 |
Санкт-Петербургский учебно-методический центр
|
|
|
|
Санкт-Петербургский учебно-методический центр
по гражданской обороне, чрезвычайным ситуациям
и пожарной безопасности
ПРИБОРЫ
РАДИАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ
И ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Авторы: Подвигин Геннадий Петрович – начальник курсов гражданской обороны Петроградского района СПб УМЦ ГОЧС и ПБ, член-корреспондент МАНЭБ;
Панфилов Евгений Васильевич – начальник цикла обучения слушателей СПб УМЦ ГОЧС и ПБ, кандидат военных наук;
Зиновьев Сергей Евгеньевич – генеральный директор ООО “ЗАЩИТА Северо-Запад. ”
Под общей редакцией директора Санкт-Петербургского УМЦ ГОЧС и ПБ Якушкина Григория Владимировича
Рецензенты:
Варющенко Сергей Борисович, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор;
Тарасов Валерий Викторович, начальник отдела РХБЗ Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу;
Гревцев Иван Иванович, старший преподаватель Санкт- Петербургского УМЦ ГОЧС и ПБ.
Компьютерная верстка: Степанова Татьяна Юрьевна специалист курсов гражданской обороны Петроградского района
СПб УМЦ ГОЧС.
Санкт-Петербург
2006г.
Введение
Сегодня в Российской Федерации имеется 29 энергоблоков на 9 АЭС, 113 исследовательских ядерных установок, 13 промышленных предприятий ядерного топливного цикла, 8 научно-исследовательских организаций, выполняющих исследования с использованием ядерных материалов.
Насыщенность радиационно-опасных объектов на территории РФ, увеличивает вероятность возникновения аварий на потенциально-опасных объектах атомной промышленности, возникает угроза для здоровья и жизни людей, загрязнения окружающей среды.
|
|
|
Для определения оценки влияния радиоактивного заражения на работу объектов и жизнедеятельности населения необходимо знать приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля. Без знания технических характеристик приборов, умений проведения измерений, невозможно принять обоснованное решение на организацию защиты населения.
Учебное пособие предназначено для должностных лиц гражданской обороны (ГО) и специалистов единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС), преподавателей УМЦ ГОЧС и ПБ, курсов ГО, преподавателей дисциплин ОБЖ и БЖД, а также студентов высших учебных заведений.
1. Характеристика ионизирующих излучений
Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков. Источники этих излучений широко используются в технике, химии, медицине, например, при изменении плотности почв, обнаружение течей в газопроводах, изменений толщины листов, труб и стержней, антистатической обработки тканей, радиационной терапии злокачественных опухолей. Однако, следует помнить, что источники ионизирующего излучения представляют существенную угрозу здоровью и жизни использующих их людей.
Существуют два вида ионизирующих излучений:
корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (α - и β -излучение и нейтронное излучение);
электромагнитное (γ -излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.
Рассмотрим основные характеристики указанных излучений.
α -излучение представляет собой поток ядер гелия, обладающих большой скоростью. Эти ядра имеют массу 4 и заряд +2. Они образуются при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных α -радиоактивных ядер, которые, испуская α -частицу, теряют 2 протона и 2 нейтрона.
|
|
|
Энергия α -частиц не превышает нескольких МэВ. Излучаемые α -частицы движутся практически прямолинейно со скоростью примерно 20000 км/с.
Под длиной пробега частицы в воздухе или других средах принято называть наибольшее расстояние от источника излучения, при котором еще можно обнаружить частицу до её поглощения веществом. Длина пробега частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии и среды, в которой происходит движение. С возрастанием начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды длина пробега увеличивается. Если начальная энергия излучаемых частиц одинакова, то тяжелые частицы обладают меньшими скоростями, чем легкие. Если частицы движутся медленно, то их взаимодействие с атомами вещества среды более эффективно и частицы быстрее растрачивают имеющийся у них запас энергии.
Длина пробега α -частиц в воздухе обычно не менее 10 см. Так, например, α -частицы с энергией 4 МэВ обладают длиной пробега в воздухе примерно в 2, 5 см. В воде или в мягких тканях человеческого тела, плотность которых более чем в 700 раз превышает плотность воздуха длина пробега α -частиц составляет несколько десятков микрометров. За счет своей большой массы при взаимодействии с веществом α -частицы быстро теряют свою энергию. Это объясняет их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию: при движении в воздушной сфере α -частица на 1 см своего пути образует несколько десятков тысяч пар заряженных частиц – ионов.
