Дозиметрия

Биологическое воздействие радиоактивного излучения

Основные понятия радиоактивности

АВАРИИ НА РАДИАЦИОННО-ОПАСНЫХ ОЪЕКТАХ

Радиоактивность - явление, при котором ядра отдельных элементов испускают а,/3,у~лучи_щ

α - лучи имеют заряд +2 и относительную атомную массу +4. Это соответствует ядру гелия.

β – лучи имеют заряд -1 и относительную атомную массу 0.

Γ - лучи - жесткое, высокочастотное электромагнитное излучение. При β - распаде в ядре распадается один из нейтронов, в результате образуется протон, выбрасывается электрон и нейтрина.

При αи β распаде имеет место превращения элементов (α= +2,β =-1). Электромагнитное излучение возникает в двух случаях:

1)если заряженная частица движется с ускорением;

2)при переходе электрона на более низкую орбиталь.

Стабильность ядер обеспечивается существованием ядерных сил, энергия которых существенно больше электростатического отталкивания, но действуют они на короткой дистанции в пределах 10^-15 м.

Радиоактивные излучения в состоянии воздействовать на электрон орбитали, вследствие этого возможны:

1. переход электрона в нутрии атома на более высокую орбиталь. Это приводит к изменению числа неспареных электронов, т.е. к изменению валентности.

2. электрон способен покинуть атом, в результате образуется ион и свободный электрон. К термодинамическому потенциалу добавляется электрохимическая составляющая и меняются условия химического равновесия.

Радиоактивные излучения могут воздействовать на ядро элемента, как результат: 1. Ядро может поглотить соответствующую частицу или же из него могут быть выбиты протоны, изменяется химический элемент в сложной молекулярной структуре; 2. Ядро может изменить своё пространственное положение, т.е. эффект изометрии.

Этим уникальным явлением, в частности, объясняется радиолиз воды (воздействие радиоактивности на воду). В ней возникают свободные радикалы Н⁺ и НО", а в присутствии кислорода свободный радикал гидропероксида и Н₂О₂

Действие радиоактивного излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул, входящих в состав вещества. Количественной мерой этого воздействия служит поглощённая доза равная отношению энергии поглощения веществом к массе этого вещества.

Д_п=Е/м

Е[Дж] М[кг] - Дж/кг - грей=Гр.

1Гр. - 1кг в 1Дж

Принимается внесистемная единица – 1 рад. = 10^-2 Гр.

Поглощаемая доза зависит от свойств излучения поглощающей среды - доза поглощенная. Радиоактивное излучение, в основном, может рассматриваться как ионизирующее. По числу образованных ионов можно судить об интенсивности излучения. Для этого берут определённый объём сухого воздуха и подвергают облучению (экспонированию), затем определяют количество зарядов, ионов одного знака, возникших в этом воздухе. Таким образом, эта величина называется экспозиционной дозой и определяется по формуле:

Д=q/М

где q - количество зарядов;

М - масса воздуха.

Внесистемной единицей является 1 рентген = 1P, он составляет 2,58 10^-4 Кл/кг. Биологические эффекты показывают, что повреждение тканей связано не только с количественным поглощением энергии, но и с её пространственным распределением. Для учёта этого факта вводится понятие эквивалентной дозы.

Д_экв= Д_пК

к - коэффициент качества, меняется от 1 до 20. Единица измерения эквивалентной дозы является зиверт -13в=1Грк=1 разные ткани имеют разные коэффициенты. Внесистемная единица - 1 Бэр = 10^-2 Зв.