Б) Электромагнитное излучение.
1) Рентгеновское излучение – возникает в среде, окружающей источ-ник b-излучения, в рентгеновских трубках, ускорителях электронов, электронно-лучевых трубках и т. п. Оно представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучения.
Тормозное излучение– фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц.
Характеристическое излучение– это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома.
Энергия фотонов рентгеновского излучения составляет £ 1 МэВ. Оно обладает малой ионизирующей способностью, но большой проникающей способностью.
2) Гамма-излучение – это электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Его энергия находится в пределах 0,01 ¸ 3 МэВ. Длины волн g-излучения меньше, чем длины волн рентгеновского излучения. Поскольку с уменьшением длины волны проникающая способность излучения возрастает, g-излучение обладает весьма высокой проникающей способностью. Ионизирующая способность его, соответственно, мала.
2. Единицы активности и дозы ионизирующих излучений
Активность (А) радиоактивного вещества– число спонтанных ядерных превращений (dN) в этом веществе за малый промежуток времени (dt):
.
1 Бк (беккерель) равен одному ядерному превращению в секунду. В литературе, изданной до 1996 года часто ввстречается прежняя (внесистемная) единица – Кюри (Ки): 1 Ки = 3,7 ×1010 Бк.
|
|
|
Экспозиционная доза(характеризует источник излучения по эффекту ионизации):
где dQ– полный заряд ионов одного знака, возникающий в воздухе в данной
точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами вы малом объеме (dm) воздуха.
Экспозиционная доза на рабочем месте при работе с радиоактивными веществами:
где А – активность источника [мКи], Кg– гамма-постоянная изотопа [Р×см2 / (ч×мКи)] – из справочника,t– время облучения,r– расстояние от источника до рабочего места [см ].
При дозиметрическом контроле используется также мощность экспозиционной дозы 
[р×ч-1].
Поглощенная дозаэто фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая по формуле:
.
Здесь dE– средняя энергия, переданная излучением веществу в некотором элементарном объеме,dm– масса вещества в этом объеме.
В системе СИ поглощенная доза измеряется в Дж×кг-1и имеетспециальнроеназваниегрей(Гр). Ранее широко использовалась внесистемная единица «рад», поэтому следует помнить соотношение между этими единицами:
Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощенная доза связана с экспозиционной дозой соотношением
|
|
|
Дпогл.= Дэксп.×К1,
где К1– коэффициент, учитывающий вид облучаемого вещества (воздух, вода и т. п.), т. е. учитывающийотношение энергии, поглощаемой данным веществом, к электрическому заряду ионов, образованных в воздухе такой же массы.При экспозиционной дозе в 1 Р энергияg-излучения, расходуемая на ионизацию 1 г воздуха равна 0,87 рад, т. е. для воздуха
В человеческом организме:
- для воды К1= 0,887 … 0,975 рад/Р,
- для мышц К1= 0,933 … 0,972 рад/Р,
- для костей К1= 1,03 … 1,74 рад/Р.
В целом для организма человека при облучении от g-источника коэффициент 
В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощенная доза 0,88 рад.
В дозиметрической практике часто сравнивают радиоактивные препараты поих g-излучению. Если два препарата при тождественных условиях измерения создают одну и ту же мощность экспозиционной дозы, то говорят, что они имеют одинаковыйg-эквивалент.
Гамма-эквивалент mRaисточника – условная масса точечного источника226Ra, создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы как и данный источник. Единица –1кг-экв Ra.
|
|
|
В связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучения вызывает в живом организме различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.
Поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой поглощенной энергии a-излучение, например, гораздо сильнее воздействует на живую ткань, чемb- илиg-излучение, так как его ионизирующая способность в несколько раз выше. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий неодинаковую ионизирующую способность различных видов излучения.
Эквивалентная доза (Н)– величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава
Н = Д ×Q [Зв] 1 Зв = 100 бэр.
Q – безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Для рентгеновского и g-излученияQ=1, для альфа-, бета-частиц и нейтроновQ=20.
При расчете эквивалентной дозы для a-активных нуклидов учитывается еще и коэффициент распределения дозы. КР, учитывающий влияние неоднородности распределения нуклидов в ткани и его канцерогенную эффективность по отношению к226 Ra.
До 1996 года в СССР, а затем в в СНГ в качестве единицы измерения эквивалентной дозы использовался «бэр» – поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения. Таким образом, бэр – “биологический эквивалент рада”. С 1996 года на территории России использование старых внесистемных единиц «рад», «бэр», а также «кюри» в литературе, официальных документах не допускается.В системе СИ единицей измерения для эквивалентной дозы являетсязиверт(Зв). Соотношение с прежней единицей то же, что и для поглощенной дозы: 1Зв = 100 бэр.
|
|
|
При определении эквивалентной дозы следует учитывать также, что одни части тела (органы; ткани) более чувствительны к облучению, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятнее, чем в щитовидной железе, мышечной ткани, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует учитывать с разными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав их по всем органам и тканям, получимэффективную эквивалентную дозу(рисунок 2), отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах. Эффективная эквивалентная доза используется для оценки риска отдаленных последствий облучения.
Просуммировав индивидуальные эквивалентные дозы, мы получим коллективную эффективную эквивалентную дозу, которая измеряется в человеко-зивертах (чел-Зв).
Однако многие радионуклиды распадаются очень медленно (например, уран 238 - п/п = 4,47 млрд. лет, U234– 245000 лет, торий 230 – 8000 лет, Ra226– 1600 лет) и останутся радиоактивными и отдаленном будущем. Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования называютожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.
1,00 – организм в целом
Рисунок 2 – Эффективная эквивалентная доза
37.Действие ионизирующих излучений на организм. Внешнее и внутреннее облучение.
При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощенной энергии.
Малые количества поглощенной энергии излучения могу вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого, инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения.
Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
Этот эффект называется кумуляцией.
4. Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство.
Это так называемый генетический эффект.
5. Разные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.
6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты.
Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы.
Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод; вода под воздействием излучения расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, в свою очередь, образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный оксид НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.
Любой вид ионизирующего излучения вызывает биологические изменения в организме, как при внешнем, так и при внутреннем облучении.
Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размера облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения на организм человека:
1. Действие ионизирующих излучений на организм неощутимы человеком.
2. Видимые поражения кожного покрова, недомогания, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время.
3. Суммирование доз облучения происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 653; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!