2.1. Записати у табл. 1.1 дані про погодно-метеорологічні фактори (на день практичного заняття), які зачитує викладач.

2.2. Розрахувати значення середньої добової температури, вологості, швидкості вітру, атмосферного тиску.

2.3. Розрахувати значення міждобової зміни атмосферного тиску і температури.

Таблиця 2.3

Погодно-метеорологічні фактори

2.4. Розрахувати за формулами (2.3. - 2.7) складові індекси патогенності температури, вологості, швидкості вітру, зміни атмосферного тиску і зміни температури.

при t?18°, (2.3)

при t?18°, (2.4)

, (2.5)

, (2.6)

. (2.7)

2.5. Розрахувати на підставі складових індексів патогенності загальний індекс патогенності погоди.

2.6. Здійснити оцінку патогенної дії погоди на організм людини за шкалою на підставі значень загального індексу патогенності (табл. 2.1).

2.7. Визначити за формулою (2.8) ступінь подразнювальної дії погоди.

. (2.8)

2.8. Розрахувати за формулою (1.9) коефіцієнт жорсткості погоди та виконати оцінку комплексної дії погодно-метеорологічних факторів на організм людини.

. (2.9)

3. Результати занести до табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Результати розрахунків

Висновок:_____________________________, погода виявляє

______________________дію.

(рівень патогенності)

Контрольні питання

1. Що таке погода?

2. Що розуміється під поняттям «погодно-метеорологічні фактори»?

3. За рахунок чого відбуваються зміни погоди?

4. Які бувають типи погоди?

5. Які показники використовують для кількісної оцінки несприятливої дії погоди на організм людини?

6. У чому проявляються реакції організму людини на зміни погоди?

7. Як впливає погода на розумову та фізичну працездатність?

8. Що таке метеочутливість?

9. Чим метеочутливість відрізняється від метеопатичних реакцій?

10. У чому полягає метод визначення метеочутливості людини?

11. Які основні напрямки профілактики метеотропних реакцій?

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №3. МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ КОНТРОЛЮ РАДІАЦІЙНОЇ ТА ХІМІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

Мета роботи: ознайомити студентів з основними методичними підходами до оцінки радіаційної і хімічної безпеки та засвоїти методи реєстрації іонізуючих випромінювань та обґрунтування ГДК (гранично допустимої концентрації) шкідливих хімічних речовин.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

І. Радіаційна безпека

Основні поняття, терміни та визначення

Радіоактивність - це здатність деяких природних хімічних елементів (Ra,U,To і т.ін ), а також штучних радіоактивних ізотопів спонтанно розпадатися, утворюючи при цьому певні види випромінювань.

Радіонукліди - радіоактивні атоми з певними атомною масою та номером, а для ізомерних атомів - з певним енергнтичним станом атомного ядра.

Активність радіоактивного елемента - це кількість атомних розпадів, що відбуваються за 1 секунду.

Активність радіоактивної речовини пропорційна її кількості й обернено пропорційна періоду напіврозпаду.

За одиницю активності (активність нукліда в радіоактивному джерелі)- прийнята:

Ё в системі СІ - беккерель (Бк, Bq) - це така кількість радіоактивної речовини, в якій відбувається 1 акт розпаду за 1 с;

Ё несистемна одиниця - кюрі (Кі, Сі) - така кількість радіоактивної речовини в якій відбувається 37 млрд актів розпаду за 1 с.

Доза випромінювання - це кількість енергії радіоактивних випромінювань поглинутих одиницею об'єму середовища, яке опромінюється.

Доза випромінювання (або опромінення) є мірою вражаючої дії радіоактивних випромінювань на організм людини, тварин і рослини.

Експозиційна доза, що характеризує іонізаційний ефект рентгенівського і гамма-випромінювань у повітрі.

Одиниці вимірювання:

Ё в системі СІ - кулон на кілограм (Кл/кг, C/kg);

Ё несистемна одиниця - рентген (Р, R).

Поглинута доза - це кількість енергії різних видів іонізуючих випромінювань, поглинутих одиницею маси речовини.

Одиниці вимірювання:

Ё в системі СІ - джоуль на кілограм (Дж/кг, J/kg) або грей (Гр, Gy);

Ё несистемна одиниця - рад (rad).

Поглинута доза більш точно визначає вплив іонізуючих випромінювань на біологічні тканини організму, в яких різні атомний склад і густина.

Є окрема залежність між поглинутою дозою і радіаційним ефектом: чим більша поглинута доза, тим більший радіаційний ефект.

Поглинута доза характеризує радіаційний ефект для всіх видів органічних і хімічних тіл, крім живих організмів.

Еквівалентна доза - це величина яка враховує той факт, що різні види іонізуючого випромінювання під час опромінювання організму однаковими дозами приводять до різного біологічного ефекту.

Еквівалентна доза дозволяє оцінити можливу шкоду для здоров'я людини внаслідок хронічного впливу іонізуючого випромінювання довільного складу.

Одиниці вимірювання:

Ё в системі СІ - зіверт (Зв, Sv);

Ё несистемна одиниця - бер - біологічний еквівалент рентгена.

Радіаційні аварії ? це аварії з викидом (виходом) радіоактивних речовин (радіонуклідів) або іонізуючих випромінювань за межі, не передбачені проектом для нормальної експлуатації радіаційно-небезпечних об'єктів, в кількостях понад установлену межу їх безпечної експлуатації.

Іонізаційні випромінювання у навколишньому середовищі

Проникна властивість іонізаційних випромінювань залежить від їхньої природи, заряду та енергії, а також від густини речовини, що опромінюється. Основну частину опромінення населення Землі одержує від природних джерел (земна радіація, космічне випромінювання, внутрішнє опромінення).

Штучними джерелами іонізаційних випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, рентгенівські апарати, апаратура засобів зв'язку тощо.

Різні за своєю природою випромінювання, які відрізняються від інших високою енергією і мають властивість іонізувати та руйнувати біологічні об'єкти, називаються іонізаційними. Взаємодія іонізаційного випромінювання із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків. Розрізняють корпускулярне й фотонне іонізаційне випромінювання.

Корпускулярне випромінювання - це потік елементарних частинок із масою спокою, відмінною від нуля, що утворюються при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях або генеруються на прискорювачах: альфа (б) і бета (в)-частинки, нейтрони й протони.

б-випромінювання має високу іонізаційну здатність. Довжина пробігу б-частинки у повітрі становить близько 10 см, а у твердих і рідких середовищах ще менше. Одяг, засоби індивідуального захисту майже повністю затримують б-частинки та захищають людину від їхньої дії. Через високу іонізаційну властивість ці частинки особливо небезпечні при потраплянні в організм. Людина уражається як при внутрішньому, так і при зовнішньому опроміненні: внутрішнє - виникає при потраплянні в організм радіоактивних речовин разом із їжею, питною водою й повітрям; зовнішнє - при перебуванні на зараженій місцевості, потраплянні радіоактивних речовин на шкіру та одяг людей, а також під час дії проникаючої радіації.

в-частинкам (в) притаманна більша, ніж б-частинкам, проникна здатність, але менша іонізаційна властивість. Довжина пробігу в-частинок у повітрі становить близько 1,5 м, а в живих тканинах -1-2 см.

Фотонне випромінювання - це електромагнітні коливання, які поширюються у вакуумі зі швидкістю до 300 000 км/с.: гамма (г) й рентгенівське випромінювання.

г-випромінювання має найбільшу глибину проникнення - його може суттєво послабити лише свинцева або бетонна стіна.

Методи реєстрації іонізаційних випромінювань

Фотографічний метод базується на зміні ступеня почорніння фотоемульсії під впливом радіоактивних випромінювань. Гамма-промені, впливаючи на молекули бромистого срібла, яке знаходиться в фотоемульсії, призводять до розпаду і утворення срібла і брому. Кристали срібла спричиняють почорніння фотопластин чи фотопаперу під час проявлення. Одержану дозу випромінювання (експозиційну або поглинуту) можна визначити, порівнюючи почорніння плівки паперу з еталоном.

Недоліками метода є його недостатня точність, яка зумовлена залежністю чутливості плівки від енергії випромінювання та щільності почорніння від умов фотохімічноі обробки.

Сцинтиляційний метод полягає в тому, що під впливом радіоактивних випромінювань деякі речовини (сірчистий цинк, йодистий натрій) світяться. Спалахи світла, які виникають, реєструються, і фотоелектронним посилювачем перетворюються на електричний струм. Вимірюваний анодний струм і швидкість рахунку (рахунковий режим) пропорційні рівням радіації.

Хімічний метод базується на властивості деяких хімічних речовин під впливом радіоактивних випромінювань внаслідок окислювальних або відновних реакцій змінювати свою структуру або колір. За інтенсивністю утвореного забарвлення, яке є еталоном, визначають дозу радіоактивних випромінювань. За цим методом працюють хімічні дозиметри ДП-20 і ДП-70 М.

Недоліками метода є мала чутливість і значна похибка.

Іонізаційний метод полягає в тому, що під впливом радіоактивних випромінювань в ізольованому об'ємі відбувається іонізація газу и електрично-нейтральні атоми (молекули) газу розділяються на позитивні й негативні іони. Якщо в цьому об'ємі помістити два електроди і створити електричне поле, то під дією сил електричного поля електрони з від'ємним зарядом будуть переміщуватися до анода, а позитивно заряджені іони - до катода, тобто між електродами проходитиме електричний струм, названий іонізуючим струмом і можна робити висновки про інтенсивність іонізаційних випромінювань. Зі збільшенням інтенсивності, а відповідно й іонізаційної здатності радіоактивних випромінювань, збільшиться і сила іонізуючого струму.

Калориметричний метод базується на зміні кількості теплоти, яка виділяється в детекторі поглинання енергії іонізуючих випромінювань.

Нейтронно-активаційний метод зручний під час оцінювання доз в аварійних ситуаціях, коли можливе короткочасне опромінення великими потоками нейтронів. За цим методом вимірюють наведену активність, і в деяких випадках він є єдино можливим у реєстрації, особливо слабких нейтронних потоків, тому, що наведена ними активність мала для надійних вимірювань звичайними методами.

Біологічний метод дозиметрії ґрунтується на використанні властивостей випромінювань, які впливають на біологічні об'єкти. Дозу оцінюють за рівнем летальності тварин, ступенем лейкопенії, кількістю хромосомних аберацій, зміною забарвлення і гіперемії шкіри, випаданню волосся, появою в сечі дезоксицитидину. Цей метод не дуже точний і менш чутливий, ніж фізичний.

Розрахунковий метод визначення дози опромінення передбачає застосування математичних розрахунків. Для визначення дози радіонуклідів, які потрапили в організм, цей метод є єдиним.

Класифікація дозиметричних приладів

За призначенням дозиметричні прилади умовно поділяються на пристрої:

Ё радіаційної розвідки (для визначення рівнів радіації на місцевості);

Ё контролю за ступенем зараження радіоактивними речовинами техніки, продуктів харчування, води тощо;

Ё контролю за опроміненням (для вимірювання поглинутих доз одиницею маси опроміненої речовини);

Ё визначення наведеної радіоактивності в ґрунті, техніці, предметах, які опромінювалися нейтронними потоками.

До групи приладів, призначених для радіаційної розвідки, належать індикатори, сигналізатори, радіометри й рентгенметри військового та промислового призначення ДП-ЗБ, ДП-5А (Б), ІМД-21, СРП-88, МКС- «Терра», «Прип'ять»; прилади для населення -- «Стриж», «Інгул», «Бриз», «Белла», «Десна», а також універсальні прилади вітчизняного виробництва ДКС-01, ДКС-ДЗ.

Побудова та принцип роботи дозиметрів

Дозиметр-радіометр МКС-«Терра»

а). Призначення дозиметра

Дозиметр-радіометр МКС-05 «ТЕРРА» (далі за текстом - дозиметр) призначений для вимірювання амбієнтного еквівалента дози (ЕД) і потужності амбієнтного еквівалента дози (ПЕД) гамма- та рентгенівського випромінень (далі - фотонного іонізуючого випромінення), а також поверхневої густини потоку частинок бета-випромінення.

Дозиметр використовується для:

Ё екологічних досліджень;

Ё для дозиметричного і радіометричного контролю на промислових підприємствах;

Ё для контролю радіаційної чистоти житлових приміщень, будівель і споруд, території, що до них прилягає, предметів побуту, одягу, поверхні ґрунту на присадибних ділянках, транспортних засобів.

б). Побудова дозиметра та принцип його роботи

Дозиметр виконано у вигляді моноблока, в якому розміщені детектор гамма- та бета-випромінень, друкована плата зі схемою формування анодної напруги, цифрової обробки, управління та індикації, а також елементи живлення.

Корпус приладу (рис. 3.1, 3.2) складається з верхньої (1) та нижньої (2) накривок.

Рис. 3.1. Загальний вигляд дозиметра

Рис. 3.2. Вигляд ззаду зі знятою нижньою накривкою

Рисунок 3.1. У середній частині верхньої накривки (1) дозиметра розташовано панель індикації (3), зліва і праворуч над нею - дві клавіші (4) управління роботою дозиметра, а у верхній частині накривки (1) - гучномовець (5).

Рисунок 3.2. У нижній накривці (2) приладу розміщено відсік (6) для елементів живлення, а також вікно (7) для вимірювання поверхневої густини потоку частинок бета-випромінення. Відсік живлення (6) і вікно (7) закриваються відповідно накривками (8) і (9), фіксація яких здійснюється за рахунок пружних властивостей матеріалу.

У середині корпусу знаходиться друкована плата (10), на якій розташовані всі елементи електричної схеми, за винятком гучномовця (5). Гучномовець прикріплюється до верхньої накривки (1) і електрично під'єднується до друкованої плати (10) за допомогою пружинних контактів. Друкована плата (10) прикріплюється до верхньої накривки (1) корпусу гвинтами.

Нижня накривка скріплюється з верхньою накривкою за рахунок зачеплення спеціальних конструктивних елементів, а також за допомогою двох гвинтів. Цими ж гвинтами прикріплюються контакти (11) для підключення елементів живлення.

Органи управління та індикації дозиметра мають відповідні написи. На нижній накривці (2) приладу нанесена інформаційна таблиця. Для правильного підключення елементів живлення на дні відсіку живлення (6) нанесені знаки полярності.

в). Підготовка дозиметра до роботи:

1) вийняти дозиметр з упаковки;

2) відкрити відсік живлення та вставити два гальванічних елементи типорозміру ААА у відсік, дотримуючись полярност;

3) увімкнути дозиметр, короткочасно натиснувши кнопку РЕЖИМ, дозиметр повинен відразу працювати в режимі вимірювання ПЕД фотонного іонізуючого випромінення (про правильність дії свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором, а також звукові сигнали при реєстрації кожного гамма-кванта);

4) короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації ЕД оператора (під цифровим індикатором повинен мигати другий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення);

5) короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим вимірювання поверхневої густини потоку частинок бета- випромінення (про правильність дії свідчитимуть мигаючий світлодіод навпроти відповідного мнемонічного позначення під цифровим індикатором, а також звукові сигнали при реєстрації кожних бета-частинки чи гамма-кванта).

6) короткочасно натиснути кнопку РЕЖИМ і переконатись в переході дозиметра в режим індикації ...