февраля 01, 2018

Дозиметрія. Дози випромінювання. Радіоактивний захист людини.

Вплив радіоактивного випромінювання на речовину. Радіоактивне випромінювання містить у собі гама- та рентгенівське випромінювання, електрони, протони, α-частинки, іони важких елементів. Його називають також іонізуючим випромінюванням, оскільки, проходячи крізь живу тканину, воно викликає іонізацію атомів.

Навіть слабке випромінювання радіоактивних речовин дуже сильно впливає на всі живі організми, порушуючи життєдіяльність клітин. За великої інтенсивності випромінювання живі організми гинуть. Небезпека випромінювання збільшується тим, що воно не викликає ніяких болючих відчуттів навіть у разі отримання смертельних доз.

Механізм уражаючої біологічні об'єкти дії ще недостатньо вивчений. Але зрозуміло, що вона зводиться до іонізації атомів і молекул, і це призводить до зміни їхньої хімічної активності. Найбільш чутливими до випромінювань є ядра клітин, особливо клітин, які швидко діляться. Тому в першу чергу випромінювання вражає кістковий мозок, у результаті чого порушується процес утворення крові. Далі настає ураження клітин травного тракту й інших органів.

Доза випромінювання. Характер впливу іонізуючого випромінювання залежить від дози поглиненого випромінювання та його виду.

Доза поглиненого випромінювання — відношення енергії випромінювання, поглиненої тілом, яке опромінюється, до його маси:

У СІ дозу поглиненого випромінювання виражають у греях (Гр):

1 Гр дорівнює дозі поглиненого випромінювання, за якої опроміненій речовині масою 1 кг передається енергія іонізуючого випромінювання 1 Дж. Природний фон радіації (космічні промені, радіоактивність навколишнього середовища та людського тіла) становить на рік дозу випромінювання близько 2∙10^-3 Гр на людину. Міжнародна комісія з радіаційного захисту встановила для осіб, котрі працюють із випромінюванням, гранично припустиму на рік дозу, яка дорівнює 0,05 Гр. Доза випромінювання в 3—10 Гр, отримана за короткий час, є смертельною.

На практиці широко використовується позасистемна одиниця дози випромінювання — рентген 1 Р; 1 Гр відповідає приблизно 100 Р.

Коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання. За однієї й тієї самої дози поглиненого випромінювання різні види випромінювання викликають неоднаковий біологічний ефект. Біологічні ефекти, що викликаються будь-яким іонізуючим випромінюванням, прийнято оцінювати у порівнянні з ефектом від рентгенівського та гамма-випромінювання. Наприклад, за однієї і тієї самої поглиненої дози біологічний ефект від дії а-випромінювання буде в 20 разів більший, ніж від у-випромінювання. Від дії швидких нейтронів ефект може бути в 10 разів більший, ніж від у-випромінювання; від дії β-випромінювання — такий самий, як і від у-випромінювання.

У зв'язку з цим відмінність біологічної дії різних видів випромінювання прийнято характеризувати коефіцієнтом якості К. Прийнято, що коефіцієнт якості рентгенівського та гамма-випромінювання дорівнює одиниці. Коефіцієнт якості а-випромінювання дорівнює 20, швидких нейтронів — 10,

Коефіцієнт якості К показує, у скільки разів радіаційна небезпека від впливу на живий організм даного виду випромінювання є більшою, ніж від впливу γ-випромінювання (за однакових доз поглинання).

Коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання

Рентгенівське випромінювання, γ-випромінювання

е^-

Повільні

неитрони

Швидкі нейтрони

р

α

к

1

1—1,5

3—5

10

10

20

Еквівалентна доза. У зв'язку з тим, що за однієї й тієї самої дози поглинання різне випромінювання викликає різний біологічний ефект, для
оцінки цього ефекту було введено величину, яка називається еквівалент
ною дозою (Н).

Еквівалентна доза поглиненого випромінювання визначається як добуток дози поглиненого випромінювання на коефіцієнт якості:

H = D∙K

Одиниця еквівалентної дози — зіверт (Зв).

1 Зв дорівнює еквівалентній дозі, за якої доза поглиненого γ-випромінювання дорівнює 1 Гр.

Величина еквівалентної дози визначає відносно безпечні та дуже небезпечні для живого організму дози опромінення.

Припустима доза опромінення

<0,25Гр

Доза опромінення, яка викликає променеву хворобу

1—6 Гр

Смертельна доза опромінення

6—10 Гр

Оцінюючи вплив іонізуючого випромінювання на живий організм, враховують і те, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші. Наприклад, за однакової еквівалентної дози поглиненого випромінювання виникнення раку в легенях є більш імовірним, ніж у щитоподібній залозі.

Іншими словами, кожний орган і тканина мають певний коефіцієнт радіаційного ризику (для легень, наприклад, він дорівнює 0,12, а для щитоподібної залози — 0,03).

Поглинена й еквівалентна дози залежать від часу опромінення. За інших рівних умов ці дози тим більші, чим більший час опромінення.

Захист організмів від випромінювання. Під час роботи з будь-яким
джерелом радіації необхідно вживати заходів для радіаційного захисту.

Найпростіший метод захисту — це ізоляція персоналу від джерела випромінювання на досить велику відстань. Ампули з радіоактивними препаратами не слід брати руками. Треба користуватися спеціальними щипцями з довгою ручкою.

Для захисту від випромінювання використовують перешкоди з поглинаючих матеріалів. Наприклад, захистом від β-випромінювання може бути шар алюмінію товщиною у кілька міліметрів. Найбільш складним є захист від γ -випромінювання і нейтронів через їх велику проникну здатність. Кращим поглиначем γ-променів є свинець. Повільні нейтрони добре поглинаються бором і кадмієм. Швидкі нейтрони попередньо уповільнюються за допомогою графіту.

VІ. Заключний етап заняття

1.Закріплення матеріалу

1. У чому полягає причина негативного впливу радіації на живі організми?

2. Який вид радіоактивного випромінювання є найбільш небезпечним для опромінення людини: а) α-випромінювання; б) β-випромінюван-ня; в) γ-випромінювання?

3. У чому полягає механізм іонізації атомів і молекул?

4. У чому полягає біологічна дія іонізуючих випромінювань?

5. Які фактори слід враховувати, оцінюючи вплив іонізуючого випромінювання на живий організм?

2. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал з підручника:

Коршак Є.В. ЛяшенкоО.І. «Фізика-11» §

Комментарии