Іонізуючі випромінювання

Безпека життєдіяльності

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Далекосхідного державного університету

ІНСТИТУТ МЕНЕДЖМЕНТУ І БІЗНЕСУ

КАФЕДРА БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ І ГО

іонізуючих випромінювань. Зовнішнього та внутрішнього опромінення. ДІЯ НА

ОРГАНІЗМ. ПРОФІЛАКТИКА.

Реферат студента 23 гр.

Журавльова В. М.

Спаськ-Дальній

2002

Зміст

ВСТУП 3

Види іонізуючих випромінювань 4

Джерела радіоактивного опромінення 6

Вплив іонізуючих випромінювань на живі організми і захист від них 7

Висновок 10

Список використаної літератури 11

ВСТУП

АБО З чого все починалося

Радіоактивність - аж ніяк не нове явище; новизна полягає лише в тому,як люди намагалися її використовувати. І радіоактивність, і супутні їйіонізуюче випромінювання існували на Землі задовго до зародження на нійжиття і були присутні в космосі до виникнення самої Землі.

Іонізуюче випромінювання супроводжувало і Великий вибух, з якого, якми зараз думаємо, почалося існування нашого Всесвіту близько 20мільярдів років тому. З того часу радіація наповнює космічнепростір. Радіоактивні матеріали увійшли до складу Землі із самого їїнародження. Навіть людина злегка радіоактивний, так як у всякій живої тканиниприсутній у невеликій кількості радіоактивні речовини. Але з моментувідкриття цього універсального фундаментального відкриття пройшло лишетрохи більше ста років.

У 1896 році французький вчений Анрі Беккерель поклав кількафотографічних платівок у ящик столу, придавивши їх шматками якогосьматеріалу, що містить уран. Коли він проявив платівки, то, до свогоподив, виявив на них сліди якихось випромінювань, які він приписавурану. Незабаром цим явищем зацікавилася Марія Кюрі, молодий хімік,полька за походженням, яка і ввела в мові слова "радіоактивність".
У 1898 році вона та її чоловік П'єр Кюрі виявили, що уран після випромінюванняперетворюється в інші хімічні елементи. Один з цих елементів подружжяназвали полонієм на згадку про батьківщину Марії Кюрі, а ще один - радієм,оскільки по-латині це слово означає "що випускає промені". І відкриття
Беккереля, і дослідження подружжя Кюрі були підготовлені більш раннім,дуже важливою подією в науковому світі - відкриттям у 1895 році рентгенівськихпроменів; ці промені були названі так по імені відкрив їх (теж, загалом,випадково) німецького фізика Вільгельма Рентгена.

Беккерель один з перших зіткнувся з найнеприємнішим властивістюрадіоактивного випромінювання: мова йде про його вплив на тканини живогоорганізму. Вчений поклав пробірку з радієм в кишеню і отримав в результатіопік шкіри. Марія Кюрі померла, як видно, від одного ззлоякісних захворювань крові, оскільки дуже часто піддаваласявпливу радіоактивного випромінювання. Принаймні 336 чоловік,працювали з радіоактивними матеріалами в той час, померли в результатіопромінення.

Незважаючи на це, невелика група талановитих і здебільшого молодихучених направила свої зусилля на розгадку однією з найбільш хвилюючих загадоквсіх часів, прагнучи проникнути в найпотаємніші таємниці матерії.

Види іонізуючих випромінювань

Головним об'єктом дослідження вчених був сам атом, точніше - йогобудову. Ми знаємо тепер, що атом схожий на Сонячну систему в мініатюрі: навколо крихітного ядра рухаються по орбітах "планети" - електрони. Розміриядра в сто тисяч разів менше розмірів самого атома, але щільність його дужевелика, бо маса ядра майже дорівнює масі самого атома. Ядро, якправило, складається з декількох більш дрібних частинок, які щільно зчепленіодин з одним.

Деякі з цих частинок мають позитивний заряд і називаютьсяпротонами. Число протонів в ядрі і визначає, до якого хімічномуелементу відноситься даний атом: ядро атома водню містить всього одинпротон, атома кисню - 8, урану - 92. В кожному атомі кількість електронів вточності дорівнює числу протонів у ядрі, кожен електрон несе негативнийзаряд, рівний по абсолютній величині заряду протона, так що в цілому атомнейтральний.

