Файл: Учебнометодическое пособие по лабораторным работам для студентов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 289
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Литература
-
Долин, П.А. Основы техники безопасности в электроустановках / П.А. Долин. – Москва: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с. -
ГОСТ 12.1.038. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.
Лабораторная работа № 7
«Исследование ионизирующих излучений»
-
Цель работы: формирование знаний и умений, необходимых для оценки радиационной обстановки на местности и в помещениях.
-
Задание по лабораторной работе:
-
изучить особенности физических свойств и действия на организм чело- века ионизирующих излучений; -
изучить дозиметрические приборы: цифровой детектор радиации
«QUARTEX», дозиметр бытовой «Белла», дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01-02 «Сосна», дозиметр ДКГ-03Д «Грач», дозиметр-радиометр МКС-01СА1М, индикатор радиоактивности индивидуальный ИРИ-1;
-
произвести необходимые измерения и анализ радиационной обстановки.
-
Теоретический материал
Понимание степени опасности ионизирующих излучений (ИИ) – одно из условий обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в современных условиях. Ионизирующее излучение – любое излучение, прямо или косвенно вызывающее ионизацию среды (образование заряженных атомов или молекул – ионов). Такими свойствами обладают космические лучи, природные источники ИИ на Земле, радиоактивные вещества (РВ). Радиоактивные вещества – это ве- щества, содержащие в своем составе радионуклиды. Радиоактивные вещества могут представлять собой радиоактивные изотопы химических элементов, сме- си радиоактивных и стабильных изотопов, химические соединения, в состав ко-
торых включены радионуклиды, а также вещества, содержащие радионуклиды в качестве примеси или добавки. Свойства радиоактивных веществ опреде- ляются содержанием в них радионуклидов, их способностью самопроизвольно распадаться с испусканием, например, альфа-, бета-частиц, гамма-квантов. Ра- диоактивные вещества в зависимости от происхождения содержащихся в них
радионуклидов делят на две группы: природные (естественные) и искусствен- ные, получаемые с помощью ядерных реакций.
Все ионизирующие излучения подразделяются по своей природе на элек- тромагнитные и корпускулярные. К ионизирующим излучениям электромаг- нитной природы относят: рентгеновское излучение, -излучение радиоактивных элементов и тормозное излучение. Все остальные виды ионизирующих излуче- ний имеют корпускулярную природу. Большинство из них – заряженные кор- пускулы: - частицы (электроны, позитроны), протоны (ядра водорода), дейтро- ны (ядра тяжелого водорода – дейтерия), -частицы (ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов). Кроме того, к корпускулярным излучениям от- носятся и не имеющие заряда ядерные частицы – нейтроны, опосредованно так- же вызывающие ионизацию.
В зависимости от местонахождения источника облучение тела может быть внешним и внутренним, равномерным и неравномерным, тотальным и ло- кальным.
Самое общее представление о количестве падающей энергии излучения может быть получено путем измерения экспозиционной дозы, под которой по- нимают отношение суммарного заряда ионов одного знака, возникающих в воз- духе при полном торможении всех вторичных электронов, к массе воздуха в данном объеме. Единица экспозиционной дозы в СИ – кулон на килограмм (Кл/кг). На практике до последнего времени используется внесистемная еди- ница – рентген (Р).
Величина энергии ИИ, передаваемая веществу, оценивается поглощенной дозой. Поглощенная доза (Д) – основная дозиметрическая единица. Она равна
отношению средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме. В системе СИ погло- щенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг). Эта едини- ца имеет специальное название – грей (Гр), 1Гр = 1Дж/кг. Внесистемной едини- цей поглощенной дозы является «рад», 1 рад = 0,01 Гр.
Воздействия ИИ на организм человека оценивается эквивалентной дозой. Доза эквивалентная (НТR) – поглощенная доза в органах или тканях, умножен- ная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излу- чения, WR:
HTR= ДTR WR, (7.1)
где ДTR – cредняя поглощенная доза в органе или ткани Т, а WR – взвеши- вающий коэффициент для вида излучения R.
При воздействии разных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.
