Jednostka aktywności izotopów promieniotwórczych

Pierre (1859-1906) Fizyk francuski, Nagroda Nobla 1903

Jednostka miary radioaktywności

Kto pomógł Marii Skłodowskiej odkryć rad

Fizyk francuski, jeden z twórców doktryny promieniotwórczości

Małżonkowie fizyków

Rodzina fizyków Nobla

Fizyk francuski

Francuski fizyk, który odkrył i badał piezoelektryczność

Pierwsza kobieta, która otrzymała Nagrodę Nobla

Pierwsza kobieta-profesor

Fizyk francuski, laureat Nagrody Nobla (1903), twórca doktryny promieniotwórczości

Ona i jej mąż odkryli polon

Rodzina fizyków Nobla

Maria Skłodowska...

Para znanych fizyków

Razem z mężem odkryła polon

Jednostka radioaktywności

Piotra i Marii Skłodowskiej

Pierre'a i Marii

Miara radioaktywności

Znani francuscy fizycy - mąż i żona

. małżonkowie „chemiczni”.

Słynny francuski fizyk

Kto odkrył polon?

Odkrył rad i polon

Pierre, odkrywca promieniotwórczości

Miara promieniowania

Para, która odkryła rad

Para fizyków

Fizycy, Pierre i Maria

Pierre od fizyków

Odkrył rad

Pierre i Maria Skłodowska

Odkrywcy polonu

Odkrywcy radu

Odkryto rad i polon

Joliot... - (1897-1956), fizyk francuski, córka P. Curie i M. Skłodowskiej-Curie

Naukowcy Pierre i Maria

Fizyk francuski, jeden z twórców doktryny promieniotwórczości (1859-1906, Nagroda Nobla 1903)

Francuski naukowiec, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki

Podstawowe wielkości fizyczne stosowane w ochronie przed promieniowaniem i ich jednostki

Kontynuacja tabeli. 1.4.

Kontynuacja tabeli. 1.4.

Kontynuacja tabeli. 1.4.

pochłania 1 dżul (J) energii. 1 Gy = 1 J/kg = 2,388 10 -4 kcal/kg = 6,242 10 15 eV/g = 10 4 erg/g = 100 rad.

Energię cząstek mierzy się w elektronowoltach (eV). Elektronowolt to energia, którą elektron uzyskuje pod wpływem pola elektrycznego o różnicy potencjałów (napięciu) wynoszącej 1 wolt.

1 eV = 1,6 10 -12 erg = 1,6 10 -19 dżul = 3,83 10 -20 kalorie

Na podstawie stosunków: 1 J = 0,239 cal = 6,25 10 18 elektronowoltów = 10 7 erg,

1 zadowolony = 10 -2 J/kg = 100 erg/g= 0,01 Gy = 2,388× 10 -6 kal/g

Jednostką wielokrotną dawki pochłoniętej jest kiloszary (1 kGy = 1 Gy 10 3), miligraj (1 mGy = 1 Gy 10 -3). Zasadę tworzenia wielu jednostek miary promieniowania jonizującego przedstawiono w tabeli. 1,5.

Pochłonięta energia jest zużywana na ogrzewanie substancji, a także na jej przemiany chemiczne i fizyczne. Rośnie wraz z wydłużaniem się czasu naświetlania i zależy od składu substancji, rodzaju promieniowania (promieniowanie rentgenowskie, strumień neutronów itp.), energii jego cząstek, gęstości ich strumienia oraz składu napromienianej substancji. Na przykład w przypadku promieni rentgenowskich i γ zależy to od liczby atomowej (Z) pierwiastków tworzących substancję.

Określany jest charakter tej zależności energia fotonów, w zależności od częstotliwości drgań elektromagnetycznych – hv We wzorze tym: h – stałyDeska; wprowadzony przez M. Plancka w 1900 r. pod

ustalenie prawa rozkładu energii w widmie promieniowania ciała absolutnie czarnego. Najdokładniejsza wartość to h = (6,626196 ± 0,000050) 10 -34 dżul s = (6,626196 ± 0,000050) 10 -27 erg s. Jednak częściej stosuje się h = h/2π = (1,0545919 ± 0,0000080) 10 -27 erg s , zwana także stałą Plancka, a v jest częstotliwością oscylacji elektromagnetycznych.

W wyniku takich interakcji procesy fizjologiczne w tkankach biologicznych zostają zakłócone, a w niektórych przypadkach rozwija się choroba popromienna o różnym stopniu nasilenia. Pochłonięta dawka promieniowania jest główną wielkością fizyczną określającą stopień narażenia na promieniowanie.

Jednym z pierwszych odkrytych naturalnych pierwiastków promieniotwórczych był „rad” – emitujący promienie, promieniujący. Powstawanie jego i innych naturalnych radionuklidów następuje w procesie spontanicznych przemian (rozpadów) nuklidów z rodziny uranu i toru. Jako przykład pokazujemy na ryc. 1.6 łańcuch licznych przemian radionuklidów rodziny 238 U, któremu towarzyszy promieniowanie α lub β, zakończone utworzeniem stabilnego nuklidu ołowiu.

