Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Одиниці вимірювання радіоактивності і

Дози випромінювання

 

Завдання:

1. Ознайомитися з теоретичними засадами щодо одиниць вимірювання радіоактивності та доз випромінювання.

2. Знати системні і несистемні одиниці вимірювання.

 

Останніми роками в науковій літературі одиниці вимірювання даються з Міжнародній системі (СІ). Проте в науковій літературі минулих років, у практиці ліквідації наслідків ядерних аварій, особливо у сільському і лісовому господарстві, при градуюванні шкал дозиметричних приладів застосовують як одиниці СІ, так і несистемні одиниці. Враховуючи це, для зручності користування одночасно подаються одиниці в системі СІ і несистемні одиниці (див. додаток 1).

Наявність радіоактивних речовин у середовищі (ступінь забруднення) часто буває дуже малою, що практично не дає можливості визначити ваги. Саме тому мірою радіоактивних речовин є не вага, а активність радіоізотопів.

Активністю радіоактивного елемента є число атомних розпадів, що відбуваються в цьому елементі за одну секунду. Таким чином, активність радіоактивного елемента визначається числом розпадів за одиницю часу, вона характеризує абсолютну швидкість радіоактивного розпаду радіонукліда. Активність радіоактивної речовини пропорційна її кількості й обернено пропорційна періоду напіврозпаду. Кількість радіоактивної речовини свідчить про її активність, тобто про кількість атомів, що розпадаються за одну секунду.

За одиницю активності радіоактивного елементу (активність нукліда в радіоактивному джерелі) прийнятою одиницею в системі СІ є бекерель (Бк, Bq) це така кількість радіоактивної речовини, в якій проходить 1 акт розпаду за 1 с; а несистемною одиницею − кюрі (Кі), тобто така кількість радіоактивної речовини, в якій проходить 37 мільярдів актів розпаду за 1 с.

Співвідношення між цими одиницями:

1 Бк = 2,7 х 10−11 Кі; 1 Бк = 1 розп/с;

1 Кі = 3,7 х 1010 Бк = 3,7 х 1010 розп/с.

За одиницю радіоактивності речовини − питому вагову активність − прийнято одиницю бекерель на кілограм (Бк/кг), а несистемну − кюрі на кілограм (Кі/кг).

Одиницею радіоактивності рідкого і газоподібного середовища − питомою об'ємною активністю −є одиниця в системі СІ бекерель на літр (Бк/л), а несистемною одиницею − кюрі на літр (Кі/л).

За одиницю радіоактивності площі − питому забрудненість площі − у системі СІ прийнято бекерель на квадратний кілометр (Бк/км2), несистемна одиниця − кюрі на квадратний кілометр (Кі/км2).

 

Іонізуючу властивість в повітрі характеризують дозою випромінювання. Доза випромінювання − це кількість енергії радіоактивних випромінювань, поглинутих одиницею об'єму середовища, яке опромінюється.

Доза випромінювання (або опромінення) є мірою уражаючої дії радіоактивних випромінювань на організм людини, тварин і рослини. Вона може накопичуватись за різний час, а біологічне ураження від опромінення залежить від величини дози і від часу її накопичення.

Розрізняють експозиційну, поглинуту й еквівалентну дози.

Експозиційною називають дозу випромінювання, що характеризує іонізаційний ефект рентгенівського і гамма-випромінювань у повітрі. Це доза, яка характеризує джерело і радіоактивне поле, створене нею.

Експозиційну дозу випромінювання гамма-променів виміряють несистемною одиницею рентген (Р, R). Один рентген − це така доза рентгенівського або гамма-випромінювання, яка в 1 см3 сухого повітря при температурі 0°С і тиску 760 мм рт. ст. створює 2 млрд. пар іонів (точніше, 2.08 х 109). На практиці застосовують менші часткові одиниці: мілірентген (1 Р=1000 мР; 1 мР=10-3Р) і мікрорентген (1 Р=1000000 мкР; 1 мкР=10-6 Р).

У системі СІ експозиційна доза вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг).

