Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Аналіз радіаційного забруднення засобами геоінформаційної системи

Вплив радіації на живі організми, види та одиниці виміру

Зараз основною задачею людства в області радіаційного контролю - не допустити помітного збільшення радіоактивності, що створена природою, тобто недопущення збільшення природного радіаційного фону. Для рішення такої задачі людству необхідно мати представлення про фізико-хімічну основу такого явища як радіоактивність; знати як взаємодіє іонізуюче випромінювання з речовиною та, обов'язково, як впливає радіація на живий організм; а також мати деякі знання по дозам та заходам захисту населення від дії іонізуючого випромінювання. Для нас ця тема особливо актуальна тим, що на Україні працює чотири атомних електростанції, є родовища уранової руди, а також вже відбулася аварія в 1986 році на Чорнобильській атомній електростанції [2 ,4].

Атомна енергетика в Україні, як основне джерело техногенного випромінювання, почала свій відлік з 1977р., коли було введено до експлуатації перший блок Чорнобильської АЕС. За період з 1977 по 1989 рр. було введено 16 енергоблоків загальною потужністю 14800 МВт на 5 атомних станціях: Запорізькій, Рівненській, Хмельницькій, Чорнобильській, Південноукраїнській.

Зараз на Україні діє 4 атомних електростанції: Рівненська, Хмельницька, Південноукраїнська та Запорізька. П'ята - Чорнобильська АЕС - була законсервована в 2003 році. В Україні більше 50% електроенергії виробляється на атомних електростанціях. А якщо введуть в експлуатацію на Рівненській та Хмельницькій АЕС ще по одному блоку, то виробництво електроенергії від АЕС буде приблизно 60% від загальної кількості.

Україна має п'ять регіональних підприємств Державного об'єднання “Радон” по поводженню з радіоактивними відходами, які приймають на збереження радіоактивні відходи від усіх галузей народного господарства (крім ядерної енергетики). Вони знаходяться поблизу Києва, Харкова, Львова, Донецька та Дніпропетровська.

В нормальному робочому стані атомні електростанції наносять екології країни не більшу шкоду, ніж теплові або гідроелектростанції. Тим більше, що запас вуглеводневої сировини у нас на Україні дуже не значний. Тому зазначену сировину необхідно купувати, а уранова руда у нас своя, але її необхідно збагачувати за кордоном. Вугілля також, подібно більшості інших природних матеріалів, містить незначні кількості первинних радіонуклідів. Останні після спалювання вугілля попадають у навколишнє середовище, де можуть служити джерелом опромінення людей. Тобто теплові електростанції також є джерелами радіоактивного випромінювання.

Але іноді на АЕС трапляються аварії, що наносять великої шкоди навколишньому середовищу. Так аварія на Чорнобильській АЕС (26 квітня 1986 р.) є найбільшою екологічною катастрофою. В результаті понад 41 тис. км2 території було забруднено радіонуклідами. Її наслідки виходять далеко за межі проблем довкілля і переростають у ряд медичних, біологічних та психологічних проблем.

На Україні знаходяться поклади уранової руди. Підприємства по видобутку та переробці уранової руди знаходяться у Дніпропетровській, Миколаївській та Кіровоградській областях і належать до виробничого об'єднання “Східний гірничо-збагачувальний комбінат”. Недоліком у розробці покладів уранової руди є її дорожнеча - поклади знаходяться глибоко під землею [13].

Для визначення радіаційного фону області, що нас цікавить, треба визначитися з поняттям та видами радіаційного випромінювання.

Види випромінювання

Іонізуючим називається випромінювання, яке здатне прямо або не прямо іонізувати середовище. До нього відносять рентгенівське і гама- випромінювання, а також випромінювання, яке складається з потоків заряджених або нейтральних частинок, які мають достатню енергію для іонізації.

Радіоактивні речовини звичайно випускають альфа-, бета-частинки та гама-випромінювання, нейтрони ( іноді можуть бути протони і важкі ядра ).

Альфа-частинки - це позитивно заряджені атоми гелію. Вони володіють великою іонізаційною та малою проникаючою здібностями. Альфа-частинки можуть пройти шар повітря товщиною не більше 11 см або шар води до 150 мкм.

