Введение. Лекция по курсу “основы дозиметрии”

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

А.В. Афанасьев

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ЕДИНИЦЫ

ИХ ИЗМЕРЕНИЯ.

Лекция по курсу “Основы дозиметрии”.

Г. Севастополь

Г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………. 3

1. Виды ионизирующих излучений. ……………………………………………….. … 5

2. Величины, характеризующие источники излучений. ……………………………... 7

2.1.Активность. ……………………………………………………………………. 7

3. Величины, характеризующие поле излучения. …………………………………… 9

3.1. Плотность потока частиц и энергии. ………………………………………… 9

3.2. Поток и перенос частиц и энергии. …………………………………………. 9

4. Величины, характеризующие взаимодействие излучения со средой. ………………11

4.1. Понятие о дозе излучения. ……………………………………………………….11

4.2. Мощность дозы излучения. ………………………………………………………13

5. Связь между величинами. ………………………………………………………………15

Рекомендуемая литература………………………………………………………………..18

Приложение № 1.

Основные дозиметрические величины. …………………………………………………..19

Приложение № 2.

Таблица соотношений между единицами. ………………………………………………20

Приложение № 3.

Уровни ионизирующих излучений. ………………………………………………………21

Приложение № 4.

Радиационные эффекты воздействия ионизирующих излучений на организм………..22

ВВЕДЕНИЕ

В XX веке человечество столкнулось с новым для него видом опасности – ионизирующими излучениями, которые иногда называют радиацией. Эти излучения окружали человека в повседневной жизни и ранее в виде естественного фона. Однако их интенсивность была настолько низкой, настолько безопасной, что у человека, как и у животных не возникло органов чувств, позволяющих обнаруживать эти излучения.

Опасными для человека ионизирующие излучения стали по мере увеличения их интенсивности из-за разработки и использования ядерного оружия и ядерной энергетики. Кроме того, в настоящее время ионизирующими излучения используются в самых разных областях науки и техники и с ними приходится работать самым разным специалистам. Не исключено воздействие ионизирующих излучений и на население, причем не только в случае аварий на ядерных предприятиях, но и в быту, например, за счет природного радона, попадающего в жилье из строительных материалов, бытового газа и водопроводной воды.

Обнаружить и измерить уровень ионизирующих излучений можно только с помощью дозиметрических приборов. Однако, далее имея такой прибор и произведя измерения, оценить степень опасности для человека невозможно без некоторой суммы об ионизирующих излучениях и в особенности о физических величинах, характеризующих излучение и единицах их измерения. Такие величины называют дозиметрическими величинами, а науку, которая их изучает называют дозиметрией.

Дозиметрия ионизирующих излучений это самостоятельный раздел прикладной ядерной физики, в которой рассматриваются свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения или взаимодействие излучения с веществом, а также принципы и методы измерения этих величин.

Вопросами измерения дозиметрических величин в первую очередь занимаются специалисты радиационной безопасности.

Вопрос о дозиметрических величинах и единицах их измерения является одним их самых важных в подготовке специалистов обеспечения радиационной безопасности. Специалист должен так же ясно представлять себе дозиметрические величины и единицы, как он представляет себе такие единицы как килограмм, литр, метр, тонна и т.п..

Измерив уровень какого-либо радиационного фактора в соответствующих единицах, специалист должен представлять – много или мало это для данной ситуации, опасно или не опасно это для человека.

Для выработки такого понимания представляется необходимым приводить значения той или иной из наиболее часто применяемых дозиметрических величин, соответствующие уровням естественного фона, допустимым уровням при обеспечении радиационной безопасности и уровням еще не приводящим к потере работоспособности.

При этом, если уровни радиационных факторов соответствуют уровням естественного фона, то обстановку с точки зрения радиационной безопасности можно считать совершенно безопасной для человека. Эти уровни используются в быту для оценки – есть или нет в данном месте искусственные источники излучений.

Если уровни соответствуют допустимым по нормам радиационной безопасности, то обстановку можно считать нормальной для условий работ с источниками ионизирующих излучений. В этом случае в свете современных данных гарантированно отсутствие неблагоприятных изменений здоровья облучаемого при работе в таких условиях в течение 50-ти лет. Эти уровни используются для оценки радиационной обстановки при эксплуатации ядерных энергетических установок.

Уровни, не приводящие к потере работоспособности могут использоваться для оценки степени опасности обстановки для человека при авариях ЯЭУ, либо в военное время при применении ядерного оружия.

Точные определения дозиметрических величин и единиц их измерения приведены в ГОСТах:

ГОСТ 15484-81. Излучения ионизирующие и их измерение. Термины и определения.

ГОСТ 8.417-81. Единицы физических величин.

Допустимые уровни радиационных факторов приведены в Нормах радиационной безопасности Украины (НРБУ-97). Уровни, не приводящие к потере работоспособности (боеспособности)приведены в справочных пособиях и в руководящих документах на военное время.

В данной лекции приводятся несколько упрощенные определения дозиметрических величин, облегчающие понимание их физического смысла, для ознакомления с точными определениями необходимо пользоваться приведенными ГОСТами.

Трудность освоения данной темы усугубляется тем, что в литературе и на многих приборах одновременно используются как традиционные (внесистемные) единицы измерения, так и современные единицы системы СИ. Поэтому в данной лекции приводятся как те, так и другие единицы и соотношение между ними.

Все величины сгруппируем по признаку:

- величины, характеризующие источники излучения;

- величины, характеризующие поле излучения;

- величины, характеризующие воздействие поля излучения на вещество и человека.

Предваряют материал по дозиметрическим величинам и единицам краткие сведения о видах ионизирующих излучений.

Данная лекция в течение ряда лет читалась автором, готовящимся к работе в ядерной энергетике. Однако, по мнению автора, она будет полезна и для специалистов других областей науки и техники. Её материал может быть также использован для целей просвещения всего населения в вопросах радиационной безопасности.