Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Руководство к лабораторным работам По защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности - файл 1.doc


Руководство к лабораторным работам По защите населения и хозяйственных объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационной безопасности
скачать (904.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc905kb.19.11.2011 15:27скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ДОРОЖКО С.В.

РУКОВОДСТВО

к лабораторным работам

ПО «ЗАЩИТЕ НАСЕЛЕНИЯ И ХОЗЯЙСТВЕННЫХ

ОБЪЕКТОВ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ.

РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ»

для студентов всех специальностей

Под редакцией РОЛЕВИЧА И.В.

Минск, 2005

ВВЕДЕНИЕ

После аварии на Чернобыльской АЭС в ряде районов Беларуси, России и Украины сложилась крайне неблагополучная радиоэкологическая обстановка, связанная с загрязнением радионуклидами обширных территорий. В связи с этим вопросы радиационной защиты, контроля населением загрязнения окружающей среды, продуктов питания, сельхозпродукции, строительных материалов, оценка и прогнозирование риска воздействия ионизирующего излучения на живые организмы и т.д., приобрели особую актуальность.

Нынешний уровень экологических знаний не позволяет подавляющему большинству населения объективно оценивать существующую ситуацию, вести себя адекватно ей, правильно ориентироваться в информационном потоке, критически относиться к многочисленным, не всегда обоснованным «рекомендациям». Поэтому чем больше люди, тем более выпускники вузов, знают о радиации, о той пользе, которую она приносит, и об опасности, которую она влечёт за собой, тем лучше они будут выполнять свои функции как добропорядочные граждане.

И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни. Они присутствовали в космосе задолго до возникновения самой Земли. С самого начала жизнь во всех ее проявлениях развилась на Земле на фоне постоянно существующей радиации. Значит, есть основания полагать, что живые организмы должны хорошо переносить воздействие ее в том случае, если уровень последней не очень высок.

Радиация на Земле присутствовала всегда. Поэтому важным является осознание того, что радиация - один из многих естественных факторов окружающей среды. И все, чем мы сегодня на нее влияем, заключается в добавлении к существующему фону дополнительной дозы излучения в результате использования человеком созданных устройств и аварии на них, в том числе и на всем печально известной Чернобыльской атомной электростанции.

Хорошее знание свойств радиации и ее воздействия на живые организмы позволяет свести к минимуму связанный с ее использованием риск и по достоинству оценить те огромные блага, которые приносит человеку применение достижений ядерной физики в различных сферах.

ПАМЯТКА

для студентов по подготовке к лабораторной работе, её выполнению и оформлению

Запрещается в лаборатории находиться в верхней одежде, пользоваться сотовым телефоном, курить в здании.

Обязательно ознакомьтесь с правилами безопасности и распишитесь в специальном лабораторном журнале.

Выполняйте лабораторную работу под руководством и наблюдением преподавателя или учебно-вспомогательного персонала.

Студент допускается к выполнению работы с приборами лишь после ознакомления с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы и особенностями работы с прибором.

Перед каждым включением прибора необходимо убедиться в его исправности и в том, что пуск прибора безопасен.

Выполняйте только ту лабораторную работу, к которой допускает преподаватель. Аккуратно обращайтесь с исследуемыми пробами, не вскрывайте их упаковку.

Следите за порядком на лабораторном столе.

После окончания работы выключите прибор, приведите в порядок рабочее место, исследованные пробы аккуратно поставьте рядом с прибором, стул придвиньте к столу.

Доложите преподавателю об окончании работы с прибором и замеченных неисправностях.

Оформление работы и все расчёты лучше производить на рабочем месте вдали от радиоактивных проб и прибора.

В конце занятия учащийся должен сдать педагогу выполненную работу, о чём последний делает отметку в своём журнале и подписывает работу.
^ 3. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ

По мере открытия учеными радиоактивности и ионизирующих излучений стали появляться и единицы их измерения. Например, рентген, кюри и др. Но они не были связаны какой-либо системой, а потому и называются внесистемными единицами. В настоящее время во всем мире действует единая система измерений – СИ (SI от франц. – Sistėme International - система интернациональная). Она принята в октябре 1960 г в Париже на Генеральной конференции по мерам и весам. У нас в стране она подлежит обязательному применению с 1 января 1982 г.

Единицы радиоактивности. Мерой радиоактивности является активность радионуклида в источнике излучения. Активность радионуклида в источнике или препарате равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений (распадов) в этом источнике за малый интервал времени к величине этого интервала (например, обратной секунде – 1/с):

А = dN/dt.

В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду, т. е. один распад в секунду (расп./с). В системе СИ эта единица названа беккерель (Бк), в честь французского физика А. Беккереля. На практике часто пользуются такой единицей, как ГБк (гигабеккерель) и ТБк (терабеккерель) (см. табл. 2-П приложения).

При осуществлении радиационного контроля, в том числе и после Чернобыльской катастрофы, широко использовалась внесистемная единица активности – кюри (Ки) Эта первая предложенная единица измерения радиоактивности была названа в честь французских выдающихся физиков и химиков супругов-ученых Марии Складовской и Пьера Кюри. Один беккерель составляет приблизительно 2,7•10-11 Ки. 1 Кюри – это огромная величина, она равна 3,7•1010 ядерных превращений в секунду (Бк). Такой активностью обладает 1 г радия. Другой внесистемной единицей активности является резерфорд (Рд): 1 Рд = 106 Бк.

Содержание активности в веществе часто оценивают в пересчёте на единицу массы вещества (Бк/кг) – удельная активность. Иногда оно выражается по отношению к единице объема: Бк/см3, Ки/м3, мКи/дм3, и т.п. (объемная концентрация) или к единице площади: ПБк/м2, Ки/км2, мКи/см2 и т.п. (поверхностная активность).

Am = A/m; Av = A/v; АS = А/S.

Для прогнозирования снижения активности радионуклидов после аварии на АЭС или ядерном взрыве используется закон Вэя-Вигнера: А12 = (t2/t1)n, где А1 и А2 – активности излучения радионуклидов, соответствующие моментам времени t1 и t2 после начала радиоактивного загрязнения местности; n – показатель степени спада активности излучения во времени, зависящий от состава радионуклидов, выпавших на землю. Для аварии на АЭС с выбросом искусственных радиоактивных веществ ядерного топлива n = 0,4–0,86, а для ядерного взрыва атомного боеприпаса n = 1,2
Лабораторная работа № 2

^ ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

БЫТОВЫЕ ДОЗИМЕТРЫ И РАДИОМЕТРЫ

1. Цель работы — ознакомить студентов с методами обнаружения и измерения радиоактивности, детекторами ядерных излучений, определением мощности дозы γ-излучения естественного фона, плотности потока β-излучения с загрязненных поверхностей, оценкой удельной активности радионуклидов в пробах пищевых продуктов.

^ 2. Порядок выполнения работы:

2.1. Изучить настоящие методические материалы.

2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на контрольные вопросы.

2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время работы с прибором, рассчитать полученные данные и сделать вывод о результатах выполненных измерений.

^ 3. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ

РАДИОАКТИВНОСТИ

Радиоактивные излучения не воспринимаются органами чувств. Они могут быть обнаружены (детектированы) при помощи приборов и приспособлений, работа которых основана на физико-химических эффектах, возникающих при взаимодействии излучении с веществом.

В результате взаимодействия радиоактивного излучения с внешней средой происходит ионизация и возбуждение ее нейтральных атомов и молекул. Такое воздействие вызывает изменения физико-химических свойств облучаемой среды. Указанными свойствами являются: электропроводность веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току химических растворов и др. Эти явления приняты за основу при разработке методов регистрации и измерения ионизирующих излучений – фотографический, сцинтилляционный, химический и ионизационный методы.
^ 3.1. ДЕТЕКТОРЫ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Это устройства для регистрации α- и β-частиц, рентгеновского и γ-излучения, нейтронов, протонов и т.п. Они служат для определения состава излучения и измерения его интенсивности, спектра энергии частиц, изучения процессов взаимодействия быстрых частиц с атомными ядрами и распада нестабильных частиц.

^ Фотографический метод исторически был первым способом обнаружения ядерных излучений. Метод основан на почернении фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого или хлористого серебра (АgВr или АgСl), содержащихся в фотоэмульсии, восстанавливают металлическое серебро подобно видимому свету, которое после проявления выявляется в виде почернения. Степень почернения фотоэмульсии (фотопластинки, плёнки) пропорциональна дозе излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. В настоящее время фотографический метод широко применяется в ядерной физике при исследовании свойств самых различных заряженных частиц, их взаимодействий и ядерных реакций. На этом принципе основано использование индивидуальных фотодозиметров.

^ Химический метод. Некоторые химические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов Н+ и ОН-, образующихся в воде при ее облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основана работа химических дозиметров гамма- и нейтронного излучения ДП-70 и ДП-70М (МП).

^ Сцинтилляционный метод. Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий, вольфрамат кальция и др.) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Возникновение свечения является следствием возбуждения атомов под действием излучений. При возвращении в основное состояние атомы испускают фотоны видимого света различной яркости (сцинтилляция). Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения.

Фотоны видимого света улавливаются специальным прибором – так называемым фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), способным регистрировать каждую вспышку (рис. 2.1). В основу работы индивидуального измерителя дозы (ИД-11) положен сцинтилляционный метод обнаружения ионизирующих излучений. В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод. Сущность его заключается в том, что под воздействием ионизирующих излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы, в результате чего электропроводность среды увеличивается. Если в нее поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами возникает направленное движение ионов, т.е. возникает так называемый ионизационный ток. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений. Такие устройства называются детекторами излучений. В качестве детекторов в дозиметрических приборах используются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики различных типов.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру или газоразрядный счетчик), усилитель ионизационного тока.

^ Ионизационная камера представляет собой заполненный воздухом замкнутый объём, внутри которого находятся два изолированных друг от друга электрода (типа конденсатора). К электродам камеры прилагается напряжение от источника постоянного тока. При отсутствии ионизирующего излучения в цепи ионизационной камеры тока не будет, поскольку воздух является изолятором. При воздействии же излучений в ионизационной камере молекулы воздуха ионизируются. В электрическом поле положительно заряженные частицы перемещаются к катоду, а отрицательные — к аноду. В цепи камеры возникает ионизационный ток, который регистрируется микроамперметром. Числовое значение ионизационного тока пропорционально мощности излучения. Следовательно, по ионизационному току можно судить о мощности дозы излучений, воздействующей на камеру.

Ионизационные камеры в зависимости от назначения и конструкции могут работать в импульсном и токовым (интегральном) режимах. Импульсные камеры используют для регистрации отдельных тяжелых заряженных частиц (α-частицы, протоны и т.д.).

Удельная ионизация легких частиц (электроны, позитроны) сравнительно мала, поэтому регистрация их в импульсном режиме неэффективна. Токовые камеры применяют для измерения интенсивности всех типов излучения, которые пропорциональны среднему току, проходящему через камеру. Величина ионизационного тока пропорциональна энергии излучения, поэтому ионизационные камеры измеряют ток насыщения в единицу времени, т.е. мощность дозы данного излучения. Приборы градуируют в единицах мощности дозы. Значит, ионизационные камеры используют не только для измерения дозы излучения, но и ее мощности.

^ Пропорциональные счетчики выгодно отличаются от ионизационной камеры тем, что начальное усиление первичной ионизации происходит внутри самого счетчика (Кгу=103 - 104). Наличие пропорциональности усиления в счетчиках позволяет определить энергию ядерных частиц и изучить их природу. Пропорциональные счетчики бывают торцового типа, например САТ-7 и САТ-8 (счетчик α-частиц торцовый, СИ-3Б и др.). Чтобы обеспечить проникновение в плоскость счетчика α – частиц, входное слюдяное окно делают очень тонким (4-10 мкм). Наполняют счетчик смесью неона с аргоном почти до уровня атмосферного давления. В счетчиках открытого типа рабочая полость сообщается с внешним воздухом. Такие счетчики работают при атмосферном давлении, они допускают непрерывные протекание или циркуляцию наполняющего их газа и поэтому их часто используют для регистрации активности газовых проб.

Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. ^ Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой. Счетчик представляет собой полый герметичный металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разреженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счётчика (пары спирта). Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счётчика. К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока.

В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. При отсутствии радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет. Следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины, свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.

^ Счетчики Гейгера – Мюллера (газоразрядные счетчики) конструктивно почти не отличаются от пропорциональных счетчиков цилиндрического торцового типа. Основное отличие состоит в том, что внутренний объем счетчика Гейгера наполнен инертным газом

при пониженном давлении (15-75 гПа), а работа осуществляется в области Гейгера, т.е. в режиме самостоятельного газового разряда.

Счетчики для регистрации γ– излучения имеют некоторую особенность в конструкции. Регистрация γ–излучения возможна в результате выбивания вторичных электронов из катода счетчика на основе известных трех механизмов взаимодействия этого излучения с веществом: фотоэффекта, комптонэффекта, образования электронно–позитронных пар.

^ Вторичные электроны (фотоэлектроны, электроны отдачи, электронно-позитронные пары), попадая в чувствительный объем счетчика, вызывают газовый разряд (ударную ионизацию), который и регистрируется радиометрическим устройством. Этот закон Брэгга-Грея используется также и для дозиметрии нейтронов. Ионизационный метод положен в основу работы таких дозиметрических приборов, как ДП-5А (Б, В), ДП-ЗБ, ДП-22В и ИД-1.

^ Твердотельные дозиметры. В системе обеспечения радиационной безопасности широко используются твердотельные дозиметры. К последним относятся фотопленочные дозиметры, дозиметры, основанные на окрашивании твердых материалов, и, наконец, твердые вещества, активируемые нейтронами. В качестве примера твёрдотельных дозиметров можно привести полупроводниковые детекторы (ППД) ионизирующих излучений. Действие ППД основано на свойствах полупроводников проводить электрический импульс под действием ионизирующих излучений. Из всех полупроводников наиболее пригодны для детекторов монокристаллы германия и кремния.

^ 3.2. ПРИБОРЫ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Они предназначаются для контроля:

- облучения — измерения поглощенных или экспозиционных доз излучения, полученных людьми и сельскохозяйственными животными;

- радиоактивного загрязнения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;

- радиационной разведки—определения уровня радиации на местности;

- определения наведенной радиоактивности в облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте.

Для каждого вида излучения в зависимости от его пробега в веществе подбирается свой подходящий детектор. Как же классифицируются дозиметрические приборы?

Среди них выделяют:







Индикаторы – простейшие измерительно-сигнальные приборы, позволяющие обнаружить факт наличия излучения и ориентировочно оценить некоторые характеристики излучений. Детекторами в них чаще всего являются газоразрядные счетчики.

Радиометры – это приборы с газоразрядными, сцинтилляционными счетчиками и другими детекторами, предназначенные:

  • для измерения активности радиоактивных препаратов и источников излучения,







  • для определения плотности потока или интенсивности ионизирующих частиц и квантов, поверхностей,

  • радиоактивности предметов,

  • удельной активности аэрозолей, газов и жидкостей.

Для более точных измерений активности препаратов и потоков частиц применяют стационарные радиометры (рис. 2.5), которые осуществляют дискретный счет попавших в детектор частиц и квантов (дифференциальные измерения).

Спектрометры - приборы и установки, предназначенные для определения энергии частиц, энергетического спектра, типа радионуклида; α-спектрометры, γ-спектрометры, β-спектрометры и комбинированные приборы.

^ Дозиметры (рентгенометры) – приборы, измеряющие экспозиционную и поглощенную дозы излучения или соответствующие мощности доз. Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора, радиотехнической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистрируемого (измерительного) устройства. По характеру применения дозиметры делятся на стационарные, переносные (рис. 2.4) и приборы индивидуального дозиметрического контроля.

а) Рентгенометры-радиометры используют для определения уровня радиации на местности и загрязнённости радионуклидами различных объектов и их поверхностей. К ним относится измеритель мощности дозы ДП-5В (А, Б) – базовая модель. На смену этому прибору пришёл ИМД-5. Для подвижных средств создан бортовой рентгенометр ДП-ЗБ, измерители мощности дозы ИМД-21, ИМД-22. Это основные приборы радиационной разведки.

б) Дозиметры для определения индивидуальных доз облучения. В эту группу входят: дозиметр ДП-70МП, комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11.







в) ^ Профессиональные и бытовые дозиметрические приборы. Первые имеют целый ряд принципиальных преимуществ, однако весьма дороги (в десять и более раз дороже бытового дозиметра). Радиометры для измерения активности радона бывают только в профессиональном исполнении.

Подавляющее большинство дозиметров являются прямо показывающими, т.е. с их помощью можно получить результат сразу после измерения. Существуют и непрямо показывающие дозиметры, не имеющие никаких устройств питания и индикации, исключительно компактные (часто в виде брелока). Их предназначение – индивидуальный дозиметрический контроль на радиационно опасных объектах и в медицине. Считывать его показания можно только с помощью специальной стационарной аппаратуры.

Дозиметры бывают беспороговые и пороговые. Последние позволяют обнаружить только превышение нормативного уровня радиации по принципу "да-нет" и благодаря этому они просты и надежны в эксплуатации, стоят дешевле беспороговых примерно в 1,5 - 2 раза. Как правило, беспороговые дозиметры можно эксплуатировать и в пороговом режиме.

Бытовые дозиметры, в основном, различаются по следующим параметрам :

  • типу регистрируемых излучений - только γ, или γ и β;

  • типу блока детектирования - газоразрядный счетчик (также известен как счетчик Гейгера) или сцинтилляционный кристалл /пластмасса;

  • количеству газоразрядных счетчиков, варьирующих от 1 до 4-х;

  • размещения блока детектирования - выносной или встроенный;

  • наличия цифрового и/или звукового индикатора; времени одного измерения - от 3 до 40 секунд;

  • наличия тех или иных режимов измерения и самодиагностики; габариту и весу;

  • цене продажи, зависящей от комбинации вышеперечисленных параметров.

Широкое использование бытовых дозиметрических приборов началось после аварии в Чернобыле. Связано это с тем, что радионуклиды выброшенные из четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС осели и выпали во время дождя на огромной площади нашей республики (свыше 46 тыс. км2). Чтобы решить проблему информированности населения о радиационной обстановке в месте проживания или нахождения, включая и оценку радиоактивного загрязнения продуктов питания и кормов рекомендуется широко использовать бытовые дозиметры.

Бытовые приборы для населения представляют собой особый класс приборов, предназначенных для оценки населением радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях и других местах. Ими можно оценивать загрязнение продуктов питания и воды. Оценку радиоактивного загрязнения (удельной или объемной активности) продуктов питания и воды проводят методом прямого измерения на расстоянии 1-5 см от исследуемого объекта массой не менее 1 кг или объемом не менее 1 л по разности результатов измерений излучения от объекта и радиационного фонда.

Они дают возможность специалистам и населению измерить мощность дозы в том месте, где этот дозиметр находится (в руках человека, на грунте и т.д.) и проверить тем самым на радиоактивность подозрительные предметы. Поэтому индивидуальный дозиметр поможет, прежде всего, тем, кто часто бывает в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС¸ может быть полезен при сборе ягод и грибов, при выборе места для строительства дома, для проверки привозного грунта при ландшафтном благоустройстве и др. работах.

Для оценки загрязнённости используются десятки бытовых дозиметрических приборов, из которых наиболее удачными моделями следует считать приборы типа ДРГ-0,1-Т «Белла» и «Сосна». Диапазон их измерения колеблется от 10 до 10000 мкР/ч. В качестве детекторов в них используются от одного-двух до четырех газоразрядных счетчиков СБМ-20. Они легко регистрируют цезий-137, испускающий γ – кванты и β-частицы. Питание приборов осуществляется от элементов типа «Крона», А-316.

ВНИМАНИЕ! В лаборатории во всех приборах вместо элемента питания «Крона» используется выпрямитель, включаемый в сеть 220 В.

^ 3.3. РАДИАЦИОННЫЙ ФОН

Различают просто фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте и в данное время и естественный радиационный фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения, создаваемая рассеянной радиоактивностью земной коры и проникающим космическим излучением, т.е. всеми природными источниками ионизирующего излучения.

Уровень радиационного фона позволяет оценить радиационную обстановку во время измерения ионизации за определенный интервал времени, мощность экспозиционной дозы, выражающуюся в микрорентгенах/час (мкР/ч).

1) ^ Естественный радиационный фон создаётся ионизирующим излучением природных источников земного и космического происхождения, существующий везде и всюду, как кислород в воздухе. Слабая (фоновая) радиация окружает нас повсеместно с древнейших времен (табл. 2.1).

^ Космические лучи (открыты в 1912 г. австрийским физиком В. Гессом) состоят на 92% из быстрых протонов, на 7% - из ядер гелия (α-частиц) и на 1% - из ядер лития, бериллия, азота, углерода, кислорода, фтора и др. Это первичное космическое излучение. В результате взаимодействия последнего с атомами и молекулами атмосферы образуется вторичное космическое излучение, состоящее, в

Таблица 2.1

Среднегодовые эффективные эквивалентные дозы облучения человека за счёт всех источников излучения в (в мкЗв)

Радиационный фон

Доза облучения человека, мкЗв

Естественный радиационный фон - соответствует мощности экспозиционной дозы в 20-25 мкР/час.

2250

Технологически изменённый естественный радиационный фон:




- естественные радионуклиды в стройматериалах, воздухе помещений;

1400

- минеральные удобрения;

0,15

- угольные электростанции.

2,0

Искусственный радиационный фон:




- АЭС;

0,17

- испытания ядерного оружия;

25

- медицинская диагностика и лечение.

1400

Суммарная доза облучения от всех источников - (или 5,09 мЗв или 509 мбэр).

5090

основном, из электронов, нейтронов, мезонов и γ-квантов. До поверхности земли долетают μ-мезоны и (в меньшей степени) нейтроны. Они и являются источником облучения всего живого на Земле.

В результате взаимодействия космических лучей с атомами и молекулами атмосферы, литосферы и биосферы постоянно образуются космогенные радионуклиды. Из 20 известных космогенных радионуклидов наиболее значимыми являются углерод-14 (14С - Т½ 5730 лет) и тритий (3Н – Т1/2 12,35 лет), как изотопы основных биогенных элементов. Поток космических лучей у поверхности земли равен примерно 1 частица/см2 в одну секунду. Они облучают человека в дозе 300 микрозиверт (мкЗв) в год.

^ Таблица 2.2

Природные и техногенные источники ионизирующего

излучения

Источники

Средняя годовая доза

Вклад в дозу (%)

мЗв

мбэр

Космос (излучение на уровне моря).

0,32

32

13,011

Земля (грунт, вода, строительные материалы).

0,5- 1, 68

50 - 168

69,186

Техногенные источники, в т.ч.:

0,421 мЗв




17,39

-медицинские обследования и лечение;

0,4 мЗв

40

16,522

-радиоактивные осадки;

0,02 мЗв

2

0,826

-атомная энергетика;

0,001 мЗв

0,1

0,041

-радиоактивные элементы, содержащиеся в теле человека.

0,30

30

15,1

^ Земное излучение создаётся радионуклидами, находящимися в грунте (граниты, глинозёмы, песчаники, известняки), воздухе, воде, продовольствии и теле человека или животных. Из не распавшихся к настоящему времени сохранились 23 радионуклида, сроки жизни которых сопоставимы с возрастом Земли. Этими радионуклидами являются: долгоживущие (изотопы семейства урана-238, период полураспада (Т½) - 4,47 109 лет; урана-235, Т½ - 7,04 108 лет; тория-232, Т½ - 1,41 1010 лет). К ним относятся и короткоживущие (изотопы радия и радона - Т½ от 3,92 с до 14,8 суток), а также долгоживущие одиночные радионуклиды, не образующие семейств (калий-40, Т½ - 1,28 109 лет; рубидий-87, Т½ - 4,7 1010 лет). Последние изотопы являются одними из главных источников природной радиации, от которых нет способа избавиться.

По мере распада перечисленных выше радионуклидов образуются ещё 40 радиоизотопов. Принято считать, что поверхностная активность природных радионуклидов (калий-40 + 14 радионуклидов семейства урана-238 + 10 нуклидов семейства тория-232) составляет 1777–6500 кБк/м2. Основными видами ионизирующего излучения земного происхождения являются γ- , β- и α-излучения. Земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы (300-600 мкЗв в год), получаемой человеком, в основном, вследствие внутреннего облучения (табл. 2.2).

Относительную степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз от природных источников излучения:

  • менее 2 мЗв/год - облучение не превышает средних значений доз для населения страны от природных источников излучения;

  • от 2 до 5 мЗв/год - повышенное облучение;

  • более 5 мЗв/год - высокое облучение.

^ 2) Радиоактивный фон в помещении представляет собой технологически изменённый естественный радиационный фон. Это значит, что в помещении наряду с естественным фоном земли на человека воздействуют источники ионизирующего излучения, претерпевшие изменения в результате деятельности человека. Такими источниками являются радионуклиды строительных материалов, воздуха, воды и продуктов питания, куда они поступили из полезных ископаемых, песка, глины, минеральных удобрений, органического топлива, и др., извлекаемых человеком из земли.

Дома, в которых живут и работают люди, с одной стороны, защищают их от внешних радиационных облучений, а с другой - увеличивают общую дозу облучения за счет радионуклидов, которые содержатся в строительных материалах, и радона, который также находится внутри помещений. В деревянных домах мощность радиационной дозы в два-три раза меньше, чем в каменных или бетонных. А в домах, построенных из шлакоблоков, мощность радиационной дозы, как правило, в десятки раз больше, чем в деревянных.

ТИПИЧНЫЕ значения фона на улице (открытой местности) в г. Минске - 8 - 12 мкР/час, в помещении - 15 - 20 мкР/час. Чернобыльская авария добавила к этому еще 0,2 мЗв (20 мбэр). Уровень свыше 0,6 мкЗв/ч (60 мкбэр/ч) считается повышенным. На эти значения население и должно ориентироваться, пользуясь бытовыми приборами.

Радон, действующий на человека, находящегося в помещении, является промежуточным радиоактивным элементом, возникающим при распаде урана и тория. Это α-излучатель. Он имеет три изотопа:

^ Таблица 2.3

Значения мощности эквивалентной дозы, используемой при проектировании защиты от внешнего ионизирующего

излучения

Категория облучаемых лиц

Назначение помещений и территорий

Продолжительность облучения часов в год

Проектная мощность эквивалентной дозы мкЗв/ч


Персонал

Помещения постоянного пребывания персонала

1700

6,0

Помещения временного пребывания персонала

850

12

Население

Любые другие помещения и территории

8800

0,06

219Rn (актинон) – производное урана (235U); 220Rn (торон) – производное тория (232Th); 222Rn (радон) – производное урана (238U). Наибольшую значимость имеют 220Rn и 222Rn. Образование их зависит от концентрации в горных породах, особенно в гранитах 228Ra и 226Ra. Они вносят существенный вклад в облучение человека в помещении.

При проектировании строительства здания предусматриваются меры защиты от внешнего ионизирующего излучения с учётом следующих нормативов (табл. 2.3).

Радон - инертный газ, не имеет вкуса и запаха, он в 7,5 раза тяжелее воздуха. Из почвы, где образуется этот газ, он поступает в атмосферу. На открытом воздухе радон быстро рассеивается. В закрытых помещениях, куда радон может поступать из подвалов и подпольного пространства, из строительных материалов, природного газа и воды, радон может накапливаться в больших концентрациях, представляющих опасность для человека (рис. 2.7).

Радон и продукты его распада попадают в организм человека при дыхании через лёгкие, где задерживаются почти 100% радиоактивных продуктов его распада. При дыхании человека в лёгкие поступает сутки около 20 м3 воздуха. Даже при ничтожном содержании

радона в воздухе, в легких накапливаются значительные количества радиоактивных продуктов его распада, которые вызывают развитие различных легочных заболеваний и, в частности, рака.

В соответствии с действующими нормативными документами, при выборе участков территорий под строительство жилых домов и зданий социально-бытового назначения предпочтительны участки с уровнем мощности дозы γ-излучения, не превышающими 0,3 мкГр/ч и плотностью потока радона с поверхности грунта не более 80 мБк/(м2 •с). Для строительства зданий производственного назначения выбирается территория, где плотность потока радона с поверхности грунта не превышает 250 мБк/(м2•с). В новых жилых домах содержание радона не должно превышать 100 Бк/м3, в старых домах - допускается до 200 Бк/м3, но если его содержание превышает 400 Бк/м3, то жильцы должны быть переселены (при содержание радона в жилом доме 100 Бк/м3 жильцы его за счет радона получат среднегодовую эффективную эквивалентную дозу облучения 0,61 сЗв/год).

3) ^ Искусственный радиационный фон Земли создаётся продуктами ядерного деления урана и плутония при испытаниях ядерного оружия и выбросами радионуклидов АЭС, промышленными и энергетическими реакторами. Такой же вклад вносят также искусственные (антропогенные) источники радиационного облучения, созданные в результате хозяйственной деятельности человека. Они используются: в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, для сигнализации о пожарах и изготовления светящихся циферблатов часов, многих приборов поиска полезных ископаемых и в военном деле и др. Если мощность дозы облучения превышает:

- 1,2 мкЗв/ч (120 мкбэр/ч), рекомендуется удалиться с данного места или находиться на нем не более шести месяцев в год;

- 2,5 мкЗв/ч (250 мкбэр/ч), пребывание следует ограничить тремя месяцами в год;

- при превышении 7 мкЗв/ч (700 мкбэр/ч) – одним месяцем.

^ 3.4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОАКТИВНОЕ

Присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем установленные уровни, принято называть радиоактивное загрязнение. Допускается использовать материалы только при условии низкого уровня содержания в них радионуклидов. Критерием для принятия решения о возможном применении в хозяйственной деятельности сырья, материалов и изделий, содержащих радионуклиды, является ожидаемая создание ими индивидуальной годовой эффективной дозы облучения не выше 10 мкЗв. При этом годовая коллективная эффективная доза не должна быть более 1 человеко-зиверта.

Специального разрешения на использование и последующего радиационного контроля требуют сырье, материалы и изделия:

  • с удельной β-активностью от 0,3 до 100 кБк/кг,

  • с удельной α-активностью от 0,3 до 10 кБк/кг,

  • с содержанием трансурановых радионуклидов от 0,3 до 1,0 кБк/кг,

  • создающие мощность дозы γ-излучения от 0,2 до 1,0 мкГр/ч над фоном.

Предназначенные для дальнейшего использования по прямому назначению материалы и изделия, загрязненные радиоактивными веществами выше указанных уровней подлежат дезактивации («освобождению» от радионуклидов). В противном случае они направляются на захоронение в специальные местах захоронения промышленных отходов.

Загрязнение местности и предметов β-излучающими веществами обычно измеряют как поток радиационного излучения в част./(с•м2); (1 част./(с•м2) = 1 расп./(с•м2) = 1/(с•м2) = 1 (Бк/м2). Поток радиационного излучения - отношение числа ионизирующих частиц (фотонов), проходящих через площадь данной поверхности (м2, см2) за определённый интервал времени, в табл. 3 - это одна мин.

Загрязнённой считается почва такой территории, активность радионуклидов в которой превышает: - для Sr-90 + Y-90 - 40 част./(см2•мин).

  • по цезию–137 - уровень 37 кБк/м2,

  • по стронцию–90 – уровень 5,6 кБк/м2,

  • плутонию–238, 239 и 240 – уровень 0,74 кБк/м2.

^ 3.5 УСТРОЙСТВО БЫТОВЫХ ДОЗИМЕТРОВ.

«Белла» – индикатор внешнего гамма-излучения. Оперативно оценивает радиационную обстановку в бытовых условиях, определяет уровень мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Диапазон измерения мощности прибора составляет 0.20 - 99,99мкЗв/ч; основная погрешность измерения - 30%; время измерения - 45 с.

Органы управления прибора табло, индикаторы, крышка отсека батарейного питания расположены на боковой части корпуса и передней панели. На верхней боковой поверхности расположены лампочка индикатора напряжения элемента питания и кнопка КОНТР. ПИТАНИЯ. Прибор имеет два режима работы. В режиме ПОИСК прибор служит для грубой оценки радиационной обстановки: прибор ведёт счёт импульсов от счетчика прибора и подает звуковые сигналы. В режиме ИЗМЕРЕНИЯ мощности эквивалентной дозы прибор считает импульсы от счётчика прибора. По окончанию счета, время которого определяется внутренним таймером, на цифровом табло индуцируется число, соответствующее мощности эквивалентной дозы γ-излучения в мкЗв/ч.

^ Бета-гамма радиометр «Сосна» предназначен для индивидуального контроля населением радиационной обстановки. Позволяет осуществлять в бытовых условиях индивидуальный радиационный контроль окружающей среды:

  • измеряет мощность эквивалентной дозы гамма-излучения;

  • плотность потока β-излучения с загрязненных радионуклидами поверхностей;

  • удельную активность β-излучений радионуклидов в веществах (продуктах, кормах).

Измерение можно производить как в районах с естественным радиационным фоном, так и в районах, загрязненных долгоживущими нуклидами, а также в местах размещения радиационно-опасных объектов и на объектах народного хозяйства, где используются источники γ-излучения.

Диапазоны измерений: мощности экспозиционной дозы - 0.01-9,99 мР/ч; измерения плотности потока β-излучения - 10-5000 част/см2 мин; измерения объемной активности растворов (по изотопу Cs-137) = 10-7 - 10-6 Ku/л. Время измерения - 20 ±5 с.

Корпус прибора состоит из 2-х частей, соединенных между собой винтами. ^ В верхней части на лицевой панели расположены органы управления и индикации, отсек элемента питания с крышкой. Внутри верхней части корпуса размещены 2 печатные платы. В нижней части корпуса расположена плата с установленными на ней счетчиками излучений. К нижней части корпуса крепится поворотная задняя крышка, являющаяся экранирующим фильтром. Между датчиками и задней крышкой установлена тонкая пленочная прокладка.

При установке переключателя режимов работы в положение "МД", в приборе работает внутренний таймер, который через заданное время прекращает счёт импульсов. Импульсы возникают при попадание ионизирующих частиц в рабочие объемы счетчиков.

При установке переключателя режимов работы в положение "Т", таймер прибора не работает. Время счета импульсов контролируется по часам. На цифровом табло индуцируется количество импульсов на заданный период времени.

Схема сигнализации выдает звуковой сигнал по окончании времени измерения, если переключатель режима работы находится в положении "МД" и короткий звуковой сигнал при прохождении каждого десятого импульса, если переключатель режима работы находится в положении "Т".

3.5.1. Проверка работоспособности приборов «Белла» Включить прибор: выключатель питания переведите в положение "ВКЛ". Включение прибора должно сопровождаться коротким звуковым сигналом. Постоянный звуковой сигнал требует установить новый элемент питания.

Если переключатель режима работы находится в положении "МД" или в положении "Т", то на цифровом табло должно появиться 0.000, либо - 0. 0. 0. 0.

«Сосна» Проверить исправность электронной пересчетной схемы и таймера прибора. Перевести переключатель режима работы в положение "МД", нажать кнопку "КОНТР" и удерживать ее в нажатом состоянии до конца проведения контрольной проверки, а затем кратковременно нажать кнопку "ПУСК". На цифровом табло должны появиться три точки между цифровыми знаками и начаться отсчет чисел. Через 20±5 с отсчет чисел заканчивается, звучит короткий звуковой сигналом, а на табло появится число. Например, 1.024.

После окончания отсчета отпустить кнопку "КОНТР". Если полученное число отличается от 1.024, то прибор считается неисправным.

Проверить исправность преобразователя напряжения и счетчиков. Установить переключатель режима работы в положение "МД" и нажать кнопку "ПУСК". После окончания измерения на табло должно появиться число, по величине близкое к естественному фону гамма-излучения, но не меньше 0.005. В противном случае прибор считается неисправным.

ВНИМАНИЕ! ^ Приборы включать только перед непосредственным измерением. В остальное время приборы должны быть выключены. Необходимо оберегать приборы от ударов и механических повреждений. Особую осторожность соблюдать при замерах с открытой задней крышкой, чтобы не повредить тонкую защитную пленку, закрывающую счетчики прибора.

3.5.2. Подготовка приборов к работе. Перед включением прибора ВНИМАТЕЛЬНО ознакомьтесь с устройством приборов, руководством по их эксплуатации, с порядком подготовки к работе.

1. Включить прибор «Белла». На цифровом табло высвечиваются нули и точки после каждого разряда - 0. 0. 0. 0. Измерение мощности эквивалентной дозы длится 40 с. Затем точки исчезнут, и останется только одна, фиксирующая показания в мкЗв/ч, например, - 0,15. Показания на табло будут сохраняться в течение 40 с, после чего они автоматически сбросятся, и начнется следующее измерение. Измерение можно начать, не дожидаясь 40 с. Для этого необходимо нажать кнопку КОНТР. ПИТАНИЯ.

2. «Сосна». Проверить, выключен ли прибор, закрыта ли задняя крышка прибора. Перевести переключатель режима работы в положение "МД". Включить прибор. Нажать кнопку "ПУСК", на цифровом табло должны появиться точки после каждого разряда 0.0.0.0. и начаться счет импульсов. Через 20±5 с измерение закончится, что сопровождается звуковым сигналом, а на цифровом табло фиксируется число с одной точкой, например, 0.012.

Это показание прибора и будет соответствовать мощности экспозиционной дозы γ-излучения, измеренной в мР/ч. Измерения провести 5 раз. Полученные значения записать в табл. 2.6. Рассчитать среднее значение. Перевести среднее значение в мкР/ч. Перевести полученное значение мкЗв/ч на приборе Белла в мкР/ч. Для этого следует вспомнить (лабораторная работа № 1), что для γ-излучения 1 Зв = 114,5 Р. Сделать вывод о соответствии полученного значения мощности экспозиционной дозы естественному фону. Сравнить величину естественного фона, полученного на приборах «БЕЛЛА» и «СОСНА».
^ Таблица 2.6.

Измеренная мощность дозы



Прибор

Число измерений

1

2

3

4

5

Среднее значение показаний прибора

Среднее значение замеренной величины в мкР/ч

Белла (мощность эквивалентной дозы, МкЗв/ч)






















Сосна (мощность экспозиционной дозы, мР/ч)






















По результатам измерений сделать заключение об уровне естественного радиационного фона в данной аудитории (нормальный естественный радиационный фон для Минска составляет 10 - 20 мкР/ч).

3.5.3. Измерение плотности потока β-излучения с загрязненных поверхностей. Проверить, закрыта ли задняя крышка прибора.

1. Перевести переключатель режима работы в положение "МД".

2. Положить прибор плоскостью закрытой задней крышки на исследуемую поверхность.

3. Включить прибор. Нажать кнопку ПУСК.

4. Показания прибора (число импульсов γ-излучения Nγ) занести в табл. 2.7. Измерения провести не менее 3-х раз. Осторожно открыть заднюю крышку прибора.

5. Выполнить измерение с отрытой задней крышкой аналогично пункту 3. Показание прибора (суммарное число импульсов γ- + β–излучения и отдельно - Nγ) занести в табл. 2.7. Измерения провести не менее 3-х раз.

6. Выключить прибор.

7. Закрыть заднюю крышку прибора.

8. Рассчитать средние значения для Nγ и Nγ+β. Данные занести в табл. 2.7.

9. Вычислить величину плотности потока β-излучения с поверхности по формуле:

q = Ks • (Nγ+β cp—Nγ, ср.), чacт./(cм2 ∙мин),

где Nγ+β cp и Nγ, ср. - средние значения показаний прибора с открытой и закрытой задней крышкой (число импульсов соответствует числу радиоактивных распадов в исследуемом веществе). Коэффициент счета прибора Ks равен 0.5 част/(см2•мин•имп.).

Значения числа импульсов подставляются в формулу без учета точки на табло. Например, если показания на табло 0,040, то в формулу необходимо подставить значение 40. Полученные значения плотности β-потока исследуемой поверхности сравнить с допустимыми по табл. 2.5.

3.5.4. Оценка удельной активности радионуклидов в пробах.

1. Взять чисто вымытую сухую кювету.

2.Установить переключатель режима работы в положение "Т".

3.Открыть заднюю крышку прибора.

4. Включить прибор.

5. Подготовить часы или секундомер для фиксации времени измерения.
Таблица 2.7.

Исследуемая поверхность


Показание табло (имп.)


Среднее значение

Плотность потока исследуемой поверхности





















Nγ+β




































Nγ+β




































Nγ+β
















6. Установить прибор на пустую кювету и выполнить измерение исследуемого вещества Время измерения t = 10 мин. Показания прибора Nф занести в табл. 2.8.

7. Установить прибор на кювету с исследуемым веществом.

8 Нажать кнопку "ПУСК". Провести исследования аналогично пункту 6. Через t =10 мин ± 5с нажать кнопку "СТОП Показания прибора (Nф+n) занести в табл. 2.8.

9. Выключить прибор. Снять его с кюветы и закрыть заднюю крышку.

Таблица 2.8.

Исследуемая проба

Длительность измерения с пустой кюветой, мин (t1)

Показание прибора с пустой кюветой, Nф

Длительность измерения пробы, мин (t2)

Показание прибора с пробой, Nф+пр-

Удельная активность пробы, А Бк/кг или Ки/кг









































































ПРИМЕЧАНИЕ. В таблицу 2.8 показания прибора записываются без учета знака, например, показание 0,525 записывают в таблице как 525. Если показания прибора более 1500 имп., то необходимо заменить кювету и повторить измерения.

10.Произвести оценку величины объемной активности радионуклидов в пробе по формуле:

А = Кn(Nф+пр./t2-Nф/t1),-Бк/кг(Ки/кг),

где Kn - коэффициент прибора, равен 300 при размерности Бк мин/ (кг имп.), или 8•10-9Ku мин/(кг имп.).

11. Полученное значение активности пищевого продукта сравнить с РДУ – 2001 (см табл. 4.2, стр. 78). Сделать вывод о пригодности использования исследуемого образца.

Все расчёты следует производить с точностью до второго знака.

^ 4. Выводы по выполненной работе

5. Вопросы к зачёту

1. Какие виды излучения присутствует в естественном радиационном фоне и почему?

2. Что называется радиоактивным загрязнением, чем оно создаётся и как измеряется?

3. Какие физические процессы характеризуют работу пропорциональных и газоразрядных счётчиков?

4. Какие антропогенные источники радиационного излучения существуют?

5. Что такое ядерный детектор, виды детекторов и принцип их работы?

6. Какие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений известны?

7. Как устроены бытовые дозиметры и особенности их работы?

8. Дайте определение радиометрам и дозиметрам.

9. Какие виды излучения присутствуют в естественном радиационном фоне на открытом воздухе и в помещении и почему?
Лабораторная работа № 3

^ ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПРОБ

ПОЧВЫ

1. Цель работы — ознакомить студентов с загрязнённостью чернобыльскими радионуклидами почвы и окружающей среды, составом выброса из разрушенного во время катастрофы VI энергоблока Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), динамикой изменения радиационной обстановки на территории Беларуси, устройством и работой β - радиометра РУБ-01П при определении удельной активности радионуклидов в пробах почвы; применить на практике методику измерения удельной активности радионуклидов в почве из районов, пострадавших от аварии на ЧАЭС, а также и других районов Беларуси.

^ 2. Порядок выполнения работы:

2.1. Изучить представленные методические материалы.

2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на вопросы к зачёту.

2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время работы с прибором, рассчитать полученные данные и сделать вывод о результатах выполненных измерений.

^ 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДАМИ ПОЧВЫ

Авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 г. Она рассматривается как крупнейшая глобальная ядерная катастрофа прошедшего ХХ столетия. Взрыв и пожар на станции привели к выбросу из повреждённого ядерного реактора в атмосферу огромного количества радиоактивных материалов, состоящих из радиоактивных газов, аэрозолей, мелкодисперсных частиц топлива и конструкционных материалов. Обобщённые данные о составе радионуклидов в выбросах станции представлены в табл. 3.1.

Радиоактивному загрязнению подверглись огромные территории республики Беларусь. Основная масса тугоплавких радионуклидов (90Sr, 238, 239, 240, 241Pu и др.) выпала в 30-километровой зоне

^ Таблица 3.1.

Выброс радионуклидов во время аварии на Чернобыльской АЭС

Выброс

Радионуклиды

Количество •1018 Бк

Суммарный

≈ 30

9,95

Благородные газы

Ксенон, криптон

5,3

Элементы с атомной массой ~ 130

Йод, теллур, цезий, барий, церий




Элементы с атомной массой ~ 90

Стронций, ниобий, молибден, цирконий

2,1

Уран и трансурановые элементы

Плутоний, нептуний, кюрий

0,5

Долгоживущие изотопы

Йод-129 (Т1/2 15,7 млн.л.), трития (Т1/2 12,3 г), углерода (Т1/2 5,73 тыс. л)

0,01

вокруг станции, интенсивно загрязнив её. За пределами этой зоны осели не только коротко живущие летучие радиоизотопы (радиоизотопы йода, благородные газы и др.), но и радионуклиды с большими сроками жизни, важными среди которых являются радиоизотопы цезия (134, 137Cs).

В результате распространения радионуклидов в атмосфере и переноса их в водной среде в нашей республике сложилась после катастрофы на ЧАЭС довольно сложная радиационно-экологическая обстановка. Она характеризуется масштабностью и пятнистостью загрязнения.

3.1. Изменчивость радиационной обстановки. Спектр воздействующих на человека радионуклидов менялся трижды в течение развития радиационной послеаварийной обстановки.

В первые недели после аварии на ЧАЭС наибольшую радиационную опасность представляли летучие короткоживущие радионуклиды. Это, в основном, изотопы йода, теллура, бария, лантана и др. (131I, 127Te, 132Te, 140Ba, 140La, 99Mo) - см. табл. 3.2.
^ Таблица 3.2.

Динамика радиационной обстановки после аварии на ЧАЭС


Период

Основные радионуклиды, определявшие (ющие) радиационную обстановку


Тип радионуклидов

I

Апрель-июнь

1986 г.


Короткоживущие


131I, 127Te, 132Te, 140Ba, 140La, 99Mo.

II

Лето 1986-лето 1987 г.


Среднеживущие

103, 106Ru, 141, 144Ce, 89Sr, 95Zr, 95Nb, 134Cs, 241Pu.

III

Лето 1987 г.–по настоящее время


Долгоживущие


137Cs, 90Sr, 238, 239, 240Pu, 241Am.

1. ^ Короткоживущие радионуклиды определяли радиационную остановку в течение апреля-июня месяцев 1986 г. В первые дни после аварии на ЧАЭС особенно высокой была концентрация в воздухе 131I, находившегося в аэрозольной форме. 131I — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 8,14 дней, является β- и γ- излучателем. Дозовые нагрузки у человека за счёт радиоактивного йода сформировались в течение первых 2—3 мес. после аварии (радионуклид оказывал влияние на здоровье человека в течение 10-15 периодов своего полураспада).

131I имеет 19 радиоактивных и 1 стабильный изотопы с М = 120-139. При распаде он превращается в ксенон-131 с выделением электрона (средняя энергия – 203 кэВ) и γ-кванта с энергией 637 кэВ:

53131I → 54131Xe + е- + γ.

Поступает в организм йод-131 ингаляционным и алиментарным путём. В последнем случае - через биологическую цепочку: почва — растения — молочно-продуктивный скот — молоко - человек). Максимальное содержание радиойода в почве наблюдалось в период 28 апреля – 9 мая 1986 г. (сотни мкР/ч, зачастую выше 1 мР/ч). Попадая в организм, 131I избирательно накапливался в щитовидной железе и создавал кратковременное локальное облучение дозой высокой мощности (более 200 рад/с).

Облучение щитовидной железы привело к нарушению образования в ней трёх гормонов: тироксина, трийодтиронина и кальцитонина. Два первых гормона контролирует процессы роста, созревания тканей и органов, обмен веществ и энергии; кальцитонин - один из факторов управления обменом кальция в клетках, участник процессов роста и развития костного аппарата. Следовательно, после воздействия ионизирующей радиации произошли нарушения этих процессов в организме, особенно у детей. Изменения в генетическом аппарате клеток щитовидной железы явились причиной развития в ней ракового заболевания. Число этих заболеваний, как у облучённых детей, так и у взрослых возросло в десятки раз.

2. По мере распада короткоживущих радионуклидов, радиационная обстановка стала определяться среднеживущими радионуклидами (лето 1986 - лето 1987 г.). Одним из его представителей является цезий-134 - 55134Cs (T1/2 = 2,06 года). При β - распаде его выделяется электрон (энергия 662 кэВ) и γ-квант с энергией 128 и 796 кэВ:

55134Cs → 56134Ва + е- + γ.

Другой представитель среднеживущих радионуклидов - стронций-89 (3889Sr) - Т1/2 = 51 день. Излучая β- частицу с энергией 1,462 МэВ, он переходит в стабильный иттрий-89 - 89Y.

3889Sr → 3989Y + е-

3. Начиная с 1987 г. по настоящее время радиационная обстановка в Беларуси определяется долгоживущими радионуклидами: 137Cs, 90Sr, 238, 239, 240 Pu и 241Am (см. табл. 3.2). Из перечисленного списка большее облучение человека в настоящее время осуществляет цезий-137 (55137Cs).

Во-первых, им загрязнено почти 23% территории Беларуси.

Во-вторых, он является β- и γ-излучателем, T1/2 у него = 30,2 года. Цезий имеет 20 радиоактивных и 1 стабильный изотоп. При β-распаде 55137Cs выделяется электрон (энергия 514 кэВ, макс. – 1,18 МэВ) и γ-квант (энергия – 661 кэВ), что способствует превращению его в стабильный изотоп бария:

55137Cs → 56137Ва + е- + γ.

Цезий-137 попадает в организм, как правило, с цельным молоком и мясом, полученными в районах повышенного загрязнения. 55137Cs является аналогом калия, содержится преимущественно в крови и мышцах. Циркуляция его в организме и поступление туда по биологическим цепочкам определяют постоянное воздействие ионизирующей радиации на внутренние органы человека в течение всей его жизни. В районах, загрязненных цезием, формирование доз у жителей происходит сравнительно медленно. Поэтому основным видом облучения на сегодняшний день является общее хроническое внутреннее облучение.

Стронцием-90 (3890Sr) загрязнено 10% территории Беларуси. Известны 12 радиоактивных изотопов стронция с М = 81-83, 85, 89-96. Он испускает электрон с энергией 546 кэВ, превращаясь в иттрий-90 (3990Y). Последний теряет электрон с максимальной энергией 2,27 МэВ и превращается в цирконий-90 (4090Zr):

3890Sr → 3990Y + е-4090Zr + е-.
Период полураспада стронция-90 и иттрия-90 составляют, соответственно, 29,12 лет и 64,8 часа.

Изотопы стронция накапливаются в костях скелета, в особенности в позвонках, зонах активного роста и перестройки костей. Вызывают развитие опухолей. Эффективный период полувыведения из скелета: 89Sr – 50,4 дня, 90Sr – 6,4∙103 дней.

^ Плутоний-238, 239 и 240 распространились на 2% территории республики. 94239Pu излучает α-частицы (энергия около 5 МэВ), мягкое рентгеновское излучение с энергией 10-22 кэВ, γ-кванты – 380 кэВ и превращается в уран-238:

94239Pu → 92238U + 24α+ + R + γ

Период полураспада у 94239Pu = 24,38 тыс. лет, у 92238U = 713 млн. лет. Большой интерес представляет также плутоний-241, который испускает α- , β-частицы (122 и 524 кэВ), и γ-кванты (2,54

МэВ), превращаясь в америций-241. Образующийся америций более токсичный, с бóльшим периодом полураспада, чем плутоний-241:

94241Pu → 95241Am + 24α+ + β- + γ

Период полураспада у 94241Pu - 14,4 года, у 95241Am - 432 года. Оба они накапливаются в костях, печени, лёгких. Вызывают развитие хронической анемии, остеопороза, рака костей, лёгких и др.

В зависимости от уровня загрязнения почвы долгоживущими радионуклидами территория нашей республики делится на зоны (табл. 3.3).

^ Таблица 3.3.

Зонирование территории республики по уровню

радиоактивного загрязнения

Наименование зоны

Уровень загрязнения территории, кБк/м2 (Ки/км2)

137Cs

90Sr

238, 239, 240Pu

Зона проживания с периодическим радиационным контролем

37-185

(1-5)

5,55-18,5

0,37-0,74

-«-«- с правом на отселение

185-555

(5-15)

18,5-74

0,74-1,85

-«-«- последующего отселения

555-1480

(15-40)

74-111

1,85-3,7

-«-«- первоочередного отселения

>1480 (>40)

>111

>3,7

-«-«- эвакуации (отчуждения)

Территория вокруг ЧАЭС, с которой в 1986 году было эвакуировано население

3.2. Миграция радионуклидов в окружающей среде происходит в горизонтальном и вертикальном направлениях.

1) ^ Горизонтальная миграция - радионуклиды разносятся ветром, водой во время лесных пожаров и пожаров торфяников, дикими животными, птицами и др.

2) Движущими силами вертикального перемещения (миграция) радионуклидов являются:

  • конвективный перенос (фильтрация атмосферных осадков вглубь почвы);

  • капиллярный перенос радионуклидов с влагой к поверхности в результате испарения;

  • термоперенос радионуклидов с влагой под действием градиента температур;

  • перенос по корневым системам растений;

  • роющая деятельность почвенных животных;

  • хозяйственная деятельность человека и др.

3.2.1. Распространение радионуклидов в воздухе, воде, почве. В настоящее время концентрации радионуклидов в атмосферном воздухе составляет, в среднем:

    • для β-активных радионуклидов - 15,9•10-5 Бк/м3,

    • для 137Cs - 4,9•10-7 Бк/м3,

    • для 90Sr - 1,19•10-7Бк/м3.

Во время ветрового подъема радиоактивной пыли с поверхности земли, либо пожара на загрязнённой территории в аномально жаркое и сухое лето наблюдают и более высокие уровни 137Cs, 90Sr и изотопов плутония в воздухе (пыль и дым пожара содержат все радиоактивные вещества, находящиеся в почве).

3.2.2. Оседание радионуклидов на почву и растения вызывает загрязнение их снаружи. Радионуклиды частично проникают в листья и всасываются внутрь растения. Накапливаются в корнях, плодах и листьях культурных растений, в молоке и мясе домашних животных и с ними попадают в организм человека. Выпадения ∑β из атмосферы составляют в настоящее время в среднем 1,4 Бк/м2 в сутки.

3.2.3. Оседание радионуклидов на землю, здания, воду является причиной:

1. Проникновения радионуклидов с поверхности почвы через корневую систему в растения;

2. Загрязнения радионуклидами поверхности зданий, сооружений, техники, транспорта, оборудования и других объектов.

3.2.4. Лесные массивы в зонах загрязнения аккумулировали значительное количество радиоактивных выбросов, поскольку лес является природным барьером на пути распространения радиоактивных аэрозолей ветровыми потоками воздуха.

3.2.5. Вдыхаются и проглатываются животными и человеком. Человек, вдыхая аэрозоли радионуклидов с воздухом и употребляя загрязнённую радиоактивными веществами воду, сельскохозяйственные продукты или продукты загрязнённых морей, рек и водоемов, подвергается радиоактивному облучению. Например, из-за попадания внутрь организма с пищей элемента земной коры - калия-40 (после аварии на ЧАЭС – также цезия-137, стронция-90 и изотопов плутония) повысилась радиоактивность человеческого тела, увеличилось внутреннее облучение человека.

^ 3.3. Отбор проб почвы на полях и др. для анализа проводят методом конверта, с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для слоя данного типа почвы. Изымаются 5 точечных проб с одной пробной площадки. Все взятые пробы перевозятся в лабораторию в стеклянной таре (вес которых не должен превышать 200 г.). Пробы берутся в течение суток с определением точных координат их взятия.

Для анализа проб используется радиометр РКГ-01 "АЛИОТ", который позволяет определять содержание цезия-137 (до 1987 г. - и цезия-134, к настоящему времени он почти распался) с автоматическим учетом в измеряемой пробе радионуклида калия-40 и сведения к минимуму его влияния на точность измерения.

^ 4. Устройство и технические данные радиометра РКГ-01

"АЛИОТ".

Радиометр РКГ - 01 "АЛИОТ" предназначен для массового контроля наличия гамма - излучения в различных пробах.

4.1. Технические данные радиометра:

- диапазон регистрируемого фотонного ионизирующего излучения 0,5-3 МэВ с использованием блока детектирования на базе сцинтилляционного кристалла размером 40x40 мм;

- диапазон измерения удельной активности Бк/кг (Ки/кг) 18,5-37000 (5•10-10 – 1•10-6).

Основная относительная погрешность в этом диапазоне измерений - не более 35%.

В радиометре предусмотрены:

- выдача звукового сигнала при времени измерения 300 с;

- автоматическое прекращение измерения при достижении статистической погрешности 15% с выдачей звукового сигнала.

4.2. Устройство радиометра. Радиометр состоит из электронного блока, блока детектирования, помещенного в защитное устройство и соединенного с электронным блоком кабелем.

Особенности конструкции радиационной защиты позволяют расположить сосуд Маринелли с исследуемой пробой определенным образом относительно блока детектирования. В основе работы блока детектирования лежит принцип преобразования энергетических потерь γ-квантов в чувствительном объеме сцинтилляционного детектора в электрические импульсы. Радиометр - двухканальный. Один канал (определение цезия) настроен на энергию в диапазоне 0,15-0,9 МэВ, второй (определение калия) - на энергию в диапазоне 0,9-1,6 МэВ.

Высокие требования к радиометру предъявляются необходимостью выдачи стабильных показаний за время непрерывной работы и значительным временем измерения на верхнем пределе диапазона измерений (порядка 2000 с) и обеспечиваются системой обратной связи по физическому реперу.

4.3. Назначение индикаторов и переключателей электронного блока. Передняя панель:

- цифровой 12-ти разрядный индикатор;

- ПУСК - разрешение начала измерений;

- СТОП - прекращение текущего измерения;

- ОБЪЕМ - ввод в радиометр сведений о геометрии измеряемой пробы;

- ЕДИН. ИЗМ. - ввод в радиометр требования оператора о единицах измерения, в которых необходимо выдать информацию об удельной активности исследуемой пробы;

- 0....9 - наборное поле для ввода десятичных цифр;

- В - ввод признака веса пробы в радиометр;

- Ф - клавиша, обеспечивающая вывод на индикацию активности пробы в калиевом канале;

- контрольный индикатор «РЕЖИМ».

На задней панели имеются разъем для подключения сетевого кабеля (220 в, 50 Гц), сетевой предохранитель (1 А), кнопка "ОБЩ. СБРОС" и тумблер "ВКЛ", который должен быть включен. Кнопка "ОБЩ. СБРОС" позволяет вывести контролер электронного блока из состояния "зависания" и может быть использована для повторного измерения фона. Тумблер СЕТЬ - включение и выключение радиометра.

4.4. Подготовка к работе. Порядок работы.

4.4. 1. Включение прибора.

  1. Включить радиометр тумблером "СЕТЬ" на задней панели прибора.

  2. Выдержите радиометр во включенном состоянии 10 минут. Обратите внимание на контрольный индикатор «РЕЖИМ», он должен мигать.

4.4.2. Выбор типа кюветы.

Для любых видов продукции (жидкости, сыпучие и твердые пробы) используется сосуд Маринелли, который заполняется до метки, соответствующей 1 литру. Если объем пробы ограничен, то в мерный сосуд (0.5 литра) помещают исследуемую пробу, а затем ее переливают (пересыпают) в сосуд Маринелли.

4.4.3. Измерение фона γ-излучения.

  1. Измерение фона следует начинать после установления рабочего режима радиометра. При измерении активностей проб с малой плотностью - кювету оставить пустой.

  2. Кювету поместить в защитный домик. Нажать клавишу "ПУСК".

3. По окончанию измерения фона раздается звуковой сигнал и на табло появляются значения величин фона в цезиевом и калиевом окнах и статистическая погрешность определения скорости счета фона.

Измерение фона заканчивается либо по достижении заданной (записанной в памяти) точности, либо при нажатии клавиши "СТОП". Эти значения запоминаются и учитываются при последующих измерениях с данным типом кюветы.

^ ВНИМАНИЕ! ИЗМЕРЕНИЯ ФОНА СЛЕДУЕТ ПОВТОРИТЬ, ЕСЛИ:

- прибор перенесен в другое место;

  • перерыв в работе составил несколько часов;

  • имеются сомнения в результате измерения;

  • меняется тип кюветы;

  • произошло загрязнение защитной пленки или рабочего места.

Для повторного измерения фона необходимо нажать кнопку "ОБЩ. СБРОС" на задней панели прибора.

4.4.4. Определение удельной активности пробы.

  1. Ввести вес пробы (в граммах) с помощью цифровых клавиш и клавиши "В".

  2. С помощью клавиши "ОБЪЕМ" ввести геометрию измерения (1.0 л, 0.5 л или 0.1л).

  3. Поместить кювету с исследуемым образцом в защитный домик. В случае ошибочного ввода можно повторить набор веса пробы после нажатия клавиши"В".

4. Начать измерение ОА (УА) можно путем нажатия клавиши "ПУСК", а на индикаторе слева появляются изменяющиеся значения активности радионуклидов цезия в пробе в единицах Бк/л (Бк/кг), а справа - абсолютное значение статической погрешности в тех же единицах измерения.

Таблица 3.4.

Результаты собственных измерений

№ п/п



Наименование материала

Измеренная уд. активность Бк/кг (Ки/кг) по 137Cs

Измеренная уд. активность Бк/кг (Ки/кг) по 40К

Бк/кг

Ки/кг

Бк/кг

Ки/кг




Фон
















Проба № 1
















Проба № 2
















Проба № 3
















и др.













5. Измерения заканчиваются либо автоматически при достижении заданной погрешности, либо после нажатия кнопки "СТОП". При этом предусмотрена выдача звукового сигнала. Для получения результата удельной активности радионуклида нажать и удерживать клавишу "Ф".

  1. После прекращения измерения пробы можно считать показания с цифрового индикатора, нажав клавишу "ЕДИН. ИЗМ.", получить результат измерения в Бк/кг (Ки/кг) и значение статистической погрешности в %.

  2. Если дальнейшие пробы измеряются в той же геометрии, то необходимо установить в защиту сосуд Маринелли с новой пробой, ввести вес пробы и нажать клавишу "ПУСК".

  3. Для выключения радиометра тумблер "СЕТЬ" перевести в положение "ВЫКЛ".

  4. Полученные результаты записать в таблицу результатов измерения (табл. 3.4).

4.5. Обработка результатов измерения.

Удельная эффективная активность Аэфф. природных радионуклидов в почве, рассчитывается по формуле:

Аэфф = АRa226 + 1,31 АТh 232 + 0,085 Ак40 + 0,22 АCs137,

где ARa и АTh - удельная активность Ra-226 и Th-232, находящихся в равновесии с остальными членами уранового и ториевого ряда; АК40 - удельная активность К-40 (Бк/кг).

^ Таблица 3.5.

Результаты исследования естественных радионуклидов в почве (Бк/кг).

Вид материала

Радий 226

Торий-232

Для земной коры

33

39,0

Почва

25

28,0

Используя данные табл. 3.5 и результаты измерений для радионуклидов по 40К и 137Cs, рассчитать по формуле удельную эффективную активность Аэфф исследуемых образцов почвы.

Все расчеты проводить с точностью до второго знака.

Сравнивая рассчитанные значения удельной эффективной активности (Аэфф) с нормой, равной 0, сделать вывод о возможности проживать на территории, где имеется такое загрязнение почвы.

^ 5. Выводы по выполненной работе

6. Вопросы к зачёту.

1. Какие радионуклиды Чернобыльского выброса были наиболее опасны для человека, животных, растений сразу после ядерной аварии?

2. Какие радионуклиды обусловливают радиационную обстановку Беларуси в настоящее время?

3. Как поступают радионуклиды в растения и организм животных и человека?

4. Какой в настоящее время превалирует механизм поступления радионуклидов в организм жителей Республики Беларусь?

5. Какие виды миграции радионуклидов существуют в настоящее время, их сущность?

6. Какой спектр радионуклидов попал в окружающую среду после катастрофы на Чернобыльской АЭС?

7. В чем разница понятий объемной и удельной активности? Как перестраивается радиометр АЛИОТ для измерения объемной или удельной активности?

8. Как отбираются пробы почвы для анализа радионуклидов?

9. Какие этапы характеризуют динамику радиоэкологической обстановки в нашей республике?
Лабораторная работа № 4

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ β-АКТИВНОСТИ

ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ β-РАДИОМЕТРОМ РУБ-01П1

1. Цель работы — ознакомить студентов с причинами и механизмами загрязнения продуктов питания в нашей республике, оценить пути поступления радионуклидов к человеку, коэффициентами перехода радионуклидов в продукты питания, изучить схему, принципы устройства β - радиометра РУБ-01П; освоить практику работы с прибором при определении удельной активности (Бк/кг) β-излучающих радионуклидов в продуктах питания.

^ 2. Порядок выполнения работы:

2.1. Изучить настоящие методические материалы.

2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на вопросы к зачёту.

2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время работы с прибором, рассчитать полученные данные и сделать вывод о результатах выполненных измерений.

^ 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДАМИ ПРОДУКТОВ

ПИТАНИЯ

После того, как радионуклиды выпали на поверхность земли, происходит их включение в биологические объекты: траву, злаки, овощи, грибы и др., куда они поступают с водой и минеральными веществами из почвы (рис 4.1). Радионуклиды мигрирую к человеку по цепочкам: почва-растение-человек. Такая цепочка прохождения радионуклидов через промежуточные продукты питания к человеку называется пищевой цепочкой радионуклида.

Следует помнить, что растения обладают неодинаковой способностью накапливать радионуклиды. По убывающей способности накапливать цезий-137 их можно расположить следующим образом:

  • разнотравье заболоченных лугов,

  • зеленая масса люпина,

  • многолетние злаковые травы,

  • зеленая масса рапса, клевера, гороха, вики,

  • солома овса,

  • зеленая масса кукурузы,

  • зерно овса, ячменя,

  • картофель,

  • кормовая свекла,

  • зерно озимой ржи и пшеницы.

По аналогичной способности, но по отношению к стронцию-90, растения располагаются иначе:

  • зеленая масса клевера, люпина, гороха, рапса, вики, многолетних злаковых трав,

  • солома ячменя,

  • зеленая масса озимой ржи,

  • кормовая свекла,

  • зеленая масса кукурузы,

  • солома овса, озимой ржи,

  • зерно ячменя, овса, озимой ржи,

  • картофель.

Существуют и другие пищевые цепочки:

    • почва-растение-животное-молоко-человек,

    • почва-растение-животное-мясо-человек,

в связи с чем повышается содержание радионуклидов в молоке, овощах, мясе и других видах сельхозпродукции.

^ Таблица 4.1

Коэффициенты перехода 137Cs и 90Sr в продукты питания.


Продукты

Коэффициент перехода (Бк/кг) / (кБк/м2)

137Cs

90Sr

Молоко

0.2-3.7

0.1-0.4

Мясо (говядина)

1-4

0.2

Птица

1

0.6

Рыба *)

5

2

Хлеб ржаной

0.6-0.8

0.4

Хлеб пшеничный

0.5-0.6

0.3

Картофель

0.2-4.6

0.1-0.5

Капуста

1.5-2

0.5-0.6

Свёкла

3

0.6

Морковь

2

0.5

Яблоки

1.4

0.2-0.3

Грибы

60

1

*) На территории водосброса реки

Продвигаясь по пищевым цепочкам, а также с питьевой водой, они попадают в организм животных, в том числе сельскохозяйственных; вместе с мясом и молоком животных радионуклиды проникают в организм человека. Повышение концентрации радионуклидов в биологических объектах по сравнению с содержанием радиоактивные вещества в окружающей среде, в том числе и в почве, очень значительное. Соотношение между содержанием радионуклида в продуктах питания и в почве получило название коэффициенты перехода радионуклидов из почвы в продукты питания (табл. 4.1).

В результате хлебобулочные изделия и мясо, например, имеют несколько большую радиоактивность, чем молоко, сметана, масло, кефир, овощи и фрукты. Так что на поступление радиоактивных элементов внутрь человека влияет набор продуктов, которыми он питается. Радиоактивные вещества проникают также и в водоемы из атмосферы или за счёт смыва с почвы. Попадая в реки, озёра, моря и океаны, радиоактивные вещества поглощаются водными растениями и животными как непосредственно из воды, так и из звена пищевой цепи: вода-водоросли-рыба-человек. Радиоактивные вещества переходят в зоопланктон, для которого водоросли служат пищей, а затем — в организм моллюсков, ракообразных, рыб. В результате загрязняются вода, загрязняются или гибнут рыбы и другие обитатели водоемов. Организмы, которые накапливают те или иные радиоактивные вещества в особенно высоких концентрациях, называют «биоиндикаторами радиоактивного загрязнения»; так, водоросль кладофора особенно интенсивно накапливает 91Y, а моллюск большой прудовик — 90Sr.

Для того, чтобы максимально ограничить поступление радионуклидов в организм человека с продуктами питания, в Беларуси введены республиканские допустимые уровни. В настоящее время действуют республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде, утвержденные в 2001 году (РДУ-2001, табл. 4.2).

Таблица 4.2

Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и строиция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-2001).

Наименование продуктов

Ки/кг, Ки/л

Бк/кг, Бк/л

Для цезия-137

Вода питьевая

Молоко и цельномолочная продукция


2,7*1010

2,7*10-9


10

100
  1   2   3   4



Скачать файл (904.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru