Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Радиоактивность – природное явление, при котором происходит распад нестабильных ядер с выделением радиоизотопов и электромагнитного излучения.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Именно это излучение с очень короткой длиной волны (˂ 2х10-10 м) является γ-излучением, что обусловило его выраженные корпускулярные и слабые волновые свойства.

На шкале диапазонов излучения γ-лучи тесно граничат с рентгеновскими. Оба вида обладают высокой энергией и частотой, проникающей способностью.

Характеристика и использование

γ- лучи не содержат заряженных частиц, поэтому на их траекторию движения не оказывают влияние магнитные и электрические поля. Именно это свойство обусловило высокую проникающую способность излучения. Поток γ-квантов определяет корпускулярные свойства излучения. Их энергия составляет 4,14х10-15 эВ˟сек.

Источником γ-лучей являются космические тела – Солнце, пульсары, квазары, радиогалактики, сверхновые звезды. На Земле γ- лучи испускают атомные ядра и частицы, они возникают в результате ядерных реакций, аннигиляции пар частиц.

Движущиеся в сильном магнитном поле быстрые заряженные частицы при торможении испускают γ-лучи. γ-излучение является ионизирующим, то есть на пути движения сквозь среды образует ионы.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от нихРаспад разных видов излучения

Свойства γ-излучения обусловили его широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицине. В сельском хозяйстве используют способность γ-лучей вызывать мутации в живых организмах.

Селекционеры, облучая зерна злаков, вывели устойчивые к низким температурам и полеганию высокоурожайные, стойкие к заболеваниям, раннеспелые сорта пшеницы, ячменя, сои, кукурузы, гречихи, хлопчатника и других сельскохозяйственных культур.

В настоящее время около 50% сельскохозяйственных культур получены с помощью мутагенеза, из них 98% при воздействии γ-лучей. При помощи радиомутации селекционерами был выведен новый вид тутового шелкопряда, дающего больше шелкового волокна, норка с необычным серебристым окрасом.

  Что такое бета-излучение и способы защиты
Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от нихВиды излучений альфа, бета, гамма

С помощью γ-лучей был выведен новый штамм грибка, уничтожающий насекомых-вредителей урожая. Препарат «Боверин» на его основе спас огромное количество зерна, овощей, фруктов. Стимулирующее действие γ- лучей применяют для увеличения и ранней всхожести многих культур, в том числе и в гидропонике.

Облучением культур дрожжей выведены новые формы, отличающиеся большим производством эргостерина, применяемого в производстве витаминов. Использование γ- излучения в микробиологической промышленности способствовало выведению новых штаммов плесневых грибков, которые синтезируют пенициллин, ауреомицин, стрептомицин и другие виды антибиотиков.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Под действием γ- лучей изменяется вирулентность патогенных микроорганизмов, что используется при выработке вакцин. Ионизирующие свойства γ-лучей используются для увеличения срока хранения многих продуктов – овощей, фруктов, зерна, молочной продукции, рыбы, икры. В медицине применяют для стерилизации оборудования и материалов, не подлежащих другим способам обеззараживания.

Лучевая терапия злокачественных заболеваний давно и прочно завоевала лидирующие позиции среди современных методов лечения раковых больных. γ-излучение используют в создании различных измерительных приборов – уровнемеров, высотомеров. С его помощью в геолофизике выполняют γ-каротаж.

Влияние γ-излучения на живые организмы

Все свойства γ-лучей, с таким успехом применяемые в промышленности, оказывают повреждающее влияние на живые клетки. Опыты по радиостимуляции животных дали положительные результаты по привесу, скорости роста, приплоду, но сократили продолжительность жизни.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от нихВлияние гамма-излучений на организмы

γ-излучение в небольшой дозе стимулирует синтез нуклеиновых кислот, белков, ферментов, гормонов, повышает проницаемость мембран клеток, ускоряется метаболизм.

Но пусковым механизмом всех положительных процессов является угнетение некоторых генов. Под влиянием триггер-эффекторов происходит активизация или угнетение хромосом. Для организма эти вещества являются токсинами.

Поглощенные тканями организма γ-лучи вызывают образование свободных радикалов, способствуя усилению первичных окислительных процессов.

Отрицательные радикалы, образуемые в липидах и белках клеточных мембран, не только изменяют проницаемость цитомембраны, но и влияют на активность мембранных ферментов.

Хорошо известные гормоны роста, например, в больших количествах действуют на организм как токсины.

  Есть ли вред от МРТ для организма
Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от нихВлияние гамма-излучения на человека

Кроме того, триггер-эффекторы вызывают усиленное деление клетки, что при нарушении ее структуры и ДНК приводит к раковым опухолям. γ-облучение провоцирует активность ферментов из класса оксидоредуктаз, которые участвуют в гидролизе запасенных организмом веществ, что приводит к истощению.

Особенностями воздействия излучения на живой организм являются:

  1. γ-излучение обладает мутагенными и тератогенными свойствами, причем мутации могут закрепляться на генетическом уровне и передаваться следующим поколениям.
  2. Особенностью γ-излучения является его способность накапливаться в тканях, вызывая медленное патогенное воздействие. Даже небольшие дозу радиации, накапливаясь и суммируясь, вызывают тяжелые последствия.
  3. У γ-излучения есть скрытый период действия, из-за чего симптомы облучения проявляются тогда, когда накоплена значительная доза радиации.
  4. γ-излучение имеет высокую эффективность поглощенной энергии, поэтому даже небольшая доза повреждающе действует на клетки и ткани.
  5. Патогенное воздействие зависит от частоты воздействия γ-излучения. Гораздо меньше повреждения будут, если доза получена дробными порциями и через значительные промежутки времени.