Бета-частинки - це електрони. Кількість іонізованих та збуджених атомів, які утворюються під дією альфа-частинки на одиниці довжини шляху в середовищі, в сотні разів більше, ніж у бета-частинки. А гама-випромінювання - це електромагнітне випромінювання високої енергії, що володіє великою проникаючою здатністю. Його іонізуюча здатність значно менше, ніж у альфа- чи бета-частинок.

Бета-частинки можуть проникати через верхній шар шкіри (0,07 мм). А бета-частинки з великою енергією можуть пройти через шар алюмінію до 5 мм.

Альфа-частинки мають дуже високу іонізаційну здатність, це пояснюється тому, що маса альфа-частинки в 8000 разів більша ніж маса електрона, а за нейтрон в 2 раза. Біологічна ефективність кожного виду іонізуючого випромінювання знаходиться в залежності від питомої іонізації. Так, наприклад, альфа-частинки з енергією 3 Мев утворять 40 000 пар іонів на одному міліметрі шляху, бета-частинки з такою же енергією - до чотирьох пар іонів. Зовнішнє опромінення альфа- і бета-випромінюваннями менш небезпечно, тому що альфа- і бета-частинки мають невелику величину пробігу в тканині і не досягають кровотворних і інших органів.

Нейтрони, як і фотони, непрямо іонізуючі частинки, іонізація середовища в полі нейтронного випромінювання проводиться зарядженими частинками, які з'являються при зіткненні нейтронів з речовиною.

В таблиці 1.1 показані властивості і типи іонізуючого випромінювання.

Для визначення поняття радіаційного фону та вимог щодо його вимірювання слід розібратися з видами та одиницями виміру доз радіації.

Таблиця 1.1_ Властивості радіоактивного природного випромінювання

Тип

Склад випромінювання

Іонізуюча здатність

Проникаюча здатність

Alfa

Іони Не++

Дуже висока

Низька.

Захист: 0,1 мм води, лист папера

Beta

Електрони

Висока

Висока.

Захист: шар алюмінію до 0,5 мм.

Gamma

Жорстке електромагнітне випромінювання

Низька

Дуже висока. Захист: шар свинцю до декількох см.

Біологічну дію іонізуючого випромінювання умовно можна розділить на: первинні фізико-хімічні процеси, що виникають в молекулах живих клітин та порушення функцій організму як наслідок первинних процесів - біологічний.

Початковий етап розвивається на атомарному рівні - іонізація і збудження атомів. Час протікання цього процесу складає 10-16-10-14с. Це фізико-хімічний етап радіаційного впливу на живий організм

Первинним фізичним актом взаємодії іонізуючого випромінювання з біологічним об'єктом є іонізація. Саме через іонізацію відбувається передача енергії об'єкту. Не можливо прямо виміряти іонізацію об'єкта. Тому найкращим способом вимірювання енергії є доза опромінення [14].

Доза випромінювання- це кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглиненої одиницею маси середовища, що опромінюється. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози випромінювання. Для визначення поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі прийняте поняття поглиненої дози випромінювання [14].

Поглинена доза випромінювання визначається як енергія, поглинена одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг).

У системі СІ поглинена доза виміряється в греях (Гр). 1Гр - це така поглинена доза, при якій 1 кг речовини, що опромінюється, поглинає 1 Дж енергії, тобто 1 Гр = 1 Дж/кг. Поглинена доза залежить від матеріалу, що опромінюється. Так історично склалось, що еталонним матеріалом є повітря.

Для оцінки біологічного впливу іонізуючого випромінювання використовується еквівалентна доза Dекв. Вона залежить від коефіцієнта відносної біологічної ефективності даного виду випромінювання з.

Для рентгенівського, гама-, бета- випромінювань з =1; для альфа-випромінювання з=20; для нейтронів з =3-10.

Одиницею вимірювання еквівалентної дози в системі СІ використовується зіверт (Зв), названий на честь одного з перших дослідників по радіаційній безпеці. 1Зв = 100 бер =1 ГрЧз ·

Для характеристики джерела випромінювання по ефекту іонізації застосовується так названа експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених часток в одиниці маси атмосферного повітря.

За одиницю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань приймається кулон на кілограм - 1 Кл/кг. Кулон на кілограм - експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань, при якій сполучена з цим випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого повітря при нормальних умовах (при t0 = 0°C і тиску 760 мм рт. ст.) робить у повітрі іони, що несуть заряд в один кулон електрики кожного знаку.

Несистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань є рентген. Рентген - це доза гамма-випромінювання, під дією якої в 1см3 сухого повітря при нормальних умовах (t =0°C і тиску 760 мм рт. ст.) створюються іони, що в одиниці об'єму несуть одну електростатичну одиницю електрики одного знака. Дозі в 1Р відповідає утворенню 2,08·109 пар іонів у 1см3 повітря. Випромінювання може вимірятися в рентгенах - Р, мілірентгенах - мР чи мікрорентгенах - мкР (1 Р = 103мР = 106мкР). Рентген - це випромінювання від 1 гррадія на відстані 1м [13].

Отже, для одержання експозиційної дози в один рентген потрібно, щоб енергія, витрачена на іонізацію в одному кубічному сантиметрі повітря (чи грамі), відповідно дорівнювала

1 Р = 2,58·10- 4 Кл/кг або 1 P = 3,86·10-3 Дж/кг

Джерела іонізуючих випромінювань характеризуються активністю, що визначається кількістю ядерних розпадів за проміжок часу.

У системі СІ одиницею вимірювання активності є бекерель (Бк), названий на честь Анрі Бекереля, який виявив у 1896 р., що джерелом невидимого випромінювання є уран. 1 Бк - це один розпад за секунду. Несистемною одиницею є кюрі (Ки), також названий на честь подружжя Марії Складовської-Кюрі і П'єра Кюрі, які виявили невидиме випромінювання у торію, а потім у полонію та радію.

1 Ки = 3,7·1010 Бк.

Поглинена доза випромінювання й експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань, поділені на одиниці часу, називаються відповідно потужністю поглиненої дози випромінювання і потужністю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань (Рпогл і Рексп).

За одиницю потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози прийнятий відповідно ват на кілограм (Вт/кг) і ампер на кілограм (А/кг).

Несистемними одиницями потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань відповідно є рентген в секунду ( р/сек):

Співвідношення між одиницями СІ і несистемними одиницями активності і характеристик поля випромінювання приведено в додатку А.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Аналіз радіаційного забруднення засобами геоінформаційної системи
Вступ1. Загальна частина роботи1.1 Характеристика Харківської області1.1.1 Фізико - географічні характеристики області1.1.2 Геологічні умови території Харківської області1.1.3 Корисні копалини в Харківській області1.1.4 Промисловість Харківської області1.2 Вплив радіації на живі організми, види та одиниці виміру1.3 Аналіз радіаційного фону Харківської області1.4 Прилади для вимірювання радіаційного фону1.4.1 Загальні відомості про дозиметри1.4.2 РКСБ-104 дозиметр-радіометр1.4.3 Радіометр РКС-01 "СТОРА"1.4.4 Дозиметр-радіометр МКС-05 "ТЕРРА-П"1.4.5 Радіометр бета-гама випромінювання РКС-20.03 "Прип'ять"1.4.6 Прилад радіаційної розвідки ДП-52. Спеціальна частина роботи2.1 Створення карти для Веб-ГІС2.2 Створення базових наборів даних радіаційного забруднення міського середовища2.3 Створення і проектування просторової бази даних2.4 Обробка даних радіаційного забруднення міського середовища методами та засобами SpatialAnalyst і GeostatisticalAnalyst2.4.1 Створення растру шляхом інтерполяції за допомогою SpatialAnalyst2.5 Метод обернено зважених відстаней (IDW)2.5 Метод Сплайн (Splin)2.6 Метод Крігінг (Kriging)2.7 Адреси території Харківської області, що були досліджені2.8 Методика вимірювання радіаційного фону2.9 Результати вимірів іонізуючих випромінювань від будівельних і оздоблювальних матеріалів будинків у м. Харків3. Охорона праці в приміщенні лабораторії3.1 Загальна характеристика системи охорони праці на підприємстві3.2 Характеристика об'єкта дослідження3.3 Аналіз небезпечних та шкідливих факторів, що впливають на людину у приміщенні3.4 Заходи з охорони праці в лабораторії3.4.1 Освітлення в лабораторії3.4.2 Характеристика шуму в приміщенні лабораторіїВисновкиСписок використаних джерел