Проблемы экологической безопасности

И. П. Аистов, В. Д. Смирнов

 

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

 

 

Учебное пособие

 

Омск

Издательство ОмГТУ

УДК 502:614.8(075)

ББК 68.9я73

А36

 

Рецензенты:

А. Л. Ахтулов, д-р техн. наук, проф., зав. каф.
«Управление качеством и сертификация»
ФГОУ ВПО «Сибирская автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ);

Н. А. Королева, канд. вет. наук, доц., зав. каф.
«Безопасность жизнедеятельности»
ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет»

 

Аистов, И. П.

А36 Защита окружающей среды в чрезвычайных ситуациях: учеб. пособие / И. П. Аистов, В. Д. Смирнов. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – 72 с.

 

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 280202.65 – «Инженерная защита окружающей среды» очной, заочной и дистанционной форм обучения и направления подготовки 280200.68 – «Защита окружающей среды», изучающих дисциплину «Защита окружающей среды в чрезвычайных ситуациях».

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета
Омского государственного технического университета

 

УДК 502:614.8(075)

ББК 68.9я73

 

	© ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет», 2010

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Важнейшей задачей экологии является защита окружающей среды в чрезвычайных ситуациях, которая направлена на осуществление мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий аварий и катастроф природного и техногенного характера и обеспечение безопасности человека, общества и государства в целом.

В первой главе пособия приведены основные положения и определения в области безопасности в чрезвычайных ситуациях. Во второй главе рассмотрены основные проблемы экологической безопасности в области защиты окружающей среды.

Развитые государства проводят научно-обоснованную политику по уменьшению риска природных, техногенных и социальных чрезвычайных ситуаций. Для обеспечения необходимого уровня защиты окружающей среды, человека, общества и государства в России разработан свод законов, нормативных актов и постановлений Правительства РФ, регулирующие отношения в данной сфере, изложенные в третьей главе пособия.

Для непосредственного обеспечения защиты населения и окружающей среды в чрезвычайных ситуациях в системе исполнительной власти создана и функционирует «Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (РСЧС), которая рассмотрена в четвертой главе.

В пятой главе рассмотрены вопросы радиационной безопасности.

В шестой главе приведены опасные и вредные производственные факторы, действующие на производственных объектах и являющиеся источниками чрезвычайных ситуаций.

В седьмой главе представлены основные проблемы переработки нефтесодержащих отходов, которые относятся к наиболее опасным производственным загрязнителям (с точки зрения экологии) окружающей среды.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В ОБЛАСТИ БЕЗОПАСНОСТИ
В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это состояние, при котором, в результате возникновения источника ЧС на объекте, на определенной территории и акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу, народному хозяйству и окружающей среде (ОС).

Источниками ЧС могут быть:

– опасные природные явления;

– авария или техногенное происшествие;

– эпидемия людей, животных, сельскохозяйственных растений;

– применение современных средств поражения.

Безопасность – состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества, государства.

Опасность – ситуация в ОС, в которой при определенных условиях возможно возникновение вредных, раздражающих факторов, способных привести к одному или совокупности нежелательных последствий:

1) ухудшение здоровья;

2) ухудшение состояния ОС – нанесение материального и социального ущерба с нарушением процесса нормальной хозяйственной деятельности, с потерей личной или общественной собственности, или ухудшение качества природной среды.

Здоровье – объективное состояние и субъективное ощущение полного физического, психологического и социального комфорта.

Безопасность в ЧС – состояние защищенности населения, объектов народного хозяйства и ОС от опасности в ЧС.

Безопасность в ЧС обеспечивается:

1) принятием и соблюдением правовых норм;

2) выполнением эколого-защитных, отраслевых или ведомственных требований и правил;

3) проведением комплексно-организационных, эколого-защитных, санитарно-гигиенических, санитарно-эпидемиологических и специальных мероприятий, направленных на обеспечение защиты населения, объектов экономики, ОС.

Опасность в ЧС – состояние, при котором создалась или вероятна угроза возникновения поражающих факторов и воздействие ЧС на население, объекта экономики и ОС.

Поражающий фактор источника ЧС характеризуется химическим и биологическим действиями и проявлениями.

Поражающее воздействие источника ЧС –негативноевлияние одного или совокупности поражающих факторов источника ЧС на жизнь и здоровье людей, сельскохозяйственных животных, растений, объекты экономики, окружающую природную среду.