НТ =
R
НTR (7.2)
Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв), внесистемная еди- ница – бэр, 1 бэр = 0,01 Зв.
Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения при рас- чете эквивалентной дозы (WR) следующие: фотоны любых энергий – 1, электро- ны любых энергий – 1, нейтроны различных энергий – 5–20, α-частицы – 20.
Характер поражения ИИ отдельных органов тела человека с учетом их ра- диочувствительности оценивается величиной эффективной дозы (Е). Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тка- нях на соответствующие взвешенные коэффициенты:
Е = НТ WT , (7.3)
Т
где HT – эквивалентная доза в органе или ткани Т за время , WT – взве- шивающий коэффициент для органа или ткани Т.
Единица эффективной дозы – зиверт (Зв). Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов (WT) выведены для оценки их радиочувствительности.
Для отдельных видов тканей и органов установлены следующие значения WT: гонады – 0,20, костный мозг – 0,12, легкие, желудок – 0,12, печень, грудная железа – 0,05, щитовидная железа – 0,05, кожа – 0,01.
Облучение эффективной дозой свыше 200 мЗв в течение года рассматри- вается как потенциально опасное, а эффективная доза облучения природными источниками излучения не должна превышать 5 мЗв в год.
Классификация источников ИИ с конкретным их вкладом в среднегодовую индивидуальную дозу облучения выглядит следующим образом (см. табл. 7.1):
-
Естественный радиационный фон (ЕРФ) – эквивалентная доза ИИ, созда- ваемая космическим излучением и излучением земного происхождения; -
Технологически повышенный ЕРФ (ТПЕРФ) – радиационное воздействие от угольных теплоэлектростанций, при использовании продуктов переработки фосфоритов, от применения стройматериалов, от радионуклидов в природном газе, при использовании потребительских товаров; 3. Искусственный радиа- ционный фон (ИРФ) – профессиональное облучение, например, операторов АЭС, рентгенологов; 4. Диагностическое и терапевтическое использование излучений в медицинских целях.
Таблица7.1
Среднегодовые индивидуальные эффективные эквивалентные дозы облучения населения за счет всех источников ионизирующего излучения
Источники ионизирующего излучения | Вид облучения | Среднегодовая индивидуальная эффек- тивная эквивалентная доза облучения, мкЗв (мбэр) |
1. Естественный радиационный фон: | ||
| Внешнее | 650(65) |
| Внутреннее | 1600(160) |
| Суммарно | 2250(225) |
| Внешнее | 300(30) |
| Внутреннее | |
| отсутствует | – |
| Внешнее отсутствует | – |
происхождения: | Внутреннее | 15(1,5) |
40К | Внешнее | 120(12) |
| Внутреннее | 180(18) |
| Суммарно | 300(30) |
87Rb | Внешнее отсутствует | – |
Внутреннее | 6(0,6) |
Окончаниетабл.7.1
Источники ионизирующего излучения | Вид облучения | Среднегодовая индивидуальная эффек- тивная эквивалентная доза облучения, мкЗв (мбэр) |
Ряд 238U | Внешнее Внутреннее Суммарно | 90(9) 1150(115) 1240(124) |
Ряд 232Th | Внешнее Внутреннее Суммарно | 140(14) 230(23) 370(37) |
2. Технологически измененный естественный радиационный фон: | ||
содержащиеся в стройматериа- лах и воздухе помещений | Внешнее Внутреннее Суммарно | 100(10) 1300(130) 1400(140) |
| Суммарно | 0,15(0,015) |
76 ГВт(эл) | Суммарно | 2(0,2) |
3. Искусственный радиационный фон: | ||
марной мощностью 12ГВт(эл) | Суммарно | 0,17(0,017) |
| Внешнее Внутреннее Суммарно | 10(1) 15(1,5) 25(2,5) |
4. Рентгено- и радиоизотопная диагностика | Суммарно | 1400(140) |
Суммарная доза облучения от всех источников (округленно) | 5050(505) |
Примечание. Загрязнение окружающей среды в результате аварий на АЭС не рассмотрено.
ЕРФ (без дозы, обусловленной