 |
Требования по технике безопасности при выполнении данной работы.
|
|
|
|
В.А. Королев, В.В. Гришакова, С.Н. Никулина
УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКТА
ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ДОЗЫ (ДОЗИМЕТРОВ) ДП- 22В (ДП-24)
Учебно-методическое пособие по выполнению
лабораторной работы по курсу «Безопасность
жизнедеятельности»
Калуга, 2017
УДК 355.728
ББК 68.9
Н 65
Рецензент:
Главный инженер ООО «ФУКС ОЙЛ» «Завод по производству смазочных и сопутствующих материалов концерна ФУКС (FUCHS) Ермаков Р.С.
Утверждено методической комиссией КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана
(протокол № от)
Королев В.А., Гришакова В.В., Никулина С.Н.
Устройство и применение комплекта измерителей дозы (дозиметров) ДП-22В (ДП-24): учебно-методическое пособие / В.А. Королев, В.В. Гришакова, С.Н. Никулина. – Калуга: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
Учебно-методическое пособие предназначено для проведения лабораторных работ по определению воздействия ионизирующего излучения на организм человека.
Учебно-методическое пособие содержиттеоретические вопросы воздействия ионизирующего излучения на организм человека, назначение и устройство комплекта измерителей дозы (дозиметров) ДП-22-В (ДП-24), порядок определения индивидуальной экспозиционной дозы гамма-излучения и задания для лабораторных занятий и самостоятельной работы студентов всех направлений, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности».
© Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
© Никулина С.Н
© Королев В.А.
© Гришакова В.В.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…....………………………………………….…..………….......4
1. Краткие теоретические сведения……………..….….…….…….....…5
2. Дозиметрические величины и единицы их измерения..…………….8
3. Назначение и устройство комплекта измерителей дозы(дозиметров) ДП-22В (ДП-24)………………..…………………...…………………...13
|
|
|
4. Подготовка к работе и порядок работы дозиметрического прибора …………………………………………….. ………………..…...…….....18
5. Порядок выполнения лабораторной работы………………………20
6. Исследовательская часть…………………………………….….........20
7. Содержание отчета……………………………………………..……..22
8. Контрольные вопросы……………………………………………......22
9. Список литературы……………………………………………….…..23
ВВЕДЕНИЕ
Радиоактивное заражение местности возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. Степень радиоактивного заражения местности зависит от вида взрыва, мощности ядерного боезапаса, метеорологических условий (наличия, скорости и направления ветра), рельефа местности. Выпадение радиоактивных веществ при наземном взрыве происходит по пути движения облака и образует на местности радиоактивный след эллипсоидной формы, ширина и длина которого определяется мощностью заряда, высотой взрыва, скоростью ветра.
Основными характеристиками радиоактивного заражения местности является мощность экспозиционной дозы и экспозиционная доза. Местность считается зараженной, если мощность экспозиционной дозы достигает 0,5Р/час и выше.
Радиоактивные вещества, выпавшие из облака, загрязняют одежду, открытые части тела незащищенных людей и объекты окружающей среды – воздух, воду, почву, растения, продукты питания и т.д. Попадая внутрь организма с воздухом, водой и пищей, РВ могут вызывать внутреннее облучение, что может отягощать течение лучевой болезни от внешнего облучения.
Цель работы: формирование практических навыков использования комплекта измерителей дозы.
Задачи: научиться определять индивидуальные экспозиционные дозы гамма-излучения.
Требования по технике безопасности при выполнении данной работы.
|
|
|
1. При выполнении работы руководствоваться правилами техники безопасности в лаборатории.
2. Перед началом работы следует убедиться в исправности всех приборов и устройств.
3. Проводить исследования в соответствии с изложенной в лабораторной работе методикой.
4. По выполнении работ привести в надлежащий порядок рабочее место.
1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Облучение - воздействие ионизирующего излучения на объект (организм человека, животного, растения и т.п.)
Внешнее облучение - облучение организма (тела) ионизирующим излучением, приходящим извне.
Внутреннее облучение - облучение организма (тела), отдельных органов и тканей ионизирующим излучением, испускаемым содержащимися в них радионуклидами.
Хроническое облучение - постоянное или прерывистое облучение в течение длительного периода.
Острое облучение - однократное кратковременное облучение объекта дозой, вызывающей неблагоприятные изменения его состояния.
