РАДИОАКТИВНОСТЬ. ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Цель занятия: общая - ознакомиться c гигиеническими аспектами радиационной медицины, дозиметрией ионизирующих излучений и основными регламентированными величинами НРБУ-97,
конкретная - овладеть навыками работы с радиометрами и дозиметрами.
Основные вопросы, подлежащие изучению:
1. Перечислить виды и свойства ионизирующих излучений.
2. Дать определение понятия доза ионизирующего излучения.
3. Определение понятия экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз, их единицы.
4. Методы дозиметрии, устройство радиометрической аппаратуры.
5. Определение понятия открытые и закрытые источники ионизирующих излучений.
6. Приниципы защиты от ионизирующих излучений.
7. Группы радиационно-гигиенических регламентированных величин (НРБУ-97).
8. Категории лиц, подверженных облучению.
9. Определение понятия лимиты доз, их назначение.
10.Производные, допустимые, контрольные и рекомендованные уровни и их определение.
11.Уровни вмешательства и уровни действий, их определение.
Студент должен знать:
1. Явление радиоактивности.
2. Виды радиоактивных распадов.
3. Виды и свойства ионизирующих излучений.
4. Методы дозиметрии, типы дозиметров.
5. Понятие “доза”, единицы доз.
Студент должен уметь:
1. Работать на радиометрах и рентгенометрах.
2. Определить естественный радиационный фон и оценить его уровень.
Литература.
Основная:
1. Ковальский А.В., Людвинский Ю.С., Чижик В.М. Радиационная медицина.-Винница.-1991,-127 с.
2. Ковальський О.В., Лазар А.Ф., Людвiнський Ю.С. i iн. Радiацiйна медицина.-К.-1993,-222 с.
3. Милько В.И., Лазарь А.Ф., Назимок В.И. Медицинская радиология К.1980, 280 с.
4. Руководство по ядерной медицине. Т.П.Сиваченко, Д.С.Мечев и др.-К.1991, 535 с.
5. Нормы радиационной безопасности (НРБУ-97), К, 1997,-121 с.
6. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности М. 1979, 192 с.
Дополнительная:
1. Кириллов В.Ф., Книжникова В.А., Коденков И.П. Радиационная гигиена М., 1989,-334 с.
2. Чернобыльская катастрофа под ред. В.Г.Барьяхтара, К. 1995, 559 с.
Радиационная медицина изучает влияние ионизирующих излучений на организм человека.
Явление радиоактивности открыл в 1896 г. французский физик Анри Беккерель.
В 1911 г. выдающийся английский физик Э.Резерфорд разработал теорию планетарной модели атома, согласно которой внутри атома находится положительно заряженное компактное ядро, а вокруг него по различным орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Ядро атома состоит из протонов, нейтронов и других заряженных частиц, удерживающихся вместе благодаря ядерным силам сцепления, которые гораздо больше кулоновых сил отталкивания одноименно заряженных частиц, но действуют лишь на расстоянии I ферми /I ферми - 10-13см/. Поэтому ядра атомов некоторых тяжелых элементов подвергаются самопроизвольному распаду.
Некоторые элементарные частицы.
ПРОТОН - положительно заряженная элементарная частица с массой 1,008 атомных единиц массы (1,6724·10-24 г) и зарядом +1.
НЕЙТРОН - (Дж.Чедвик, 1932) электронейтральная элементарная частица с массой покоя 1,009 атомных единиц массы. Нейтроны распадаются на протоны и электроны с периодом полураспада - 12 мин.
ЭЛЕКТРОН - (Дж.Томпсон, 1897) - элементарная частица с массой покоя 1/1836 части массы протона и зарядом -1.
ПОЗИТРОН - (К.Андерсон, 1932) элементарная частица, масса которой равна массе электрона, а заряд +1.
В настоящее время известно около ста различных короткоживущих элементарных частиц (гипероны, мезоны, нейтрино, антинейтрино и т.д.).
Число протонов в ядре соответствует количеству электронов на орбитах, и в целом атом электронейтрален. Если из атома удалить электрон, он превращается в положительно заряженный ион. Если электрону сообщить энергию, недостаточную для его выбивания за пределы атома, он переходит на более высокий энергетический уровень и такой атом становится возбужденным.
Число протонов в ядре и соответствующее им число электронов в нейтральном атоме характерно для данного химического элемента и равно его порядковому номеру в периодической системе. Количество нейтронов в ядре атома представляется разностью между массой и количеством протонов. Число нейтронов в ядре данного элемента может быть различным. Такие разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся по числу нейтронов, называются радионуклидами.
Радиоактивные превращения. Радиоактивность (термин ввела в обиход М.Кюри) - самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождаю-щееся выделением ионизирующих излучений. Естественные радиоактивные вещества существуют в природе, искусственные - приобретшие свойства радиоактивности искусственно.
