лекция 12 1
Работа добавлена на сайт samzan.net:
БЖД лекция 12
1.5.1. Ионизирующие излучения. Виды, характеристики, происхождение излучений.
Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.
Различают корпускулярное и фотонное ионизирующее излучение.
Корпускулярное ионизирующее излучение – поток элементарных частиц, образующихся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, либо генерируемых на ускорителях. К нему относятся - и -частицы, нейтроны (n), протоны (p) и др.
-излучение – это поток частиц, являющихся ядрами гелия и обладающие двумя единицами заряда. Энергия -частиц, испускаемых различными радионуклидами, лежит в пределах 2 – 8 Мэв (1 эв = 1,6 10-19 Дж). При этом все ядра данного радионуклида испускают -частицы, обладающие одной и той же энергией.
-излучение – это поток электронов или позитронов. При распаде ядер -активного радионуклида, в отличие от -распада, различные ядра данного радионуклида испускают -частицы различной энергии, поэтому энергетический спектр -частиц непрерывен. Максимальная энергия -частиц достигает 3 – 3,5 Мэв.
Нейтроны (нейтронное излучение) – нейтральные элементарные частицы. Так как они не имеют электрического заряда, при прохождении через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. В результате образуются либо заряженные частицы (ядра отдачи, протоны, дейтроны) либо -излучение, вызывающее ионизацию.
Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с околосветовой скоростью. К нему относятся -излучение, характеристическое, тормозное и рентгеновское излучение.
-излучение испускается при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Характеристическое излучение – фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома, обусловленное перестройкой внутренних электронных оболочек. Тормозное излучение связано с изменением кинетической энергии заряженных частиц, имеет непрерывный спектр и возникает в среде, окружающей источник -излучения, в рентгеновских трубках. Рентгеновское излучение – это совокупность характеристического и тормозного излучений, диапазон энергии фотонов которых составляет 1 Кэв – 1 Мэв.
Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникающей способности.
Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, т. е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объёма, массы среды или на единице длины пути. Проникающая способность излучений определяется величиной пробега – это путём, пройденным частицей в веществе до её полной остановки.
-частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью (25 – 60 тыс. пар ионов на 1 см пути в воздухе) и наименьшей проникающей способностью (несколько сантиметров в воздухе, несколько микронов в биологической ткани). Для -излучения удельная ионизация в воздухе – 100 пар ионов на 1 см пути в воздухе, максимальный пробег – несколько метров. Фотонные излучения обладают наименьшей ионизирующей и наибольшей проникающей способностью. Прохождение фотонного излучения через вещество вообще не может быть охарактеризовано понятием пробега. Во всех процессах взаимодействия электромагнитных излучения со средой часть энергии преобразуется в кинетическую энергию вторичных электронов, которые, проходя через вещество, производят ионизацию. Ослабление потока электромагнитного излучения в веществе подчиняется экспоненциальному закону и характеризуется коэффициентом ослабления, зависящим от свойств вещества. Особенность экспоненциальных кривых состоит в том, что они не пересекаются с осью абцисс. То есть фотонное излучение можно лишь ослабить в любое количество раз.
Согласно планетарной модели атома (Резерфорд, 1911 г.), ядро атомов состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, число которых одинаково. Вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента и называются изотопами. Ядра всех изотопов образуют группу "нуклидов", большинство которых нестабильны и превращаются в другие нуклиды. Электроны располагаются на орбитах в строгой последовательности: на ближайшей к ядру орбите может находиться не более 2 электронов, на следующей – не более 8, на третьей – 18, далее 32 и т. д. Электроны могут переходить с орбиты на орбиту и покидать атом. При этом происходит высвобождение энергии в виде излучений.
Испускание ядром двух протонов и двух нейтронов – -излучение, испускание электронов – -излучение. Если нестабильный нуклид оказался перевозбуждённым, он выбрасывает порцию чистой энергии – -излучение, при этом не происходит испускания каких-либо частиц.
Процесс самопроизвольного распада нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид называется радионуклидом.
1.5.2. Биологическое действие ионизирующих излучений.
В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток. Существенную роль в формировании биологических последствий играют продукты радиолиза воды, которая составляет 60 – 70 % массы биологической ткани. Под действием ионизирующего излучения на воду образуются свободные радикалы Н и ОН, а в присутствии кислорода также свободный радикал гипероксида (НО2) и пероксида водорода (Н2О2), являющиеся сильными окислителями. Продукты радиолиза вступают в химические реакции с молекулами, тканей не затронутых облучением, образуя соединения, не свойственные здоровому организму. Это приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом.
