Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений

Размещено на http://www.allbest.ru/

15

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра экономической социологии

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАНЯТИЕ

по дисциплине: Радиационная безопасность

вопрос: Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений

студентка ФЭУТ,

1 курс, ЗГТ-2

Сазанович А.Л.

Минск 2012

Содержание

Введение

1. Как ионизирующее излучение влияет на здоровье человека

2. Измерения радиоактивных излучений

Список литературы

Введение

«Жизнь на Земле развивалась на фоне непрекращающегося потока излучений. Излучения не являются плодом человеческого ума - они всегда были здесь».

Солнечный свет - это одна из наиболее знакомых нам его разновидностей. Свет Солнца приносит нам тепло, придает загар нашей коже. Мы спасаемся от солнечного излучения при помощи солнечных очков, тени, больших шляп, одежды.

На Земле без солнечного света не было бы жизни, но с каждым годом мы все яснее понимаем, что и его избыток не приносит нам ничего хорошего.

Солнечный свет состоит из электромагнитных волн различной длины. Его спектр простирается от длинноволнового инфракрасного до коротковолнового ультрафиолетового излучения, которое представляет серьезный источник проблем для здоровья.

За ультрафиолетом располагается область высокоэнергетического излучения, которое используется в медицине и которое мы в малых дозах получаем из космоса, из воздуха и от поверхности земли. Все виды таких излучений объединяют под общим названием «ионизирующее излучение». Такое излучение может причинить немалый вред живой ткани. Высокие уровни ионизирующих излучений очень опасны, поэтому продолжительность нашего пребывания в пределах их досягаемости необходимо строго контролировать.

Живые организмы развивались в среде, которая была значительно насыщена ионизирующим излучением. А сегодня многие из нас обязаны своим здоровьем и жизнью излучению, полученному искусственным путем. В медицине, например, при лечении зубов, при помощи рентгена можно выявить проблемы, которые незаметны при поверхностном осмотре. Другие виды ионизирующих излучений часто применяются для выявления различных заболеваний, а также они используются для их лечения.

Фоновая радиация - это то радиационное излучение, которое постоянно присутствует в окружающей среде. И это естественное явление. Уровень фоновой радиации может значительно варьироваться. Люди, которые живут в местности, где гранитные породы выходят на поверхность земли или где присутствует большое количество песка с минеральными включениями, получают большие дозы радиационного облучения, чем все остальные. На уровень фоновой радиации в данной местности также влияет то, на какой высоте она находится над уровнем моря. Поэтому люди, которые живут или работают на больших высотах, получают большие дозы космической радиации, чем те, кто живет на высоте моря. Огромная часть фонового радиационного излучения приходится на радон, газ, который просачивается сквозь трещины в земной коре и поступает в воздух, которым мы дышим.

1. Как ионизирующее излучение влияет на здоровье человека

Уже не первый год известно, что большие дозы ионизирующих излучений, многократно превышающие фоновый уровень, могут стать причиной заболевания раком и лейкемией (раком крови). При этом эффект от такого воздействия может проявиться спустя годы. Следует также учитывать тот факт, что ионизирующее излучение также может вызывать изменения генетической структуры организма и привести к мутациям у потомства. Это показали эксперименты на растениях и животных (по человеку таких подобных свидетельств не имеется). Пребывание в течение нескольких недель под воздействием радиационного излучения высокой мощности ведет к болезни и смерти.

Степень повреждений, вызываемых радиацией, зависит от многих факторов - от ее дозы, мощности излучения, типа радиационного излучения, от того, какая часть тела ему подверглась, от возраста и состояния здоровья у человека и т.д. Эмбрионы, в том числе и человеческие, особенно чувствительны к радиационному повреждению.

Каков же риск развития рака при получении низких доз радиации? Бытует мнение, что любые дозы излучения, даже самые малые, несут потенциальный риск для здоровья человека. Однако нет никаких научных свидетельств того, дозы облучения примерно равные 50 миллизивертам, будучи полученными за короткий период экспозиции, или примерно равные 100 миллизивертам за год несут какой-либо риска для здоровья. Были продемонстрированы как положительные эффекты от получения таких доз, так и отрицательные.

Более высокие накопленные дозы радиации способны вызывать рак, который может проявиться спустя несколько, а в некоторых случаях, даже спустя двадцать лет после радиационного облучения. Вследствие того, что эффект радиационного воздействия проявляется не сразу, становится невозможным со всей уверенностью утверждать, какой именно из многих существующих в мире канцерогенов стал причиной возникновения рака данного типа. В западных странах примерно четверть всех людей умирает от рака. Причиной тому становятся курение, нездоровое питание, генетические факторы, избыточное пребывание на солнце и многое другое. Радиация - это слабый канцероген, но ее продолжительное воздействие, без сомнения, представляет риск для здоровья.

Человеческое тело имеет специальные защитные механизмы, спасающие его от радиационных повреждений, также как и от повреждений, возникающих под воздействием химических и иных канцерогенов. Эти механизмы стимулируются низкими дозами излучений, высокие же дозы их подавляют.

С другой стороны, большие дозы радиационного излучения, направленные прямо на раковую опухоль используются в радиационной медицине для того, чтобы убить раковые клетки, часто оставляя неповрежденными здоровые. Еще более высокие дозы радиационного излучения используются для того, чтобы убить болезнетворные бактерии в пище и чтобы простерилизовать перевязочный материал и медицинское оборудование. Радиация становится важным инструментом в нашем современном мире.

Десять человек из каждой тысячи проживающих в развитых странах, работает в такой обстановке, что могут подвергнуться воздействию радиационного излучения, превышающего фоновый уровень. Поэтому такие люди надевают специальную одежду, предохраняющую их во время работы, а длительность их пребывания под воздействием радиации тщательно регистрируются. Медицинские карты таких людей часто свидетельствуют, что у них наблюдается более низкий уровень смертности от рака, чем у других групп населения и, в некоторых случаях, значительно более низкие уровни смертности от рака, чем тех, кто проделывает аналогичную работу, не подвергаясь воздействию радиации.

2. Измерения радиоактивных излучений

Измерения радиоактивных излучений на электрометрах относятся к ионизационным методам.

Для измерения радиоактивных излучений в зависимости от их природы и энергии существует несколько типов счетчиков Гейгера - Мюллера.

Поэтому для измерения радиоактивных излучений ввели коэффициент, названный относительной биологической эффективностью данного вида излучения, и понятие дозы, эквивалентной с точки зрения биологического воздействия.

Для обнаружения и измерения радиоактивных излучений используют следующие методы: фотографический, химический, сцинтилляционный и ионизационный.

Следующим специальным методом измерения радиоактивных излучений является фотографический метод. Как уже известно из раб.

Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой.

Радиометрический анализ основан на измерении радиоактивного излучения того или иного элемента. Он широко используется сейчас в агрохимических, биохимических и физиологических исследованиях.

СГМ служит для обнаружения и измерения радиоактивного излучения. В настоящее время применяются почти исключительно самогасящиеся счетчики.

В практике активационного анализа для измерения радиоактивного излучения в подавляющем числе случаев используются два типа детекторов: обычные торцовые счетчики для (3-излучения и сцинтилляционные счетчики для у-излучения.

Радиометрические методы анализа основаны на измерении радиоактивного излучения. Радиоактивное излучение возникает при самопроизвольном распаде атомного ядра. Известно несколько типов радиоактивного распада и несколько типов радиоактивного излучения.

Радиометрические методы анализа основаны на измерении радиоактивного излучения того или иного элемента.

Радиометрические методы анализа основаны на измерении радиоактивного излучения данного элемента.

Наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения радиоактивных излучений.

Приборы, предназначенные для регистрации и измерения радиоактивных излучений, называются детекторами.

Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Основными элементами дозиметрических приборов являются воспринимающие и регистрирующие устройства, электрическая схема, источники питания, блок преобразования напряжения.

Наиболее широко используется ионизационный метод обнаружения и измерения радиоактивных излучений, сущность которого заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы или молекулы газа разделяются на положительные и отрицательные ионы.

Основными достоинствами аналитических методов, основанных на измерении радиоактивного излучения, являются низкий порог обнаружения анализируемого элемента и широкая универсальность. Достоинством некоторых радиометрических методик является анализ без разрушения образца, а методов, основанных на измерении естественной радиоактивности, - быстрота анализа.

Радиометрические методы основаны на использовании радиоактивных изотопов и измерении радиоактивного излучения.

Способность редких земель интенсивно люминесцировать используется в сцинтилляционной технике для измерения радиоактивных излучений.

В современных полевых дозиметрических приборах наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения радиоактивных излучений.

Активационным анализом называется метод определения количественного и качественного состава веществ путем измерения радиоактивного излучения ядер, возбуждаемых в процессе облучения.

По принципу действия эти счетчики ничем не отличаются от счетчиков Гейгера, широко применяемых при измерении радиоактивных излучений. Счетчик заполняется инертным газом, иногда с добавкой паров спирта, ксилола или других органических веществ.

В соответствии с этим в пособии приводятся краткие теоретические сведения о радиоактивности и строении атомных ядер, методах измерения радиоактивных излучений, методах работы с радиоактивными изотопами и возможностях применения их в различных областях химии.

В соответствии с этим в пособии приводятся краткие теоретические сведения о радиоактивности и строении атомных ядер, методах измерения радиоактивных излучений и дозиметрии, методах работы с радиоактивными изотопами и возможностях применения их в различных областях химии.

Полистирольные конденсаторы благодаря своей высокой постоянной времени явились первым типом конденсатора, который был использован в электрических дозиметрах, предназначенных для обнаружения и измерения радиоактивного излучения.

Ниже приводится краткое описание, технические характеристики и другие сведения по пересчетным приборам, радиометрам и измерителям скорости счета, понимание которых необходимо для организации измерения радиоактивных излучений.

Несмотря на то что способ измерения радиоактивности не является химическим методом, важное значение его при открытии трансурановых элементов и изотопов, а также при проведении химических исследований указывает на необходимость краткого обсуждения методов измерения радиоактивных излучений. Радиоактивный распад изотопов трансурановых элементов регистрируется в результате взаимодействия испущенной-частицы (а -, р-частиц или нейтрона), или осколков спонтанного деления ядер, или у - и рентгеновских лучей с веществом.

Геофизические наблюдения - измерение в скважинах физических полей, обусловленных захоронением отходов. Измерение радиоактивных излучений - гамма-каротаж позволяет устанавливать распределение гамма-излучающих радиоактивных нуклидов непосредственно в породах за стенкой скважины при перемещении глубинного прибора по оси скважины. Ценность этой информации - получение данных о вертикальной фильтрационной неоднородности пласта-коллектора, контроль состояния водоупорных горизонтов. Бета-каротаж позволяет определять также непрерывно по разрезу активность жидкости в скважине без подъема проб на поверхность. Термометрия (или термо-каротаж) позволяет контролировать изменение температуры из-за радиогенного тепловыделения отходов и их возможное вертикальное перераспределение. Резистивиметрия позволяет определить солесодержание жидкости в скважине, расходометрия - профиль поглощения жидкости по разрезу пласта-коллектора.

Высокая чувствительность методов измерения радиоактивного излучения современными приборами позволяет проводить исследования с весьма малыми количествами вещества.

Он основан на измерении радиоактивного излучения элементов. Анализ по радиоактивности был известен и ранее. Так, измеряя естественную радиоактивность урановых руд, определили содержание в них урана. Аналогичный метод известен для определения калия по радиоактивному изотопу этого элемента.

Книга предназначена для преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области радиохимии. Она представляет также интерес для лиц, желающих познако-миться с основами измерения радиоактивных излучений и применения радиоактивных изотопов в химии и технике.

Книга является руководством к практическим занятиям по радиохимии и предназначается в качестве учебного пособия для студентов старших курсов химических факультетов высших учебных заведений. В ней описано большое количество практических работ, распределенных по разделам: измерение радиоактивных излучений, изучение радиоактивных превращений, получение радиоактивных изотопов, применение их в качестве меченых атомов. Каждому разделу предпослано краткое теоретическое введение. В отдельной главе дано описание оборудования радиохимических лабораторий и мер по технике безопасности.

Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения.

Огромная чувствительность и сравнительная простота радиоактивных измерений открывают широкие возможности для разнообразных применений радиоактивных меченых атомов в аналитической химии. Еще до открытия искусственной радиоактивности были разработаны некоторые аналитические методики, в которых весовое определение заменяется измерением радиоактивного излучения природных изотопов свинца и тория. После того, как стали доступными искусственные радиоактивные изотопы многих элементов, аналитические возможности применения меченых атомов чрезвычайно расширились. В этом направлении уже сейчас имеется значительное число опубликованных работ 1, но можно не сомневаться в том, что это лишь первые шаги в новой очень перспективной области аналитической химии.

Огромная чувствительность и сравнительная простота радиоактивных измерений открывают широкие возможности для разнообразных применений радиоактивных меченых атомов в аналитической химии. Еще до открытия искусственной радиоактивности были разработаны некоторые аналитические методики, в которых весовое определение заменяется измерением радиоактивного излучения природных изотопов свинца и тория. После того, как стали доступными искусственные радиоактивные изотопы многих элементов, аналитические возможности применения меченых атомов чрезвычайно расширились. В этом направлении уже сейчас имеется значительное число опубликованных работ, но можно не сомневаться в том, что это лишь начало в новой очень перспективной области аналитической химии.

Книга представляет собой учебное пособие по радиохимии. В ней приведено описание оборудования радиохимических лабораторий и рассмотрены вопросы обеспечения безопасности работы; отдельные главы посвящены измерению радиоактивных излучений, получению радиоактивных изотопов и применению их в методах меченых атомов.

Книга представляет собой учебное пособие по радиохимии. В ней приводится описание оборудования радиохимических лабораторий и рассмотрены вопросы обеспечения безопасности работы; отдельные главы посвящены измерению радиоактивных излучений, получению радиоактивных изотопов и применению их как меченых атомов.

Первая глава содержит только описательный и теоретический материал. Ко второй, третьей и четвертой главам даны теоретические введения, в которых, по возможности кратко, рассмотрены методы измерения радиоактивных излучений и получения радиоактивных изотопов, применяемых при выполнении практических работ, описана техника применения радиоактивных изотопов, приведены законы радиоактивных превращений.

Сульфид таллия применяется для изготовления фотосопротивлений, чувствительных в инфракрасной области спектра, в которых действующим веществом является один, из продуктов окисления сульфида - T12SO2 - так называемый таллофид. Кристаллы различных галогенидов щелочных металлов, активированные добавками бромида или иодида таллия, являются кристаллофосфорами и применяются, в частности, в сцинтилляционных счетчиках для обнаружения и измерения радиоактивного излучения. Этот же изотоп, как ионизирующее воздух вещество, используется в приборах для снятия статического заряда, возникающего при трении движущихся частей машин.

Заслуживает особого упоминания необычайно большая чувствительность этого метода. В то время как при помощи точнейших весовых и объемно-аналитических методов можно доказать присутствие вещества при концентрации порядка 10 6 г, а посредством весьма чувствительных спектроскопических исследований - порядка 10 - 10г, измерения радиоактивного излучения дают возможность определить 10 - 17 г вещества.

Современная промышленность выпускает значительные количества радиоактивных изотопов, которые могут использоваться как источники ионизирующих излучений или в качестве так называемых меченых атомов. Применение меченых атомов основано на том, что поведение атомов радиоактивных изотопов в большинстве случаев не отличается от поведения стабильных изотопов, но наличие радиоактивных излучений позволяет обнаружить ничтожные количества данного элемента. Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений отличаются самой высокой чувствительностью среди других методов при сравнительной простоте выполнения. Использование радиоактивных излучений основано на их ионизирующем действии.

Использование радиоактивных изотопов позволило очень эффективно решить ряд физических проблем и открыть новые явления. Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что по существу приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения.

Использование радиоактивных изотопов позволило очень эффективно решить ряд физических проблем и открыть новые явления. Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения.

Для выяснения путей обмена данного вещества в целом организме или в отдельных его органах применяется целый ряд методов. Например: метод срезов и экстрактов из органов, гистохимический и цитохимический методы, метод изолированных органов и тканей, метод меченых веществ и др. Одной из характерных черт последнего метода является его необычайная чувствительность. Так, если путем весовых и объемно-аналитических методов можно доказать наличие вещества при концентрации порядка l (he, а посредством спектроскопических исследований порядка 1 (Н0 г, то измерения радиоактивного излучения позволяют определить 10 - 17 г вещества.

Список литературы

радиация фоновый излучение радиометрический

Интернет источники:

http://ecoekspert.ru

http://www.ngpedia.ru

Размещено на Allbest.ru