Различают следующие виды радиоактивных превращений:
1. Альфа-распад - выражается в выбрасывании из ядра естественных радиоактив-
4
ных элементов альфа-частиц (2a) - ядра атома гелия:
226 4 222
88Ra ® 2He + 86Rn
2. Электронный бета-распад - выбрасывание из естественных или искусственных радиоактивных элементов электрона:
40 40
19K ® e-1 + 20Ca + g
3. Позитронный бета-распад - выбрасывание из ядра некоторых искусственных радионуклидов позитрона:
64 64
30Zn ® e+1 + 29Cu + g
4. К-захват (захват орбитального электрона ядром) - ядерный протон захватывает электрон из ближайшего к ядру К-слоя и превращается в нейтрон. Порядковый номер элемента уменьшается на единицу. На освободившееся в К-слое место переходит электрон из другого слоя, что сопровождается испусканием кванта характеристического излучения:
64 64
29Cu + e-1 ® 28Ni + n
5. Самопроизвольное деление ядер наблюдается у радиоактивных элементов с боль-шим атомным номером (235U, 239Pu и др.) при захвате их ядрами медленных нейтронов. Одни и те же ядра при делении образуют различные пары осколков, которые представляют собой ядра новых элементов:
235 1 90 140 1
92 U + 0n ® 36Kr + 56Ba + 5 0n
Деление ядер сопровождается выделением ядерной энергии. Если возникающие при делении одного ядра нейтроны вновь вызывают деление других ядер, то реакция становится цепной. Условия для управления цепной реакцией создаются в атомных реакторах. При нарастании цепной реакции в течении короткого промежутка времени возникает взрыв.
6. Термоядерные реакции (синтез ядер) протекают при температурах, достигающих нескольких миллионов градусов. В этих условиях ядра легких элементов, двигаясь с большими кинетическими энергиями, будут сближаться на малые расстояния и объединяться в ядро более тяжелых элементов:
2 3 4 1
1Д + 1Т ® 2He + 0п + E (17,57 Мэв)
Закон постоянства радиоактивного распада: в равные промежутки времени имеет место ядерное превращение равных долей активных атомов радиоактивного вещества:
Nt = N0e-lt
где N0 - количество активных атомов в начальный момент (t =0); Nt- оставшееся количество радиоактивных атомов по прошествии времени t; l - поcтоянная распада, которая определяется долей атомов за единицу времени.
Доля распадающихся ядер атомов для каждого радионуклида есть величина постоянная и называется постоянной распада (l):
0,693
l= ¾¾¾
Т
где T - период полураспада - время, в течение которого распадается половина активных ядер атомов данного радиоактивного вещества.
Активность радиоактивного вещества - число ядерных превращений за единицу времени. За единицу активности принят беккерель (Бк) - одно превращение в секунду; МБк = 106 Бк, ГБк = 109 Бк, ТБк = 1012 Бк).
Внесистемная единица активности кюри (Ки). 1 Ки=3,7·1010 Бк, производные единицы: милликюри (мКи) = 3,7·107 Бк; микрокюри (мкКи) =3,7·104 Бк;
Виды ионизирующих излучений:
- корпускулярные: альфа-излучение (ядра атомов гелия), бета-излучение (поток электронов или позитронов), протонное излучение (поток протонов), нейтронное излучение (поток нейтронов),
- квантовые: гамма-излучение, рентгеновское и космическое излучение.
Свойства излучений:
1) проникающая способность (обратно пропорциональна плотности среды);
2) ионизирующая способность - способность разлагать молекулы на положительные и отрицательные ионы, например: H2O ® H+ + OH- ;
3) фотохимическое - свойство вызывать фотолиз AgBr ® Ag+ + Br - ;
4) люминесцентное - свойство вызывать свечение некоторых химических веществ;
5) биологическое действие - повреждающее, вредное действие на живой организм;
6) тепловое - ядерные превращения сопровождаются выделением тепловой энергии.
Физические свойства некоторых ионизирующих излучений представлены в табл.1
Радиоактивные излучения не воспринимаются органами чувств - они невидимы, не имеют запаха и вкуса, поэтому в момент облучения животный организм не ощущает действия радиации.
Таблица A. Физические свойства некоторых видов ионизирующих излучений
Вид
излуче-ния
| Энергия
излуче-ния
МэВ
| Скорость распрос-транения в вакууме км/с
| Длина пробега в воздухе
| Длина пробега в тканях
| Ионизирующая способность (плотность ионизации на единицу пути пробега в воздухе)
| альфа
| 1-10
|
| до 20 см
| до 50 мкм
| 10000-20000 пар/мм
| бета
| 0,1-2
|
| до 15 м
| до 1 см
| 5-10 пар/мм
| гамма
| 0,1-20
|
| сотни метров
| десятки сантиметров
| 1 пара/см
| нейтроны
| 0,5-10
| 0,001-1000000
| сотни метров
| сантиметры, метры
| сотни, десятки тысяч пар/мм
|
Дата добавления: 2015-01-12 | Просмотры: 1064 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 |
|