Различные части тела человека по-разному реагируют на воздействие радиации. Смертельной дозой являются для:

  • головного мозга – 2-Зв;
  • легких – 10 Зв;
  • репродуктивных органов – 4-5 Зв;
  • конечностей – 20 Зв.

Источник: https://otravlen.net/gamma-izluchenie-opasnost/

Что такое гамма-излучений и что излучает

Просмотрено: 42606

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Среди изобилия различных излучений, наряду с рентгеновским лучом расположились весьма короткие волны – гамма лучи. Обладая той же природой, что и свет, может набирать скорость до 300 тысяч километров в секунду.

Учитывая особые свойства, данные частицы оказывают пагубное воздействие на все живые организмы, а именно – травмирующее, отравляющее. Именно поэтому важно узнать, как и чем можно защитить себя от подобного облучения.

Особенности лучей

Гамма-излучения является наиболее опасным по сравнению с бета, альфа-частицами, поэтому нужна прочная и надежная защита. Гамма-излучение имеет особые источники – космические лучи, распад ядерных атомов, а также их взаимодействие. Частота гамма-излучения больше 3·1018 Гц.

Облучение имеет искусственные, естественные источники.

Гамма-излучение приходит из глубин космоса, рождается на земле, поэтому оказывает опасное ионизирующее влияние на человеческий организм. Что касается дозы гамма-излучения, то она зависит от многих факторов.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Не стоит забывать об особой закономерности, которая гласит, чем меньше длина волны гамма излучения, тем выше энергия у дозы, эквивалента. Именно поэтому можно смело говорить, что гамма-излучение – это некий поток квантовый, обладающий очень большой энергией.

Гамма-излучение имеет разрушающее воздействие, заключающееся в следующем:

  • За счет высокой проникающей способности, единицы облучения с легкостью проникают в клетки и живые организмы, провоцируя поражение, сильное отравление.
  • В процессе движения поток частиц оставляет поврежденные ионы, молекулы, которые начинают ионизировать новые дозы молекул.
  • Подобная клеточная трансформация становится причиной огромных изменений в структуре. Что касается разрушенных, изменившихся частей клеток, получивших дозы облучения, начинается отравление за счет яда.
  • Завершающий этап – рождение новых, дефектных клеток, неспособных выполнять собственные функции, так как мощность поражения слишком велика.

Гамма-излучение несет особую опасность, которая усугубляется тем, что человек неспособен самостоятельно почувствовать всю мощность воздействия радиоактивной волны. Подобное явление происходит вплоть до смертельной дозы.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Каждый человеческий орган имеет определенную чувствительность к влиянию радиационной волны, которую дает гамма-излучение. Особая уязвимость наблюдается у делящихся кровеносных клеток, лимфатических желез и ЖКТ, ДНК и фолликул волосяных.

Поток гамма частиц способен разрушить слаженность всех процессов, которые действуют в живом организме. Гамма-излучение приводит к серьезной мутации, которая затрагивает генетический механизм.

Важно знать, что гамма-излучение, любой дозы, может скапливаться, а затем начать действовать.

Сила облучения

Что касается единицы амбиентного экивалента дозы, то это особая биологическая доза нейтронного излучения гамма частиц.

Эквивалентной считается нормируемая величина ущерба, который наносит гамма-излучение.

К огромному сожалению, ее невозможно измерить, поэтому в практике принято использовать особые величины дозиметрические, которые можно приблизит к нормируемым. Основная величина – амбиентный эквивалент дозы.

Эквивалент амбиентный – это эквивалент дозы, созданный в фантоме шаровом на определенной глубине от поверхности, учитывая отношение к диаметру, который направлен параллельно излучению.

Эквивалент рассматривают в поле излучения, идентичное флюенсу, распределению энергетическому и составу. Подобный эквивалент способен выявить дозировку облучения, его мощность, которую может получить человек. Единица такого эквивалента – зиверт.

Следует отметить, что единица измерения коллективной дозировки считается человеко-зиверт, если же единица внесистемная, то человеко-бэр.

Интенсивность, мощность подобного облучения показывает приращение дозы под влиянием излучения за конкретную единицу времени. Размерность дозировки принято делить на единицу времени. Можно использовать разные единицы – 3в/час, м3в/год и прочее. Простыми словами, мощность эквивалентной дозы можно характеризовать дозировкой, которая была получена благодаря единице времени.

Мощность измеряют разнообразными приборами, у которых имеются химические системы, камеры ионизационные, а также те камеры, которые содержат люминесцирующее вещество. Мощность измеряется на высоте одного метра от поверхности земли.

Защитные мероприятия

Гамма-излучение и его источники являются чрезвычайно опасными для человеческого организма. Жизнь человека протекает на фоне природных электромагнитных излучений, имеющих разную длину волны и частоту. Несмотря на всплески, подобный вред минимален для людей, так как в качестве защиты выступает огромное расстояние, отделяющее источники радиации о всего живого.

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Совсем другое – это источники земные. Например, наибольшую опасность несут такие источники, как АЭС: контуры технологические, реакторы и прочее.

Подобные рукотворные источники способны натворить беды и причинить печальные последствия, поэтому важно знать о мерах защиты от волны радиации гамма частиц.

Защита от гамма излучения организовывается в обучении персонала, имеющего отношение к такому источнику.

Основные мероприятия:

  • Защита временем и расстоянием.
  • Использование барьера, особого материала, имеющего большую плотность – сталь, бетон и свинец, стекло свинцовое.

Лучшая сила поглощения облучения у свинца.

Ослабит силу лучей вдвое можно так: воспользоваться свинцовой пластинкой, толщина которой составляет 1 сантиметр, воды – не менее 10 см, а бетона – 5 сантиметров. Однако данную преграду нельзя называть непреодолимой. Свинец не выдерживает высокой температуры, поэтому для горячих областей нужны другие металлы: тантал и вольфрам.

