Джерела і область застосування іонізуючих випромінювань

Швидке розвиток ядерної енергетики та широке застосування джерел іонізуючих випромінювань (ДІВ) в різних галузях науки, техніки і народного господарства створили потенційну загрозу радіаційної небезпеки для людини і забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами. Тому питання захисту від іонізуючих випромінювань (радіаційна безпека) перетворюються в одну з найважливіших проблем.

Радіація (від латинського radiatio - випромінювання) характеризується променистої енергією. Іонізуючим випромінюванням (ІВ) називають потоки часток й електромагнітних квантів, що утворюються при ядерних перетвореннях, тобто в результаті радіоактивного розпаду. Найчастіше зустрічаються такі різновиди іонізуючих випромінювань, як рентгенівське й гамма-випромінювання, потоки альфа-частинок, електронів, нейтронів і протонів. Іонізуюче випромінювання прямо або побічно викликає іонізацію середовища, тобто утворення заряджених атомів або молекул - іонів.

Джерелами ІІ можуть бути природні та штучні радіоактивні речовини, різного роду ядерно-технічні установки, медичні препарати, численні контрольно-вимірювальні пристрої (дефектоскопія металів, контроль якості зварних з'єднань). Вони використовуються також в сільському господарстві, геологічної розвідці, при боротьбі зі статичною електрикою і ін

Деякі характеристики основних радіоактивних елементів представлені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2 - Характеристики основних радіоактивних елементів        

Назва елемента         

Характеристика елемента і запобіжні заходи         

Період напіврозпаду             

1         

2         

3             

Радон-222         

Газ, що випускає альфа-частинки. Постійно утворюється в   гірських породах. Небезпечний при накопиченні в шахтах, підвалах, на 1 поверсі.   Необхідна вентиляція (провітрювання).         

3,8 доби             

Ксенон-133         

Газоподібні ізотопи. Постійно утворюються і розпадаються в   процесі роботи атомного реактора. Як захист використовують ізоляцію.         

5 діб             

Йод-131         

випускають бета-частинки і гамма-випромінювання. Утворюється при   роботі атомного реактора. Разом із зеленню засвоюється жуйними тваринами і   переходить в молоко. Накопичується в щитовидній залозі людини. В якості   захисту від внутрішнього опромінення застосовують "йодну дієту", тобто   вводять в раціон людини стабільний йод.         

8 діб             

Криптон-85         

Важкий газ, що випускає бета-частинки і гамма-випромінювання.   Входить до складу відпрацьованого паливного елемента реактора. Виділяється при їх   зберіганні. Захист - ізольоване приміщення.         

10 років             

Стронцій-90         

Метал, що випускає бета-частинки. Основний продукт поділу   в радіоактивних відходах. Накопичується в кісткових тканинах людини.         

29 років             

Цезій-137         

Метал, що випускає бета-частинки і гамма-випромінювання.   Накопичується в клітинах м'язової тканини.         

30 років             

Радій-226         

Метал, що випускає гамма-випромінювання, альфа і бета-частинки. Захист - укриття та притулку.         

1600 років             

Вуглець-14         

випускають бета-частинки. Природний природний ізотоп   вуглецю. Використовується при визначенні віку археологічного матеріалу.         

5500 років             

Плутоній-239         

що випускають альфа-частинки. Міститься у радіоактивних   відходах. Захист - якісне поховання радіоактивних відходів.         

24000 років             

Калій-40         

випускають бета-частинки і гамма-випромінювання. Міститься і   заміщається (виводиться) у всіх рослинах і тварин.         

1,3 млрд. років     

Геодезисти можуть стикатися з іонізуючими випромінюваннями при виконанні робіт на прискорювачах заряджених частинок (синхрофазотрон, синхротронах, циклотронах), а також на атомних електростанціях, на уранових копальнях і ін

Альфа-частинки являють собою позитивно заряджені ядра атомів гелію. Ці частинки випускаються при радіоактивному розпаді деяких елементів з великим атомним номером, в основному це трансуранові елементи з атомними номерами більше 92. Альфа-частинки розповсюджуються в середовищах прямолінійно зі швидкістю близько 20 тис. км/с, створюючи на своєму шляху іонізацію великої щільності. Альфа-частинки, володіючи великою масою, швидко втрачають свою енергію і тому мають незначний пробіг: у повітрі - 20-110 мм, в біологічних тканинах - 30-150 мм, в алюмінії - 10-69 мм.

Бета-частинки - Це потік електронів або позитронів, що володіє більшою проникаючої і меншої іонізуючої пособностью, ніж альфа-частинки. Вони виникають в ядрах атомів при радіоактивному розпаді і відразу ж випромінюються звідти зі швидкістю, близькою до швидкості світла. При середніх енергіях пробіг бета-частинок в повітрі становить кілька метрів, у воді - 1-2 см, в тканинах людини - близько 1 см, в металах -- 1 мм.

Рентгенівське випромінювання являє собою електромагнітне випромінювання високої частоти і з короткою довжиною хвилі, що виникає при бомбардуванні речовини потоком електронів. Найважливішою властивістю рентгенівського випромінювання є його велика проникаюча здатність. Рентгенівські промені можуть виникати в рентгенівських трубках, електронних мікроскопах, потужних генераторах, випрямних лампах, електронно-променевих трубках і ін

Гамма-випромінювання відноситься до електромагнітного випромінювання і являє собою потік квантів енергії, що поширюються зі швидкістю світла. Вони мають більш короткими довжиною хвиль, ніж рентгенівське випромінювання. Гамма-випромінювання вільно проходить через тіло людини та інші матеріали без помітного ослаблення і може створювати вторинне і розсіяне випромінювання в середовищах, через які проходить. Інтенсивність опромінення гамма-променями знижується обернено пропорційно до квадрату відстані від точкового джерела.

Нейтронні випромінювання - це потік нейтральних частинок. Ці частки вилітають з ядер атомів при деяких ядерних реакціях, зокрема, при реакції поділу ядер урану і плутонію. Внаслідок того, що нейтрони не мають електричного заряду, нейтронне випромінювання володіє великою проникаючою здатністю. Залежно від кінетичної енергії нейтрони умовно поділяються на швидкі, надшвидкі, проміжні, повільні й теплові. Нейтронні випромінювання виникає при роботі прискорювачів заряджених частинок і реакторів, що утворюють потужні потоки швидких і теплових нейтронів. Відмінною особливістю нейтронного випромінювання є здатність перетворювати атоми стабільних елементів в їх радіоактивні ізотопи, що різко підвищує небезпеку нейтронного опромінення.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ssga.ru/