaktivnosti:

alfa razpad - radioaktivna transformacija atomskega jedra, med katero se izpusti alfa delec;
beta razpad je radioaktivna transformacija atomskega jedra, pri kateri se oddajajo beta delci, to so elektroni ali pozitroni;
spontana cepitev atomskih jeder - spontana cepitev težkih atomskih jeder (torij, uran, neptunij, plutonij in drugi izotopi transuranskih elementov). Razpolovne dobe za spontano cepljiva jedra segajo od nekaj sekund do 1020 za torij-232;
protonska radioaktivnost je radioaktivna transformacija atomskega jedra, pri kateri se oddajajo nukleoni (protoni in nevtroni).

Kaj so izotopi?

Izotopi so različice atomov istega kemičnega elementa, ki imajo različna masna števila, vendar imajo enak električni naboj atomskih jeder in zato zasedajo DI v periodnem sistemu elementov. Mendelejev ima isto mesto. Na primer: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Obstajajo stabilni (stabilni) izotopi in nestabilni izotopi - tisti, ki spontano razpadejo z radioaktivnim razpadom, tako imenovani radioaktivni izotopi. Znanih je okoli 250 stabilnih in okoli 50 naravnih radioaktivnih izotopov. Primer stabilnega izotopa je Pb206, Pb208, ki je končni produkt razpada radioaktivnih elementov U235, U238 in Th232.

NAPRAVE ZA merjenje sevanja in radioaktivnosti.

Za merjenje ravni sevanja in vsebnosti radionuklidov na različnih objektih se uporabljajo posebni merilni instrumenti:

za merjenje ekspozicijske doze sevanja gama, rentgenskega sevanja, gostote pretoka sevanja alfa in beta, nevtronov, uporabljajo se dozimetri za različne namene;
Za določanje vrste radionuklida in njegove vsebnosti v okoljskih objektih se uporabljajo spektrometrične poti, ki jih sestavljajo detektor sevanja, analizator in osebni računalnik z ustreznim programom za obdelavo spektra sevanja.

Trenutno lahko v trgovinah kupite različne vrste. merilniki sevanja različnih vrst, namenov in s širokimi zmožnostmi. Na primer, tukaj je nekaj modelov naprav, ki so najbolj priljubljene v poklicnih in gospodinjskih dejavnostih:

Profesionalni dozimeter-radiometer je bil razvit za nadzor sevanja bankovcev s strani bančnih blagajnikov v skladu z »Navodilom Banke Rusije z dne 4. decembra 2007 N 131-I »O postopku identifikacije, začasne hrambe, preklica in uničenje bankovcev z radioaktivno kontaminacijo.«

Najboljši gospodinjski dozimeter vodilnega proizvajalca, ta prenosni merilnik sevanja se je izkazal skozi čas. Zaradi enostavne uporabe, majhnosti in nizke cene so ga uporabniki označili za priljubljenega in ga brez strahu pred priporočilom priporočajo prijateljem in znancem.

SRP-88N (scintilacijski iskalni radiometer) - profesionalni radiometer, namenjen iskanju in detekciji virov fotonskega sevanja. Ima digitalne in številčne indikatorje, možnost nastavitve alarmnega praga, kar močno olajša delo pri pregledu ozemlja, preverjanju odpadnih kovin itd. Enota za zaznavanje je oddaljena. Kot detektor se uporablja scintilacijski kristal NaI. Avtonomno napajanje 4 elementi F-343.

DBG-06T - zasnovan za merjenje hitrosti doze izpostavljenosti (EDR) fotonskega sevanja. Vir energije je galvanski element tipa "korund".

DRG-01T1 - zasnovan za merjenje hitrosti doze izpostavljenosti (EDR) fotonskega sevanja.

DBG-01N - zasnovan za zaznavanje radioaktivne kontaminacije in oceno ravni moči ekvivalentne doze fotonskega sevanja z uporabo zvočnega alarma. Vir energije je galvanski element tipa "korund". Merilno območje od 0,1 mSv*h-1 do 999,9 mSv*h-1

RKS-20.03 "Pripyat" - zasnovan za spremljanje sevalne situacije v krajih bivanja, bivanja in dela.

Dozimetri vam omogočajo merjenje:

velikost zunanjega gama ozadja;
stopnje kontaminacije z radioaktivnimi snovmi v stanovanjskih in javnih prostorih, na ozemlju in na različnih površinah
skupna vsebnost radioaktivnih snovi (brez določanja izotopske sestave) v hrani in drugih okoljskih predmetih (tekočih in razsutih)
stopnje radioaktivne kontaminacije stanovanjskih in javnih prostorov, ozemlja in različnih površin;
skupna vsebnost radioaktivnih snovi (brez določanja izotopske sestave) v hrani in drugih okoljskih predmetih (tekočih in razsutih).

