35052

Изотопы источники ИИ

Лекция

Химия и фармакология

Основным источником поступления этого радионуклида в организм человека является потребление зеленых овощей. Поглощенная доза облучения всего тела взрослого человека оценивается равной 008 мкГр 8 микрорад в год. Среднее содержание углерода в теле взрослого человека массой 70 кг равно 16 кг т. Годовая поглощенная доза от С14 содержащегося в различных органах и тканях тела человека составляет миллирад: 13 для всего тела; 06 для легких; 05 для гонад; 32 для клеток эндоста; 22 для красного костного мозга.

Русский

2013-09-08

52.5 KB

1 чел.

Изотопы источники ИИ

Тритий - радиоактивный изотоп водорода с периодом полураспада 12,3 года. Тритий - чистый бета-излучатель с максимальной энергией 18 кэВ. Образуется в атмосфере, литосфере и гидросфере. Основным источником естественного трития является атмосфера, где он образуется в результате взаимодействия протонов и нейтронов космического излучения с ядрами атомов азота, кислорода и аргона. Основной реакцией является реакция типа 14N + n 12C +3H при энергии нейтронов более 4,4 МэВ. Около 99 % всего образующегося 3Н превращается в НТО - тритиевую воду (Т- тритий) и участвует в круговороте воды в биосфере. Большая часть этого трития содержится в морях и океанах в результате поступления его туда с дождем или прямого обмена парами воды между воздухом и морской водой. До начала проведения испытаний ядерного оружия в атмосфере содержание Н-3 в воде в различных районах земного шара колебалось от 200 до 900 мБк/л. Около 30 % общего количества естественного трития содержится в глубоких слоях океанов, около 35 % - в верхних, хорошо перемешивающихся слоях океана, около 27 % - в земной поверхности и живом веществе, около 6,8 % - в стратосфере и лишь 0,4 % - в тропосфере. На долю континентальных районов приходится около 30 % общего количества естественного трития.

Бериллий-7 - радиоактивный изотоп бериллия с периодом полураспада 53,3 суток, гамма-излучатель с энергией квантов 0,477 МэВ. Средняя концентрация Ве-7 в приземных слоях атмосферного воздуха в районе умеренных широт составляет примерно 3 мБк/м3, а в дождевой воде 700 Бк/м3. Основным источником поступления этого радионуклида в организм человека является потребление зеленых овощей. Поглощенная доза облучения всего тела взрослого человека оценивается равной 0,08 мкГр (8 микрорад) в год.

Углерод-14 встречается в природе вместе с другими изотопами углерода (12С и 13С). Изотоп С-14 является чистым бета-излучателем с максимальной энергией бета-частиц 0,156 МэВ. Период полураспада радиоуглерода составляет 5730 лет. Естественный радиоактивный нуклид С-14 образуется в верхних слоях атмосферы при взаимодействии нейтронов космического излучения с ядрами стабильных атомов азота по реакции 14N(n, р)14С. Скорость его образования оценивается в 1015 Бк/год.

В 19-м веке удельная активность естественного радиоуглерода в живом веществе была равна 227 мБк/г углерода, что соответствует общему содержанию его в атмосфере 1,4.1017 Бк. Однако в 20-м веке удельная активность С-14 в воздухе снизилась вследствие его разбавления углеродом, выделяющимся при сгорании ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа). Оценочные расчеты показали, что если бы не проводились испытания ядерного оружия в атмосяере, то в результате такого разбавления концентрация изотопа С-14 в живой материи к 1950 г. должна была снизиться на 3,2, к 1969 г. - на 5,9, а к 2000 г. - на 23 %. В результате проведения испытаний ядерного оружия в атмосфере, а также работы ядерных реакторов в окружающую среду поступает дополнительное количество изотопа С-14.

Среднее содержание углерода в теле взрослого человека массой 70 кг равно 16 кг, т.е. 23 % массы всего тела. Годовая поглощенная доза от С-14, содержащегося в различных органах и тканях тела человека, составляет (миллирад): 1,3 - для всего тела; 0,6 - для легких; 0,5 - для гонад; 32 - для клеток эндоста; 2,2 для красного костного мозга.