Дробное облучение - облучение, совершающееся двукратно или многократно с интервалами между отдельными воздействиями.
Общее облучение - облучение всего организма (тела) в целом.
Лучевое поражения (повреждение ) - обусловленные лучевым воздействием патологические изменения тканей, органов и их функций.
Пороговая доза (лучевого поражения) - минимальная доза, вызывающая данный биологический эффект.
Лучевая болезнь - общее заболевание со специфическими симптомами, развевающееся вследствие лучевого поражения.
Острая лучевая болезнь - болезнь, развивающаяся после острого облучения (для человека в дозах, превышающих 1Гр = 100 рад.).
По степени тяжести острая лучевая болезнь разделяется (в зависимости от дозы на все тело):
‒ I ‒ легкая (1 ¸ 2 Гр);
‒ II ‒ средняя (2 ¸ 4 Гр);
‒ III ‒ тяжелая (4 ¸6 Гр);
‒ IV ‒ крайне тяжелая (> 6 Гр).
Биологическое действие ионизирующего излучения условно можно подразделить на:
‒ первичные физико-химические процессы, возникающие в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата:
‒ нарушения функций целого организма как следствие первичных процессов.
В результате облучения живой ткани, как и в любой среде, поглощается энергия и возникает возбуждение и ионизация атомов облучаемого вещества. Поскольку у человека (и млекопитающих) основную часть массы тела составляет вода (около 75%), под действием ионизирующего излучения образуются свободные радикалы Н- и ОН-, а в присутствии кислорода также свободный радикал гидропероксида (НО2-) и пероксида водорода (Н2О2) являющиеся сильными окислителями. Продукты радиализа вступают в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, не свойственные здоровому организму. Это есть косвенное (непрямое) действие излучения через продукты радиолиза воды. Прямое действие ионизирующего излучения может вызвать расщепление молекул белка, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов и другие денатурационные изменения.
|
|
|
Необходимо заменить, что прямая ионизация и непосредственная передача энергии тканям тела не объясняют повреждающего действия излучения. Так при абсолютно смертельной дозе, равной для человека 6 Гр на все тело, в 1см3 ткани образуется 1015 ионов, что составляет одну ионизированную молекулу воды из 10 млн. молекул.
В дальнейшем под действием первичных процессов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже биологическим законам жизни и гибели клеток.
Гибель клетки и утрата функций тканей и органов приводят к появлению клинических симптомов у облученного человека, называемых радиационными синдромами. связи с различием в радиочувствительности клеток, структуре и функциях каждой ткани дисфункция органов начинается в разные сроки и после различных доз.
Теоретически при однородном облучении всего тела дозой, превышающей некоторый порог, можно выделить три основных синдрома: нервно-аваскулярный; желудочно-кишечный; гематологический. На практике эти синдромы часто сливаются и их трудно распознать в отдельности.
Лучевую болезнь подразделяют на острую и хроническую. Течение лучевой болезни различной степени тяжести может проходить в стертой или явно выраженной форме, что зависит от суммарной дозы и ритма облучения.
Приборы и средства, установки, используемые для измерения или контроля ионизирующих излучений, по функциональному назначению делятся на дозиметрические, радиометрические, спектрометрические, сигнализаторы и многоцелевые приборы.
|
|
|
Дозиметры - приборы, измеряющие экспозиционную или поглощенную дозу излучения или мощность этих доз.
| Таблица 1 Клинические эффекты при кратковременном общем однородном облучении. | Клинический эффект при дозе, Гр | свыше 100 | ¾ | минуты | Центральная нервная система, сосуды головного мозга | Успокаивающие средства, симптоматическая | Безнадёжный | ¾ | 100 % | 2 суток |
| до 50 | 100 % | минуты | Желудочно-кише-чный тракт | ¾ | 100 % | 6 ¸ 9 суток | ||||
| 10 ¸ 15 | 100 % | 30 мин | Желудочно-кишечный тракт (кишечный синдром) | Поддержание электролитического баланса | Очень плохой | ¾ | 90 ¸ 100 % | 2 недели | ||
| 5 ¸ 10 | 100 % | 0,5 ¸ 1 ч. | Кроветворная ткань (костномозговой синдром) | Возможная пересадка костного мозга, введение лейкоцитов | Неопределённый (зависит от терапии) | Продолжительный (месяцы) | 0 ¸ 90 % | Недели, месяцы | ||
| 2 ¸ 5 | от 3 Гр – 100 % | 1 ¸ 2 ч. | Кроветворная ткань | Переливание крови, антибиотики, жидкости, изоляция | Осторожный | Недели, месяцы | 0 ¸ 80 % | ¾ | ||
| 1 ¸ 2 | 1 Гр – 5 % 2 Гр – 50 % | Более 3 ч. | Психотерапия, гематологическое наблюдение | Благополучный | Несколько недель | ¾ | ¾ | |||
| 0 ¸ 1 | нет | ¾ | нет | Психотерапия | Благополучный | ¾ | ¾ | ¾ | ||
| Показатель | Рвота | Время проявления первичной реакции | Основной поражаемый орган (синдром) | Терапия | Прогноз | Срок выздоровления | Смертность | Срок наступления смерти |
2. ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Действие ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул, входящих в состав вещества. Количественной мерой этого воздействия служит поглощенная доза.