Експозиційна доза в рентгенах досить надійно характеризує небезпеку дії іонізуючих випромінювань при загальному і рівномірному опроміненні організму людини чи тварини.

Рентген визначає кількість енергії (дозу) яку одержує об’єкт, а не характеризує час, за який вона одержана. Для оцінки дії іонізуючого випромінювання за одиницю часу застосовується поняття «потужність дози».

Потужність експозиційної дози(рівень радіації) − це інтенсивність випромінювання, що утворюється за одиницю часу і характеризує швидкість накопичення дози. Одиницею потужності експозиційної дози в системі СІ є ампер на кілограм (А/кг, A/kg), а несистемною одиницею для вимірювання випромінювань у повітрі є: рентген за годину (Р/год), рентген за секунду (Р/с) або часткові одиниці − мілірентген за годину (мР/год), мікрорентген за годину (мкР/год).

Рентген як одиниця вимірювання за своїм визначенням є кількісною характеристикою гамма- чи рентгенівського випромінювання і нічого не говорить про кількість енергії, поглинутої об'ємом, який опромінюється. Через це для оцінки ступеня впливу випромінювання на організм введено поняття «поглинута доза».

Поглинута доза − це кількість енергії різних видів іонізуючих випромінювань, поглинутих одиницею маси речовини.

Одиниця випромінювання поглинутої дози тканинами організму в системі СІ − джоуль на кілограм (Дж/кг, J/kg). Дж/кг − це кількість енергії будь-якого виду іонізуючої речовини в 1 кг. Крім цього, одиницею вимірювання поглинутої дози є грей (Гр, Gy). Ще застосовують несистемну одиницю − рад (rad) (це скорочення від англійського: radiation absorbed dose).

Для визначення дози опромінення об'єктів вимірюють дозу в повітрі в Р (рентгенах), а потім розрахунковим шляхом знаходять поглинуту дозу в радах. Через те, що доза випромінювання 1 Р у повітрі енергетично еквівалентна 88 ерг/г, то поглинута енергія в радах для повітря складає 88:100=0,88 рад. Таким чином, якщо доза випромінювання в повітрі дорівнює 1 P, то поглинута доза буде 0,88 рад.

Поглинута доза більш точно визначає вплив іонізуючих випромінювань на біологічні тканини організму, у яких різний атомний склад і щільність. Існує окрема залежність між поглинутою дозою і радіаційним ефектом: чим більша поглинута доза, тим більший радіаційний ефект. Поглинута доза характеризує радіаційний ефект для всіх видів органічних та хімічних тіл, крім живих організмів.

Одиницею потужності поглинутої дози в системі СІ є грей за секунду (Гр/с, Gy/s) і джоуль на кілограм за секунду (Дж/кг.с, J/kg.s), а несистемною − рад за секунду (рад/с, rad/s).

Поглинута доза не враховує те, що вплив на організм такої самої дози різних випромінювань неоднаковий. Наприклад, альфа-випромінювання у 20 разів, а бета-випромінювання у 10 разів небезпечніше від гамма випромінювання.

Знання величини поглинутої дози не досить для точного передбачення ні ступеня ураження, ні ймовірності виникнення ефектів ураження. Через це введено поняття «еквівалентна доза».

Еквівалентна доза характеризує те, що різні види іонізуючого випромінювання під час опромінювання організму однаковими дозами опромінення призводять до різного біологічного ефекту.

Це пов'язано з неоднаковою питомою щільністю іонізації, викликаної різними видами випромінювань. Так, кількість іонів, які утворюються під дією випромінювання на одиниці шляху в тканинах, тобто щільність іонізації альфа-частинками, у сотні разів вища від гамма-променів. Тому введено поняття «відносна біологічна активність», яка показує співвідношення поглинутих доз різних видів випромінювання, що викликають однаковий біологічний ефект.

Якщо умовно прийняти біологічну ефективність гамма- і бета-променів за одиницю, то для альфа-частинок вона буде дорівнювати десяти, а для повільних і швидких нейтронів − відповідно п'яти і двадцяти.