Объекты экономики (объекты народного хозяйства) – предприятия, объединения, учреждения и организации, как сферы материального производства, так и непроизводственной сферы хозяйства, независимо от организационно-правовых форм и форм собственности.

Современное средство поражения – находящееся на вооружении войск боевое средство, применение которого в военных действиях может вызвать или вызывает гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, нарушения здоровья населения, разрушения и повреждения объектов экономики, элементов окружающей природной среды, а также появление вторичных поражающих факторов.

Гражданская оборона (ГО) – система мероприятий по подготовке к защите и по защите населения, материальных и культурных ценностей на территории Российской Федерации (РФ) от опасностей, возникающих при ведении военных действий или вследствие этих действий.

Очаг поражения – ограниченная территория, в пределах которой в результате воздействия современных средств поражения произошла массовая гибель или поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушены и повреждены здания и сооружения, а также элементы окружающей природной среды.

Зона ЧС – территория или акватория, на которой, в результате возникновения источника ЧС или распространения его последствий из других районов, возникла ЧС.

Неотложные работы в ЧС –комплекс аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных работ, оказание экстренной медицинской помощи, проведение санитарно-эпидемиологических мероприятий и охрана общественного порядка в зоне ЧС.

Аварийно-спасательные работы –первоочередные работы по локализации и тушению пожаров, аварийному отключению источников поступления жидкого топлива, газа, электроэнергии и воды, работа по поиску и спасению людей, оказание первой медицинской помощи и эвакуации из зоны ЧС.

Аварийно-восстановительные работы – первоочередные работы в зоне ЧС по локализации отдельных очагов разрушения и очагов повышенной опасности, по устранению аварий в сетях и на линиях коммунальных и производственных коммуникаций, созданию минимально необходимых условий для жизнеобеспечения населения, а также работы по санитарной очистке и обеззараживанию территорий.

Промышленная безопасность производственных объектов –состояние защищенности жизненно важных производственных объектов.

Жизнеобеспечение населения в ЧС – совокупность взаимосвязанных по времени, ресурсам и месту проведения силами и средствами РСЧС мероприятий, направленных на создание и поддержание условий минимально необходимых для сохранения жизни и поддержания здоровья людей в зонах ЧС, на маршрутах их эвакуации и в зонах их размещения.

Вид жизнеобеспечения населения в зоне ЧС –деятельность по удовлетворению какой-либо первоочередной потребности населения в зоне ЧС.

К видам жизнеобеспечения населения относятся: медицинское обеспечение, обеспечение водой, продуктами питания, жильем, коммунально-бытовыми услугами и предметами первой необходимости.

Система жизнеобеспечения в ЧС –структурное звено РСЧС, предназначенное для создания, поддержания условий минимально необходимых для сохранения жизни и поддержания здоровья людей в ЧС, состоящее из органов управления, служб, сил и средств обеспечения.

Население – граждане РФ, иностранные граждане и лица без гражданства, находящиеся на территории ЧС.

Территория ЧС – земельное, водное и воздушное пространство РФ с объектами производственного и социального назначения, а также охраны природной среды.

Таблица 3.1

Структура РСЧС

Единая система РСЧС введена в действие Постановлением Правительства РФ № 794 от 30.12.2003 г. и объединяет органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов в области защиты населения и территорий от ЧС, и осуществляет свою деятельность в целях выполнения задач, предусмотренных Федеральным законом «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

РСЧС имеет две подсистемы и пять уровней.

Подсистемы:

– функциональная;

– территориальная.

Уровни:

1) федеральный,

2) региональный,

3) территориальный,

4) местный,

5) объектовый.

Функциональные подсистемы РСЧС создаются федеральными органами исполнительной власти согласно положению для организации работы в области защиты населения и территорий от ЧС в сфере деятельности этих органов.

Территориальные подсистемы РСЧС создаются в субъектах РФ для предупреждения и ликвидации ЧС в пределах их территорий и состоят из звеньев, соответствующих административно-территориальному делению этих территорий.

На каждом уровне РСЧС создаются координационные органы, постоянно действующие органы управления, органы повседневного управления, силы и средства, резервы финансовых и материальных ресурсов, системы связи, оповещения и информационного обеспечения.

Координационными органами РСЧС являются:

на федеральном уровне – Правительственная комиссия по предупреждению и ликвидации ЧС и обеспечению пожарной безопасности, комиссии по предупреждению и ликвидации ЧС и обеспечению пожарной безопасности федеральных органов исполнительной власти;

на территориальном уровне (в пределах территории субъекта РФ) – комиссия по предупреждению и ликвидации ЧС и обеспечению пожарной безопасности органа исполнительной власти субъекта РФ;

на местном уровне (в пределах территории муниципального образования) – комиссия по предупреждению и ликвидации ЧС и обеспечению пожарной безопасности организаций.