Kako izbrati merilnik sevanja in druge instrumente za merjenje sevanja si lahko preberete v članku " Gospodinjski dozimeter in indikator radioaktivnosti. kako izbrati?"

Katere vrste ionizirajočega sevanja obstajajo?

Vrste ionizirajočega sevanja. Glavne vrste ionizirajočega sevanja, s katerimi se najpogosteje srečujemo, so:

Seveda obstajajo tudi druge vrste sevanja (nevtronsko), vendar jih v vsakdanjem življenju srečujemo veliko redkeje. Razlika med temi vrstami sevanja je v fizikalnih lastnostih, izvoru, lastnostih, radiotoksičnosti in škodljivih učinkih na biološka tkiva.

Viri radioaktivnosti so lahko naravni ali umetni. Naravni viri ionizirajočega sevanja so naravni radioaktivni elementi, ki se nahajajo v zemeljski skorji in ustvarjajo naravno sevalno ozadje, to je ionizirajoče sevanje, ki prihaja k nam iz vesolja. Bolj ko je vir aktiven (tj. več atomov kot razpade v njem na enoto časa), več delcev ali fotonov odda na enoto časa.

Umetni viri radioaktivnosti lahko vsebujejo radioaktivne snovi, proizvedene posebej v jedrskih reaktorjih ali ki so stranski produkti jedrskih reakcij. Umetni viri ionizirajočega sevanja so lahko različne elektrovakuumske fizikalne naprave, pospeševalci nabitih delcev ipd., npr.

Glavni dobavitelji radija-226 v okolje so podjetja, ki se ukvarjajo s pridobivanjem in predelavo različnih fosilnih materialov:

rudarjenje in predelava uranovih rud;
proizvodnja nafte in plina; premogovništvo;
industrija gradbenih materialov;
podjetja v energetski industriji itd.

Radij-226 je primeren za izpiranje iz mineralov, ki vsebujejo uran; ta lastnost pojasnjuje prisotnost znatnih količin radija v nekaterih vrstah podtalnice (radonska voda, ki se uporablja v medicinski praksi) in v rudniških vodah. Razpon vsebnosti radija v podzemni vodi se giblje od nekaj do deset tisoč Bq/l. Vsebnost radija v površinskih naravnih vodah je precej nižja in lahko znaša od 0,001 do 1-2 Bq/l. Bistvena sestavina naravne radioaktivnosti je razpadni produkt radija-226 - radij-222 (Radon). Radon- inertni, radioaktivni plin, najdlje živeči (razpolovna doba 3,82 dni) izotop emanacije *, alfa sevalec. Je 7,5-krat težji od zraka, zato se kopiči predvsem v kleteh, kleteh, pritličjih stavb, v rudniških izkopih itd. * - emanacija - lastnost snovi, ki vsebujejo izotope radija (Ra226, Ra224, Ra223), da sproščajo emanacije (radioaktivne inertne pline), ki nastanejo med radioaktivnim razpadom.

Domneva se, da je do 70 % škodljive izpostavljenosti prebivalstva posledica radona v stanovanjskih zgradbah (glej grafikon). Glavni viri vstopa radona v stanovanjske zgradbe so (z naraščanjem njihovega pomena):

voda iz pipe in gospodinjski plin;
gradbeni materiali (drobljen kamen, glina, žlindra, pepel itd.);
tla pod zgradbami.

Radon se v globinah Zemlje širi izjemno neenakomerno. Zanj je značilno kopičenje v tektonskih motnjah, kamor prehaja skozi sisteme razpok iz por in mikrorazpok v kamninah. Vstopi v pore in razpoke skozi proces emanacije, nastaja v snovi kamnin med razpadom radija-226.

Emisijo radona iz tal določajo radioaktivnost kamnin, njihova emanacija in lastnosti rezervoarjev. Tako lahko razmeroma šibko radioaktivne kamnine, temelji zgradb in objektov predstavljajo večjo nevarnost kot bolj radioaktivne, če so zanje značilna visoka emanacija ali jih prerežejo tektonske motnje, ki kopičijo radon. Z nekakšnim »dihanjem« Zemlje pride radon iz kamnin v ozračje. Poleg tega v največjih količinah - z območij, kjer so rezervoarji radona (premiki, razpoke, prelomi itd.), T.j. geološke motnje. Naša lastna opazovanja sevalne situacije v premogovnikih Donbasa so pokazala, da je v rudnikih, za katere so značilni zapleteni rudarski in geološki pogoji (prisotnost številnih prelomov in razpok v kamninah, ki vsebujejo premog, visoka vsebnost vode itd.), Praviloma koncentracija radona v zraku rudnikov bistveno presega uveljavljene standarde.