Еквівалентна доза опромінення використовується для оцінки дії випромінювання на живі організми, в першу чергу людей і тварин. Всі міжнародні і національні норми встановлені в еквівалентній дозі опромінення

Одиницею еквівалентної дози в системі СІ є зіверт (Зв, Sv). Один зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, гамма- та бета-випромінювань).

Для обліку біологічної ефективності випромінювань введена несистемна одиниця поглинутої дози − біологічний еквівалент рентгена (бер). Один бер − це доза будь-якого виду випромінювання, яка створює в організмі такий же біологічний ефект, як і рентгенівське або гамма-випромінювання.

Вираження дози в берах проводиться тоді, коли необхідно оцінити загальний біологічний ефект, незалежно від типу діючих випромінювань.

Співвідношення між одиницею еквівалентної дози в системі СІ і несистемною одиницею: 1 Зв=100 бер, 1 бер =0,1 Зв.

Одиницею потужності еквівалентної дози в системі СІ є зіверт за секунду (Зв/с, Sv/s), а несистемною одиницею − бер за секунду (бер/с); співвідношення між ними: 1 Зв/с = 100 бер/с, 1 бер/с = 0.01 Зв/с.

 


3.Класифікація дозиметричних приладів

 

Завдання:

1. Знати, як поділяються дозиметричні прилади за призначенням.

2. Вміти назвати марки приладів, що належать до кожної з груп.

 

Дозиметричні прилади за своїм призначенням поділяються на чотири основних типи: індикатори, рентгенметри, радіометри та дозиметри.

Індикатори застосовують для виявлення радіоактивного забруднення місцевості та різних предметів. Деякі з них дають змогу також вимірювати рівні радіації бета- та альфа-випромінювань.

Датчиком служать газорозрядні лічильники. До цієї групи приладів належать індикатори ДП-63, ДП-63А, ДП-64.

Рентгенметри призначені для вимірювання рівнів радіації на забрудненій радіоактивними речовинами місцевості. Датчиками в цих приладах застосовують іонізаційні камери або газорозрядні лічильники. Це загальновійськовий рентгенметр ДП-2, рентгенметр «Кактус», ДП-3, ДП-ЗБ, ДП-5А, Б і В та ін.

Радіометри використовують для вимірювання ступеня забруднення поверхонь різних предметів радіоактивними речовинами, головним чином альфа- і бета- частинами. Датчиками радіометрів є газорозрядні і сцинтиляційні лічильники.

Найбільш поширені прилади цієї групи: ДП-12, бета-, гамма-радіометр «Луч-А», радіометр «Тисс», радіометричні установки ДП-100М, ДП-100АДМ та ін.

Дозиметри призначені для вимірювання сумарних доз опромінення, одержаних особовим складом формувань ЦО та населенням, головним чином гамма-опромінення. Вони поділяються за видом вимірюваних випромінювань γ-, β- і α- частинок та нейтронного потоку.

Такі дозиметри індивідуального призначення датчиками мають іонізаційні камери, газорозрядні, сцинтиляційні і фотолічильники.

Набір, який складається із комплекту камер і зарядно-вимірювального пристрою, називають комплектом індивідуального дозиметричного контролю. Комплектами індивідуальних дозиметрів є ДК-0,2, ДП-22В, ДП-24, ИД-1, ИД-11 та ін.

На оснащенні формувань цивільної оборони знаходяться табельні прилади радіаційної розвідки, контролю опромінення і забруднення радіоактивними речовинами: ДП-5В (ДП-5А, ДП-5Б) для вимірювання потужності дози (рівня радіації і ступеня радіоактивного забруднення); ДП-22В, ДП-24, ИД-І, ИД-11 − комплекти індивідуальних дозиметрів, призначених для визначення доз опромінення.

 


[1] Лейкопенія — зниження кількості лейкоцитів у одиниці об’єму крові.

[2] Хромосомна аберація - мутація, що змінює структуру хромосом.

[3] Гіперемія − переповнення кров'ю судин кровоносної системи будь-якого органу або області тіла.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.