Контроль уровней ионизирующего излучения

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Контроль уровней ионизирующего излучения"

Цель работы - измерение, оценка и сравнение с нормами радиационной безопасности уровня естественного фона, создаваемого -излучением.

Теоретические сведения

Самопроизвольный распад атомных ядер (радиоактивность) некоторых химических элементов (урана, тория, радия, калифорния и других) сопровождается ионизирующим излучением, которое является вредным фактором при добыче, переработке и использовании радиоактивных материалов, а также в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Различают корпускулярное ионизирующее излучение, то есть потоки , -частиц, нейтронов и фотонноеионизирующее излучение, представляющее собой электромагнитные волны высокой частоты и энергии (рентгеновское и -излучения). Энергия излучения при прохождении через вещество расходуется в основном на ионизацию среды.

- излучение является потоком положительно заряженных частиц ядер гелия. Они обладают весьма большой ионизирующей и очень малой проникающей способностью. В биологических тканях пробег -частиц исчисляется микрометрами.

- излучение состоит из -частиц (электронов и позитронов). Эти частицы в воздухе на своем пути создают в несколько сот раз меньше ионов, чем -частицы, но их проникающая способность значительно выше и в биотканях составляет несколько сантиметров.

Рентгеновское и -излучения - это электромагнитное излучение с меньшей, чем - и -частицы ионизирующей способностью, но с очень большой проникающей способностью.

Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц, которые при прохождении через вещество вызывают различные виды взаимодействия, в результате чего возникают - и -частицы или -излучение, а также происходит ионизация среды. Проникающая способность потока нейтронов сравнима с -излучением.

Любой вид ионизирующих излучений может вызывать биологические изменения в организме как при внешнем (источник излучения находится вне организма), так и при внутреннем облучении (попадание радиоактивных веществ внутрь организма ингаляционным, пероральным путем, реже через открытые раны).

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к излучению (риск гибели организма при воздействии излучения на кроветворные органы, лимфатические ткани и узлы, красный костный мозг существенно выше, чем при облучении кистей рук или стопы ног).

Первичным этапом, инициирующим изменения обратимых и не обратимых процессов в биологическом объекте, являются ионизация и возбуждение сложных молекул, вызывающие их диссоциацию в результате разрыва химических связей (прямое действие излучения). Молекулы воды, входящей в состав тканей, в результате ионизации образуют свободные радикалы Н+ и ОН-, радикал гидроперекиси и перекись водорода, которые вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов, что приводит к изменению биохимических процессов в организме сопровождающихся нарушением обменных процессов, возникновением новых химических соединений (токсинов) и химических реакций с вовлечением сотен тысяч молекул не затронутых излучением (косвенное излучение). Это приводит к нарушению жизнедеятельности организма.

Количественные характеристики ионизирующего излучения: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная дозы облучения и ряд других.

Экспозиционная доза рентгеновского и -излучений характеризует излучение по эффекту ионизации. В системе СИ выражается в Кл/кг, а внесистемной единицей является Рентген (Р). 1Р соответствует образованию 2,1*109 пар ионов в 1см3 воздуха.

Поглощенная доза дает количественную оценку действия, производимого любым ионизирующим излучением в веществе, и показывает какое количество энергии поглощено в единице массы облучаемого вещества. Единица измерения в СИ 1 Гр (Грей) = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей поглощенной дозы является Рад (1 рад = 0,01 Гр). Соотношение между поглощенной дозой излучения Dпогл, выраженной в радах и экспозиционной дозой Dэп, выраженной в рентгенах имеет вид:

Dэп=0,877Dпогл

Поглощенная (экспозиционная) доза излучения, отнесенная в единице времени, называется мощностью поглощенной (экспозиционной) дозы.

Эквивалентная доза (Dэкв) указывает на различия в биологическом действии различных видов излучений и определяется как произведение поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения

Dэкв=Dпогл*К, Зв (бэр)

Наряду с указанными дозами «Нормами радиационной безопасности» установлены следующие измеряемые и нормируемые величины:

· объемная активность (концентрация) радиоактивных аэрозолей и газов в рабочих помещениях;

· уровни загрязненности радионуклидами поверхностей помещений, оборудования, средств индивидуальной защиты и кожных покровов работающих.