У ядрі, як правило, присутні і частки іншого типу, званінейтронами, оскільки вони нейтральні. Ядра атомів одного і того ж елементазавжди містять одне й те саме число протонів, але число нейтронів в них можебути різним. Атоми, що мають ядра з однаковим числом протонів, алещо розрізняються за кількістю нейтронів, що відносяться до різних різновидів одногоі того самого хімічного елемента, що називаються ізотопами даного елементу.
Щоб відрізнити їх один від одного, до символу приписують число, яке дорівнює сумівсіх частинок в ядрі даного ізотопу. Так, уран-238 містить 92 протони, але
143 нейтрона; в урані-235 теж 92 протона, але 143 нейтрона. Ядра всіхізотопів хімічних елементів утворюють групу нуклідів.

Деякі нукліди стабільні, тобто у відсутності зовнішнього впливуніколи не зазнають жодних перетворень.

Більшість же нуклідів нестабільні, вони увесь час перетворюються вінші нукліди. Як приклад візьмемо хоча б атом урану-238, в ядріякого протони і нейтрони ледь утримуються разом силами зчеплення.
Час від часу з нього виривається компактна група з чотирьох частинок:двох протонів і двох нейтронів (?-випромінювання). Уран-238 перетворюється, такимчином, у торій-234, в ядрі якого містяться 90 протонів і 144нейтрона ... Далі йдуть інші перетворення (показані нижче в таблиці),супроводжувані випромінюваннями, і весь ланцюжок врешті-решт закінчуєтьсястабільним нуклідом свинцю. Зрозуміло, існує багато таких ланцюжківмимовільних перетворень різних нуклідів за різними схемами перетворень іїх комбінаціями.

При кожному акті розпаду нукліда вивільняється енергія, яка йпередається далі у вигляді випромінювання.

Існують три види іонізуючих випромінювань:

. ?-випромінювання:

Являє собою потік ядер атомів гелію, які називаються?-частками.

Початкова швидкість альфа-частинок досягає 10000-20000 км./сек.

Вони мають велику іонізуючої здатністю. Довжина пробігу альфа-частинок у повітрі становить усього 10 см., а в твердих тілах ще менше.

Одяг, індивідуальні засоби захисту повністю затримують альфа-частинки. Зовнішнє їх дія не небезпечно для людини. Через високу іонізуючої здатності альфа-частинки дуже небезпечні при потраплянні всередину організму.

. ?-випромінювання:

Це потік електронів, які називаються?-частками. Швидкість бета-частинок може в деяких випадках досягати швидкості світла.

Проникаюча здатність їх менше, ніж гама-випромінювання. Одяг та індивідуальні засоби захисту значно послаблюють бета-випромінювання.

Іонізуюче дію бета-випромінювання в сотні разів сильніше гамма-випромінювання.

. ?-випромінювання:

Це електромагнітні хвилі, аналогічні рентгенівським променів та променів світла, що поширюються у повітрі зі швидкістю

300000км./сек. На сотні метрів.

Вони здатні проникнути через товщі захисних матеріалів і через індивідуальні засоби захисту.

Гамма випромінювання представляє основну небезпеку для людей. При радіоактивне зараження місцевості гамма-випромінювання діє протягом доби, тижнів і місяців.

Джерела радіоактивного опромінення

Всі джерела радіації можна умовно розділити на два види:
1. Природні джерела радіації;

Джерела, створені людиною;

Природні джерела радіації

Космічні промені:

Радіаційний фон, створюваний космічними променями, дає трохи меншеполовини зовнішнього опромінення, одержуваного населенням від природнихджерел радіації. Космічні промені переважно приходять до нас з глибин
Всесвіту, але деяка їх частина народжується на Сонці під час спалахів. Вонивзаємодіють з атмосферою Землі, породжуючи вторинне випромінювання і приводячидо утворення різних радіонуклідів.
2. Земна радіація:

Основні радіоактивні ізотопи, що зустрічаються в гірських породах Землі,
- Це калій-40, рубідій-87 і члени двох радіоактивних сімейств, що берутьпочаток відповідно від урану-238 і торію-232 - довгоживучих ізотопів,включилися до складу Землі із самого її народження.