β -излучение представляет собой поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. В настоящее время известно около 900 β -радиоактивных изотопов.
Масса β -частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы α -частиц. В зависимости от природы источника β -излучений скорость этих частиц может лежать в пределах 0, 3-0, 99 скорости света. Энергия β -частиц не превышает нескольких МэВ, длина пробега в воздухе составляет приблизительно 2, 0 см. Проникающая способность β -частиц выше, чем α -частиц (из-за меньших массы и заряда).
|
|
|
Нейтронное излучение представляет собой поток ядерных частиц, не имеющих электрического заряда. Масса нейтрона приблизительно в 4 раза меньше массы α -частиц. В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее 1 КэВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 КэВ) и быстрые нейтроны (от 500 КэВ до 20 МэВ). Среди медленных нейтронов различают тепловые с энергией менее 0, 2 эВ. Тепловые нейтроны находятся по существу в состоянии термодинамического равновесия с тепловым движением атомов среды. Наиболее вероятная скорость движения таких нейтронов при комнатной температуре составляют 2200 м/с. При неупругом взаимодействие нейтронов с ядрами атомов среды возникает вторичное излучение, состоящее из заряженных частиц и γ -квантов (γ -излучение). При упругих взаимодействиях нейтронов с ядрами может наблюдаться обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у α - или β -частиц. Так, длина пробега нейтронов промежуточных энергий составляет около 15 м в воздушной среде и 3 см в биологической ткани, аналогичны показатели для быстрых нейтронов соответственно 120 м и 10 см. Таким образом, нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения. Мощность нейтронного потока измеряется плотностью потока нейтронов (нейтр. /см. с).
γ -излучение представляет собой электромагнитное излучение с высокой энергией и с малой длиной волны, но испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0, 01-3 МэВ) или малая длина волны обусловливает большую проникающую способность гамма-излучения. γ -лучи не отклоняются в электрических и магнитных полях. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем α - и β -излучение.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей источник β -излучения. Рентгеновские лучи представляют собой один из видов электромагнитного излучения. Энергия его обычно не превышает 1 МэВ.
|
|
|
Рентгеновское излучение, как и γ -излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
Биологическое воздействие рассмотренных излучений на организм человека различно.
α -частицы, проходя через вещество и сталкиваясь с атомами, ионизируют (заряжают) их, выбивая электроны. В редких случаях эти частицы поглощаются ядрами атомов, переводя их в состояние с большей энергией. Эта избыточная энергия способствует протеканию различных химических реакций, которые без облучения не идут или идут очень медленно. α -излучение производит сильное действие на органические вещества, из которых состоит человеческий организм (жиры, белки и углеводы). На слизистых оболочках это излучение вызывает ожоги и другие воспалительные процессы.
Под действием β -излучений происходит радиолиз (разложение) воды, содержащейся в биологических тканях, с образованием водорода, кислорода, пероксида водорода, заряженных частиц. Продукты разложения воды обладают окислительными свойствами и вызывают разрушения многих органических веществ, из которых состоят ткани человеческого организма.
Действие γ - и рентгеновского излучений на биологические ткани обусловлено в основном образующимися свободными электронами. Нейтроны, проходя через вещество, производят в нем наиболее сильные изменения по сравнению с другими ионизирующими излучениями.
Таким образом, биологическое действие ионизирующих излучений сводится к изменению структуры или разрушению различных органических веществ (молекул), из которых состоит организм человека. Это приводит к разрушению биохимических процессов, протекающих в клетках, или даже к их гибели, в результате чего происходит поражение организма в целом.
Различают внешнее и внутреннее облучение организма. Под внешним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников. Внутреннее облучение осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт или через кожные покровы. Источники внешнего излучения – космические лучи, естественные радиоактивные источники, находящиеся в атмосфере, воде, почве, продуктах питания; источники α -, β -, γ -, рентгеновского и нейтронного излучений, используемые в технике и медицине; ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы (в том числе и аварии на ядерных реакторах) и ряд других.
|
|
|
Радиоактивные вещества, вызывающие внутреннее облучение организма, попадают в него при приёме пищи, курении, питье загрязнённой воды. Поступление радиоактивных веществ в человеческий организм через кожу происходит в редких случаях (если кожа имеет повреждение или открытые раны). Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не будет выведено из организма в результате процессов физиологического обмена. Внутреннее облучение опасно тем, что вызывает длительно незаживающие язвы различных органов и злокачественной опухоли.
|
|
|