Ход работы

Прибор РКСБ-104 и его характеристика

Назначение дозиметра РКСБ-104

Устройство предназначено для измерения мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения, измерения плотности потока бетта-излучения с загрязненных радионуклеидами поверхностей одежды, жилых помещений, продуктов питания, "даров леса", измерение удельной активности радионуклеида цезий-137 в веществах.

РКСБ-104 Основные сведения и технические характеристики:

Диапазоны измерения:

Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения от 0,1 до 99,99мк3В/ч: 10 -- 9999мкР/ч

Плотности потока бетта-излучения с поверхности: от 6 до 6000 частиц/мин·см

Удельной активности радионуклида цезий-137 от 2х103 до 2х106Бк/кг

Общие характеристики РКСБ-104:

Дозиметр РКСБ-104 -малогабаритный прибор с ручным выбором режимов и пределов измерения, предназначен для контроля радиационной обстановки специалистами и населением. Благодаря функции "дежурный режим" прибор РКСБ-104 не требует постоянного Вашего контроля за радиационной обстановкой, где бы Вы ни находились -- в лесу, на даче, вблизи опасных в радиактивном плане объектов и т.д.

В дозиметре "РКСБ-104" имеется звуковая сигнализация о превышении мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения, установленной потребителем.

Прибор РКСБ-104 отличает простота управления, универсальность функций и современный дизайн.

Диапазоны измерения

Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения от 0,1 до 99,99мк3В/ч, 10 -- 9999мкР/ч

Плотности потока Бетта-излучения с поверхности от 6 до 6000 частиц/мин·см.

Удельной активности радионуклида цезий-137 от 2х103 до 2х106Бк/кг

Диапазон энергии излучения:

Гамма-излучения от 0,06 до 1,25 МэВ

Бетта-излучения от 0,5 до 3 МэВ

Пределы допускаемых значений основных погрешностей измерений:

Мощности полевой эквивалентной дозы гаммы-излучения:

- в диапазоне (10 -- 99,9) мк3в/ч ± 25 %

Плотности потокабетта-излучения с поверхности:

-в диапазоне (6-6000)-частиц/мин·см± 40 %

Удельной активности радионуклида цезий-137:

-в диапазоне ( 2х103 -- 2х106)Бк/кг ± 40 %

Энергетическая зависимость показаний при измерениях мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения не хуже ... ± 25 % (по отношению к показаниям прибора от образцового источника цезий-137)

Время измерения, не превышает40 с

Питание от батареи типа "Корунд" напряжением 9 В

Габариты, не более 154 х 77 х 39 мм

Масса, не более 0,35 кг

Таблица. Результаты измерений и расчетов

Годовое значение 20*10-6*365=0,0073 Р.\

18*10-6*365=0,00657 Р.

14*10-6*365=0,00511 Р.

Экспозиционная доза 1Р=2,58*10-4Кл/кг.

х=20*10-6*2,58*10-4/1=51,6*10-10 Кл/кг.

Х=18*10-6*2,58*10-4/1=46,44*10-10 Кл/кг.

Х=14*10-6*2,58*10-4/1=36,12*10-10 Кл/кг.

Х=1*20*10-6/1,14=17,54*10-6 Рад

Х= 1*18*10-6/1,14=15,79*10-6 Рад

Х=1*14*10-6/1,14=12,28*10-6 Рад

1 Гр=100 Рад

Х=1*20*10-6/100=0,2*10-6 Гр.

Х=1*18*10-6/100=0,18*10-6 Гр.

Х=1*14*10-6/100=0,14*10-6 Гр.

1 Бэр=100 Рад

Х=1*0,2*10-6/100=0,002*10-6 Бэр

Х=0,0018*10-6 Бэр

Х=0,0014*10-6 Бэр

1 Зв=100 Бэр

Х=0,2*10-10 Зв

Х=0,18*10-10 Зв

Х=0,14*10-10 Зв

Таблица. Основные дозиметрические величины

Мы произвели замеры, оценили и сравнили с нормами радиационной безопасности уровня естественного фона, создаваемого -излучением.