Читайте также:  Рвота с кровью у ребенка и взрослого: причины, лечение

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Чтобы сделать защитную одежду для персонала, необходимо применить специальный материал. Основой послужит каучук, пластик или же резина. Можно задействовать экраны противорадиационные.

Гамма облучение признано самым опасным, поэтому в качестве укрытия может послужить подвал дома. Укрытие будет надежнее, когда толстые стены.

Подвал, расположенный в многоэтажках, снижает воздействие и силу радиации в тысячу раз.

Источник: https://otravlenym.ru/himicheskie-otravlenija/izluchenie/gamma.html

Гамма-излучение

    Гамма-излучение (γ-излучение)– электромагнитное излучение, принадлежащее наиболее высокочастотной (коротковолновой) части спектра электромагнитных волн. Приведем классификацию электромагнитных волн:

НазваниеДлина волны, м Частота, Гц
радиоволны 3·105 — 3 103 — 108
микроволны 3 — 3·10-3 108 — 1011
инфракрасное излучение 3·10-3 — 8·10-7 1011 — 4.1014
видимый свет 8·10-7 — 4·10-7 4·1014 — 8·1014
ультрафиолетовое излучение 4·10-7 — 3·10-9 8·1014 — 1017
рентгеновское излучение 3·10-9 — 10-10 1017 — 3·1018
гамма-излучение < 10-10 > 3·1018

    На шкале электромагнитных волн гамма-излучение соседствует с рентгеновскими лучами, но имеет более короткую длину волны.

Первоначально термин “гамма-излучение” относился к тому типу излучения радиоактивных ядер, который не отклонялся при прохождении через магнитное поле, в отличие от α- и β-излучений.

    Условно верхней границей длин волн гамма-излучения, отделяющей его от рентгеновского излучения, можно считать величину 10-10 м. При столь малых длинах волн первостепенное значение имеют корпускулярные свойства излучения.

Гамма-излучение представляет собой поток частиц — гамма-квантов или фотонов, с энергиями Е = hν (h– постоянная Планка, равная 4.14·10-15 эВ.сек, ν–частота электромагнитных колебаний). Фотоны с энергиями Е > 10 кэВ относят к гамма-квантам. Между длиной волны λ гамма-излучения и его частотой ν существует то же соотношение, что и для других типов электромагнитных волн:

ν·λ = с (с – скорость света).

    Частота гамма-излучения (> 3·1018 Гц) отвечает скоростям электромагнитных процессов, протекающих внутри атомных ядер и с участием элементарных частиц. Поэтому источниками гамма-излучения могут быть атомные ядра и частицы, а также ядерные реакции и реакции между частицами, в частности аннигиляция пар частица-античастица.

И наоборот, гамма-излучение может поглощаться атомными ядрами и способно вызывать превращения частиц. Изучение спектров ядерного гамма-излучения и гамма-излучения, возникающего в процессах взаимодействия частиц, дает важную информацию о структуре этих микрообъектов.

    Гамма-излучение может также возникать при торможении быстрых заряженных частиц в среде (тормозное гамма-излучение) или при их движении в сильных магнитных полях (синхротронное излучение).     Источниками гамма-излучения являются также процессы в космическом пространстве.

Космические гамма-лучи приходят от пульсаров, радиогалактик, квазаров, сверхновых звёзд.     Гамма-излучение ядер испускается при переходах ядра из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, и энергия испускаемого гамма-кванта с точностью до незначительной энергии отдачи ядра равна разности энергий этих состояний (уровней) ядра.

Энергия ядерного гамма-излучения обычно лежит в интервале от нескольких кэВ до нескольких МэВ и спектр этого излучения линейчатый, т. е. состоит из ряда дискретных линий. Изучение спектров ядерного гамма-излучения позволяет определить энергии состояний (уровней) ядра.

    При распадах частиц и реакциях с их участием обычно испускаются гамма-кванты с бoльшими энергиями — десятки-сотни МэВ.     Гамма-излучение, образующееся при прохождении быстрых заряженных частиц через вещество, вызывается их торможением в кулоновском поле ядер вещества.

Тормозное гамма-излучение имеет сплошной, спадающий с ростом энергии спектр, верхняя граница которого совпадает с кинетической энергией заряженной частицы. На ускорителях заряженных частиц получают тормозное гамма-излучение с энергиями до нескольких десятков ГэВ и более.

    Гамма-излучение можно получить при соударении электронов большой энергии от ускорителей с интенсивными пучками видимого света, создаваемых лазерами. При этом электрон передает свою энергию световому фотону, который превращается в гамма-квант. Аналогичное явление может иметь место и в космическом пространстве в результате соударений фотонов с большой длиной волны с быстрыми электронами, ускоренными электромагнитными полями космических объектов.

    Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью, т. е. может проходить сквозь большие толщи вещества. Интенсивность узкого пучка моноэнергетических гамма-квантов падает экспоненциально с ростом проходимого им в веществе расстояния.

Основные процессы взаимодействия гамма-излучения с веществом — фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект), комптоновское рассеяние (комптон-эффект) и образование пар электрон-позитрон. При фотоэффекте гамма-квант выбивает из атома один из его электронов, а сам исчезает. При комптон-эффекте гамма-квант рассеивается на одном из слабо связанных с атомом или свободных электронов вещества.

Если энергия гамма-кванта превышает 1.02 МэВ, то возможно его превращение в электрическом поле ядер в пару электрон-позитрон (процесс обратный аннигиляции).

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Рис. Зависимость полного коэффициента поглощения гамма-излучения в свинце и алюминии от энергии (сплошные линии). Поглощение за счёт фотоэффекта в алюминии пренебрежимо мало при рассматриваемых энергиях. Пунктирные линии − отдельные вклады, вносимые в полный коэффициент поглощения фотоэффектом, комптоновским рассеянием, рождением пар для свинца.