Создание, реорганизация и ликвидация ЧС и обеспечение пожарной безопасности, назначение руководителей, утверждение персонального состава и определение их компетенций осуществляются решениями Правительства РФ, федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций.

Основными задачами комиссии по предупреждению и ликвидации ЧС и обеспечению пожарной безопасности в соответствии с их полномочиями являются:

а) разработка предложений по реализации единой государственной политики в области предупреждения и ликвидации ЧС и обеспечения пожарной безопасности;

б) координация деятельности органов управления и сил РСЧС;

в) обеспечение согласованности действий федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций при решении вопросов в области предупреждения и ликвидации ЧС и обеспечения пожарной безопасности, а также восстановления и строительства жилых домов, объектов жилищно-коммунального хозяйства, социальной сферы, производственной и инженерной инфраструктуры, поврежденных и разрушенных в результате ЧС.

Постоянно действующими органами управления РСЧС являются:

на федеральном уровне – Министерство РФ по делам гражданской обороны, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий, структурные подразделения федеральных органов исполнительной власти, специально уполномоченные решать задачи в области защиты населения и территорий от ЧС;

на региональном уровне – региональные центры по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий Министерства РФ по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий;

на территориальном и местном уровнях – соответствующие органы, специально уполномоченные решать задачи ГО и задачи по предупреждению и ликвидации ЧС на территориях субъектов РФ и территориях муниципальных образований;

на объектовом уровне – структурные подразделения или работники организаций, специально уполномоченные решать задачи в области защиты населения и территорий от ЧС.

Постоянно действующие органы управления РСЧС создаются и осуществляют свою деятельность в порядке, установленном законодательством РФ и иными нормативными правовыми актами.

Компетенция и полномочия постоянно действующих органов управления РСЧС определяются соответствующими положениям о них или уставами указанных органов управления.

Органами повседневного управления РСЧС являются:

– центры управления в кризисных ситуациях, информационные центры, дежурно-диспетчерские службы федеральных органов исполнительной власти;

– центры управления в кризисных ситуациях региональных центров;

– центры управления в кризисных ситуациях органов управления по делам ГО и ЧС, информационные центры, дежурно-диспетчерские службы территориальных органов исполнительной власти;

– единые дежурно-диспетчерские службы муниципальных образований;

– дежурно-диспетчерские службы организаций (объектов).

Указанные органы создаются и осуществляют свою деятельность в соответствии с законодательством РФ.

Состав сил и средств РСЧС

В состав сил и средств каждого уровня РСЧС входят силы и средства постоянной готовности, предназначенные для оперативного реагирования на ЧС и проведения работ по их ликвидации.

Основу сил постоянной готовности составляют аварийно-спасательные службы, аварийно-спасательные формирования, иные службы и формирования, оснащенные специальной техникой, оборудованием, снаряжением, инструментами, материалами с учетом обеспечения проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне ЧС в течение не менее 3 суток.

Состав и структуру сил постоянной готовности определяют создающие их федеральные органы исполнительной власти субъектов РФ, органы местного самоуправления, организации и общественные объединения, исходя из возложенных на них задач по предупреждению и ликвидации ЧС.

Привлечение аварийно-спасательных служб и аварийно-спасательных формирований к ликвидации ЧС осуществляется:

– в соответствии с планами предупреждения и ликвидации ЧС на обслуживаемых указанными службами и формированиями объектах и территориях;

– в соответствии с планами взаимодействия при ликвидации ЧС на других объектах и территориях;

– по решению федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления, организаций и общественных объединений, осуществляющих руководство деятельностью указанных служб и формирований.

Привлечение профессиональных аварийно-спасательных служб и аварийно-спасательных формирований к ликвидации ЧС за пределами территории РФ осуществляется по решению Правительства РФ в соответствии с нормами международного права на основе международных договоров РФ.

Аварийно-спасательные формирования общественных объединений могут участвовать в соответствии с законодательством РФ в ликвидации ЧС и действовать под руководством соответствующих органов управления РСЧС.

Готовность аварийно-спасательных служб и аварийно-спасательных формирований к реагированию на ЧС и проведению работ по их ликвидации определяется в ходе аттестации, а также во время проверок, осуществляемых в пределах своих полномочий Министерством РФ по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий, органами государственного надзора, органами по делам ГО и ЧС, а также федеральными органами исполнительной власти, создающими указанные службы и формирования.

Для ликвидации ЧС создаются и используются:

1) резервный фонд Правительства РФ по предупреждению и ликвидации ЧС и последствий стихийных бедствий;

2) запасы материальных ценностей для обеспечения неотложных работ по ликвидации последствий ЧС, находящиеся в составе государственного материального резерва;

3) резервы материальных ресурсов федеральных органов исполнительной власти;

4) резервы финансовых и материальных ресурсов субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций.

Управление РСЧС осуществляется с использованием автоматизированной информационно-управляющей системы, представляющей собой совокупность технических систем, средств связи и оповещения, автоматизации и информационных ресурсов, обеспечивающей обмен данными, подготовку, сбор, хранение, обработку, анализ и передачу информации.

Для приема сообщений о ЧС, в том числе вызванных пожарами, в телефонных сетях населенных пунктов устанавливается единый номер – 01.

 

4.3. Режимы функционирования и мероприятия,
проводимые органами РСЧС

При отсутствии угрозы возникновения ЧС на объектах, территориях или акваториях органы управления и силы РСЧС функционируют в режиме повседневной деятельности.

Решениями руководителей федеральных органов исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, на территории которых могут возникнуть или возникли ЧС, либо к полномочиям которых отнесена ликвидация ЧС, для соответствующих органов управления и сил РСЧС может устанавливаться один из следующих режимов функционирования:

а) режим повышенной готовности – при угрозе возникновения ЧС;

б) режим ЧС – при возникновении и ликвидации ЧС.

Решениями руководителей федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций о введении для соответствующих органов управления и сил РСЧС режима повышенной готовности или режима ЧС определяются:

а) обстоятельства, послужившие основанием для введения режима повышенной готовности или режима ЧС;

б) границы территории, на которой может возникнуть ЧС, или границы зоны ЧС;

в) силы и средства, привлекаемые к проведению мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС;

д) должностные лица, ответственные за осуществление мероприятий по предупреждению ЧС, или руководитель работ по ликвидации ЧС.

Руководители федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций должны информировать население через средства массовой информации и по иным каналам связи о введении на конкретной территории соответствующих режимов функционирования органов управления и сил РСЧС, а также мерах по обеспечению безопасности населения.

Основными мероприятиями, проводимыми органами управления и силами РСЧС, являются:

а) в режиме повседневной деятельности:

– изучение состояния ОС и прогнозирование ЧС;

– сбор, обработка и обмен в установленном порядке информацией в области защиты населения и территорий от ЧС и обеспечения пожарной безопасности;

– разработка и реализация целевых и научно-технических программ и мер по предупреждению ЧС и обеспечению пожарной безопасности;

– планирование действий органов управления и сил РСЧС, организация подготовки и обеспечение их деятельности;

– подготовка населения к действиям в ЧС;

– пропаганда знаний в области защиты населения и территорий от ЧС и обеспечения пожарной безопасности;

– руководство созданием, размещением, хранением и восполнением резервов материальных ресурсов для ликвидации ЧС;

– проведение в пределах своих полномочий государственной экспертизы, надзора и контроля в области защиты населения и территорий от ЧС и обеспечения пожарной безопасности;

– осуществление в пределах своих полномочий необходимых видов страхования;

– проведение мероприятий по подготовке к эвакуации населения материальных и культурных ценностей в безопасные районы, их размещению и возвращению соответственно в места постоянного проживания либо хранения, а также жизнеобеспечению населения в ЧС;

– ведение статистической отчетности о ЧС, участие в расследовании причин аварий и катастроф, а также выработке мер по устранению причин подобных аварий и катастроф;

б) в режиме повышенной готовности:

– усиление контроля за состоянием ОС, прогнозирование возникновения ЧС и их последствий;

– введение при необходимости круглосуточного дежурства руководителей и должностных лиц органов управления и сил РСЧС на стационарных пунктах управления;

– непрерывный сбор, обработка и передача органам управления и силам РСЧС данных о прогнозируемых ЧС, информирование населения о приемах и способах защиты от них;

– принятие оперативных мер по предупреждению возникновения и развития ЧС, снижению размеров ущерба и потерь в случае их возникновения, а также повышению устойчивости и безопасности функционирования организаций в ЧС;