Największą dawkę promieniowania (50%) człowiek otrzymuje od radonu-222 (222 Rn) i jego pochodnych – przedstawicieli rodziny 238 U (ryc. 1.6). 14% dawki tworzone jest przez promieniowanie g z ziemi i budynków, 12% przez żywność i napoje, 10% przez promieniowanie kosmiczne (narażenie wewnętrzne pod wpływem kosmogenicznych radionuklidów: węgiel-14 - 14 C (12 µSv/rok), beryl-7 - 7 Be (3 μSv/rok), sód–22 - 22 Na (0,2 μSv/rok) i tryt - 3 H (0,01 μSv/rok).

Dawka pochłonięta zewnętrznie- dawka otrzymana przez osobę ze zlokalizowanego źródła poza ciałem. Stanowi prawie 33% całkowitej dawki promieniowania i powstaje w wyniku przepływu cząstek lub kwantów z ziemi i budynków (głównie potasu-40), promieniowania kosmicznego i źródeł antropogenicznych. Mieszkańcy Białorusi również otrzymują dodatkowe promieniowanie w wyniku radionuklidów w Czarnobylu. 90% stanowi cez-137, 9% stront-90 i 1% izotopy plutonu. Po wybuchu jądrowym promieniowanie przenikliwe powstaje w wyniku strumienia promieni γ i neutronów emitowanych w ciągu około 10-25 sekund od momentu wybuchu jądrowego.

Strumień promieni γ - fotonów (F) – stosunek liczby cząstek jonizujących (fotonów) dN przechodzących przez daną powierzchnię w przedziale czasu dt do tego przedziału: F = dN/dt. Jednostką miary strumienia cząstek jonizujących jest cząstka/s (jedna cząstka na sekundę).

Fluencja (przenoszenie) cząstek jonizujących (fotonów)- stosunek liczby cząstek jonizujących (fotonów) dN wnikających do objętości sfery elementarnej do centralnego pola przekroju poprzecznego dS tej kuli: Ф = dN/dS. Jednostką fluencji cząstek jest cząstka/m2 (jedna cząstka na metr kwadratowy).

Gęstość strumienia cząstek jonizujących (fotony, φ)- stosunek strumienia cząstek jonizujących (fotonów) dF wnikających do objętości sfery elementarnej do centralnego pola przekroju poprzecznego dS tej kuli: φ = dF/dS = dФ / dt = dN/dt dS. Jednostką gęstości strumienia jest cząstka/s -1 m -2 (jedna cząstka lub kwant na sekundę na metr kwadratowy).

Kiedy te fotony (promieniowanie gamma) przechodzą, rozróżnia się wiązkę wąską i szeroką. Geometria wąska belka charakteryzuje się tym, że detektor rejestruje jedynie promieniowanie nierozproszone ze źródła. Geometria, w której detektor rejestruje promieniowanie nierozproszone i rozproszone, nazywa się szeroka belka.

Specyficzna pochłonięta dawka (σ)– dawka pochłonięta wytworzona przez promieniowanie o strumieniu = jedna cząstka na metr kwadratowy: σ = D / F.

Dawka pochłonięta wewnętrznie- dawka otrzymywana przez dowolny narząd ciała ludzkiego ze źródła promieniowania znajdującego się wewnątrz organizmu. Źródłem narażenia wewnętrznego może być substancja radioaktywna, która przenika do organizmu przez jelita z pożywieniem (pożywieniem i wodą), przez płuca (podczas oddychania powietrzem) oraz w niewielkim stopniu przez skórę, rany i skaleczenia, a także podczas medycznej diagnostyki radioizotopowej.Źródła narażenia wewnętrznego można podzielić na źródła Pochodzenie Czarnobyla(obecnie większość cezu-137, strontu-90 i plutonu-239,240 znajduje się w produktach spożywczych) oraz naturalne pochodzenie. Te ostatnie stanowią prawie 67% całkowitej dawki promieniowania.

Wewnętrzne źródło narażenia pozostaje w organizmie przez pewien czas, podczas którego wywiera swoje negatywne skutki. Czas trwania narażenia zależy od okresu półtrwania źródła przedostającego się do organizmu i czasu potrzebnego na jego usunięcie z organizmu. Usuwanie radionuklidów z organizmu jest zjawiskiem bardzo złożonym. Można to opisać jedynie z grubsza pojęciem „ biologiczny okres półtrwania” – czas potrzebny do usunięcia połowy materiału promieniotwórczego z organizmu.

Stan sytuacji radiacyjnej na ziemi lub w pomieszczeniu charakteryzuje dawka ekspozycyjna. Dawka ekspozycji (promieniowania fotonowego) to ilościowa charakterystyka promieniowania rentgenowskiego i promieniowania γ o energii do 3 MeV, oparta na ich działaniu jonizującym i wyrażona jako stosunek całkowitego ładunku wszystkich jonów o tym samym znaku dQ, powstający od całkowitego opóźnienia elektronów i pozytonów utworzonych przez fotony w elementarnej objętości powietrza do masy dm powietrza w tej objętości: X = dQ/dm. Jest to charakterystyka energetyczna promieniowania, oceniana na podstawie efektu jonizacyjnego suchego powietrza atmosferycznego i miara efektu jonizacyjnego promieniowania fotonowego, określanego na podstawie jonizacji powietrza w warunkach równowagi elektronowej.

Jednostką miary dawki narażenia w SI jest wisiorek na kilogram (C/kg). Szeroko stosowana jest również nieukładowa jednostka dawki ekspozycyjnej - prześwietlenie (R)(nazwany na cześć niemieckiego fizyka Wilhelma Conrada Roentgena, który odkrył promieniowanie rentgenowskie w 1895 r.): jeden rentgen (1 R) – jest to dawka promieniowania fotonowego, pod wpływem której 1 cm 3 suche powietrze w normalnych warunkach (0°C i 760mm rt. ul.) powstają jony, które przenoszą jedną jednostkę elektrostatyczną ilości energii elektrycznej każdego znaku.

