Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

установки малой, средней и большой мощности. Приходится еще раз подчеркнуть, что влияние мощности дозы излучения на радиобиологические эффекты изучено еще недостаточно. Однако установлено, что процессы радиационной стимуляции осуществляются наиболее эффективно при малой мощности дозы излучения. Например, стимулирующий эффект при пред­ посевном облучении семян хорошо проявляется при мощности

логии.

дозы порядка 10 рад!сек для у- и электронного излучений. Для радиационной стерилизации сельскохозяйственной продукции требуется гораздо большая мощность дозы излучения (порядка

103 рад!сек).

Активность радиоизотопного источника у-излучения уста­ новок для предпосевного облучения семян составляет порядка 103 г-экв Ra, тогда как активность источников в установках для

установки, которые могли бы обеспечить облучение материа­ лов в довольно широком интервале доз (102— 107 рад).

Для предпосевного облучения семян необходимы дозы в ос­ новном 102— 103 рад, для ингибирования прорастания корнепло­

для радиационной генетики и селекции 103— 105 рад. Исходя из этой классификации, можно сказать, что для предпосевного облу­ чения семян и ингибирования прорастания корнеплодов нужны

311

установки малой и средней мощности, для дезинсекции — уста­ новки средней мощности. К установкам средней мощности' следует также отнести установки, предназначенные для радиогенетических исследований и селекции. Для радиационной па­

точников у-излучения установок более 105 г-экв Ra.

С точки зрения мобильности облучательные установки под­ разделяют на стационарные, транспортабельные и передвиж­ ные.

Конструкция установок существенно зависит от выбранного

способа защиты персонала от внешнего облучения. Некото­ рые типы установок требуют сооружения специальной защиты. Например, источники излучения помещают в резервуар с во­ дой (резервуарная защита). Слой воды служит для поглоще­ ния излучения и защиты персонала от внешнего облучения. Такие облучательные установки, как правило, очень громоздки. При подземной защите источник излучения помещают в бетон­ ные устройства, сооруженные в почвогрунте. В рабочем состоя­

свинцового контейнера, в котором находится источник у-излу- чения, а также толщина поглощающего слоя рассчитываются таким образом, чтобы на поверхности контейнера создать предельно допустимую мощность дозы излучения.

Разработка радиационной технологии включает три основ­ ные стадии: исследовательскую, испытательную и производст­ венную. На исследовательской стадии радиобиологический эф­ фект изучается обычно в лабораторных условиях. Для этого нужны исследовательские облучательные установки, с помощью которых можно было бы получать требуемый и по возможности достаточно широкий интервал доз и мощности дозы излучения. После установления оптимальной дозы и мощности дозы, ко­

312

торые обусловливают полезный радиобиологический эффект, разрабатывают первые варианты облучательных установок для испытания радиационного метода в производственных или в близких к производственным условиях. Эти испытательные облучательные установки рассчитаны уже на более узкий диа­ пазон доз и, как правило, на одну оптимальную мощность дозы излучения. В процессе испытаний уточняют интервал оптималь­ ных доз и окончательно отрабатывают конструкцию производ­ ственной облучательной установки.

Классификация облучательных установок по видам излу­ чения особых пояснений не требует.

Для конструкции установки существенное значение имеет вид облучаемой продукции. Сельскохозяйственная продукция может поступать на облучение в разном виде; это могут быть сыпучие материалы (семена, зерно), корнеплоды и плоды (кар­ тофель, яблоки и т. п.), продукция в упакованном виде. В за­ висимости от вида облучаемой продукции создаются установки, предназначенные для облучения сыпучих материалов, корне­ плодов и плодов, продукции в мелкой или крупной упаковке.

Рассмотрим теперь современное состояние облучательной техники с точки зрения технического обеспечения различных направлений сельскохозяйственной радиобиологии.

Рентгеновские установки. Напомним, что радиобиологиче­ ские исследования были начаты с исследования биологического действия рентгеновского излучения. Рентгеновские установки и в настоящее время используются для различных радиобиоло­ гических исследований при условии хорошо налаженной дози­ метрии излучения. Рентгеновское и у-излучения по биологиче­ скому действию практически эквивалентны, т. е. одна и та же поглощенная доза рентгеновского и у-излучений вызывает прак­ тически один и тот же эффект.

Рентгеновские установки различного типа используют для экспериментальных, лабораторных исследований стимулирую­ щего действия излучений на семена, проростки растений, а так­ же для получения мутаций при облучении семян и пророст­ ков.

Несмотря на известную «древность» рентгеновской техники, возможности ее использования для сельскохозяйственной радио­ биологии далеко не исчерпаны. До недавнего времени сущест­ вовало мнение, что рентгеновские установки нецелесообразно использовать для технологических целей. Одним из недостатков их является низкий к. п. д., т. е. лишь незначительная доля энергии падающих на анод электронов превращается в тормоз­ ное электромагнитное, рентгеновское излучение. Другой недо­ статок обычных рентгеновских установок, делающий их приме­ нение в производстве неприемлемым, — узкий пучок, тогда как для облучения продукции необходим широкий пучок с доста­ точной мощностью дозы излучения.

313

В последние годы разработан ряд рентгеновских устано­ вок технологического назначения с энергией фотонов 200 кэе

превращается в два изотопа-изомера 60**Ni и 60*Ni с перио­

314

а косвенным источником у-излучения. 60Со получают в ядерных реакторах по реакции типа (п, у). Важное преимущество 60Со состоит в том, что его можно использовать в виде металла — в реакторах облучают кобальтовую проволоку или кобальтовые стержни.

Изотоп 137Cs имеет период полураспада 27 лет. Он обра­ зуется в качестве продукта деления 235U. Следовательно, его можно получать путем выделения из смеси продуктов деления,

а продукт его p-распада. Метастабильный изомер 137тВа с пе­ риодом полураспада 2,6 мин, испуская у-фогон с энергией 0,66 Мэе, превращается в стабильный изотоп 137Ва. Таким об­ разом, как и в случае 60Со, изотоп 137Cs ■— косвенный источник у-излучения. Интерес к 137Cs возник в связи с тем, что, вопервых, это весьма долгоживущий изотоп; во-вторых, его можно получать в значительных количествах в качестве отхода ядер­ ных реакторов; в-третьих, он испускает более мягкое у-излуче- ние, чем источник 60Со, и поэтому требует меньших расходов на защиту со всеми вытекающими отсюда технико-экономиче­ скими последствиями.

Отработанные твэлы также являются источниками у-излуче- ния многочисленных продуктов деления 235U. Спектр этого излучения очень сложный. Сложный характер имеет и кривая уменьшения плотности потока излучения, так как в твэлах со­ держится смесь радиоактивных изотопов с различными перио­ дами полураспада.

Твэлы используют в качестве источников излучения в мощ­ ных облучательных установках.

Для этого их погружают в водяной бассейн, который слу­ жит радиационной защитой. При большой мощности дозы (по­ рядка 103 рад/сек) у-излучения высокой энергии (более 2 Мэе) в водяном бассейне образуется слабый поток нейтронов вслед­ ствие фотонейтронных реакций расщепления ядер дейтерия. Порог фотонейтронной реакции для ядер дейтерия составляет 2,23 Мэе. Как раз U0La испускает у-фотоны с энергией на 6% больше этого порога. Однако плотность потока нейтронов, об­ разующихся при этом, имеет порядок 103 нейтрон/(см2 •сек), т. е. он очень мал и практического значения не имеет.

В ряде случаев для экспериментальных целей используют радиационные контуры реакторов, которые обеспечивают высо­ кую мощность дозы излучения.

Надо отметить, что для экспериментов желательно иметь однородные по составу излучения или наиболее стандартные

315