– уточнение планов действий (взаимодействия) по предупреждению и ликвидации ЧС и иных документов;

– приведение при необходимости сил и средств РСЧС в готовность к реагированию на ЧС, формирование оперативных групп и организация выдвижения их в предполагаемые районы действий;

– восполнение при необходимости резервов материальных ресурсов, созданных для ликвидации ЧС;

– проведение при необходимости эвакуационных мероприятий;

в) в режиме ЧС:

– непрерывный контроль за состоянием ОС, прогнозирование развития возникших ЧС и их последствий;

– оповещение руководителей федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, а также населения о возникших ЧС;

– проведение мероприятий по защите населения и территорий от ЧС;

– организация работ по ликвидации ЧС и всестороннему обеспечению действий сил и средств РСЧС, поддержанию общественного порядка в ходе их проведения, а также привлечению при необходимости в установленном порядке общественных организаций и населения к ликвидации возникших ЧС;

– непрерывный сбор, анализ и обмен информацией об обстановке в зоне ЧС и в ходе проведения работ по её ликвидации;

– организация и поддержание непрерывного взаимодействия федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций по вопросам ликвидации ЧС и их последствий;

– проведение мероприятий по жизнеобеспечению населения в ЧС.

Ликвидация ЧС осуществляется в соответствии с классификацией, установленной Правительством РФ:

локальной – силами и средствами организаций;

местной – силами и средствами органов местного самоуправления;

территориальной – силами и средствами органов исполнительной власти субъекта РФ;

региональной и федеральной – силами и средствами органов исполнительной власти субъектов РФ, оказавшихся в зоне ЧС.

При недостаточности указанных сил и средств привлекаются в установленном порядке силы и средства федеральных органов исполнительной власти.

Ликвидация трансграничной ЧС осуществляется по решению Правительства РФ в соответствии с международными договорами РФ.

 

РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Атомная масса

Для характеристики массы атомов и молекул используют понятие атомной массы M – это относительная величина, которая определяется по отношению
к массе атома углерода и принимается равной m _а = 12,000 000. Для
абсолютного определения атомной массы была введена атомная единица
массы (а.е.м.), которая определяется по отношению к массе атома углерода в следующем виде:

.

Тогда атомную массу элемента можно определить как:

,

где М – атомная масса изотопов рассматриваемого элемента. Это выражение облегчает определение массы ядер элементов, элементарных частиц, частиц – продуктов радиоактивных превращений и т. д.

Радиоактивность

Радиоактивность – превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого химического элемента с выделением некоторых элементарных частиц. Различают: естественную и искусственную радиоактивность.

К основным видам относят:

– α-излучение (распад);

– β-излучение (распад);

– спонтанное деление ядра.

Ядро распадающегося элемента называется материнским, а ядро образующегося элемента – дочерним. Самопроизвольный распад атомных ядер подчиняется следующему закону радиоактивного распада:

,

где N ₀ – число ядер в химическом элементе в начальный момент времени; N – число ядер в момент времени t; – так называемая «постоянная» распада, которая представляет собой долю ядер, распавшихся в единицу времени.

Величина обратная «постоянной» распада , характеризует среднюю продолжительность жизни изотопа. Характеристикой устойчивости ядер относительно к распаду является период полураспада , т. е. время, в течение которого первоначальное количество ядер уменьшается вдвое:

.

Связь между и :

, .

При радиоактивном распаде выполняется закон сохранения заряда:

,

где – заряд распавшихся или получившихся (образовавшихся) «осколков»; и правило сохранения массовых чисел:

,

где – массовое число образовавшихся (распавшихся) «осколков».

5.4.1. α и β-распад

α-распад представляет собой излучение ядер гелия . Характерен для «тяжелых» ядер с большими массовыми числами A > 200 и зарядом z > 82.

Правило смещения при α-распаде имеет следующий вид (происходит образование нового элемента):

.

Пример:

; .

Отметим, что α-распад (излучение) обладает наибольшей ионизирующей способностью, но наименьшей проницаемостью.

Различают следующие виды β-распада:

– электронный β-распад (β^–-распад);

– позитронный β-распад (β⁺-распад);

– электронный захват (k-захват).

β^–-распад происходит при избытке нейтронов с выделением электронов и антинейтрино :

.

β⁺-распад происходит при избытке протонов с выделением позитронов и нейтрино :

.

Для электронного захвата (k -захвата) характерно следующее превра­щение:

.

Правило смещения при β-распаде имеет следующий вид (происходит образование нового элемента):

для β^–-распада: ;

для β⁺-распада: .

β-распад (излучение) обладает наименьшей ионизирующей способностью, но наибольшей проницаемостью.

α и β-излучения сопровождаются γ-излучением, которое представляет собой излучение фотонов и не является самостоятельным видом радиоактивного излучения.

γ-фотоны выделяются при уменьшении энергии возбужденных атомов и не вызывают изменение массового числа A и изменение заряда Z. γ-излучение обладает наибольшей проникающей способностью.

Активность радионуклидов

Активность радионуклидов – мера радиоактивности, характеризующая число распадов ядер в единицу времени. Для определенного количества радионуклидов в определенном энергетическом состоянии в заданный момент времени активность А задается в виде:

, (1)

где – ожидаемое число спонтанных ядерных превращений (число распадов ядер), происходящих в источнике ионизирующего излучения за интервал времени .

Самопроизвольное ядерное превращение называют радиоактивным распадом.

Единицей измерения активности радионуклидов является обратная секунда (), имеющая специальное название беккерель (Бк).

Беккерель равен активности радионуклида в источнике, в котором за время 1 сек. происходит одно спонтанное ядерное превращение.

Внесистемная единица активности – кюри (Ku).

Кюри – активность радионуклида в источнике, в котором за время 1 сек. происходит 3,7^. 10¹⁰ спонтанных ядерных превращений, т. е. 1 Ku = 3,7^. 10¹⁰ Бк.

Например, примерно 1 г чистого радия дает активность 3,7^. 10¹⁰ ядерных распадов в секунду.

Не все ядра радионуклида распадаются одновременно. В каждую единицу времени самопроизвольное ядерное превращение происходит с определенной долей ядер. Доля ядерных превращений для разных радионуклидов различна. Например, из общего числа ядер радия ежесекундно распадается 1,38^. часть, а из общего количества ядер радона – 2,1^. часть. Доля ядер, распадающихся в единицу времени, называется постоянной распада λ.

Из приведенных определений следует, что активность А связана с числом радиоактивных атомов N в источнике в данный момент времени соотношением:

. (2)

С течением времени число радиоактивных атомов уменьшается по закону:

, (3)

где – число оставшихся радиоактивных атомов по прошествии времени t; – число радиоактивных атомов радионуклида в начальный момент времени: t = 0.

Отсюда следует, что и активность радионуклида также уменьшается за время t по экспоненциальному закону:

, (4)

где – активность радионуклида в начальный момент времени t = 0.

По прошествии определенного времени число радиоактивных атомов радионуклида уменьшается вдвое – время называется периодом полураспада. Между периодом полураспада и постоянной распада существует следующая зависимость:

. (5)

У различных радионуклидов период полураспада варьируется в очень широких пределах: от миллиардов лет до миллионных долей секунды. Например, период полураспада урана равен 4,5 млрд лет, радия – 1622 года, цезия – 30 лет, радона – 3,8 дня и т. д.

После подстановки выражения (5) в формулы (3) и (4) получим:

; (6)

. (7)

Различают также следующие разновидности радионуклида.

Отношение активности радионуклида в источнике к его массе или объему (для объемных источников) называется удельной или объемной активностью, соответственно:

(8)

где , – удельная и объемная активность вещества; А – активность радионуклида в источнике; m, V – масса и объем вещества, носителя радионуклида.

Если отношение активности берется к площади поверхности или к длине источника, то эти отношения называют соответственно поверхностной или линейной активностью.

Выбор единиц удельной активности определяется конкретной задачей. Например, активность в воздухе выражают в беккерелях на кубический метр (Бк/м³) – объемная активность. Активность в воде, молоке и других жидкостях также выражается как объемная активность, так как количество воды и молока измеряется в литрах (Бк/л). Активность в хлебе, картофеле, мясе и других продуктах выражается как удельная активность (Бк/кг).

Очевидно, что биологический эффект воздействия радионуклидов на организм человека будет зависеть от их активности, т. е. от количества радионуклида. Поэтому объемная и удельная активность радионуклидов в воздухе, воде, продуктах питания, строительных и других материалах нормируются.

Поскольку в течение определенного времени человек может облучаться различными путями (от поступления радионуклидов в организм до внешнего облучения), то все факторы облучения связывают определенной величиной, которая называется дозой облучения.

Экспозиционная доза

Иногда в литературе для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется так называемая экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений. Экспозиционная доза – это отношение суммарных электрических за