Середня ефективна еквівалентна доза, яку людина отримує зарік від земних джерел радіації, становить приблизно 350 мікрозівертов.
3. Внутрішнє опромінення:

У середньому приблизно 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінення,яку людина одержує від природних джерел радіації, надходить відрадіоактивних речовин (калій-40, свинець-210, полоній-210 та ін), що потрапили ворганізм з їжею, водою і повітрям.
4. Радон:

Це невидимий, що не має смаку і запаху важкий (у 7,5 рази важчеповітря) газ. Радон разом зі своїми дочірніми продуктами розпадувідповідальний приблизно за 3/4 річної індивідуальної ефективної еквівалентноїдози. Зустрічається в двох основних формах: радон-222 і радон-220.

Він вивільняється із земної кори повсюдно, але основну частину дозиопромінення людина одержує, знаходячись у закритому, непровітрюваномуприміщенні.

Джерела, створені людиною
5. Джерела, що використовуються в медицині:
Це:

Рентген; Комп'ютерна томографія; радіотерапевтичних установки длялікування раку; радіоізотопи, що використовуються для дослідження різнихпроцесів в організмі;

Середня індивідуальна доза за рахунок цього джерела в усьому світіскладає ~ 400 мкЗв на людину на рік. Таким чином, колективнаефективна еквівалентна доза для всього населення дорівнює приблизно 1600000чол-зв у рік.
6. Ядерні вибухи:

Найбільш небезпечні повітряні вибухи. Частина радіоактивного матеріалувипадає неподалік від місця випробування, якась частина затримуєтьсятропосфері (самому нижньому шарі атмосфери), підхоплюється вітром іпереміщається на великі відстані, залишаючись приблизно на одній і тій жешироті. Перебуваючи в повітрі в середньому близько місяця, радіоактивні речовинипід час цих переміщень поступово випадають на землю. Однак більшачастина радіоактивного матеріалу викидається в стратосферу - наступний шаратмосфери, що лежить на висоті 10-50 км., де він залишається багато місяців,повільно опускаючись і розсіюючись по всій поверхні земної кулі.

АЕС:

Вносять досить незначний внесок в сумарне опромінення населення. Принормальній роботі ядерних установок викиди радіоактивних матеріалів дуженевеликі.

Вплив іонізуючих випромінювань на живі організми і захист від них

Наведемо нижче поетапне вплив усіх видів іонізуючих випромінюваньна будь-який живий організм.

Заряджені частинки:

Проникаючі в тканини організму альфа-і бета-частинки втрачають енергіювнаслідок електричних взаємодій з електронами тих атомів, біляяких вони проходять. Гамма-випромінювання і рентгенівські промені передають своюенергію речовини трохи іншими способами, які, в кінцевому рахунку,також призводять до електричних взаємодій.

Електричні взаємодії:
За час близько десяти трильйонних секунди після того, як проникаючевипромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цьогоатома відривається електрон. Останній заряджений негативно, томуінша частина початково нейтрального атома стає позитивнозарядженої. Цей процес називається іонізацією. Відірвавшись електрон можедалі іонізувати інші атоми.

Фізико-хімічні зміни:
І вільний електрон, і іонізований атом зазвичай не можуть довго перебуватив такому стані і протягом наступних десяти мільярдних часток секундиберуть участь у складного ланцюга реакцій, в результаті яких утворюються новімолекули, включно з таким надзвичайно реакційно-здатні, як вільнірадикали.

Хімічні зміни:
Протягом наступних мільйонних часток секунди утворилися вільнірадикали реагують як один з одним, так і з іншими молекулами і черезланцюжок реакцій, ще не вивчених до кінця, можуть викликати хімічнумодифікацію важливих у біологічному відношенні молекул, необхідних длянормального функціонування клітини.

Біологічні ефекти:
Біохімічні зміни можуть статися як через кілька секунд, так ічерез десятиліття після опромінення і стати причиною негайної загибеліклітин або таких змін до них, які можуть призвести до раку.

Ще нижче наведемо різновиди доз радіоактивного опромінення.

Поглинута доза - енергія іонізуючого випромінювання, поглинена опромінюванимтілом, у перерахунку на одиницю маси.

Еквівалентна доза - поглинена доза, помножена на коефіцієнт,відображає здатність даного випромінювання пошкоджувати тканини організму.

