Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Атомное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %)…Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.
Число протонов, входящих в состав атомного ядра, обозначают символом Z и называют зарядовым числом или атомным номером (это порядковый номер в периодической таблице Менделеева). Заряд ядра равен Ze, где e – элементарный заряд. Число нейтронов обозначают символом N. Общее число нуклонов (т. е. протонов и нейтронов) называют массовым числом A:
Радиационный фон Земли складывается из трех компонентов :
1. космическое излучение;
2. излучение от рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов;
3. излучение от искусственных (техногенных) радионуклидов.
Облучение по критерию месторасположения источников излучения делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека.Все естественные радионуклиды в зависимости от их происхождения можно разделить на 2 категории: радионуклиды земного происхождения и космогенные радионуклиды. Радионуклиды земного происхождения в свою очередь делятся на 2 группы.К первой группе относятся элементы, образующие три радиоактивные семейства – урана, тория, актиноурана и продукты их распада. К ним относятся 32 радионуклида урана-радиевого и ториевого рядов. Ко второй группе естественных радионуклидов земного происхождения принадлежат радионуклиды, не входящие в радиоактивные семейства (11 долгоживущих радионуклидов
2.Масса ядра
Δm=Zmp + (A-Z)mn – mя
Mя=m ar – Zme измеряется в атомных единицах массы (а.е.м). Масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его нуклонов.
Энергия связи ядра Eсв это минимальная энергия, необходимая, чтобы развалить ядро на отдельные, составляющие его нуклоны.
Eсв = Δm * с^2
где Z - число протонов, ( A - Z) - число нейтронов, mp - масса протона, mn - масса нейтрона, Мя - масса ядра с массовым числом А и зарядом Z.Удельная энергия связи ядра ε(A, Z) это энергия связи, приходящаяся на один нуклон
ε= Есв/A
Искусственными источниками ионизирующих излучений являются рентгеновские установки, ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы, искусственные радиоактивные изотопы, приборы средств связи высокого напряжения и т.п. Как естественные, так и искусственные ионизирующие излучения могут быть электромагнитными (фотонными или квантовыми) и корпускул
3.Ядерные силы — силы удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Они действуют только на расстояниях не более 10 -13 см и достигают величины, в 100-1000 раз превышающей силу взаимодействия электрических зарядов.
Отличительные особенности: 1. Эти силы являются короткодействующими с радиусом действия 10^ -13 см. На существенно меньших расстояниях притяжение нуклонов сменяется их отталкиванием.
2.. Они обладают зарядовой независимостью, что проявляется в одинаковости сил взаимодействия нуклонов n-n…p-p….n-p..
3.Эти силы не являются центральными. Их, образно говоря, нельзя представить направленными вдоль прямой, проходящей через центры взаимодействующих нуклонов. Нецентральность связана с тем фактом, что эти силы зависят от ориентации спинов нуклонов
4.. Обладают свойством насыщения: каждый нуклон в ядре взаимодействует с ограниченным числом ближайших нуклонов.
Естественный Р. ф. обусловлен космическим излучением и излучением природных радионуклидов. Естественная радиоактивность строительных материалов обусловлена содержанием в них природных радионуклидов, а именно: радия-226, тория-232, калия-40.
4.Радиоактивность – самопроизвольные превращения атомных ядер, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц или более лёгких ядер. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения – радиоактивным распадом.
Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце.
период полураспада — время, за которое распадается половина количества исходного вещества.
ПОСТОЯННАЯ РАСПАДА - константа, характеризующая радиоактивный распад:
где - время жизни радиоактивного ядра. П. р. связана с периодом полураспада соотношением
В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты выделяют ряд последовательных этапов, объединенных между собой причинно-следственными связями:
1.Физико-химический этап (ионизация и возбуждение атомов и молекул)
2.Химический этап (образование свободных радикалов)
3.Биомолекулярный этап (повреждения белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул)
4.Ранние биологические эффекты (гибель клеток, гибель организма)
5.Отдаленные биологические эффекты (опухоли, ге нетические эффекты, гибель организма и т. д.)
