Природа, источники, механизм взаимодействия с веществом, особенности воздействия на организм человека гамма-излучений

CЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИiИПЛИНЕ

Радиационная безопасность

Тема

Выполнил:Студент заочного отделения

Факультета ЯХТ

Д-34А

Бурак А.В.

Севастополь

2006

Содержание

1.Введение

2. Природа, источники, механизм взаимодействия с веществом, особенности воздействия на организм человека гамма-излучений

2.1 Радиоактивность

2.2 Гамма-распад

2.3 Контроль γ-излучения на АЭС и в окружающей среде

2.4 Материалы для защиты от гамма-излучения

2.5 Индивидуальная аварийная дозиметрия гамма-излучения

2.6 Особенности воздействия на организм человека гамма-излучений

Заключение

Литература

1.Введение

Урановая руда добывалась в месторождениях между Чехословакией и Германией с 1500 года и использовалась для получения оранжевого цвета при производстве посуды, причем уран использовался для этих целей буквально до последнего времени. Блестящая оранжевая посуда и предметы сервизов, изготовленные несколько десятков лет тому назад, при измерении счетчиком Гейгера "светят" десятки мР/час. В 1896 году Анри Беккерель открыл, что эта руда может засвечивать фотопластинки в темном помещении. Работая в Париже с несколькими тоннами этой руды Мария и Пьер Кюри установили, что излучение испускают не только соли урана, но и соли тория. Явление самопроизвольного излучения было названо радиоактивностью, а элементы, испускающие это излучение, тАФ радиоактивными. При попытке получить уран в чистом виде ученые открыли два новых элемента тАФ полоний и радий, при этом был сделан важный вывод, что радиоактивность тАФ свойство атомов радиоактивного элемента. Эрнест Резерфорд, изучая природу радиоактивного излучения радия, открыл, что оно состоит из трех типов различных излучений, которые назвал так:

тАв альфа тАФ отклоняется в магнитном поле, положительный заряд;

тАв бета тАФ отклоняется в магнитном поле, отрицательный заряд;

тАв гамма тАФ магнитное поле не влияет, заряд отсутствует;

гамма (g-излучение) тАУ коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны < 0,1 нм, возникающее при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом (тормозное излучение), аннигиляции электронно-позитронных пар и т.п.;

2.1 Радиоактивность

Радиоактивность тАУ способность радионуклидов спонтанно превращаться в атомы других элементов, вследствие перехода ядра с одного энергетического состояния в другое, что сопровождается ионизирующим излучением. В нормальном состоянии соотношение между количеством нейтронов и протонов в ядре строго определенное. Расстояние между ними, их энергия связи тАУ минимальные, ядро устойчивое. В результате облучения нейтронами (или другими частицами), ядро переходит в возбужденное состояние. Через тот или иной промежуток времени оно переходит в устойчивое состояние, а избыточная энергия превращается в радиоактивное излучение ядра. Процесс перехода ядер из неустойчивого в устойчивое состояние с излучением избыточной энергии называется радиоактивным распадом. Основными видами радиоактивных излучений при распаде ядер являются:

В· гамма тАУ излучение;

В· бета тАУ излучение;

В· альфа тАУ излучение;

В· нейтронное излучение.

ГамматАУизлучение тАУ электромагнитное излучение с длиной волны < 0,1 нм, возникающее при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом, аннигиляции электронно-позитронных пар. Для гамма-излучения характерны в основном три вида взаимодействия с веществом:

1. фотоэффект; 2.комптон тАУ эффект;

3.образование электронно-позитронных пар.

КОМПТОН (Compton) Артур Холли (1892-1962) , американский физик. Открыл и объяснил эффект, названный его именем. Обнаружил полное внутреннее отражение рентгеновских лучей. Открыл широтный эффект в космических лучах. Участник создания атомной бомбы. Нобелевская премия (1927). КОМПТОНА ЭФФЕКТ - открытое А. Комптоном (1922) упругое рассеяние электромагнитного излучения малых длин волн (рентгеновского и гамма-излучения) на свободных электронах, сопровождающееся увеличением длины волны. Комптона эффект подтвердил правильность квантовых представлений об электромагнитном излучении как о потоке фотонов и может рассматриваться как упругое столкновение двух "частиц" - фотона и электрона, при котором фотон передает электрону часть своей энергии (и импульса)

2.2 Гамма-распад

Третий вид радиоактивного распада, открытый первыми исследователями радиоактивности, был распад с испусканием γ-излучения. Большинство атомных ядер, возникающих при α- и β-распадах, образуются в возбужденных состояниях, в которых они пребывают конечное время, определяемое вероятностью распада. Переход ядра из возбужденного состояния в основное состояние или в состояние с меньшей энергией возбуждения может происходить различными способами, в том числе путем испускания электромагнитного γ-излучения. Из этого следует, что γ-излучение тАФ это самопроизвольное коротковолновое электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными атомными ядрами. Переходы ядра из возбужденного состояния, сопровождающиеся испусканием γ-лучей, называются радиационными переходами. Радиационный переход может быть однократным, когда ядро, испустив один квант, сразу переходит в основное состояние, или каскадным, когда снятие возбуждения происходит в результате последовательного испускания нескольких γ-квантов. По своей физической природе γ-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение ядерного происхождения. Обычно при радиоактивном распаде ядер, энергия ядерных γ-квантов заключена в пределах примерно от 10 кэВ до 5 МэВ, а при ядерных реакциях рождаются γ-кванты до 20 МэВ. Длина волны этого "жесткого" коротковолнового излучения составляет 10^-8 тАФ 10^{-11 см. Так как в}γ-распаде не происходит рождения протона или нейтрона, то, в отличие от α- и β-распадов, каждый из которых является ядерным превращением, при γ-распаде ядерного превращения не происходит. Если обозначить буквой P родительское ядро, то схема γ-распада будет иметь вид:

Ва+ γ +энергия.ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (1)

Звездочка справа от символа P означает, что исходное ядро находится в возбужденном состоянии.

Пример:

+ γ (0,662 МэВ).

Переходы ядра из возбужденного в основное состояние путем излучения γ-квантов происходят с различной скоростью. Если переход осуществляется примерно за 10^-12 сек, то γ-распад считается сопутствующим α- или β-распаду и часто не выделяется в отдельный тип. Если же скорость перехода составляет 10^-11сек. и больше, то возбужденное ядро называют метастабильным, и тогда к его массовому числу дописывается буква m, например, Tc⁹⁹^m. Это особый радионуклид, который используется при радиодиагностических медицинских процедурах. Применение этого радионуклида уменьшает дозу, полученную пациентом, т.к. γ-излучение тАФ единственное излучение, испускаемое данным нуклидом. Большинство γ-излучателей испускают параллельно еще и α- и β-частицы. которые приводят к росту дозы облучения пациента.

2.3 Контроль γ-излучения на АЭС и в окружающей среде

Источниками проникающего гамма-излучения на АЭС является реактор, активированное оборудование и теплоноситель. Аварийные ситуации с ядерным топливом приводят к резкому увеличению активности теплоносителя и соответствующему увеличению многих радиационных параметров. Для выполнения требований законодательства на атомных электростанциях создаются системы обезвреживания факторов вредного воздействия на окружающую среду и системы контроля. Система контроля за состоянием окружающей природной среды (экологический мониторинг) в районе расположения АЭС создается с целью надзора за безопасной эксплуатацией объекта на всех стадиях ее существования и должна обеспечивать охрану здоровья персонала, населения и объектов окружающей природной среды от загрязнения и вредного влияния. (Ст. 33. Закона Украины ВлОб использовании ядерной энергии и радиационной безопасностиВ»).

Информация о состоянии загрязнения объектов внешней среды, об источниках загрязнения, параметрах выбросов и сбросов загрязняющих веществ с объекта должна иметь необходимый и достаточный объем, достоверность и оперативность. Частота снятия показаний датчиков, лабораторных исследований, точки контроля, виды исследований и измерений должны определяться специальным документом: ВлРегламент контроля окружающей средыВ», который разрабатывается предприятием и согласовывается с Органами Госсаннадзора. Обязательному лабораторному контролю подлежат: приземный слой воздуха, атмосферные выпадения, грунтовые и поверхностные воды и донные отложения, водная растительность, рыба, моллюски (водоемов в районе размещения объекта), почва, растительность, животные, обитающие в данном районе. Примерный, объем контроля представлен в таблице1.

Таблица 1.Примерный объем контроля объектов окружающей среды на АЭС

Объект контроля	Что определяется	Ориентировочная частота отбора проб, или измерений	Примерное число точек наблюдения	Примечание
Мощность дозы гамма-излучения на местности	Гамма - излучение	Непрерывно с пом. системыACKPO1раз в год ТЛД, 1 раз в 6 местАФпереносными приборами	15 тАФ 20 50 тАФ 100	По основным маршрутам движения персонала
Атмосферный воздух	Суммарная бета-активность, γ-спектрометрия Радионуклидный состав α, β	1 раз в 7 дней Объединенные пробы за месяц	15 тАФ 20	γ-спектрометрия α-спектрометрия, радиохимическое определение.
Атмосферные выпадения	Суммарная β-активность, Ваγ-спектрометрия Радионуклидный состав	1 в месяц	15 тАФ 20	Планшеты
Снег	Суммарная β-активность, Ваγ-спектрометрия Радионуклидн.состав	1 раз в год Объединенные пробы	30 тАФ 40
Почва	γ-спектрометрия Радионуклидный состав	1 раз в год	60	Пробы отбираются по кольцевому маршруту, на характ. ландшафтах
Растительность	γ-спектрометрия Радионукпидный состав	1 раз в год	60	Пробы отбираются на характ. лаидшафтах по радиусам
Вода ПЛК, ХФК а также сбросных каналов АЭС	Суммарная β-активность, γ-спектрометрия Радионуклидный состав	Постоянные измерения	По числу сбросов	Возможен квази непрерывный контроль в местах сброса
Вода водоемов, в т.ч. пруда-охладителя	Суммарная β-активность, γ-спектрометрия Радионуклидный состав	1 раз в месяц 1 раз в квартал по объединенной пробе	5-20	С учетом водопользования
Донные отложения и водоросли	тАФ II тАФ	1 раз в год	5-20	С учетом водопользования
Рыба	тАФ II тАФ	1 раз в год	5-20
Животные	тАФ II тАФ	1 раз в год	5-20	В ВлближнейВ» зонеАЭС
Грунтовые воды	тАФ II тАФ	1 раз в месяц	По числу скважин	По специальной программе
Продукты питания местн.производства	тАФ II тАФ	1 раз в год	В пунктах проживания	По специальной программе

Вместе с этим смотрят:

РЖнформацiйнiсть як фактор ризику. Операцiя "Паганель"

РЖонiзуюче випромiнювання та його вплив на органiзм

Аварii на хiмiчно небезпечних об'iктах

Анализ вредных и опасных факторов на примере деятельности реставраторов произведений Графики Всероссийского художественного научно-реставрационного центра имени академика И.Э. Грабаря

Анализ государственных нормативных требований охраны труда, установленных действующим законодательством