Dawka 1 R odpowiada powstaniu 2,083 10 9 par jonowych w 1 cm 3 powietrza (w temperaturze 0 ° C i 760 mm Hg), czyli 1,61 10 12 par jonowych w 1 g powietrza. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że ładunek elektronu wynosi 1,6 · 10 -19 kulombów, a masa 1 cm 3 powietrza = 1,29 · 10 -6 kg, to 1 R wynosi 2,57976 · 10 -4 C/kg. Z kolei 1 C/kg = 3,876 · 10 3 R. Aby wytworzyć taką liczbę jonów, należy wydać energię równą 0,114 erg/cm 3 czyli 88 erg/g, czyli 88 erg/g to równoważnik energii rentgena.

Stosunki jednostek miary narażenia i dawek pochłoniętych wynoszą: dla powietrza 1 P = 0,88 rad, dla tkanki biologicznej 1 P = 0,93 rad, 1 rad równa się średnio 1,44 R.

Dawka ekspozycyjna– przyrost dawki ekspozycyjnej w jednostce czasu. Jej jednostką SI jest amper na kilogram (A/kg).

1 R/s = 2,58 10 -4 szt./kg.

W strefie awarii elektrowni jądrowej w Czarnobylu znajdują się obszary, w których radioaktywność gleby osiąga 1200 mikroroentgenów na godzinę. Na podstawie dawki ekspozycyjnej można obliczyć pochłoniętą dawkę promieniowania rentgenowskiego i γ w dowolnej substancji. Aby to zrobić, konieczna jest znajomość składu materii i energii fotonów promieniowania.

Należy pamiętać, że zgodnie z przyjętym GOST po 1 stycznia 1990 r. Nie zaleca się w ogóle posługiwania się pojęciem dawki ekspozycyjnej i jej mocy. Dlatego też w okresie przejściowym wielkości te należy podawać nie w jednostkach SI, lecz w jednostkach niesystemowych – rentgenach i rentgenach na sekundę (R/s).

Wyróżniony jako jeden raz, Więc stały(chroniczny) narażenie na promieniowanie. Jednorazowy wpływ występuje w sytuacjach awaryjnych, w szczególności w wypadkach, i ocenia się go na podstawie pochłoniętej dawki. Stały To samo uderzenie, które mogą powstać w wyniku regularnych emisji substancji promieniotwórczych do powietrza lub wody lub stałej obecności radionuklidów w środowisku, z reguły mają długotrwały i szkodliwy wpływ na człowieka. Promieniowanie ma taki wpływ na ludzi żyjących na terenach skażonych radionuklidami po awarii w Czarnobylu. Aby je ocenić dawki promieniowania stosować takie pojęcia, jak równoważna i skuteczna równoważna dawka promieniowania.

Równoważna dawka promieniowania- wielkość służąca do oceny zagrożenia radiacyjnego wynikającego z przewlekłego narażenia człowieka na różne rodzaje promieniowania jonizującego i ustalona suma iloczynów dawek pochłoniętych poszczególnych rodzajów promieniowania i ich współczynników jakości. Można powiedzieć, że jest to średnia dawka promieniowania pochłonięta D w narządzie lub tkance T, pomnożona przez współczynnik ważenia promieniowania W R (lub, jak to się nazywa, współczynnik jakości promieniowania - K, patrz tabela 1.6) dla tkanki biologicznej o standardowym składzie(10,1% - wodór; 11,1% - węgiel; 2,6% - azot; 76,2% - tlen, wagowo):

H T., R = DW R = Σ D T., R W R ,

gdzie R jest wskaźnikiem rodzaju i energii promieniowania.

Współczynnik jakości promieniowanie pokazuje, ile razy oczekiwany efekt biologiczny badanego promieniowania jest większy niż w przypadku promieniowania o liniowym przeniesieniu energii (LET) ≤ 3,5 keV na 1 μm drogi w wodzie. Dla różnych rodzajów promieniowania współczynnik ważenia promieniowania (W R) ustala się zgodnie z „Normami bezpieczeństwa radiacyjnego – NRB-2000” w zależności od liniowego przenoszenia energii (tabela 1.5):

Tabela 1.5

Liniowy transfer energii– LET (LET – Linear Energy Transfer) – intensywność transferu energii (a co za tym idzie, poziom uszkodzeń) na jednostkę przebytej drogi. Na przykład cząstka α jest klasyfikowana jako promieniowanie o wysokim LET, podczas gdy fotony i elektrony są klasyfikowane jako promieniowanie o niskim LET.

Współczynnik ważenia promieniowania W R(współczynnik jakości K) pokazuje, ile razy zagrożenie radiacyjne dla danego rodzaju promieniowania jest wyższe niż zagrożenie radiacyjne dla promieniowania rentgenowskiego przy tej samej pochłoniętej dawce w

Tabela 1.6

AKTYWNOŚĆ NUKLIDOWA

w źródle promieniotwórczym - wartość równa stosunkowi całkowitej liczby rozpadów jąder nuklidów promieniotwórczych w źródle do czasu rozpadu. Jednostka A.N. (w SI) - bekerel(Bk). Jednostki niesystemowe - curie(Ki); 1 Ci = 3700*10 10 Bq. Stosowane są również specyficzne A. n.: 1) masa A. n., równa stosunkowi A. n. do masy źródła (Bq/kg); 2) wolumetryczny A. n., równy stosunkowi A. n. do objętości źródła (Bq/m 3); 3) molowy A.n., równy stosunkowi A.n. do liczby źródeł (Bq/mol).

Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny. 2004 .

Zobacz, co oznacza „AKTYWNOŚĆ NUKLIDOWA” w innych słownikach:

Aktywność radionuklidów- miara radioaktywności (zwana dalej A.). Dla pewnej ilości radionuklidu w określonym stanie energetycznym w danym momencie A. wyznacza się ze wzoru, w którym dN jest oczekiwaną liczbą spontanicznych przemian jądrowych (rozpady promieniotwórcze… ... Rosyjska encyklopedia ochrony pracy

- | | Jednostka | | … … słownik encyklopedyczny

Określone wielkości fizyczne, umownie przyjęte jako jednostki wielkości fizycznych. Przez wielkość fizyczną rozumie się cechę obiektu fizycznego, która jest wspólna dla wielu obiektów w sensie jakościowym (na przykład długość, masa, moc) i... ... Encyklopedia medyczna

strefa- 3.11 strefa: Przestrzeń zawierająca logicznie pogrupowane elementy danych w MRP. Uwaga Dla MŚP zdefiniowano siedem stref. Źródło: GOST R 52535.1 2006: Karty identyfikacyjne. Dokumenty podróży nadające się do odczytu maszynowego. Część 1. Maszyny...

Strefa wypadków radiacyjnych- 18. Strefa wypadku radiacyjnego to terytorium, na którym stwierdzono fakt zaistnienia wypadku radiacyjnego. Źródło: PRB AS 99: Zasady bezpieczeństwa radiologicznego eksploatacji elektrowni jądrowych 25. Strefa awarii radiacyjnej to terytorium, na którym stwierdza się fakt... ... Słownik-podręcznik terminów dokumentacji normatywnej i technicznej

MP 2.6.1.0063-12: Monitorowanie dawek promieniowania ludności zamieszkującej strefę obserwacyjną obiektu radiologicznego w warunkach jego normalnej pracy i wypadku radiacyjnego- Terminologia MR 2.6.1.0063 12: Kontrola dawek promieniowania ludności zamieszkującej strefę obserwacyjną obiektu radiacyjnego w warunkach jego normalnej pracy i wypadku radiacyjnego: 2.5. Środowisko życia jest częścią siedliska na obszarach zaludnionych... ... Słownik-podręcznik terminów dokumentacji normatywnej i technicznej

- | | | Imię | Notacja | | | Wielkość | Określenie wartości ...... Encyklopedia medyczna

Najważniejsze jednostki promieniowania jonizującego- Ilość Definicja ilości Nazwa i wymiar Oznaczenie Zawiera jednostki SI Rosyjski międzynarodowy Aktywność nuklidu w źródle promieniotwórczym (aktywność izotopowa) Liczba zdarzeń rozpadu danego nuklidu zachodzących w jednostce czasu w ... ... Weterynaryjny słownik encyklopedyczny

- | | Jednostka | | | Imię |… … słownik encyklopedyczny

Atomy promieniotwórcze o określonej liczbie masowej i liczbie atomowej a dla atomów izomerycznych oraz o określonym stanie energetycznym jądra atomowego. Atomy to złożone układy składające się z cząstek falowych trzech kategorii: protonów i neutronów w... ... Encyklopedia medyczna

Jednostką aktywności izotopu jest bekerel (Bq), równy aktywności nuklidu w źródle promieniotwórczym, w którym w ciągu 1 sekundy następuje jeden rozpad.

1.2 Prawo rozpadu promieniotwórczego

Szybkość rozpadu promieniotwórczego jest proporcjonalna do liczby obecnych jąder N:

gdzie λ jest stałą zaniku.

LnN = λt + stała,

Jeśli t = 0, to N = N0, a zatem const = -lg N0. Wreszcie

N = N0 e-λt (1)

gdzie A jest aktywnością w czasie t; A0 – aktywność w t = 0.

Równania (1) i (2) charakteryzują prawo rozpadu promieniotwórczego. W kinetyce są one znane jako równania reakcji pierwszego rzędu. Okres półtrwania T1/2 jest zwykle podawany jako cecha szybkości rozpadu promieniotwórczego, która podobnie jak λ jest podstawową cechą procesu niezależną od ilości substancji.

Pół życia to okres czasu, w którym dana ilość substancji radioaktywnej zmniejsza się o połowę.

Okresy półtrwania różnych izotopów znacznie się różnią. Waha się od około 1010 lat do drobnych ułamków sekundy. Oczywiście substancje o okresie półtrwania 10 - 15 minut. i mniejsze są trudne w użyciu w laboratorium. Izotopy o bardzo długich okresach półtrwania są również niepożądane w laboratorium, ponieważ w przypadku przypadkowego skażenia otaczających obiektów tymi substancjami konieczna będzie specjalna praca w celu odkażenia pomieszczenia i instrumentów.

2. Techniki analizy oparte na pomiarach promieniotwórczości

2.1. Wykorzystanie promieniotwórczości naturalnej w analizach

Na podstawie tej właściwości można określić ilościowo pierwiastki naturalnie radioaktywne. Są to U, Th, Ra, Ac itp., łącznie ponad 20 elementów. Przykładowo potas można oznaczyć na podstawie jego radioaktywności w roztworze o stężeniu 0,05 M. Oznaczanie różnych pierwiastków na podstawie ich radioaktywności zwykle przeprowadza się za pomocą wykresu kalibracyjnego pokazującego zależność aktywności od zawartości (%) oznaczanego pierwiastka lub metodą addycji.

Metody radiometryczne mają ogromne znaczenie w pracach poszukiwawczych geologów, na przykład przy eksploracji złóż uranu.

2.2. Analiza aktywacji

Pod wpływem neutronów, protonów i innych cząstek o wysokiej energii wiele pierwiastków nieradioaktywnych staje się radioaktywnych. Analiza aktywacji opiera się na pomiarze tej radioaktywności. Choć w zasadzie do napromieniania można zastosować dowolne cząstki, to jednak największe znaczenie praktyczne ma proces napromieniania neutronami. Wykorzystanie w tym celu cząstek naładowanych wiąże się z pokonaniem znacznie większych trudności technicznych niż w przypadku neutronów. Głównymi źródłami neutronów do analizy aktywacyjnej są reaktor jądrowy i tzw. źródła przenośne (rad-beryl itp.). W tym drugim przypadku cząstki α powstałe w wyniku rozpadu dowolnego pierwiastka α-aktywnego (Ra, Rn itp.) oddziałują z jądrami berylu, uwalniając neutrony:

9Be + 4He →12C + rz

Neutrony wchodzą w reakcję jądrową ze składnikami analizowanej próbki,

Na przykład

55Mn + n = 56Mn lub Mn (n,γ) 56Mn

Radioaktywny 56Mn rozpada się z okresem półtrwania 2,6 godziny:

55Mn → 56Fe + e-

Aby uzyskać informację o składzie próbki, przez pewien czas mierzy się jej radioaktywność i analizuje uzyskaną krzywą. Przeprowadzając taką analizę, konieczne jest posiadanie wiarygodnych danych dotyczących okresów półtrwania różnych izotopów, aby rozszyfrować krzywą podsumowującą.

Inną możliwością analizy aktywacyjnej jest metoda spektroskopii γ, polegająca na pomiarze widma promieniowania γ próbki. Energia promieniowania γ ma charakter jakościowy, a szybkość zliczania jest cechą ilościową izotopu. Pomiary wykonuje się za pomocą wielokanałowych spektrometrów γ z licznikami scyntylacyjnymi lub półprzewodnikowymi. Jest to znacznie szybsza i bardziej specyficzna, choć nieco mniej czuła metoda analizy niż analiza radiochemiczna.

Ważną zaletą analizy aktywacyjnej jest jej niska granica wykrywalności. Za jego pomocą w sprzyjających warunkach można wykryć do 10-13 - 10-15 g substancji. W niektórych szczególnych przypadkach możliwe było osiągnięcie jeszcze niższych granic wykrywalności. Na przykład służy do monitorowania czystości krzemu i germanu w przemyśle półprzewodników, wykrywając zawartość zanieczyszczeń do 10-8 - 10-9%. Takiej zawartości nie można określić żadną metodą inną niż analiza aktywacyjna. Pozyskując ciężkie pierwiastki układu okresowego, takie jak mendelew i kurchatovium, badacze byli w stanie policzyć prawie każdy atom powstałego pierwiastka.

Informacje z chemii

Laue (von Laue), Max Theodor Felix von

Niemiecki fizyk Max Theodor Felix von Laue urodził się w rodzinie cywilnego pracownika wydziału sądów wojskowych Juliusa Laue i z domu Minny Zerrener. Nazwisko otrzymało szlachecki przedrostek „von” w 1913 roku, kiedy ojciec Laue…

Rewolucja chemiczna

Joseph Priestley, protestancki ksiądz pasjonujący się chemią, odniósł wielki sukces w izolowaniu gazów i badaniu ich właściwości. Niedaleko Leeds (Anglia), gdzie służył, znajdował się browar, skąd mógł...

Tm - Tul

TUL (łac. Tul), Tm, pierwiastek chemiczny III grupy układu okresowego, liczba atomowa 69, masa atomowa 168,9342, należy do lantanowców. Właściwości: metal. Gęstość 9,318 g/cm3, temperatura topnienia 1545°C. Nazwa: z greckiego...

Słowo promieniowanie, przetłumaczone z angielskiego „promieniowanie”, oznacza promieniowanie i jest używane nie tylko w odniesieniu do radioaktywności, ale szeregu innych zjawisk fizycznych, np.: promieniowania słonecznego, promieniowania cieplnego itp. Dlatego w odniesieniu do radioaktywności przyjęto przyjęte ICRP (Międzynarodowa Komisja ds. Ochrony przed Promieniowaniem) i Normy Bezpieczeństwa Promieniowania definiują pojęcie „promieniowania jonizującego”.

promieniowanie jonizujące ( PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE)?

Promieniowanie jonizujące to promieniowanie (elektromagnetyczne, korpuskularne), które wchodząc w interakcję z substancją powoduje bezpośrednio lub pośrednio jonizację oraz wzbudzenie jej atomów i cząsteczek. Energia promieniowania jonizującego jest na tyle duża, że ​​oddziałując z materią, tworzy parę jonów o różnych znakach, tj. zjonizować ośrodek, do którego wpadły te cząstki lub promienie gamma.

Promieniowanie jonizujące składa się z cząstek naładowanych i nienaładowanych, do których zaliczają się także fotony.

Co to jest radioaktywność?

Radioaktywność to spontaniczna przemiana jąder atomowych w jądra innych pierwiastków. Towarzyszy temu promieniowanie jonizujące. Istnieją cztery znane typy radioaktywności:

• rozpad alfa - radioaktywna przemiana jądra atomowego, podczas której emitowana jest cząstka alfa;
• rozpad beta to radioaktywna przemiana jądra atomowego, w wyniku której emitowane są cząstki beta, czyli elektrony lub pozytony;
• spontaniczne rozszczepienie jąder atomowych - spontaniczne rozszczepienie ciężkich jąder atomowych (tor, uran, neptun, pluton i inne izotopy pierwiastków transuranowych). Okresy półtrwania spontanicznie rozszczepialnych jąder wahają się od kilku sekund do 1020 dla toru-232;
• Radioaktywność protonowa to radioaktywna transformacja jądra atomowego, w wyniku której emitowane są nukleony (protony i neutrony).

Co to są izotopy?

Izotopy to odmiany atomów tego samego pierwiastka chemicznego, które mają różne liczby masowe, ale mają ten sam ładunek elektryczny jąder atomowych i dlatego zajmują DI w układzie okresowym pierwiastków. Mendelejew jest w tym samym miejscu. Na przykład: 55Cs131, 55Cs134m, 55Cs134, 55Cs135, 55Cs136, 55Cs137. Istnieją izotopy stabilne (stabilne) i izotopy niestabilne - te, które samoistnie rozpadają się w wyniku rozpadu promieniotwórczego, tak zwane izotopy promieniotwórcze. Znanych jest około 250 stabilnych i około 50 naturalnych izotopów promieniotwórczych. Przykładem stabilnego izotopu jest Pb206, Pb208, który jest końcowym produktem rozpadu pierwiastków promieniotwórczych U235, U238 i Th232.

URZĄDZENIA DO POMIARU promieniowania i radioaktywności.

Do pomiaru poziomu promieniowania i zawartości radionuklidów w różnych obiektach stosuje się specjalne przyrządy pomiarowe:

• do pomiaru dawki ekspozycyjnej promieniowania gamma, promieniowania rentgenowskiego, gęstości strumienia promieniowania alfa i beta, neutronów, dozymetrów do różnych celów;
• Do określenia rodzaju radionuklidu i jego zawartości w obiektach środowiska wykorzystuje się ścieżki spektrometryczne, składające się z detektora promieniowania, analizatora i komputera osobistego z odpowiednim programem do przetwarzania widma promieniowania.

Obecnie w sklepach można kupić różne ich rodzaje. mierniki promieniowania różnego typu, przeznaczenia i o szerokich możliwościach. Dla przykładu, oto kilka modeli urządzeń, które cieszą się największą popularnością w działalności zawodowej i domowej:

Opracowano profesjonalny dozymetr-radiometr do monitorowania promieniowania banknotów przez kasjerów bankowych, zgodnie z „Instrukcją Banku Rosji z dnia 4 grudnia 2007 r. N 131-I „W sprawie procedury identyfikacji, tymczasowego przechowywania, anulowania i niszczenie banknotów skażeniem radioaktywnym.”

Ten przenośny miernik promieniowania, najlepszy dozymetr domowy od wiodącego producenta, sprawdził się przez długi czas. Dzięki łatwej obsłudze, niewielkim rozmiarom i niskiej cenie użytkownicy uznali go za popularny i polecają go znajomym i przyjaciołom bez obawy, że zostaną poleceni.

SRP-88N (radiometr z przeszukiwaniem scyntylacyjnym) – profesjonalny radiometr przeznaczony do wyszukiwania i wykrywania źródeł promieniowania fotonowego. Posiada wskaźniki cyfrowe i zegarowe, możliwość ustawienia progu alarmowego, co znacznie ułatwia pracę podczas inspekcji terenów, sprawdzania złomu itp. Jednostka detekcyjna jest zdalna. Jako detektor stosuje się kryształ scyntylacyjny NaI. Zasilacz autonomiczny 4 elementy F-343.

DBG-06T - przeznaczony do pomiaru mocy dawki ekspozycyjnej (EDR) promieniowania fotonowego. Źródłem prądu jest element galwaniczny typu „korund”.

DRG-01T1 - przeznaczony do pomiaru mocy dawki ekspozycyjnej (EDR) promieniowania fotonowego.

DBG-01N - przeznaczony do wykrywania skażeń radioaktywnych i oceny poziomu mocy równoważnej dawki promieniowania fotonowego za pomocą alarmu dźwiękowego. Źródłem prądu jest element galwaniczny typu „korund”. Zakres pomiarowy od 0,1 mSv*h-1 do 999,9 mSv*h-1

RKS-20.03 „Prypeć” – przeznaczony do monitorowania sytuacji radiacyjnej w miejscach zamieszkania, pobytu i pracy.

Dozymetry umożliwiają pomiar:

• wielkość zewnętrznego tła gamma;
• poziomy skażenia radioaktywnego pomieszczeń mieszkalnych i publicznych, terytorium i różnych powierzchni
• całkowita zawartość substancji promieniotwórczych (bez określenia składu izotopowego) w żywności i innych przedmiotach środowiska (płynnych i luzem)
• poziomy skażenia radioaktywnego pomieszczeń mieszkalnych i publicznych, terytorium i różnych powierzchni;
• całkowita zawartość substancji promieniotwórczych (bez określenia składu izotopowego) w żywności i innych przedmiotach środowiska (płynnych i luzem).

Jak wybrać miernik promieniowania i inne przyrządy do pomiaru promieniowania można przeczytać w artykule „ Dozymetr domowy i wskaźnik radioaktywności. jak wybrać?"

Jakie rodzaje promieniowania jonizującego istnieją?

Rodzaje promieniowania jonizującego. Główne rodzaje promieniowania jonizującego, z którymi najczęściej się spotykamy to:

Istnieją oczywiście inne rodzaje promieniowania (neutrony), jednak spotykamy je w życiu codziennym znacznie rzadziej. Różnica między tymi rodzajami promieniowania polega na ich właściwościach fizycznych, pochodzeniu, właściwościach, radiotoksyczności i szkodliwym wpływie na tkanki biologiczne.

Źródła promieniotwórczości mogą być naturalne lub sztuczne. Naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego są naturalne pierwiastki promieniotwórcze znajdujące się w skorupie ziemskiej i tworzące naturalne promieniowanie tła, czyli promieniowanie jonizujące docierające do nas z kosmosu. Im bardziej aktywne jest źródło (tj. im więcej atomów ulega w nim rozpadowi w jednostce czasu), tym więcej cząstek lub fotonów emituje w jednostce czasu.

Sztuczne źródła promieniotwórczości mogą zawierać substancje radioaktywne wytwarzane specjalnie w reaktorach jądrowych lub będące produktami ubocznymi reakcji jądrowych. Sztucznymi źródłami promieniowania jonizującego mogą być różne urządzenia elektropróżniowe, akceleratory cząstek naładowanych itp. Na przykład kineskop telewizyjny, lampa rentgenowska, kenotron itp.

Głównymi dostawcami radu-226 do środowiska są przedsiębiorstwa zajmujące się wydobyciem i przetwarzaniem różnych materiałów kopalnych:

• wydobycie i przeróbka rud uranu;
• Olej i gaz; przemysł węglowy;
• przemysł materiałów budowlanych;
• przedsiębiorstwa branży energetycznej itp.

Rad-226 dobrze nadaje się do wymywania z minerałów zawierających uran, właściwość ta wyjaśnia obecność znacznych ilości radu w niektórych rodzajach wód gruntowych (wodach radonowych stosowanych w praktyce lekarskiej) oraz w wodach kopalnianych. Zakres zawartości radu w wodach podziemnych waha się od kilku do kilkudziesięciu tysięcy Bq/l. Zawartość radu w naturalnych wodach powierzchniowych jest znacznie niższa i waha się w granicach od 0,001 do 1-2 Bq/l. Istotnym składnikiem naturalnej promieniotwórczości jest produkt rozpadu radu-226 - radu-222 (Radon). Radon- obojętny, radioaktywny gaz, najdłużej żyjący (okres półtrwania 3,82 dnia) izotop emanacji*, emiter alfa. Jest 7,5 razy cięższy od powietrza, dlatego gromadzi się głównie w piwnicach, piwnicach, parterach budynków, w wyrobiskach górniczych itp. * - emanacja - właściwość substancji zawierających izotopy radu (Ra226, Ra224, Ra223), polegająca na uwalnianiu emanacji (radioaktywnych gazów obojętnych) powstających podczas rozpadu promieniotwórczego.

Uważa się, że aż do 70% szkodliwego narażenia ludności jest spowodowane radonem występującym w budynkach mieszkalnych (patrz wykres). Głównymi źródłami radonu przedostającego się do budynków mieszkalnych są (w miarę wzrostu ich znaczenia):

• woda wodociągowa i gaz domowy;
• materiały budowlane (kruszony kamień, glina, żużel, popiół itp.);
• gleba pod budynkami.

Radon rozprzestrzenia się w głębi Ziemi niezwykle nierównomiernie. Charakteryzuje się akumulacją w zaburzeniach tektonicznych, gdzie przedostaje się poprzez układy pęknięć z porów i mikropęknięć w skałach. Wchodzi w pory i pęknięcia w procesie emanacji, tworząc się w substancji skał podczas rozpadu radu-226.

Emisja radonu z gleby jest zdeterminowana radioaktywnością skał, ich emanacją i właściwościami zbiornikowymi. Zatem skały stosunkowo słabo radioaktywne, fundamenty budynków i budowli mogą stwarzać większe zagrożenie niż skały bardziej radioaktywne, jeżeli charakteryzują się dużą emanacją lub są przecięte zaburzeniami tektonicznymi kumulującymi radon. Wraz ze swoistym „oddychaniem” Ziemi radon przedostaje się ze skał do atmosfery. Ponadto w największych ilościach - z obszarów, gdzie występują złoża radonu (przesunięcia, pęknięcia, uskoki itp.), tj. zaburzenia geologiczne. Własne obserwacje sytuacji radiacyjnej w kopalniach węgla w Donbasie wykazały, że w kopalniach charakteryzujących się złożonymi warunkami górniczo-geologicznymi (obecność licznych uskoków i spękań w skałach macierzystych węgla, duża zawartość wody itp.) z reguły stężenie radonu w powietrzu wyrobisk górniczych znacznie przekracza ustalone normy.

Budowa budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej bezpośrednio nad uskokami i spękaniami skał, bez wstępnego określenia emisji radonu z gleby, powoduje, że powietrze gruntowe zawierające duże stężenia radonu przedostaje się do nich z wnętrzności Ziemi, która gromadzi się w powietrza w pomieszczeniach i stwarza zagrożenie radiacyjne.

Radioaktywność sztuczna powstaje w wyniku działalności człowieka, podczas której następuje redystrybucja i koncentracja radionuklidów. Radioaktywność spowodowana przez człowieka obejmuje wydobycie i przetwarzanie minerałów, spalanie węgla i węglowodorów, gromadzenie odpadów przemysłowych i wiele innych. Poziomy narażenia człowieka na różne czynniki technogenne ilustruje Wykres 2 (A.G. Zelenkov „Porównawcze narażenie człowieka na różne źródła promieniowania”, 1990)

Czym są „czarne piaski” i jakie stwarzają zagrożenie?

Czarne piaski to minerał monacyt – bezwodny fosforan pierwiastków z grupy toru, głównie ceru i lantanu (Ce, La)PO4, które zastępuje tor. Monacyt zawiera do 50-60% tlenków pierwiastków ziem rzadkich: tlenek itru Y2O3 do 5%, tlenek toru ThO2 do 5-10%, czasem do 28%. Ciężar właściwy monacytu wynosi 4,9-5,5. Wraz ze wzrostem zawartości toru, waga wzrasta. Występuje w pegmatytach, czasami w granitach i gnejsach. Kiedy skały, w tym monacyt, ulegają zniszczeniu, gromadzi się on w placerach, które stanowią duże złoża.

Takie złoża obserwuje się także na południu obwodu donieckiego.

Rozkładacze piasków monacytowych zlokalizowane na lądzie z reguły nie zmieniają znacząco aktualnej sytuacji radiacyjnej. Jednak złoża monacytu zlokalizowane w pobliżu pasa przybrzeżnego Morza Azowskiego (w obwodzie donieckim) stwarzają szereg problemów, zwłaszcza wraz z początkiem sezonu kąpielowego.

Faktem jest, że w wyniku fal morskich w okresie jesienno-wiosennym na wybrzeżu w wyniku naturalnej flotacji gromadzi się znaczna ilość „czarnego piasku”, charakteryzującego się wysoką zawartością toru-232 (do 15 -20 tysięcy Bq*kg-1 i więcej), co powoduje powstawanie promieniowania gamma na poziomie około 300 lub więcej mikroR*h-1 na obszarach lokalnych. Naturalnie odpoczynek w takich miejscach jest ryzykowny, dlatego co roku zbiera się ten piasek, ustawia się znaki ostrzegawcze, a niektóre odcinki wybrzeża są zamykane. Ale wszystko to nie zapobiega ponownemu gromadzeniu się „czarnego piasku”.

Pozwolę sobie wyrazić mój osobisty punkt widzenia w tej sprawie. Przyczyną usuwania „czarnego piasku” z wybrzeża może być fakt, że pogłębiarki stale pracują na torze wodnym portu Mariupol w celu udrożnienia kanału żeglugowego. Gleba podniesiona z dna kanału jest zrzucana na zachód od kanału żeglugowego, 1-3 km od brzegu (patrz mapa lokalizacji miejsc zwałowania gleby), przy silnych falach morskich, z podbiegiem na w pasie przybrzeżnym gleba zawierająca piasek monacytowy jest przenoszona na wybrzeże, gdzie wzbogaca się i gromadzi. Wszystko to wymaga jednak dokładnej weryfikacji i przestudiowania. W takim przypadku możliwe byłoby ograniczenie gromadzenia się „czarnego piasku” na wybrzeżu po prostu poprzez przeniesienie składowiska gleby w inne miejsce.

Podstawowe zasady wykonywania pomiarów dozymetrycznych.

Wykonując pomiary dozymetryczne należy przede wszystkim bezwzględnie przestrzegać zaleceń zawartych w dokumentacji technicznej urządzenia.

Przy pomiarze dawki ekspozycyjnej promieniowania gamma lub dawki równoważnej promieniowania gamma należy przestrzegać następujących zasad:

• przy wykonywaniu jakichkolwiek pomiarów dozymetrycznych, jeżeli mają być one prowadzone w sposób ciągły w celu monitorowania sytuacji radiacyjnej, należy ściśle przestrzegać geometrii pomiaru;
• w celu zwiększenia wiarygodności wyników monitoringu promieniowania przeprowadza się kilka pomiarów (ale nie mniej niż 3) i oblicza się średnią arytmetyczną;
• wykonując pomiary na terenie, wybierz obszary oddalone od budynków i budowli (2-3 wysokości); - pomiary na terenie prowadzone są na dwóch poziomach, na wysokości 0,1 i 1,0 m od powierzchni gruntu;
• przy pomiarach w pomieszczeniach mieszkalnych i użyteczności publicznej pomiary wykonuje się na środku pomieszczenia na wysokości 1,0 m od podłogi.

Przy pomiarze stopnia skażenia radionuklidami różnych powierzchni należy umieścić zdalny czujnik lub całe urządzenie w przypadku braku zdalnego czujnika w plastikowej torbie (w celu uniknięcia ewentualnego skażenia) i przeprowadzić pomiar w temperaturze możliwie najbliższa odległość od mierzonej powierzchni.