Нарушения биологических процессов могут быть обратимыми, когда нормальная работа клеток облучённой ткани полностью восстанавливается, и необратимыми, ведущими к поражению отдельных органов и возникновению лучевой болезни. Различают две формы лучевой болезни – острую и хроническую.
Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. Хроническое поражение развивается в результате систематического облучения дозами, превышающими предельно допустимые. Изменения в состоянии здоровья называются соматическими эффектами, если они проявляются непосредственно у облучённого лица, и наследственными, если они проявляются у потомства.
1.5.3. Единицы измерения ионизирующих излучений. Нормирование.
Действие ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул. Количественной мерой этого воздействия служит поглощённая доза Дп – средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества (Гр). 1 Гр = 1 Дж / кг. Внесистемная единица 1рад = 100 эрг / г = 0,01 Гр.
Поглощённая доза излучения зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощённая доза служит однозначной характеристикой воздействия на среду - и -излучений небольших энергий, быстрых нейтронов.
Для рентгеновского и -излучения эффект ионизации оценивается экспозиционной дозой. Она выражает энергию фотонного излучения, преобразованного в кинетическую энергию вторичных электронов, производящих ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. За единицу экспозиционной дозы принимают Кл / кг. Это такая доза рентгеновского или -излучения, при воздействии которого на 1 кг сухого атмосферного воздуха при нормальных атмосферных условиях образуются ионы, несущие 1 Кл электричества каждого знака.
На практике до сих пор широко применяется внесистемная единица экспозиционной дозы рентген (Р) - экспозиционная доза рентгеновского или -излучения, при которой в 0,001293 г (см3) воздуха образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. 1 Р = 2,58 10-4 Кл / кг.
Исследования биологических эффектов, вызываемых различными ионизирующими излучениями, показали, что повреждения тканей связано не только с количеством поглощённой энергии, но и с её пространственным распределением, характеризуемым линейной плотностью ионизации - линейная передача энергии (ЛПЭ) частиц в среде на единицу длины пути. Чем она выше, тем больше степень биологического повреждения. Чтобы учесть этот эффект введено понятие эквивалентной дозы Дэкв = Дп Q. Q – безразмерный коэффициент качества, характеризующий зависимость биологических последствий облучения человека в малых дозах от полной ЛПЭ облучения. Например, для рентгеновского и -излучения Q = 1, для -излучения – Q = 20 и т. д.
Эквивалентная доза представляет собой меру биологического действия на конкретного человека и является индивидуальным критерием опасности излучения. За единицу измерения эквивалентной дозы принят зиверт (Зв). 1 Зв = 1 Гр / Q = 1 Дж / кг. Зиверт равен эквивалентной дозе излучения, при которой поглощённая доза равна 1 Гр при коэффициенте качества, равном единице.
Также применяется специальная единица эквивалентной дозы бэр – биологический эквивалент рада. 1 бэр = 0,01 Зв. Бэр – это количество энергии, поглощённое 1 г биологической ткани, при котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при поглощённой дозе излучения 1рад и Q = 1.
PAGE 41
2. Контроль параметров определение момента затяжки
3. РЕФЕРАТ Параллельность Прямых на Плоскости
4. і. ~кімшілік ’ы~ты~ нормаларды~ т~сінігі т~рлері ж~не ~~рамы.html
5. а организацию верховной государственной власти источники ее образования и принципы взаимоотношений высших.html
6. 912 DD5 PS DI DO 0 0 3 3 MINS O 0
7. The text published here sheds new light on this life of the sint nd contins some very interesting informtion on the internl life of the Studite community in the lte 8th erly 9th century
8. Тема 6 Управление и манипулирование Наиболее универсальным из понятий отражающим механизм скрытого психо
9. one by one on one of their crds
10. Сахар Первое что нужно сделать людям которые хотят похудеть ~ отказаться от чая и кофе с сахаром
11. Алан Уотс
12. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Подготовка школьников к дальнейшей самостоятельной жизни трудовой семейной
13. Аксіологізація філософії освіти як вимога сучасності Аксіолоігічні тобто ціннісні виміри освіти і вих
14. Понятие и сущность природопользования История, предмет, цели, задачи, методы природопользования Междисциплинарный характер изучения взаимодействия общества и природы
15. тема отсчета. Скорость.
16. го курса педиатрического факультета на осенний семестр 2013 2014 учебного года
17. . Теорема додавання ймовірностей несумісних подій.
18. Тема 9 Die Trnsrpidtechnik ist eine spezielle Technik f~r Hochgeschwindigkeitsbhnen die f~r die Personenbef~rderung usgelegt ist
19. Корпоративне право для слухачів 5 курсу ННІ права спеціальності 8
20. тематики демографической экономической и социальной статистики информатики которые помогают ей в исслед