    Гамма-излучение используется в технике (напр., дефектоскопия), радиационной химии (для инициирования химических превращений, напр., при полимеризации), сельском хозяйстве и пищевой промышленности (мутации для генерации хозяйственно-полезных форм, стерилизация продуктов), в медицине (стерилизация помещений, предметов, лучевая терапия) и др.

 

Источник: http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e036.htm

4. Защита от внешних радиационных опасностей

Гамма-излучение, лучи и частицы, а также защита от них

Радиологические опасности делятся на внешние и внутренние радиационные опасности, и все они могут привести к облучению. Внешние радиационные опасности связаны с радиоактивными веществами вне тела человека. Внутренние радиационные опасности определяются радиоактивными веществами внутри организма человека. Методы радиационной защиты для каждого вида опасности различны/

Вы изучите три основных метода защиты от внешних радиационных опасностей – это время, расстояние и экранирование. Также Вы узнаете, как применять эти методы для защиты от различных видов излучений, испускаемых закрытыми радионуклидными источниками и устройствами, генерирующими ионизирующее излучение.

1. Внешние Источники радиационной опасности

1.1 Введение

Внешнее облучение – это облучение от источников, находящихся вне тела человека. Внешняя радиационная опасность существует, когда ионизирующее излучение от источника вне организма потенциально может нанести ущерб.

Она отличается от внутренней радиационной опасности, которая имеет место, когда существует потенциальное облучения от радиоактивных веществ, находящихся внутри организма (смотрите Модуль 2.3 «Защита от внутренних радиационных опасностей»).

Мы используем различные методы контроля внешней и внутренней радиационных опасностей.

1.2 Влияние вида излучения на внешнюю радиационную опасность

Альфа- и бета- частицы, гамма- и рентгеновское излучение, а также нейтроны – все это виды ионизирующего излучения (смотрите Модуль 1.4 «Взаимодействие излучения с веществом»). Однако, не все они представляют внешнюю радиационную опасность. Степень, с которой каждый из них определяет внешнюю радиационную опасность, обсуждается ниже.

Альфачастицы характеризуются очень коротким пробегом в воздухе (несколько сантиметров), и считается, что они не представляют внешней радиационной опасности, так как они не могут проникнуть через поверхностные слои кожи.

Бетачастицы обладают большей проникающей способностью, чем альфа-частицы, проникающая способностью бета-частиц зависит от их энергии.

Высокоэнергетические бета-частицы могут проходить несколько метров в воздухе и проникать через поверхностные слои кожи на глубину нескольких миллиметров (например, бета-частицы с энергией 1 МэВ могут проникать на глубину около 5 мм).

Если раствор, содержащий бета-излучающие радионуклиды, прольется на кожу, то даже маленькая капля может дать большую дозу на кожную ткань. Единственный другой орган, важный в случае внешнего бета-облучения глаза. Бета-частицы, как полагают, не представляют внешней радиационной опасности для других органов тела человека.

Тормозное излучение, возникающее при взаимодействии высокоэнергетического бета-излучения с материалом с высоким атомным номером, приводит к образованию рентгеновского излучения, которое представляет большую внешнюю радиационную опасность, чем .первичные бета-частицы.

Рентгеновское и гаммаизлучения – это вид коротковолнового электромагнитного излучения, которое будет проникать через все органы тела и является существенным источником внешней радиационной опасности. Энергия рентгеновского и гамма-излучений – это важный фактор в определении величины внешней радиационной опасности.

Нейтроны также обладают высокой проникающей способностью. Они передают энергию телу, по мере рассеяния в его тканях. Нейтроны – это существенный источник внешней радиационной опасности, который требует тщательного контроля.

  • В таблице 1 обобщены данные по относительной опасности различных видов излучения от источников вне тела человека.
  • Таблица 1
  • Относительный уровень внешней радиационной опасности
Вид излучения Относительный уровень внешней радиационной опасности
Альфа-частицы Нет
Бета-частицы Незначительная
Гамма-излучение Сильная
Рентгеновское излучение Сильная
Нейтроны Сильная

1.3 Источники внешней радиационной опасности

Внешняя радиационная опасность может создаваться двумя путями. Первый путь – это оборудование или устройства, которые во время работы испускают ионизирующее излучение. Второй путь – это  радиоактивные материалы.

Генераторы рентгеновского излучения относятся к устройствам, испускающим ионизирующее излучение. Когда они включены, образуется рентгеновское излучение и устройство представляет собой источник внешней радиационной опасности. Однако, когда они выключены, образование рентгеновского излучения останавливается и устройства перестают быть источником внешней радиационной опасности.

Напротив, бета-частицы, рентгеновское и гамма-излучения, испускаемые радиоактивными веществами, представляют постоянную внешнюю радиационную опасность. Радиоактивные вещества не могут быть выключены, но их можно поместить в контейнеры или окружить защитным материалом, чтобы уменьшить внешнюю радиационную опасность до приемлемого уровня.

2.1 Основные методы

  1. Существует три основных метода контроля внешней радиационной опасности. Они следующие:
  2. а) Время.
  3. б) Расстояние.
  4. в) Экранирование.

Применение этих методов может уменьшить получаемую дозу в результате облучения внешним ионизирующим излучением. Каждый метод подробно обсуждается в последующих разделах.

2.1.1     Время

Контроль времени – это важный метод уменьшения облучения ионизирующим излучением. Путем уменьшения времени на работу с радиоактивными веществами, получаемые дозы можно сократить. Попросту говоря, доза излучения, полученная человеком во время работы в зоне с определенной мощностью дозы, зависит от времени, проведенного в этой зоне.