Альфа-распад - распад атомных ядер, сопровождающийся испусканием альфа-частиц (ядер 4He). Ядро альфа-радиоактивно, если выполнено условие, являющееся следствием закона сохранения энергии
|
M(A,Z) >M(A-4,Z-2) + Mα, |
(1) |
где M(A,Z) и M(A-4,Z-2) - массы покоя исходного и конечного ядер соответственно, Mα - масса альфа-частицы.
x- материнское ядро
в ходе радиакт превращения выполняются законы сохр-ния массового и зарядового чисел.сумма этих чисел в левой части ур.= числу чисел в правой
при Z > 83 кулоновские силы отталкивают протон и дестабилизируют его(кулон силы явл дальнодействующими,ядерная сила явл короткодейств)
6
Бета-распад становится возможным тогда, когда замена в атомном ядре нейтрона на протон (или, наоборот, протона на нейтрон) энергетически выгодна и получающееся новое ядро имеет меньшую массу покоя, т. е. большую энергию связи. Избыток энергии распределяется между продуктами реакции.
Бета-распад бывает трех видов:
1. Один из нейтронов (n) в ядре превращается в протон (р). При этом излучается электрон (е ) и антинейтрино (v,) Это — P- -распад.
2. Протон, входящий в состав ядра, распадается на нейтрон (n), позитрон (e+) и нейтрино (v) . Это — P+ -распад.
3. Наконец, ядро может захватить ближайший из атомных электронов (электронный захват) и превратиться в другое ядро с зарядом на 1 меньше:
7.По сравнению с другими частицами альфа-частицы являются физически и электрически достаточно большими, состоящими из четырех нуклонов и двух положительных зарядов. Во время движения альфа-частиц через поглотитель, они воздействуют электрическими силами на орбитальные электроны атома поглотителя. Орбитальные электроны переводятся на более высокие энергетические оболочки или покидают атом, образуя ионные пары.Альфа-частицы могут передавать большое количество энергии поглотителю при малой длине пробега и производить большое количество ионных пар. Например, альфа-частица с энергией 3.5 МэВ имеет пробег приблизительно 20 мм и производит около сто тысяч пар ионов в воздухе. Альфа-частица с такой же энергией пройдет в биологической ткани приблизительно 0.03 мм (или 30 мкм).Альфа-частицы являются наименее проникающим излучением. Пробег альфа-частиц будет важен позднее, когда мы будем рассматривать проблемы, с которыми сталкиваются при мониторинге альфа-излучения, или когда мы будем рассматривать, насколько велика опасность, связанная с альфа-частицами внутри и вне организма человека.
8.Взаимодействие бета-частиц с веществом 4.1 Непосредственная ионизацияПо сравнению с альфа-частицами, бета-частицы очень маленькие. Они обладают одним отрицательным элементарным зарядом и практически незначительной массой. На самом деле, они идентичны орбитальным электронам атомов поглотителя и то что их заряды идентичны может вызвать непосредственную ионизацию путем отталкивания орбитальных электронов от атома.То, что бета-частицы вызовут непосредственную ионизацию вдоль их траектории гораздо менее вероятно, чем при прохождении альфа-частиц, поэтому их проникающая способность больше, чем у альфа-частиц с такой же энергией. Так, бета-частица с энергией 3.5 МэВ пройдет приблизительно 11 м в воздухе и 17 мм в биологической ткани. Однако, пробег низкоэнергетических бета-частиц в воздухе и биологической ткани достаточно мал (например, бета-частица с энергией 0.157 МэВ, испущенная углеродом-14, проходит только 300 мм в воздухе и 0.8 мм в биологической ткани).
9Гамма-излучениеВзаимодействие гамма-квантов с веществом может сопровождаться фотоэффектом, комптоновским рассеянием и образованием электрон-позитронных пар. Вид эффекта зависит от энергии гамма-кванта:Ек = hн - Еи, где: h - постоянная Планка; н - частота излучения; Еи - энергия ионизации соответствующей атомной оболочки (энергия связи выбитого электрона из атома).Фотоэффект возникает при Е = 10 эВ-1 МэВ, то есть при относительно малых значениях энергий. В этом случае вся энергия гамма-кванта передается орбитальному электрону, и он выбивается из орбиты (рис.3).Выбитый электрон называется фотоэлектроном. В результате его отрыва в атоме появляется свободный уровень, который заполняется одним из наружных электронов. При этом, либо испускается вторичное мягкое характеристическое излучение (процесс флюоресценции), либо энергия передается одному из электронов, который покидает атом (электрон Оже). Флюоресцентное излучение наблюдают в материалах с большим атомным номером. В материалах с низким атомным номером преобладает образование электронов Оже. Вероятность фотоэффекта увеличивается с ростом атомного номера материала и уменьшается с ростом энергии фотона.Длина волны рентгеновских лучей сравнима с размерами атомов, поэтому не существует материала, из которого можно было бы изготовить линзу для рентгеновских лучей. Кроме того, при перпендикулярном падении на поверхность рентгеновские лучи почти не отражаются. Несмотря на это, в рентгеновской оптике были найдены способы построения оптических элементов для рентгеновских лучей. В частности выяснилось, что их хорошо отражает алмаз[4].Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают. Поглощение рентгеновских лучей является важнейшим их свойством в рентгеновской съёмке. Интенсивность рентгеновских лучей экспоненциально убывает в зависимости от пройденного пути в поглощающем слое (I = I0e-kd, где d — толщина слоя, коэффициент k пропорционален Z³λ³, Z — атомный номер элемента, λ — длина волны).
3.Активность – физическая величина численно равная кол-ву распадов ед. времени.
A=Ao * e^ - λt
Удельная активность — активность, приходящаяся на единицу массы вещества источника.
Объёмная активность — активность, приходящаяся на единицу объёма источника. Удельная и объёмная активности используются, как правило, в случае, когда радиоактивное вещество распределено по объёму источника.
Поверхностная активность — активность, приходящаяся на единицу площади источника. Эта величина применяется для случаев, когда радиоактивное вещество распределено по поверхности источника.
В системе СИ единицей активности является беккерель (Бк, Bq); 1 Бк = с−1. В образце с активностью 1 Бк происходит в среднем 1 распад в секунду.
Внесистемными единицами активности являются:
кюри (Ки, Ci); 1 Ки = 3,7·1010 Бк.
резерфорд (Рд, Rd); 1 Рд = 106 Бк (используется редко).
Удельная активность измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/кг, Bq/kg), иногда Ки/кг и т. д. Системная единица объёмной активности — Бк/м³, часто используются также Бк/л. Системная единица поверхностной активности — Бк/м², часто используются также Ки/км² (1 Ки/км² = 37 кБк/м²).Ионизи́рующее излуче́ние — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим[1][2][3][4][5], поскольку его энергии недостаточно для ионизации атомов и молекул в основном состоянии.
11.Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5·10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.
Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер.. при ядерных реакциях
Гамма-лучи, в отличие от α-лучей и β-лучей, не отклоняются электрическими и магнитными полями, характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:
Фотоэффект — энергия гамма-кванта поглощается электроном оболочки атома, и электрон, совершая работу выхода, покидает атом (который становится ионизированным).
Комптон-эффект — гамма-квант рассеивается при взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии, что также сопровождается высвобождением электрона и ионизацией атома.
Эффект образования пар — гамма-квант в поле ядра превращается в электрон и позитрон.
Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.
Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м)
Рентгеновское излучение является ионизирующим. Оно воздействует на ткани живых организмов и может быть причиной лучевой болезни, лучевых ожогов и злокачественных опухолей.
На территории Республики Беларусь функционируют 55 пунктов наблюдений радиационного мониторинга, на реперных точках которых ежедневно, включая выходные и праздничные дни, проводится измерение МД гамма-излучения (сеть наблюдений).
В Республике Беларусь функционируют автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК) в зонах наблюдения Игналинской АЭС, Смоленской АЭС, Чернобыльской АЭС и Ровенской АЭС
12.Прибор для регистрации ионизирующих излучений состо ит из чувствительного элемента — детектора (датчика) и из мерительной аппаратуры. В детектор входит вещество, с ко торым взаимодействуют частицы, и преобразователь эффектов взаимодействия в регистрируемые величины (импульсы, ток, химический осадок и т. д.), которые фиксируются измери тельной аппаратурой. НРБ-2000 применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения. Требования и нормативы, установленные НРБ-2000, являются обязательными для всех юридических лиц, независимо от их подчиненности и формы собственности, в результате деятельности которых возможно облучение людей, а также для местных распорядительных и исполнительных органов, граждан, проживающих на территории Республики Беларусь. НРБ-2000 являются основополагающим документом, регламентирующим требования Закона Республики Беларусь «О радиационной безопасности населения» в форме основных пределов доз, допустимых уровней воздействия ионизирующего излучения и других требований по ограничению облучения человека. Никакие другие нормативные и методические документы не должны противоречить требованиям Норм.