Gradnja stanovanjskih in javnih zgradb neposredno nad prelomi in razpokami v skalah, brez predhodne določitve emisije radona iz tal, vodi do tega, da vanje iz črevesja Zemlje vstopa prizemni zrak, ki vsebuje visoke koncentracije radona, ki se kopiči v zrak v zaprtih prostorih in ustvarja nevarnost sevanja.

Radioaktivnost, ki jo povzroči človek, nastane kot posledica človekove dejavnosti, med katero pride do prerazporeditve in koncentracije radionuklidov. Radioaktivnost, ki jo povzroči človek, vključuje pridobivanje in predelavo mineralov, zgorevanje premoga in ogljikovodikov, kopičenje industrijskih odpadkov in še veliko več. Stopnje izpostavljenosti ljudi različnim tehnogenim dejavnikom so prikazane na diagramu 2 (A.G. Zelenkov "Primerjalna izpostavljenost ljudi različnim virom sevanja", 1990)

Kaj so "črni peski" in kakšno nevarnost predstavljajo?

Črni pesek je mineral monacit - brezvodni fosfat elementov torijeve skupine, predvsem cerija in lantana (Ce, La)PO4, ki sta nadomeščena s torijem. Monazit vsebuje do 50-60% oksidov redkih zemeljskih elementov: itrijev oksid Y2O3 do 5%, torijev oksid ThO2 do 5-10%, včasih do 28%. Specifična teža monacita je 4,9-5,5. S povečanjem vsebnosti torija, teža se poveča. Najdemo ga v pegmatitih, včasih v granitih in gnajsih. Ko so kamnine, vključno z monazitom, uničene, se ta kopiči v velikih nahajališčih.

Takšna nahajališča so opažena tudi na jugu regije Donetsk.

Plasti monazitnih peskov, ki se nahajajo na kopnem, praviloma bistveno ne spremenijo trenutne sevalne situacije. Toda nahajališča monazita, ki se nahajajo v bližini obalnega pasu Azovskega morja (znotraj regije Donetsk), povzročajo številne težave, zlasti z začetkom plavalne sezone.

Dejstvo je, da se zaradi morskega valovanja v jesensko-pomladnem obdobju na obali nabere znatna količina "črnega peska" kot posledica naravne flotacije, za katero je značilna visoka vsebnost torija-232 (do 15 -20 tisoč Bq*kg-1 in več ), kar ustvarja ravni sevanja gama okoli 300 ali več mikroR*h-1 na lokalnih območjih. Seveda je počitek na takšnih območjih tvegan, zato se ta pesek vsako leto pobere, postavijo opozorilne table in zaprejo nekatere dele obale. Toda vse to ne preprečuje novega kopičenja "črnega peska".

Naj povem svoje osebno stališče do te zadeve. Razlog, ki prispeva k odstranjevanju "črnega peska" na obalo, je lahko dejstvo, da plavajoči bagri nenehno delajo na plovni poti pristanišča Mariupol, da bi očistili ladijski kanal. Tla, dvignjena z dna kanala, se odlagajo zahodno od ladijskega kanala, 1-3 km od obale (glej zemljevid lokacije odlagališč zemlje) in z močnimi morskimi valovi, z naletom na na obalnem pasu se zemlja, ki vsebuje monazitni pesek, prenaša na obalo, kjer se obogati in kopiči. Vendar vse to zahteva skrbno preverjanje in študijo. In če je temu tako, potem bi bilo mogoče zmanjšati kopičenje "črnega peska" na obali preprosto s premikom odlagališča zemlje na drugo lokacijo.

Osnovna pravila za izvajanje dozimetričnih meritev.

Pri izvajanju dozimetričnih meritev je treba najprej dosledno upoštevati priporočila, navedena v tehnični dokumentaciji za napravo.

Pri merjenju hitrosti izpostavljenosti dozi sevanja gama ali ekvivalentne doze sevanja gama je treba upoštevati naslednja pravila:

pri izvajanju morebitnih dozimetričnih meritev, če naj bi se izvajale neprekinjeno zaradi spremljanja sevalne situacije, je treba dosledno upoštevati geometrijo meritve;
za povečanje zanesljivosti rezultatov nadzora sevanja se izvede več meritev (vendar ne manj kot 3) in izračuna aritmetična sredina;
pri izvajanju meritev na ozemlju izberite območja stran od zgradb in objektov (2-3 višine); - meritve na ozemlju se izvajajo na dveh nivojih, na višini 0,1 in 1,0 m od površine tal;
pri meritvah v stanovanjskih in javnih prostorih se meritve izvajajo v središču prostora na višini 1,0 m od tal.

Pri merjenju ravni kontaminacije različnih površin z radionuklidi je treba daljinski senzor ali napravo kot celoto, če daljinskega senzorja ni, dati v plastično vrečko (da preprečimo morebitno kontaminacijo) in meritev izvesti na najbližjo možno razdaljo od površine, ki se meri.