Радиационно-опасных объектах

Понятие о радиоактивности, ионизирующем излучении и единицах их измерения. Под словом радиоактивность понимают свойство атомов вещества самопроизвольно испускать разные виды ионизирующего излучения. Радиоактивными называются те химические элементы, все изотопы которых обладают радиоактивностью. Степень радиоактивности химического элемента характеризуется временем, за которое любое количество этого элемента уменьшиться в два раза. Продолжительность этого процесса называют периодом полураспада. Элементы с малым периодом полураспада называют короткоживущими и они испускают много излучений в единицу времени и соответственно наиболее опасны для человека сразу же после своего появления. Например, йод-131 имеет период полураспада в 8 суток и 1 грамм его обладает радиоактивностью равной 73 тыс. кюри. 1 кюри, этот радиоактивность 1 грамма радия, период полураспада которого 1600 лет. Элементы с большим периодом полураспада называются долгоживущими, они обладают меньшей радиоактивностью, зато местность загрязненная этими элементами, становиться опасной для жизни человека на столетия и более.

Активность радиоактивного источника – физическая величина, характеризующая число радиоактивных распадов в единицу времени. В качестве единицы активности принят беккерель (Бк) – один распад в секунду.

Ионизирующее излучение, это потоки частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению его атомов или молекул. Это корпускулярные частицы: электроны, позитроны, протоны, нейтроны, другие элементарные частицы (бета-частицы), атомные ядра (альфа-частицы, чаще всего это потоки атомов гелия, лишенные орбитальных электронов), и электромагнитные излучения: гамма-, и рентгеновские лучи.

Источником их являются физические процессы в ядрах атомов радиоактивных веществ, в результате которых изменяется заряд и масса ядра атома, а следовательно порядковый номер в таблице Менделеева.

Наиболее часто в повседневной жизни и на производстве человек сталкивается с рентгеновским и гамма излучением, а также с альфа- и бета-лучами. Рентгеновские лучи возникают при работе некоторых электрических устройств, например, как рентгеновская трубка, а гамма-лучи возникают при ядерных реакциях и испускаются радионуклидами при их распаде. Оба излучения обладают большой проникающей способностью и легко проходят через тело человека. Для защиты от таких лучей используется бетон, толщиной более 1 м или свинец.

Альфа-лучи образуются при распаде тяжелых природных элементов – урана, радия, тория. Они обладают небольшой проникающей способностью, несколько сантиметров в воздухе, несколько микрон в живой ткани и полностью поглощаются листом бумаги. Потенциальная опасность этого излучения связана с возможностью поступления излучателей внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищей и создания в местах аккумуляции высокой плотности ионизации атомов и молекул.

Бета-частицы вылетают при распаде определенных радионуклидов, при взрыве ядерной бомбы и при работе ядерных реакторов и способны проникать на несколько сантиметров в воздухе и 1-2 см в воде и теле человека. Защита от них осуществляется с помощью нейтронопоглощающих материалов – воды, бора, графита, кадмия.

Существуют общие закономерности воздействия разных ионизирующих излучений на вещество, в том числе живую материю: степень воздействия увеличивается пропорционально увеличению энергии, поглощенной этим веществом. Поглощенная доза – это количество энергии, поглощенной облучаемым веществом и рассчитанной на единицу массы тела.

Поэтому за единицу воздействия излучения на вещество принята единица энергии излучения джоуль, поглощенная в одном килограмме вещества– грей.

1 Гр = 1 Дж/кг.

Биологический эффект единицы поглощенной энергии отличается для разных видов излучения (например, нейтронное излучение в 10 раз вреднее гамма-излучения).

Поэтому биологическое воздействие излучений измеряют в эквивалентных дозах, т.е. дозах энергии (грей) умноженных на коэффициент биологического действия или коэффициент качества излучения (К). Эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв),т.е. 1 Зв = 1 Гр х К. Для рентгеновского и гамма-излучений К = 1, для нейтронного – 10.

Один зиверт соответствует 1000 бэрам. БЭР – это биологический эквивалент рентгена, старая единица эквивалентной дозы облучения.

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещениях, обусловленных воздействием рентгеновского или гамма-излучения используют экспозиционную дозу облучения. В СИ единица экспозиционной дозы – кулон на килограмм (Кл/кг). Однако на практике чаще используют внесистемную единицу – рентген (Р). Соотношение между этими единицами следующее: 1Р = 2,58 х 10^-4Кл/кг.