13.Дозиметрия ионизирующих излучений - раздел прикладноядерной физики, в котором рассматриваются свойства ионизирующих
излучений, физические величины, характеризующие поле
излучения и взаимодействие
излучения с веществом (дозиметрические величины). В более узком смысле слова Д. и. и. — совокупность методов измерения этих величин. Важнейший признак дозиметрических величин — их связь с радиационно-индуцированными эффектами, возникающими при облучении объектов живой и неживой природы.Методы дозиметрии.Дозиметр ДС-50 (рис. 64) представляет собой, как большинство из нас привыкло говорить, ионизационную камеру с конденсатором. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что один вывод конденсатора соединен со, как заведено, стеной ионизационной камеры и корпусом дозиметра, являющимся наружным электродом камеры, а иной со стержнем, который как бы служит внутренним электродом. И действительно, конденсатор, как мы привыкли говорить, вставленного в зарядное гнездо дозиметра заряжается. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что заряд на конденсаторе, в конце концов, сохраняется долгое время (саморазряд за день не как бы превосходит 3%).
дозимер:детектор,измерит устройство, питание дозиметра, выходное устройство
14.Фотографический – метод фотографирования эмульсий, основан на том, что в фотографическом материале остается скрытый след воздействия излучений. Фотографический метод регистрации излучений основан на фотохимическом действии ионизирующих излучений.. .Под основным дозовым пределом понимают наибольший уровень облучения, который заведомо ниже порога возникновения всех вредных нестохастических эффектов облучения, а вероятность возникновения стохастических эффектов облучения достаточно мала и еще социально психологически приемлема для отдельных лиц и для общества в целом и не обнаруживается современными методами исследования на фоне существующего уровня этих эффектов. Основных дозовых пределов два: один для категории А и один для категории Б. Для категории А - предельно допустимая доза (ПДД) - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Основным дозовым пределом для категории Б является предел дозы (ПД) - такое наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Предел дозы устанавливается в 10 раз меньше по всем трем группам критических органов с целью предотвратить необоснованное облучение этого контингента людей
15.Химические методы основаны на том, что часть поглощен ной энергии излучения переходит в химическую, что вызывает цепь химических превращений. Определение наличия излуче ния, его интенсивности производится по выходу химических реакций. Например, при облучении водного раствора FeSO4 ионы двухвалентного железа Fe2+ превращаются в ионы трехвалентного железа Fe3+. Одновременно при этом изме няется электрический потенциал и окраска раствора, что мож но легко определить соответствующими способами.
Отметим, что при использовании химических методов сле дует подбирать в качестве детекторов такие вещества, хими ческие изменения в которых пропорциональны дозе или ин тенсивности ионизирующего излучения1. Утвердить на территории Республики Беларусь Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99), гигиенический норматив N 10-117-99.2. Содержание радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в импортных пищевых продуктах должно отвечать требованиям указанного гигиенического норматива. В случаях, если нормативы страны-экспортера жестче требований республиканского норматива, то содержание радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в импортных пищевых продуктах нормируется по нормативам страны-экспортера.3. С целью дальнейшего сближения республиканских допустимых уровней с допустимыми уровнями, принятыми в Российской Федерации, по содержанию радионуклидов цезия-137 в молоке - 50 Бк/л, говядине - 160 Бк/кг предлагаю Министерству сельского хозяйства и продовольствия, Комитету по проблемам последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС совместно с облисполкомами во II - III кварталах 1999 г. определить объемы защитных мероприятий в общественном секторе сельскохозяйственного производства и в личных подсобных хозяйствах и обеспечить их реализацию в 2000 г.4. Ввести их в действие со дня включения постановления и норматива в Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь и после официального опубликования.5. Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь N 13 от 31 марта 1999 г. "О введении Республиканских допустимых уровней содержания радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде" (РДУ-99) считать недействительным.