Натрий-22 - радиоактивный изотоп натрия с периодом полураспада 2,62 года. Бета- и гамма-излучатель с максимальной энергией бета-частиц 1,82 МэВ, гамма-квантов - 1,275 МэВ. Суммарная активность, равная 0,4·1015 Бк, распределяется таким образом: 25 % - стратосфера; 1,7 % - тропосфера; 21 % - поверхность Земли и органическое вещество; 44 % - верхние перемешивающиеся слои океана; 8 % - глубокие слои океана. Концентрация в воздухе у поверхности Земли составляет 3.10-4 мБк/м3. Годовая поглощенная доза от космогенного Nа-22 за счет внутреннего облучения в некоторых органах и тканях человека (мкГр): гонады - 0,14; красный костный мозг - 0,22; эндостальные клетки - 0,27; щитовидная железа - 0,12; толстая кишка - 0,14; другие ткани - 0,10.

Внутреннее облучение от рассеянных во внешней среде естественных радионуклидов. Из этой категории рассмотрим в основном те радионуклиды, которые дают наиболее высокий вклад в эффективную эквивалентную дозу. Необходимо иметь ввиду, что в целом эффективная эквивалентная доза внутреннего облучения вдвое больше дозы внешнего облучения.

Углерод-14 попадает в организм человека через органы дыхания и органы пищеварения. Среднегодовая эффективная эквивалентная доза (на все тело) за счет поступления этого изотопа равна 12 мкЗв.

Калий-40 - радиоактивный изотоп калия с периодом полураспада 1,3·109 лет. Бета- и гамма излучатель с максимальной энергией бета-частиц 1,322 МэВ, гамма-квантов - 1,46 МэВ. Содержание калия во всем теле человека меняется в зависимости от возраста и пола. Наибольшее содержание калия - у молодых мужчин, минимальное - у пожилых женщин. Для взрослого мужчины среднее содержание К-40 составляет примерно 2 г на 1 кг массы тела. Концентрация калия в различных органах и тканях человека варьирует в широких пределах: 0,5 г калия на 1 кг костной ткани; 4,4 г на 1 кг красного костного мозга; 2,1 г на 1 кг легких или яичек; 1,35 г на 1 кг яичников. Средние дозы за год, создаваемые К-40 при такой концентрации калия, равны, мкГр: 270 для красного костного мозга; 140 - 180 для легких, гонад и эндостальных клеток в целом для всего тела человека. Среднегодовая эффективная эквивалентная доза составляет 180 мкЗв.

Рубидий-87 - радиоактивный изотоп рубидия с периодом полураспада 4,8·1010 лет. Распад Rb-87 сопровождается испусканием бета-частиц с максимальной энергией 0,274 МэВ. Среднее содержание в теле человека составляет 1,7·10–3 %. Содержание Rb-87 в земной коре равно примерно 0,03 % по массе. Сведений о его содержании и поведении во внешней среде почти нет. О метаболизме рубидия в организме человека также известно очень мало. Предполагают, что в организме человека он распределяется так же, как и калий, поскольку эти два элемента обладают сходными химическими свойствами. Поглощенная доза за год, создаваемая рубидием-87 в теле человека колеблется от 3 до 14 мкГр в зависимости от органа или ткани. Среднегодовая эффективная эквивалентная доза равна 6 мкЗв.

Однако основной вклад во внутреннее облучения человека вносят радионуклиды, входящие в состав естественных радиоактивных семейств урана-238 и тория-232. Важно отметить, что большинство из образующихся при этом радионуклидов излучают кроме бета-частиц и гамма-квантов также и альфа-частицы, которые создают на своем пути в веществе, в том числе и в биологической ткани, высокую плотность ионизации атомов и молекул вещества. Особо следует выделить свинец-210, полоний-210, радий-226, радон-222, радон-220 (Tn-220, торон-220), которые вносят наибольший вклад в поглощенную дозу.

