18101

ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

Лекция

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Тема 2.8. ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ Практичне заняття 2 години. Навчальні питання занять: Фізична сутність іонізуючого випромінювання. Одиниці виміру іонізуючого випромінювання. Дія іонізуюче випромінювання на людину. Література: М.П.Гандзюк....

Украинкский

2013-07-06

71 KB

3 чел.

Тема 2.8.   ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

Практичне заняття 2 години.

Навчальні питання занять:

  1.  Фізична сутність іонізуючого випромінювання.
  2.  Одиниці виміру іонізуючого випромінювання.
  3.  Дія іонізуюче випромінювання на людину.

Література:

  1.  М.П.Гандзюк. Основи охорони праці // Підручник – К.: Каравела; Львів: Новий Світ – 2000, 2003. – 408с.

  1.  ФІЗИЧНА СУТНІСТЬ ІонізуючОГО випромінювання

Іонізуюче випромінювання – це потік елементарних частинок в наслідок самостійного розпаду важких ядер радіоактивних ізотопів і утворення на їх місці нових більш легких ядер хімічних елементів.

Такий процес називається радіацією, яка існує протягом всього часу існування Землі, і якій придатна більша частина наявних у природі земних мінералів. Так, із відомих науці 1300 ядер, більше 1000 є радіоактивними, і лише близько 300 ядер становлять стабільні ізотопи. Тому радіоактивними є не лише уранові руди, а й інші копалини, які широко застосовуються на виробництві і в будівництві  (щебінь, цемент, цегла, мармур, асфальт тощо).

Джерела іонізуючого випромінювання поділяються на природні і штучні.

Природні джерела – це:

  •  сонячна енергія;
    •  космічне опромінення;
    •  радіоактивні земні копалини.

Штучні джерела – це:

  •  ядерні реактори;
    •  рентгенівські установки;
    •  штучні радіоактивні ізотопи (збагачений уран);
    •  засоби зв’язку високої напруги тощо.

Природне і штучне іонізуюче випромінювання буває корпускулярним і квантовим (фотонним).

Корпускулярне випромінювання – це потік елементарних частинок, які мають масу і володіють певною енергією. До них відносяться:

  •  α-частинки;
    •  β-частинки;
    •  потік нейтронів (n) і протонів (p).

Квантове (фотонне) випромінювання – це специфічні промені електромагнітного походження, що утворюються під час руху елементарних частинок. До них відносяться γ-промені та рентгенівські Х-промені. Ці промені позбавлені будь якої маси, але вони володіють певною енергією, яка вимірюється в позасистемних одиницях електрон-вольт (еВ):

1 еВ = 1,6 · 10 – 19 Дж.

α-частинки – це потік тяжких ядер гелію, які рухаються зі швидкістю 20000 км/с і мають енергію 2-8 МеВ. Вони володіють значною іонізуючою силою, але мають слабку проникаючу здатність. Вони проникають:

  •  в повітрі – до 10 см;
    •  в біологічну тканину – на 30-40 мкм;
    •  повністю затримуються аркушем паперу.

Тому α-частинки не спричиняють значної небезпеки для людини, поки не потрапляють до її організму через органи дихання, відкриту рану, або до шлунку сумісно з радіоактивною стравою.

β-частинки – це потік легких електронів, які рухаються зі швидкістю близькою до швидкості світла (300000 км/г) і мають енергію 0,02 - 13,4 МеВ:

  •  0,02 МеВ – при розпаду ядер тритію 1Н3;
    •  13,4 МеВ – при розпаду ядра ізотопу бору 5В12.

Вони володіють меншою іонізуючою і більшою проникаючою здібністю ніж α-частинки. Вони проникають:

  •  в повітрі – до 20 м;
    •  в біологічній тканині – на глибину до 1-2 см;
    •  повністю затримуються шаром ґрунту в 3 см.

Потоки нейтронів (n) і протонів (p) виникають при ядерних вибухах, і їх дія залежить від енергії, що виділяється при цих вибухах.