Д – средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества
(Дж/кг) или (Гр).(1)
где 
- средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объёме;
dm - масса вещества в этом объеме.
Единицей поглощенной дозы является – грей (Гр.)
1 Гр = 1 Дж /кг
(На практике ещё имеются приборы производящие измерение поглощенной дозы (Д) внесистемной единицей рад.
1 рад = 10 Дж /кг = 0,01 Гр.
Поглощенная доза излучения зависит от свойств излучения и поглощающей среды.
Для заряженных частиц (a, b, протонов) небольших энергий, быстрых нейтронов и некоторых других излучений, когда основными процессами их взаимодействия с веществом является непосредственная ионизация и возбуждение, поглощенная доза служит однозначной характеристикой ионизирующего излучения по его воздействию на среду. Это связано с тем, что между параметрами, характеризующими данные виды излучения (поток, плотность потока и др.) и параметром, характеризующим ионизационную способность излучения в среде ‒ поглощённой дозой, можно установить адекватные прямые зависимости.
|
|
|
Для рентгеновского и g-излучений таких зависимостей не наблюдается, т.к. эти виды излучений косвенно ионизирующие. До 1996 года в качестве характеристики рентгеновского и g ‒ излучений по эффекту ионизации использовали так называемую экспозиционную дозу. Экспозиционная доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электронов, производящих ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. На практике до сих пор широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген.
1-рентген (Р)- экспозиционная доза рентгеновского и g-излучений, при которой в 1см3 воздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (1Р=2,58×10-4 Кл/кг).
(В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе 1Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,873 рад).
Исследование биологических эффектов, вызываемых различными ионизирующими излучениями, показали, что повреждение тканей связано не только с количеством поглощенной энергии, но и с её пространственным распределением, характеризуемым линейной плотностью ионизации. Чем выше линейная плотность ионизации, или, иначе, линейная передача энергии частиц в среде на единицу длины пути, тем больше степень биологического повреждения. Чтобы учесть эффект, введено понятие эквивалентной дозы Н, которая определяется равенством:
Н T.R= W R × Д T.R (3в).(2)
где Д T.R - поглощенная доза в органе или ткани (Т);
Н T.R - эквивалентная доза (в органе, ткани).
W R -взвешивающий коэффициент для излучения(R)
Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв).
Таблица 2
Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения (W R) при расчете эквивалентной дозы Н T.R)
| Виды излучений | W R |
| Фотоны, электроны, мюоны любых энергий Нейтроны с энергией менее 10 кэВ от 10 кэВ до 100 кэВ от 100 кэВ до 2 МэВ от 2 МэВ до 20 МэВ более 20 МэВ Протоны с энергией более 2 МэВ Альфа частицы, осколки деления, тяжелые ядра |
Ранее применялась специальная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рада): 1 бэр = 0,01 3в (Бэром называется такое количество энергии, поглощенное 1г биологической ткани, при
котором наблюдается тот же биологический эффект, что и при
поглощенной дозе излучения 1рад рентгеновского и g-излучений, имеющих W R = 1).
Оказалось, что не все внутренние органы человека одинаково реагируют на одну и те же эквивалентную дозу излучения, т.е. обладают разной чувствительностью. Поэтому ввели понятие дозы эффективной (Е)- величины используемой как мера риска возникновения отдаленных последствий всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учётом их радиочувствительности.
Доза эффективная (Е) представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:
(Зв). (3)
где НT - эквивалентная доза в органе или ткани Т:
WT -взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.
|
|
|