Уран-2381/2 = 4,51·109 лет) и торий-2321/2 = 1,41·1010 лет) попадают в организм человека в основном с пищевым рационом. В районах с нормальным естественным радиационным фоном годовое поступление этих радионуклидов в организм человека оценивается следующим образом: U-238 - 5 Бк, Th-232 - 10 мБк (считается, что вкладом поступления тория-232 в организм с продуктами питания и водой можно пренебречь из-за низкого значения коэффициента всасывания тория из ЖКТ в кровь), причем вклад питьевой воды в суммарное поступление этих двух радионуклидов незначителен.

Радий-226 1/2 = 1602 года) поступает в организм человека в основном также через ЖКТ. При нормальном естественном радиационном фоне среднее поступление оценивается примерно 15 Бк в год.

Уран, радий и торий являются остеотропными радионуклидами: их доля в скелете составляет 70 - 90 % от общего содержания в теле человека.

Свинец-2101/2 = 22,3 года) и полоний-2101/2 = 138,4 сут) поступают в организм человека в основном с пищей. Pb-210 - типичный остеотропный радионуклид, а Ро-210 накапливается преимущественно в мягких тканях. С вдыхаемым воздухом в организм человека поступает в среднем 4 Бк и 1 Бк в год Pb-210 и Po-210 соответственно. С продуктами питания в организм людей, проживающих в районах с нормальным радиационным фоном, в среднем за год поступает по 40 Бк Pb-210 и Po-210. Оба радионуклида интенсивно концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. На Крайнем Севере десятки тысяч людей питаются преимущественно мясом северного оленя (карибу), в котором эти радионуклиды присутствуют в довольно высокой концентрации. Они попадают в организм оленей зимой, когда те питаются лишайниками, в которых накапливаются оба нуклида. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 при этом могут в 35 раз превышать средний уровень. Люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают за счет поступления в их организм Pb-210 и Po-210 дозы, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру.

Дополнительное количество этих радионуклидов поступает через органы дыхания при курении. При температуре сгорания табака оба радионуклида становятся летучими. 10 % свинца-210 и 20 % полония-210, содержащихся в табаке сигарет, попадают в легкие человека вместе с основной струей дыма. Среднее годовое поступление Pb-210 и Po-210 в легкие человека, выкуривающего одну пачку сигарет в сутки, составляет 16 и 60 мБк соответственно.

Радон-222 - естественный инертный радиоактивный, невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха), образующийся при распаде радия-226. Период полураспада 3,823 суток. Радон-220 образуется при распаде тория-232, период полураспада 55 с. Вклад радона-222 в дозу облучения примерно в 20 раз больше, чем радона-220. Эти радиоизотопы встречаются во многих природных материалах, откуда они могут частично диффундировать в окружающую среду (атмосферный воздух, воду). Скорость поступления радона в атмосферу сильно зависит от типа почвы, времени суток, сезона и метеорологических условий. Наибольшая концентрация этих изотопов наблюдается в приземном слое воздуха.

Вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада радон ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно половину этой дозы от всех естественных источников ионизирующего излучения. Человек большую часть дозы, обусловленной радоном, получает вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в закрытых, непроветриваемых помещениях. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе.

Герметизация помещений с целью утепления затрудняет выход радиоактивного газа из помещений.  Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на 1-м этаже. Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью межэтажных перекрытий, т.е. количеством трещин и микротрещин в них. После заделки щелей в полу и стенах помещения концентрация радона в нем уменьшается. Даже при оклейке стен обоями скорость эмиссии радона снижается примерно на 30 %.

Еще один источник поступления радона в жилые помещения представляют собой вода и природный или сжиженный газ, которым пользуются для обогрева жилищ и приготовления пищи. Концентрация радона в помещениях заметно возрастает, если кухонные плиты, отопительные и другие нагревательные устройства, в которых сжигается газ, не снабжены вытяжкой. Вода из открытых водоемов обычно содержит чрезвычайно мало радона, но вода из глубоких колодцев и артезианских скважин характеризуется высокой концентрацией этого газа. Наибольшая зарегистрированная удельная радиоактивность воды в системах водоснабжения составила 100 млн. Бк/м3, наименьшая равна нулю.

Однако наибольшую опасность представляет не питье воды, а попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие человека вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате. При обследовании домов в Финляндии оказалось, что в среднем концентрация радона в ванной комнате примерно в 40 раз выше, чем в жилых помещениях. После отключения 7-минутного душа прошло более полутора часов, прежде чем содержание радона вновь упало до исходного уровня.

Эффективная эквивалентная доза облучения от радона и его дочерних продуктов составляет в среднем около 1 мЗв (100 мбэр) в год, т.е. половину всей годовой дозы (2 мЗв), получакак емой человеком в среднем от всех естественных источников радиации.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53056. Работа на уроках над фразеологизмами 54 KB
  На доске рисунок Незнайки и запись: Переливать из пустого в порожнее. брать себя в руки спустя рукава заварить кашу выходить из себя засучить рукава расхлёбывать кашу первым делом на худой конец в лучшем случае в последнюю очередь К данному выражению нарисовать рисунок: Спустя рукава А к какой части речи относится слово рукава 6. Составьте по данным словам и рисунку выражения фразеологизмы...
53057. Внедрение аутентичных фразеологизмов в процессе обучения французскому языку 71.5 KB
  Знание французских пословиц и поговорок помогает учащимся усвоить образный строй языка развивает память приобщает к народной мудрости. Работая над пословицами и поговорками интерпретируя их посвоему учащиеся постигают вариативность языка его выразительные средства и образное содержание воспринимают и что особенно ценно присваивают язык творчески откликаются привнося кроме адекватного понимания свое личное отношение. Такие упражнения позволяют учащимся почувствовать эмоциональную выразительность французского языка развивают память...
53058. FREE TIME ACTIVITY. THEME PARKS 149 KB
  EDUCATIONAL OBJECTIVES: COMMUNICATIVE COMPETENCES GOOD BREEDING AIM: LOVE TO THE NATIVE TOWN SKILLS DEVELOPMENT AIM: COMMUNICATION EQUIPMENT: DIDACTIC MATERIALS, RECORDS, PLACARDS, MULTIMEDIA
53059. АНГЛІЙСЬКА БЕЗ КОРДОНІВ підручник з англійської мови для студентів нефілологічних спеціальностей 19.12 MB
  Книга призначена для студентів усіх напрямів підготовки нефілологічних спеціальностей. Мета підручника – розвиток усних і писемних навичок, ознайомлення та засвоєння культурологічних особливостей країн, мову яких вивчають у межах дисципліни “Англійська мова”. Цей підручник знадобиться всім, хто прагне підвищити рівень володіння англійською мовою.
53060. Характер мого друга. My friend’s character 53.5 KB
  1) Remember that you are known by the company you keep; so always surround yourself with people of good character. 2)Remember well and bear in mind, a trusty friend is hard to find. Peggy A. Cavender 3)A smile and thank-you will not cost you a dime. But not doing either may cost you later. 4)When wealth is lost nothing is lost
53061. Friends and Friendship 34 KB
  Presentation: Friends, friendship… How much can we say about these special words. Friendship is a feeling that is between friends but what these feelings are. So pupils, today we continue to speak about friends and friendship. But first I want you to answer some questions
53064. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ГРАФИКОВ ФУНКЦИЙ 41.5 KB
  Построить графики функций: у=2х3 у=2х3 у=2х. Один ученик строит графики на компьютере программа на диске. Затем отвечают на вопрос учителя: Как можно получить графики функций у =2х3 и у=2х3 с помощью графика у=2х Вывод записать в тетрадь. Слайд 6 Построить в готовой системе координат графики функций у=3х1 у=3х у=3х2 используя параллельный перенос.