  • Эту взаимосвязь описывает Соотношение 1:
  • D = R x T [1]
  • где       D –полученная доза,
  • R – мощность дозы,
  • Т – время облучения.
Читайте также:  Как принимать перекись водорода внутрь по неумывакину: схема лечения

Отсюда, если время облучения от источника с фиксированной мощностью дозы уменьшено, то общая полученная дозы будет также уменьшена. Это иллюстрирует Пример 1.

Пример 1

Вопрос

Профессиональное облучаемый работник обычно на проведение работы тратит 3 рабочих часа, в условиях мощности дозы внешнего облучения в 5 мкЗв/ч (т.е. 5 микрозиверт в час). Технология работ улучшена таким образом, что затраты рабочего времени уменьшились до 1.5 часа. Какова разница в получаемых работником дозах?

  1. Ответ
  2. Используем Соотношение 1:
  3. Перед изменением технологии работы общая полученная доза оценивается:
  4. D = 5 мкЗв/ч x 3 ч= 15 мкЗв
  5. После изменения технологии общая полученная доза составляет:

D = 5 мкЗв/ч x 1.5 ч = 7.5 мкЗв

Следовательно, разность получаемых доз составляет:

15 мкЗв — 7.5 мкЗв = 7.5 мкЗв

  • Таким образом, из Соотношения 1 видно, что при неизменной мощности дозы:
  • Если время облучения сокращается в два раза, полученная доза делится пополам.
  • И наоборот:
  • Если время облучения удваивается, полученная доза увеличится в два раза.
  • Важно помнить эти правила как для вашей собственной защиты, так и для защиты других работников, работающих с ионизирующим излучением.

Взаимосвязи соотношения 1 также могут быть использованы в целях контроля не превышения на рабочем месте дозовых пределов и значений дозовых ограничений. Постоянный контроль мощности дозы профессиональных работников гарантирует, что дозовые пределы и дозовые ограничения в течение года не будут превышены. Это показано в Примере 2.

  1. Пример 2
  2. Вопрос
  3. Ели работник, работающий с ионизирующим излучением, тратит 40 часов в неделю в течение 50-ти недель в год на работы с источниками ионизирующего излучения, а годовая граничная доза составляет 10 мЗв, какова допустимая максимальная мощность дозы в час?
  4. Ответ
  5. Годовая граничная доза = 10 000 мкЗв
  6. Время облучения = 40 x 50 = 2 000 часов
  7. Из Соотношения 1:
  8. 10 000 мкЗв = R x 2 000 ч
  9. Отсюда
  10. R = 10 000 мкЗв= 5 мкЗв/ч
  11. 2 000 ч

Следовательно, максимально допустимая мощность дозы составляет 5 мкЗв/ч. Чтобы обеспечить не превышение граничной дозы работника за год, облучение должно контролироваться в среднем на уровне около 5мкЗв/ч.

Концепция времени также полезна при планировании работы, которая может вызвать внешнее радиационное облучение. Часто может быть полезным проводить тренировки по практической работе с источниками без фактического присутствия источника радиации. Это должно помочь сократить время облучения и, следовательно, уменьшить общую дозу облучения.

2.1.2     Расстояние

Контроль расстояния – это еще один эффективный метод контроля внешнего облучения. Попросту говоря, чем больше расстояние от источника проникающей радиации, тем меньше общее облучение.

  • Взаимосвязь между мощностью дозы от точечного источника (источник малых размеров) и расстоянием от источника приведена Соотношением 2:
  • R = k / d2 [2]
  • где               R – мощность дозы,
  • d – расстояние от источника,
  • k – постоянная величина для каждого радиоактивного источника.
  • Взаимосвязь в Соотношении 2 называется законом обратных квадратов, и Вы получите практический опыт использования этого закона в Практическом задании 1 этого модуля.
  • Соотношение 2 может быть представлено в виде Соотношения 3:
  • R d2 = k                                                                    [3]
  • Так как величина k имеет постоянное значение для каждого источника, мы можем записать Соотношение 4:
  • R1 d12 = R2 d22 [4]
  • где                R1 – мощность дозы на расстоянии d1 от точечного источника,
  • R2 – мощность дозы на расстоянии d2 от точечного источника.
  • На практике мы можем считать, что физически небольшие источники, в действительности, являются точечными при условии, что расстояние от источника по крайней мере в десять раз больше размеров источника.
  • В радиационной защите расстояние часто используется для снижения облучения от ионизирующего излучения, например, путем ограничения близкого доступа к источниками или использованием дистанционных инструментов (например, щипцов).

Если мы знаем мощность дозы на определенном расстоянии от источника, то возможно рассчитать расстояние, на котором мощность дозы будет считается приемлемой. Эта концепция проиллюстрирована Примером 3.

Пример 3

Вопрос

Мощность дозы на расстоянии 2 м от гамма-источника составляет 125 мкЗв/ч. На каком расстоянии будет достигаться приемлемая мощность дозы в 5мкЗв/ч?

  1. Ответ
  2. Используя Соотношение 4, получаем:
  3. 125 x 22 = 5 x d22
  4. Произведя вычисления, получим:
  5. d22 = 500 = 100
  6. 5
  7. d2 = м= 10 м
  8. Отсюда ясно, что увеличивая расстояние от источника с 2 м до 10 м, мы можем снизить мощность дозы до приемлемого уровня.
  9. Эффективный метод запоминания принципа защиты расстоянием заключается в следующем:
  10. Когда расстояние от источника излучения удваивается, мощность дозы уменьшается в четыре раза от первоначального значения.
  11. Снова напоминаем, важно помнить это правило, чтобы уменьшить облучение себя и ваших коллег.

2.1.3     Экранирование

Выше приведенный Пример 3 дает хорошую иллюстрацию того, как можно использовать расстояние для уменьшения мощности дозы и, следовательно, общей дозовой нагрузки.

Однако, во многих случаях невозможно работать с источником, если он находятся на расстояние более метра от Вас. Более практичный метод снижения облучения в такой ситуации на рабочем месте – это экранирование источника.