γ-промені – це специфічне електромагнітне випромінювання, яке утворюється під час руху елементарних частинок, поширюється зі швидкістю світла (300000 км/г), і володіють енергією:

  •  в природних перетвореннях – від 0,001 до 5 МеВ:
    •  при ядерних вибухах – до 70 МеВ.

Характеризуються значною проникаючою здатністю:

  •  тіло людини пронизують наскрізь;
    •  свинець товщиною в 1 см лише послаблює їх дію в 2 рази.

Рентгенівське випромінювання (Х-промені) – виникають при зміні стану електрона і володіють енергією до 1 МеВ. Вони можуть бути:

  •  характеристичним – при переході електрона з одного на інший енергетичний рівень в атомі;
    •  гальмівним – при різкій зупинці руху електрона (використовується в рентгенівських трубках).

2.  ОДИНИЦІ ВИМІРУ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

Дія радіації характеризується активністю, щільністю радіаційного забруднення, а також дозою  та  потужністю опромінення.

Активність (А) – характеризує кількість розпадів ядер за 1 секунду. Визначається в кюрі і бекерель.

За еталон було взято 1 грам радію і підраховано, що він за 1 секунду утворює 37 міліардів розпадів ядер. Це значення і було принято вважати за 1 Кі.

1 Кі = 3,7 х 1010 розпадів ядер за 1 сек.

1 Бк (бекарель) = 1 розпаду ядра за 1 сек.

Щільність радіоактивного забруднення (Q) – характеризує кількість радіоактивної речовини, що приходиться на одиницю площі, обєму або маси.

Вимірюється  

  •  для площі в Кі/м2;
  •  для об’єму в Кі/м3;
  •  для рідин в Кі/л;
  •  для маси в Кі/кг.

Дози опромінення

Експозиційна доза (Х) – це кількість пар іонів що діють в певнім об’ємі повітря. Вона  характеризує проникаючу радіацію і вимірюється в рентгенах

Один рентген (Р) це така доза рентгенівського або γ-випромінювання, яка утворює в 1 см3  повітря 2 мільйона пар іонів.

1Р = в 1 см3 повітря діє 2,1.109  пар іонів.

1Р = 2,58 Кл/кг

Поглинена доза (Д) – це кількість енергії як приходиться 1 кг тіла людини або на 1 кг будь якої речовини, що потрапили під опромінення.

Характеризує наведену (поглинену) радіацію і вимірюється в одиницях рад, Гр (Грей), або Зв (зіверт).

 1 рад – це 1 кг тіла або речовини отримав 0,01 Дж енергії. 

1 Гр  –  це коли 1 кг тіла або речовини отримав 1 Дж енергії. 

1 Зв = 100 рад

1 рад = 0,88 Р

Еквівалентна доза (Н) – характеризує степінь ураження біологічного тіла в залежності від виду опромінення α, β чи γ-променями.

Визначається в одиницях бер (біологічний еквівалент рентгена) 

1 бер становить:

  •  для α і β променів 1 рад;
  •  для  γ-променя 20 рад.

Потужність дози (Р) – це кількість випроміненої або поглиненої енергії за одну годину, і визначається:

  •  для експозиційної дози – Р/годину;
  •  для поглиненої дози – рад/годину;
  •  для еквівалентної дози – бер/годину.

3.  ДІЯ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ЛЮДИНУ

Надмірне опромінення призводить до незворотних біохімічних процесів у організмі людини, що виражається в хронічній формі променевої хвороби.

Передвісниками такої хвороби є променеві катаракти і злоякісні пухлини.

В залежності від дози опромінення виділяється 4 ступені променевої хвороби.