Колективна еквівалентна доза - ефективна еквівалентна доза,отримана групою людей від якого-небудь джерела радіації.

Повна колективна ефективна еквівалентеая доза - колективнаефективна еквівалентна доза, яку отримають покоління людей, від якого -небудь джерела за увесь час його подальшого існування.

Наведемо деякі позасистемні, але широко поширені одиниці.

Беккерель (Бк, Bq) - одиниця активності нукліда в радіоактивному джерелі
(у системі СІ). Один бекерель відповідає одному розпаду в секунду длябудь-якого радіонукліда.

Грей (Гр, Gy) - одиниця поглиненої дози в системі СІ. Являє собоюкількість енергії іонізуючого випромінювання, поглиненої одиницею масибудь-якого фізичного тіла, наприклад, тканинами організму.

Зіверт (Зв, Sv) - одиниця еквівалентної дози в системі СІ. Представляєсобою одиницю поглиненої дози, помножену на коефіцієнт, що враховуєнеоднакову радіаційну небезпеку різних видів іонізуючих випромінювань.
Один зіверт відповідає поглиненої дози в 1 Дж/кг (для рентгенівського, (- і (- випромінювань).

Варто також навести деякі широко поширені позасистемніодиниці та їх зв'язок з одиницями СІ:

Кюрі (Кі, Сu) - одиниця активності ізотопу:

1 Кі = 3,700 * 1010 Бк;

рад ( рад, rad) - одиниця поглиненої дози випромінювання:

1 рад = 0,01 Гр;

бер (бер, rem) - одиниця еквівалентної дози:

1 бер = 0,01 Зв.

Захист від іонізуючих випромінювань
. Захист від (- і (-випромінювання:

Для захисту від даних видів випромінювань досить шару повітря в 10 см,тонкої фольги. Одяг, як було сказано вище, теж повністю послаблює
(-Частки, а екран з алюмінію, плексигласу, скла товщиною кількаміліметрів повністю екранує потік (-часток.

Однак при енергії (-часток?> 2 МеВ істотну роль починає гратигальмівне випромінювання, яке вимагає більш посиленого захисту.
. Захист від нейтронного випромінювання:

При проектуванні захисту від нейтронного випромінювання необхідновраховувати, що процес поглинання ефективний для теплових, повільними тарезонансних нейтронів, тому швидкі нейтрони повинні бути попередньоуповільнені. Важкі матеріали добре послаблюють швидкі нейтрони.
Проміжні нейтрони ефективніше послаблювати водородосодержащіміречовинами. Це означає, що слід шукати таку комбінацію важкихводомістких речовин, які давали б найбільшу ефективність
(наприклад, використовують комбінації H2O + Fe, H20 + Pb).

Ураження людей і тварин проникаючою радіацією. При діїпроникаючої радіації у людей і тварин може виникнути променева хвороба.
Ступінь ураження залежить від експозиційної дози випромінювання, часу, впротягом якого ця доза отримана, площі опромінення тіла, загальногостану організму. Також враховують, що опромінення може бути одноразовимі багаторазовим. Однократним вважається опромінення, отримане за першийчотири доби. Опромінення, отримане за час, що перевищує чотири доби,є багаторазовим. При одноразовому опроміненні організму людини вЗалежно від отриманої експозиційної дози розрізняють 4 ступеня променевоїхвороби.

Променева хвороба першого (легкої) ступеня виникає при загальній експозиційної дози випромінювання 100-200 Р. Прихований період може тривати 2-3 тижні, після чого з'являється нездужання, загальна слабкість, відчуття тяжкості в голові, горе у грудях, підвищення пітливості, може спостерігатися періодичне підвищення температури.

У крові зменшується вміст лейкоцитів. Променева хвороба першого ступеня виліковна.

Променева хвороба другого (засобднів) ступеня виникає при загальній експозиційної дози випромінювання 200-400 Р. Прихований період триває близько тижня. Променева хвороба проявляється в більш важкому нездужання, розлад функцій нервової системи, головний біль, запаморочення, спочатку часто буває блювота, можливе підвищення температури тіла; кількість лейкоцитів у крові, особливо лімфоцитів, зменшується більш ніж наполовину. При активному лікуванні одужання наступає через 1,5-2 місяці. Можливі смертельні випадки (до 20 %).