С использованием этого метода, мощности дозы могут быть уменьшены до уровня, позволяющего выполнять работу.

Количество и тип необходимого защитного материала зависит от следующих факторов:

  • Вида и энергии излучения.
  • Активности источника (или интенсивности излучения от генератора).
  • Допустимой мощности дозы на наружной поверхности защиты.

Проникающие свойства ионизирующего излучения

Альфа-частицы имеет короткий пробег в воздухе (несколько сантиметров) и легко поглощаются, потому защита (экранирование) от них не требуется.

Низкоэнергетические бетачастицы такие, как например от трития (максимальная энергия 0.019 МэВ), также легко поглощаются и не требуют экранирования.

Однако, высокоэнергетические бетачастицы такие, как например от фосфора-32 (максимальная энергия 1.7 МэВ), более проникающие, и при взаимодействии с защитным (экранирующим) материалом образуется тормозное излучение.

Экраны для защиты от бета-излучения, изготовленные из материалов с низким атомным номером (например, плексиглас — органическое стекло), уменьшат интенсивность потока бета-частиц и уменьшат образование тормозного излучения.

Однако, возможно потребуется дополнительный экран для защиты работника от тормозного излучения. Для чего рекомендуется плексиглас армированный свинцом.

Важно не недооценить опасность от неэкранированных бета-источников, поскольку они способны формировать большие дозы (особенно на руки и пальцы), если их держать непосредственно руками.

Это особенно важно для людей, держащих пузырьки или шприцы, содержащие раствор бета-излучателя.

Например, малый объем раствора, содержащего высокий уровень активности фосфора-32, может создавать мощность дозы на поверхности тонкостенной пластиковой пробирки более 1 мЗв/мин.

Рентгеновское и гамма-излучение являютсянамного более проникающими, чем альфа- и бета- частицы. Экранирование материалами с высоким атомным номером (например, бетон, свинец и железо) необходимо, чтобы ослабить излучение и уменьшить мощность дозы до приемлемого уровня. Величина ослабления зависит от материала защиты, его толщины и энергии падающих фотонов.

Защита от нейтронов более комплексная из-за широкого диапазона энергий и различных протекающих реакций. Процесс защиты от нейтронов включает сперва замедление нейтронов высоких энергий путем упругого рассеяния, а затем их поглощение.

Чтобы это произошло, подходящий защитный материал должен включать комбинацию веществ с высоким содержанием водорода (например, вода, твердый парафин, полиэтилен, бетон) для замедления нейтронов и бора для их поглощения.

Борированный твердый парафин – это название смеси твердого парафина и бора, которая может быть использована как защита на поверхностях небольшой площади. Реакция захвата с бором-10 выглядит следующим образом:

10 B (n,a) 7 Li

Ядро бора-10 поглощает нейтрон, испускает альфа-частицу и превращается в ядро лития-7. Альфа-частица легко поглощается окружающим материалом. В реакции также образуется квант гамма-излучения с энергией 0.

48 МэВ, поэтому может потребоваться дополнительная защита. В других реакциях захвата нейтронов так же может образовываться высокоэнергетическое гамма-излучение. Примером такой реакции может служить поглощение нейтронов железом‑58.

Это можно записать следующим образом:

58 Fe (n, g) 59 Fe

В реакции образуется квант гамма-излучения с высокой энергией 7.6 МэВ. Поэтому железо не может быть хорошей защитой ядерного реактора.

В Таблице 2 приведены защитные материалы, которые рекомендованы для различных типов излучения. Методы, используемые для оценки толщины защиты (экрана) от бета-частиц, рентгеновского и гамма-излучений, будут рассмотрены в Разделе 3 этого модуля.

Таблица 2

Рекомендуемые защитные материалы

Вид излучения Рекомендуемый защитный материал
Альфа-частицы Не требуется
Низкоэнергетические бета-частицы Не требуется
Высокоэнергетические бета-частицы Плексиглас (органическое стекло), армированное свинцом.
Рентгеновское и гамма-излучения Бетон, свинец, железо
Нейтроны Бетон, вода, полиэтилен, борированный твердый парафин

Отметим, что выбор защитного материала часто связан с уровнем цены, наличием необходимого пространства и с соображениями удобства. Со свинцом непросто работать, он ядовитый и в больших листах без хорошей опоры прогибаться. С другой стороны, бетон дешевле и более удобен в обращении, но тогда для эффективной защиты может потребоваться достаточно большая его толщина.

Источник: http://rad-stop.ru/4-zashhita-ot-vneshnih-radiatsionnyih-opasnostey/

Защита от радиации

Главная > статьи на тему выживания > выживание радиация > защита от радиации

Как защитить себя от радиации?

Практически любой источник радиации несёт высокую опасность для окружающей среды и всего живого. Но существуют методы и средства для защиты от облучения. Способы защиты от радиационного облучения можно условно разделить на три вида: время, расстояние, специальные средства.  

Время защитит от радиации

 Это скорее не защита, а фактическое уменьшение времени пребывания у источника радиации. Чем меньше времени человек находится вблизи источника радиации, тем меньше вреда здоровью он причинит. Данный метод защиты использовался, к примеру, при ликвидации аварии на АЭС в Чернобыле.

Ликвидаторам последствий взрыва на атомной электростанции отводилось всего несколько минут на то, чтобы сделать свою работу в пораженной зоне и вернуться на безопасную территорию.

Читайте также:  Что нужно делать чтобы предотвратить заболевание дизентерией

Превышение времени приводило к повышению уровня облучения и могло стать началом развития лучевой болезни и других последствий, которые может вызывать радиация.

Защита от радиации расстоянием

 Самый надёжный способ защититься от радиоактивного излучения это как можно скорее удалиться на большое расстояние от источника излучения. Расстояние зависит от интенсивности излучения, климатических условий и рельефа местности.

Например в горах распространение излучения заметно меньше чем на равнине, так как горы являются естественным барьером для излучения и существенно уменьшают его. А при ветре нужно уходить против ветра, так как большая часть радиоактивной пыли распространяется  именно при помощи ветра.

А если есть возможность, то можно вывести источник радиации в безопасную зону или для захоронения.

Защита от радиации специальными средствами  

 В особых случаях необходимо осуществлять защитную деятельность в зоне с повышенным радиационным фоном. Примером может быть устранение последствий аварии на атомных электростанциях или работы на промышленных предприятиях, где существуют источники радиоактивного излучения.

Находиться в таких зонах без использования средств индивидуальной защиты опасно не только для здоровья, но и для жизни. Специально для таких случаев были разработаны средства индивидуальной защиты от радиации.

Они представляют собой защитные экраны из материалов, которые задерживают различные виды радиационного излучения и специальную одежду.

Средства защиты от излучения

Радиация классифицируется на несколько видов в зависимости от характера и заряда частиц излучения. Чтобы противостоять тем или иным видам радиационного излучения средства защиты от него изготавливаются с использованием различных материалов.

Защита от альфа излучения

Альфа-частицы проникают в ткани человеческого тела лишь на малую глубину, повреждая только поверхность кожи. Внешнее α-облучение не особо опасно.

Но попадание этих достаточно массивных частиц внутрь организма (с пищей, водой или через повреждённую кожу) чревато серьёзным отравлением из-за их сильного ионизирующего действия, образования окислителей, свободного водорода и кислорода.

Обезопасить человека от излучения альфа, помогают резиновые перчатки и обычный респиратор, хлопчатобумажная одежда, полиэтиленовый плащ, бумага, оргстекло. 

Защита от бета излучения 

Защититься от  бета излучения сложнее чем от альфа. Если в зараженной зоне преобладает бета-излучение, то для того защиты организма от его вредного воздействия потребуется экран из стекла, алюминиевого листа или плексигласа. Для защиты от бета-излучения органов дыхания обычный респиратор уже не подойдет.  Для этого необходим противогаз. 

Находясь в кирпичном или бетонном здании, с плотно закрытыми окнами и дверьми, Вы будете в относительной безопасности от этих двух видов излучения. Сложнее дело будет обстоять с гамма излучением. 

Защита от гамма излучения

Сложнее всего защитить себя от гамма излучения. Обмундирование, которое обладает экранирующим действием от такого рода радиации, изготавливают из свинца, чугуна, стали, вольфрама и других металлов с высокой массой. Именно одежда из свинца использовалась при проведении работ на Чернобыльской АЭС после аварии.

Всевозможные барьеры из полимеров, полиэтилена и даже воды эффективно предохраняют от вредного воздействия нейтронных частиц.

Для лучшей эффективности, особенно когда не известно на 100% от какого именно излучения нужно в данный момент защищаться, лучше использовать комбинированные средства защиты.

Например кирпичные стены обшитые полиэтиленом и листами из металлов с тяжелой массой  дадут  хорошую защиту от всех видов излучений. 

  • Необходимая толщина материалов для уменьшения гамма излучения в 1000 раз:
  • Свинец — 100 см,
  • сталь 250 см,
  • бетон 600 см, 
  • грунт 900 см,
  • вода 1800 см, 
  • древесина 2900 см 
  • защита от излучения

Пищевые добавки для защиты от радиации

 Совместно со спецодеждой и экранами для обеспечения защиты от радиации используются пищевые добавки. Они принимаются внутрь до или после попадания в зону с повышенным уровнем радиации и во многих случаях позволяют снизить токсическое воздействие радионуклидов на организм. Кроме того, снизить вредное воздействие ионизирующего излучения позволяют некоторые продукты питания.

1) Продукты питания, естественно снижающие действие радиации.  Орехи, белый хлеб, пшеница, редиска способны в небольшой степени снижать последствия радиационного воздействия на человека.

Содержание в этих продуктах селена, препятствует образованию опухолей, которые могут быть вызваны радиационным облучением. Очень хороши в борьбе с радиацией и биодобавки на основе водорослей (ламинарии, хлорелле).

Частично избавить организм от проникших в него радиоактивных нуклидов позволяет даже лук и чеснок.

2) Фармацевтические растительные препараты против радиации. Против радиации эффективное действие оказывает препарат «Корень женьшеня», который можно купить в любой аптеке. Его применяют в два приема перед едой в количестве 40-50 капель за один раз.

Также для снижения концентрации радионуклидов в организме рекомендуется употреблять экстракт элеутерококк в объеме от четверти до половины чайной ложки в день вместе с выпиваемым утром и в обеденное время чаем.

Левзея, заманиха, медуница также относятся к категории радиопротекционных препаратов.

  1. Но никакой препарат не может полностью противостоять воздействию радиации. 
  2. Главная > статьи на тему выживания > выживание радиация > защита от радиации
  3. Похожая тематика: естественное уменьшение радиации, ядерная катастрофа, апокалипсис в городе 
  4.  Перейти в магазин
  5. Купить браслет из паракорда с носимым аварийным запасом

Источник: https://xn--b1ahgbf2d2a.xn--p1ai/stati-na-temu-vyzhivaniya/vyzhivanie-radiaciya/zashchita-ot-radiacii/

7.Альфа-, бета-распад, гамма-излучение. Защита от ионизирующего излучения

Альфа-излучение
представляет собой поток ядер атомов
гелия. Проникающая способность
альфа-частиц, т.е. способность проходить
через слой какого-либо вещества
определенной толщины, небольшая. Поэтому
внешнее воздействие альфа-частиц на
живой организм не является опасным.

