Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ – АСПЕКТИ ІСТОРІЇ ДОСЛІДЖЕНЬ ЙОГО НЕБЕЗПЕЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК, ВИКОРИСТАННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ



 

Термін "іонізуюче випромінювання" характеризує будь-яке випромінювання, яке прямо або опосередковано викликає іонізацію навколишнього середовища (утворення позитивно та негативно заряджених іонів). Особливістю іонізуючих випромінювань є те, що всі вони відзначаються високою енергією і викликають зміни в біологічній структурі клітин, які можуть призвести до їх загибелі. На іонізуючі випромінювання не реагують органи чуття людини, що робить їх особливо небезпечними.

Іонізуюче випромінювання існує протягом всього періоду існування Землі, воно розповсюджується в космічному просторі. Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини почав досліджуватися після відкриття явища радіоактивності у 1896 р. французьким вченим Анрі Беккерелем, а потім досліджений Марією та П'єром Кюрі, які в 1898 році дійшли висновку, що випромінювання радію є результатом його перетворення на інші елементи. Характерним прикладом такого перетворення є ланцюгова реакція перетворення урану-238 у стабільний нуклід свинцю-206. На кожному етапі такого перетворення вивільняється енергія, яка далі передається у вигляді випромінювань. Відкриттю Беккереля та дослідженню Кюрі передувало відкриття невідомих променів, які у 1895 році німецький фізик Вільгельм Рентген назвав Х-променями, а в подальшому в його честь названо рентгенівськими.

Перші ж дослідження радіоактивних випромінювань дали змогу встановити їх небезпечні властивості. Про це свідчить те, що понад 300 дослідників, які проводили експерименти з цими матеріалами, померли внаслідок опромінення.

Усі джерела іонізуючого випромінювання поділяються на природні та штучні (антропогенні). Природними джерелами іонізуючих випромінювань є космічні промені, а також радіоактивні речовини, які знаходяться в земній корі. Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські установки, штучні радіоактивні ізотопи, прилади засобів зв'язку високої напруги тощо. Як природні, так і штучні іонізуючі випромінювання можуть бути електромагнітними (фотонними або квантовими) і корпускулярними.

Рентгенівське випромінювання виникає в результаті зміни стану енергії електронів, що знаходяться на внутрішніх оболонках атомів, і має довжину хвилі (1 … 1000)∙1012м. Це випромінювання є сукупністю гальмівного та характеристичного випромінювання, енергія фотонів котрих не перевищує 1 МеВ. Рентгенівські промені проходять тканини людини наскрізь. На сьогоднішній день введені наступні одиницівимірювання іонізуючого випромінювання:

Беккерель(Бк) - активність нукліда в радіоактивному джерелі (в одиницях системи СІ). Один беккерель дорівнює одному ядерному перетворенню в секунду, Кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7∙1010 Бк;

Грей (Гр)- поглинена доза випромінювання (СІ). 1 Гр = 100 рад = 1 Дж ∙ кг-1;

Зіверт (Зв)- еквівалентна доза випромінювання (СІ). 1 Зв = 100 бер = 1 Дж х
х кг-1;

Електрон-вольт (еВ)- позасистемна одиниця енергії іонізуючого випромінювання. 1 еВ = 1,6 ∙ 10-19Дж.

Рентген- позасистемна одиниця експозиційної дози, при якій сполучена корпускулярна емісія в 0,001293 г повітря утворює в повітрі іони, що несуть розряд в одну електростатичну одиницю кількості електрики кожного знака. Число 0,001293 г - маса одного кубічного сантиметра атмосферного повітря при 0°С и 760 мм рт. ст.

Іонізуючі речовини використовуються в контрольно-вимірювальній апаратурі, медицині, хімії, у технологічних процесах, для розпізнавання, оцінки якості та інше. В цивільній авіації радіоактивні речовини застосовуються у приладах літаків, у дефектоскопах для контролю цілісності окремих вузлів і деталей літаків, у рівнемірах для визначення рівня рідин.

У результаті дії іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах порушується нормальне протікання біохімічних реакцій та обмін речовин в організмі.

В залежності від поглинутої дози випромінювання та індивідуальних особливостей організму викликані зміни можуть носити зворотний або незворотний характер. Найбільш чутливими є: кришталик ока, червоний кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні (особливо кровотворні) органи, молочні залози, статеві органи. Різні організми мають істотні відмінні особливості реакції на дози опромінення. Ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого випромінювання.

Доза 60 Гр (6000 рад) призводить до того, що смерть, як правило, настає протягом декількох годин або діб. Якщо доза опромінення перевищує 60 Гр, людина може загинути під час опромінення ("смерть під променем").

Ймовірність захворіти на рак знаходиться в прямій залежності від дози опромінення. Перше місце серед онкологічних захворювань займають лейкози. Їх дія, що веде до загибелі людей, виявляється приблизно через 10 років після опромінення.

Основні характеристики іонізуючого випромінювання:

1. Активність радіонуклідного джерела - міра радіоактивності, яка дорівнює співвідношенню кількості самовиникаючих ядерних перетворень у цьому джерелі за невеликий інтервал часудо цього інтервалу часу. Одиниця активності - кюрі (Кі), бекерель (Бк).

2. Ступінь іонізації повітря оцінюється за експозиційною дозою рентгенівського або гамма-випромінювання. Експозиційною дозою (X) називається повний заряд іонів одного знака, що виникають у малому об'ємі повітря при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, утворених фотонами до маси повітря в цьому об'ємі. Одиницею вимірювання експозиційної дози є кулон на 1 кг (Кл/кг) та рентген (Р).

3. Поглинута доза випромінювання (Д) – це фізична величина, яка дорівнює співвідношенню середньої енергії, переданої випромінюванням речовині в деякому елементарному об'ємі, до маси речовини в ньому. Одиниця вимірювання поглинутої зони - грей (Гр.); 1 Гр = 1 Дж/кг. Застосовується також позасистемна одиниця - рад. 1 рад = 0,01 Гр.

В результаті багаторічних наукових досліджень виявлено цілу низку методів, завдяки яким можливо вимірювати іонізуючого випромінювання. На сьогоднішній день вчені, медики, інженери та інші використовують наступні основні методи вимірювання іонізуючого випромінювання:

1) Фотографічний - заснований на потемнінні фотоемульсії під впливом іонізуючих випромінювань (різновид хімічного).

2) Хімічний - заснований на вимірюванні концентрації іонів води, які з'явилися в результаті її опромінювання іонізуючими випромінюваннями. Можна використовувати властивість деяких речовин змінювати свій колір під впливом випромінювань.

3) Напівпровідниковий - заснований на тому, що деякі напівпровідники змінюють свій опір під впливом іонізуючих випромінювань.

4) Сцинтиляційний - заснований на тому, що деякі речовини під впливом іонізуючих випромінювань випускають фотони видимого світла.

5) Біологічний - заснований на дослідженні складу крові і структури зубів.

6) Іонізаційний - заснований на іонізації газів.