Променева хвороба третього (важкою) ступеня виникає при загальній експозиційної дози 400-600 Р. Прихований період-до кількох годин.

Відзначають важкий загальний стан, сильні головні болі, блювоту, іноді втрату свідомості або різке збудження, крововиливи в слизові оболонки і шкіру, некроз слизових оболонок в області ясен. Кількість лейкоцитів, а потім еритроцитів і тромбоцитів різко зменшується. Через ослаблення захисних сил організму з'являються різні інфекційні ускладнення. Без лікування хвороба в

20-70% випадків закінчується смертю, частіше від інфекційних ускладнень або від кровотеч.

При опроміненні експозиційної дозою більше 600 Р. розвивається вкрай важка четверта ступінь променевої хвороби, яка без лікування зазвичай закінчується смертю протягом двох тижнів.

Летальні дози при їх вимірі в греях:

3-5 Гр

Висновок Найнебезпечніші з точки зору громадськості фактори, що загрожуютьздоров'ю і життю людей, далеко не завжди є такими насправді.
Трьом групам громадян США - членам ліги Жінок-виборниць, студентамвищих навчальних закладів та представників ділових і промислових кіл --було запропоновано розташувати 30 різноманітних джерел, що призводять допередчасної загибелі людей, у порядку зменшення їх небезпеки для людини.
Ці три послідовності, представлені нижче в трьох стовпцях,порівнюються з результатами статистичних оцінок кількості людей в США,загиблих за рік від відповідного джерела. Можна робити висновки.

Таблиця

Список використаної літератури

1. Безпека життєдіяльності/Под ред. С. В. Белова .- 3-е изд., Перераб .- М.: Висш. шк., 2001.-485с.
2. Гражданская оборона/Под ред. П. Г. Якубовського .- 5-е изд., Испр .- М.:

Просвещение, 1972.-224c.
3. Радіація. Дози, ефекти, ризик: Пер. с англ .- М.: Мир,-79c., іл.
-----------------------

Рис. Три види випромінювань і їх проникаюча здатність

?-Випромінювання

?-Кванти

Метал Людина

Папір

100 Гр

10-50 Гр

А. Смерть настає через кілька годин або днів внаслідок пошкодження
ЦНС.

Б. Смерть настає через одну два тижні внаслідок внутрішніхкровотеч (головним чином з шлунково-кишкового тракту).

В. 50% опромінених вмирає протягом одного-двох місяців внаслідокураження клітин кісткового мозку.

Число випадків зі смертельним результатом

Бізнесмени

Студенти

Жінки

| А | Куріння | 150000 |
| Б | алкогольного | 100000 |
| | Напої | |
| В | Автомобілі | 50000 |
| Г | Ручне | 17000 |
| | Вогнепальна | |
| | Зброя | |
| Д | Електрика | 14000 |
| Е | Мотоцикли | 3000 |
| Ж | Плавання | 3000 |
| З | Хірургічне | 2800 |
| | Втручання | |
| І | Рентгенівське | 2300 |
| | Опромінення | |
| К | Залізниці | 1950 |
| | Дороги | |
| Л | Авіація загального | 1300 |
| | Призначення | |
| М | Велика | 1000 |
| | Будівництво | |
| Н | Велосипеди | 1000 |
| О | Полювання | 800 |
| П | Побутові травми | 200 |
| Р | Гасіння | 195 |
| | Пожеж | |
| З | Робота в | 160 |
| | Поліції | |
| Т | Протівозачаточ | 150 |
| | Ные кошти | |
| У | Громадянська | 130 |
| | Авіація | |
| Ф | Атомна | 100 |
| | Енергетика | |
| Х | Альпінізм | 30 |
| Ц | Сельскохозяйст | 24 |
| | Жавна техніка | |
| Ч | Національний | 23 |
| | Футбол | |
| Ш | Лижі | 18 |
| Щ | Щеплення | 10 |
| Е | Харчові | 0 |
| | Барвники | |
| а | Консерванти | 0 |
| б | Пестициди | 0 |
| у | Застосування | 0 |
| | Антибіотиків | |
| г | Застосування | 0 |
| | Аерозолів в | |
| | Побуті | |

Про

Л З

Про

Р б