Лекция № 15. Основы радиационной гигиены

Все излучения делятся на ионизирующие и неионизирующие. Понятно, что вторые, в отличие от первых при взаимодействии со средой не вызывают ионизации атомов. К числу неионизирующих излучений принадлежит: тепловое/инфракрасное, резонансное (МРТ), ультразвуковые волны. Все ионизирующие излучения делятся на квантовые (состоящие из фотонов) -тормозное, в частности рентгеновское и гамма-излучение и корпускулярные -пучки электронов, протонов, нейтронов, мезонов.

Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений. Естественные: космическое излучение (протоны, нейтроны, атомные ядра), благодаря наличию атмосферы интенсивность космического излучения на земле мала: излучение радиоактивными элементами, распределенными в земной породе, воде, воздухе, живых организмах. Естественные источники определяют радиоактивность ОС — естественный/природный радиационный фон. Естественные источники дают 125мбэр в год. Искусственные источники — технические устройства, созданные человеком. В радиологии это рентгеновские трубки, радиоактивные нуклиды, ускорители заряженных частиц. 1934 г. Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность:

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, называющихся нуклонами. Масса покоя свободного нуклона близка к 1 а.е.м. Протон имеет положительный заряд, число их в ядре - Z, равное атомному номеру элемента. А - число нуклонов, определяется массовым числом (это целое число, ближайшее к атомной массе элемента, выраженной в а.е.м.).

N=A-Z Д^а

Большинство химических элементов имеют изотопы, то есть ядра изотопов имеют один атомный номер, но различаются по атомной массе (содержат одно число протонов и различное число нейтронов Нуклоны связаны ядерными силами, сейчас признана мезонная теория ядерных сил - нуклоны взаимодействуют между собой путем обмена элементарными частицами — мезонами. Свойства ядерных сил:

1) Короткодействующие (R= 10~^ь)

2) Сильнодействующие (сильнее всех известных сил)

3) Действуют независимо от электронного заряда частиц (зарядовая независимость);

4) Свойство насыщения (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом окружающих его нуклонов).

Наиболее прочны легкие ядра. Чем больше нуклонов в ядре, тем слабее устойчивость ядра, вследствие чего и происходит радиоактивный распад. Радиоактивность - свойство ядер определенных элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов, с испусканием определенного вида излучения, называемого радиоактивным.

Радионуклиды — это нуклиды (атомы, содержащие протоны и нейтроны), способные к активному распаду.

Закон радиоактивного распада: за равные промежутки времени распадается одинаковая доля наличных ядер данного элемента. Исходя из этого, следует, что для каждою радиоактивного изогона распад в единицу времени величина постоянная.

N = N«* е-™"⁶""*¹ N - общее число ядер no - начальное число ядер t - время распада Лямбда - коэффициент распада, постоянная, зависит от природы элемента.

Период полураспада г.ремя, в течение которого распадается половина исходных ядер. В зависимости от периода полураспада все радиоактивные изотопы делятся на короткоживущие - секунды, часы, дни; долгоживущие - от нескольких месяцев до миллиардов лет.

Т = 0,693/лямбда

Известны виды ионизирующего излучения альфа, бета, гамма; излучение: спонтанное деление; протонное и двупротонное излучение, нейтронное. Все они обладают следующими свойствами:

1) Фотохимическое действие

2) Ионизация газов и веществ

3) Вызывают свечение ряда твердых тел

4) Сопровождаются выделением энергии

Удельная ионизация - пары ионов, образующихся на одном сантиметре пробега частицы в воздухе.

Спектр радиоактивного излучения - распределение испускаемых частиц по энергиям

Альфа-излучение - положительно заряженные ядра атомов гелия, обладает высокой ионизирующей способностью и низкой проникающей. Проникают на глубину несколько микрон. ₈₈Ra₂₂₆ = ₈₆Rn²²² + ₂He⁴

Бета-излучение электроны или позитроны, ионизирующая способность ниже, чем у альфа-излучения, а проникающая выше -- до нескольких миллиметров.

Бета-излучение - внутриядерное взаимное превращение нейтронов и протонов. Выделяют следующие виды:

1) Электронный распад

2) Бета" распад

v (on¹ -,р'+.,е° + v)

4) Электронный захват

jBe⁷ +.|e⁽¹ = ₃Li⁷ + v

Гамма-излучение - ядро, которое образуется в результате альфа и бета распада находится в возбужденном состоянии и сопровождается гамма-излучением, которое излучается единым переходом или ступенчато. Это электромагнитное излучение, которое возникает при изменении энергетического состояния атомного ядра. Проникающая способность высока.