Сту-пінь

Доза

опроміненя

Результат дії опромінення

Прихований період дії

Термін лікування

до 25 бер

25-50 бер

50-100 бер

Видимих порушень немає

Зміни в складі крові

Порушується працездатність

Не визначається

Відбувається самолікування при відсутності радіації

І

100-200 бер

Втрата працездатності

2-3 тижні

Потребує медичного  втручання

ІІ

200-400 бер

Можливі смертельні наслідки

до 1 тижня

Стадіон. лікування

1,5 – 2 місяці

ІІІ

400-500 бер

50% смертельних наслідків

1-2 доби

Стадіон. лікування

6 – 8  місяців

ІV

500-600 бер

100% смертельних наслідків

декілька годин

Постійне лікування

1000 бер

Смерть під променем

декілька хвилин

Не виліковується

Виділяється три групи критичних органів людини, від ураження яких залежить ступінь променевої хвороби:

  І група – все тіло, гонади, червоний кістковий мозок;

  ІІ група – м’язи, печінка, легені, селезінка, нирки та інші;

  ІІІ група – шкіра, кістки, гомілки, стегна.

Опромінення значно впливає на репродукційну функцію людини і залежить від її статі:

  •  для чоловіків:   10 бер – тимчасова стерильність;

                             200 бер – стійка стерильність;

  •  для жінок:   300 бер – призводить до безпліддя.

НОРМИ РАДІАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ

“Норми радіаційної безпеки України” (НРБУ- 97) поділяють населення на три категорії, які можуть зазнати опромінення:

  •  категорія А – персонал, який безпосередньо працює з радіоактивними речовинами;
    •  категорія Б – особи, які не працюють з радіоактивними речовинами, але за місцем роботи або проживання піддаються дії опромінення;
    •  категорія В – інше населення України.

Для цих категорій введена система дозових меж опромінення:

  •  Гранично допустима доза (ГДД) – це доза щорічного опромінення персоналу, яка протягом 50 років не викликає суттєвих змін у його здоров’ї;
    •  Межа дози (МД) – це доза щорічного опромінення осіб категорії Б, яка протягом 70 років не приводить до суттєвих змін у їх здоров’ї;
    •  Межа річного надходження (МРН) – це таке щорічне надходження радіонуклідів до організму людей категорії В, яке протягом 70 років може створити у критичному органі максимальну еквівалентну дозу опромінення.

Допустимі дози опромінення

Групи критичних органів

ГДД (бер/рік)

МД (бер/рік)

МРН (бер/рік) 

І група – все тіло, гонади, червоний кістковий мозок

5

0,5

0,5

ІІ група – м’язи, печінка, легені, селезінка, нирки та інші органи, що не входять до І і до ІІ категорій

15

1,5

1,5

ІІІ категорія – шкіра, кістки, гомілки, стопи.

30

3,0

3,0

Норми радіаційної безпеки

Категорія осіб

День

(мбер)

Тиждень

(мбер)

Рік

(бер)

А

17

100

5

Б

17

10

0,5

В

Не вище категорії Б

Допустима разова доза опромінення:

  •  для чоловіків – 2,3 бер;
    •  для жінок – 1,3 бер.

ЗАХИСТ ВІД ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЕННЯ

  •  Захист відстанню – збільшення відстані між людиною і джерелом          

                                          випромінювання;

  •  Захист часом – скорочення тривалості роботи в зоні опромінення;
    •  Захист екраном – екранування джерела випромінювання;
    •  Індивідуальні засоби захисту – спеціальні комбінезони, взуття,

                                                            рукавиці, респіратори.

На дверях приміщень з джерелами радіоактивного випромінювання наноситься знак радіаційної безпекитри червоних пелюстка на жовтому фоні.


γ - промені

Іонізуюче випромінювання

орпускулярне

Квантове (фотонне)

α - частинки

β - частинки

Потоки нейтронів і протонів (n, p)

Рентгенівські

(Х- промені)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24517. Способы реализации взаимных исключений путем запрещения прерываний, использования блокирующих переменных, системных вызовов 103.83 KB
  Поток при входе в критическую секцию запрещает все прерывания а при выходе из критической секции снова их разрешает. Это самый простой но и самый неэффективный способ так как опасно доверять управление системой пользовательскому потоку который может надолго занять процессор а при крахе потока в критической области крах потерпит вся система потому что прерывания никогда не будут разрешены. Для синхронизации потоков одного процесса программист может использовать глобальные блокирующие переменные к которым все потоки процесса имеют прямой...
24518. Назначение и использование семафоров 46.4 KB
  Пусть буферный пул состоит из N буферов каждый из которых может содержать одну запись рис. Для решения задачи введем три семафора: e – число пустых буферов; f – число заполненных буферов; b – блокирующая переменная – двоичный семафор используемый для обеспечения взаимного исключения при работе с разделяемыми данными в критической секции. Использование семафоров для синхронизации потоков Здесь операции Р и V имеют следующее содержание: Ре – если есть свободные буферы то уменьшить их количество на 1 если нет то перейти в состояние...
24519. Взаимные блокировки процессов. Методы предотвращения, обнаружения и ликвидации тупиков 35.63 KB
  Методы предотвращения обнаружения и ликвидации тупиков. Тупиковые ситуации надо отличать от простых очередей хотя и те и другие возникают при совместном использовании ресурсов и внешне выглядят похоже: процесс приостанавливается и ждет освобождения ресурса. Проблема тупиков включает в себя решение следующих задач: предотвращение тупиков; распознавание тупиков; восстановление системы после тупиков. Другой более гибкий подход динамического предотвращения тупиков заключается в использовании определенных правил при назначении ресурсов процессам.
24520. Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов. Преобразование адресов 40.26 KB
  Сама ОС обычно располагается в самых младших или старших адресах памяти. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти; выделение и освобождение памяти для процессов; вытеснение процессов из оперативной памяти на диск когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов и возвращение их в оперативную память когда в ней освобождается место; настройка адресов программы на конкретную область физической памяти. Программист при написании программы в общем случае обращается...
24521. Методы распределения памяти без использования диска (фиксированными, динамическими, перемещаемыми разделами) 83.87 KB
  Методы распределения памяти без использования диска фиксированными динамическими перемещаемыми разделами. Методы распределения памяти. Рассмотрим наиболее общие подходы к распределению памяти которые были характерны для разных периодов развития ОС. Классификация методов распределения памяти 5.
24522. Понятие виртуальной памяти, ее назначение. Свопинг 14.41 KB
  Понятие виртуальной памяти ее назначение. Понятие виртуальной памяти. Необходимым условием для того чтобы программа могла выполняться является ее нахождение в оперативной памяти. Уже давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ размер которых превышает имеющуюся в наличии свободную память.
24523. Страничное распределение оперативной памяти 90.7 KB
  В общем случае размер виртуального адресного пространства не является кратным размеру страницы поэтому последняя страница каждого процесса дополняется фиктивной областью. Чтобы упростить механизм преобразования адресов размер страницы обычно выбирается равным 2n: 512 1024 и т. Смежные виртуальные страницы не обязательно располагаются в смежных физических страницах. Запись таблицы называемая дескриптором страницы включает следующую информацию: номер физической страницы в которую загружена данная виртуальная страница; признак...
24524. Сегментное распределение оперативной памяти 30.45 KB
  Сегментное распределение оперативной памяти.Сегментное распределение памяти. Рассмотрим каким образом сегментное распределение памяти реализует эти возможности рис. Во время загрузки процесса система создает таблицу сегментов процесса аналогичную таблице страниц в которой для каждого сегмента указывается: начальный физический адрес сегмента в оперативной памяти; размер сегмента; права доступа; признак модификации; признак обращения к данному сегменту за последний интервал времени и т.
24525. Странично-сегментное распределение оперативной памяти 42.01 KB
  Каждый сегмент в свою очередь делится на виртуальные страницы которые нумеруются в пределах сегмента. Оперативная память делится на физические страницы. Перемещение данных между памятью и диском осуществляется не сегментами а страницами. При этом часть страниц процесса размещается в оперативной памяти а часть на диске.