Однако альфа-частицы обладают высокой
ионизирующей способностью, и их попадание
внутрь организма через дыхательные
пути, желудочно-кишечный тракт или раны
вызывает серьезные заболевания.
Бета-излучение
состоит из потока электронов.

Они имеют
значительно большую проникающую, но
меньшую ионизирующую способность по
сравнению с альфа-частицами. Именно
высокая проникающая способность
электронов является опасным фактором
при облучении этими частицами.

Гамма-лучи
представляют собой электромагнитное
излучение с очень короткой длиной волны.
Они не только глубоко проникают в
организм, но и оказывают сильное
ионизирующее воздействие. Вследствие
этого гамма-излучение чрезвычайно
опасно для человека.

Ионизация
тканей организма приводит к их разрушению
в связи с расщеплением воды (ее содержание
в живой ткани составляет 72%) и вступлением
образовавшихся веществ в химическую
реакцию с белковыми соединениями.

Альфа.
Для предотвращения внутреннего облучения
альфа — активными радионуклидами
используют средства индивидуальной
защиты органов дыхания, желудочно-кишечного
тракта и кожных покровов. 

Бетта.
Задерживается одеждой, если достигает
тела, то проникает практически на глубину
всего лишь нескольких миллиметров.
Наибольшую опасность представляет для
хрусталиков глаз — для защиты использовать
очки из органического стекла или
прозрачные плексигласовые щитки. Для
защиты кожи рук рекомендуется применять
защитные перчатки.

Гамма-излучение.
Защитой
от гамма-излучения может служить слой
вещества. Эффективность защиты (то есть
вероятность поглощения гамма-кванта
при прохождении через неё) увеличивается
при увеличении толщины слоя, плотности
вещества и содержания в нём тяжёлых
ядер (свинца, вольфрама, обеднённого
урана и
пр.).

8.Нейтроны. Наведенная активность. Защита от нейтронов

Классификация
нейтронов по энергии:

1.
«Холодные» нейтроны , En < 5 .10-3 эВ.

2.
Тепловые нейтроны , En = 5 .10 -3 …5 .10 -1 эВ.

3.
Промежуточные нейтроны , En= 0,5 эВ…200 кэВ.

4.
Быстрые нейтроны , En= 0,2…20 МэВ.

5.
Сверхбыстрые нейтроны , En>20 МэВ.

  • Нейтрон

    элементарная частица, не имеющая
    электрического заряда.
  • Нейтрон
    состоит из одного u-кварка и двух d-кварков
    (протон состоит из одного
  • d-кварка
    и двух u-кварков, время жизни — 2,9·1029 лет
    — стабилен).
  • Источники
    нейтронов
  • Нейтронные
    генераторы

    (ядерные реакции с использованием
    ускорителей)
  • В
    результате этих реакций получаются
    нейтроны с энергиями около 2.5 МэВ
  • Радиоизотопные
    источники

    (ядерные реакции)
  • 1.
    Спонтанное деление радионуклидов
    (например 252Cf)

2.
Реакции типа (.,n)

3.
Реакции типа (.,n)

Смесь
радия и бериллия (ампула с солью радия
внутри ампулы с порошком

бериллия)
— 9Ве(.,n)8Ве (монохроматические нейтроны
с энергией 110 кэВ).

Ядерные
реакторы

Источники
тепловых (< 0.5 эВ, доля в реакторе 90-95%), промежуточных (.5%.) и

быстрых
нейтронов (> 0.5 МэВ, . 2%.).

Наведённая
радиоактивность
 —
это радиоактивность веществ,
возникающая под действием облучения
их ионизирующим излучением, как
правило нейтронами.

При
облучении нейтронами
стабильные ядра могут превращаться в
радиоактивные ядра с различным периодом
полураспада,
которые продолжают излучать длительное
время после прекращения облучения.

Защита.
Известно, что быстрый нейтрон теряет
приблизительно 2/3 своей энергии при
столкновении с атомом водорода. Поэтому
хорошим защитным материалом от нейтронов
является вода и водородосодержащие
материалы (парафин). Бериллий имеет
большое сечение захвата медленных
нейтронов.

Нейтроны малой энергии
(тепловые) хорошо поглощаются бором и
кадмием, поэтому бор в чистом виде или
в виде соединений вводится в бетон,
свинец и другие материалы, применяемые
для защиты от нейтронов и -излучения,
которое сопровождает поглощение
нейтронов такими материалами, как
бериллий, бор и кадмий.

9.Деление
ядер.

Деление
ядра

— расщепление атомного ядра на два (реже
три или четыре) ядра (осколка) с испусканием
альфа-частиц, нейтронов и гамма-квантов.

Спонтанное
деление

– деление без внешнего возбуждения.

Спонтанное
деление могут испытывать только ядра,
содержащее большое количество протонов:
Z2/A .45.

  1. Спонтанное
    деление характерно для всех тяжелых
    ядер.
  2. Вынужденное
    деление

    происходит под действием нейтронов:
  3. 92U+n>56Ba
    + 36Kr+kn

Вынужденное
деление ядер с может быть вызвано любыми
частицами: фотонами, нейтронами,
протонами, дейтронами, альфа-частицами
и т.д.

Если
энергия их должна быть достаточна для
преодоления барьера деления.

Цепная
ядерная реакция

— последовательность единичных ядерных
реакций, каждая из которых вызывается
частицей, появившейся как продукт
реакции на предыдущем шаге последовательности.

Энергия,
выделяющаяся при делении ядер, превращается
в теплоту при торможении осколков
деления. При делении ядра урана тепловой
нейтрон с энергией ~ 0,1 эВ освобождает
энергию ~ 200 МэВ.

Три
основных делящихся изотопа:

Уран-235
Плутоний-239 Уран-233

Источник: https://studfile.net/preview/4619075/page:5/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector