Основные источники ионизирующего излучения

Цель работы

В течении всей жизни человек подвергается воздействию ионизирующего излучения, что может приводить к негативным последствиям.

Цель работы - научиться оценивать риск для жизни и здоровья на воздействии различных доз ионизирующего излучения, что включает в себя сопоставление полученной человеком эквивалентной дозы с предельно допустимой дозой для населения.

Основные источники ионизирующего излучения

Естественный радиационный фон

- космическое излучение

- излучение от Земли

- излучение от радиоактивных веществ, попавших естественным путём в организм

Техногенные источники

- излучение при медицинских обследованиях (флюорография грудной клетки, снимок зуба и др.)

- излучение от радона 220, который выделяется из недр Земли, также содержится в природном газе и в воде из подземных источников, радон поступает в помещение при сжигании природного газа.

- излучение, связанные с деятельностью человека (полёты на самолётах, работа на атомных электростанциях и др.)

Источники, связанные с вооружёнными силами

- производство ядерного оружия

- испытания и использование ядерного оружия

- использование радиоактивных веществ в ____, установках, системах

В данной работе оценивается риск для жизни и здоровья человека в связи с действием естественного радиоактивного фона и некоторых техногенных источников.

Параметры ионизирующего и излучения

Потенциальную и фактическую опасность и вредность ионизирующего излучения определяют дозами.

Экспозиционная доза

Экспозиционная доза определяет потенциальную опасность, вычисляется по формуле: D=dQ/dm, где:

Q - величина заряда одного знака, образовавшегося при облучении воздуха, Ка (Кулон)

m - масса облучённого воздуха, кг

Экспозиционная доза, действующая за единицу времени определяет мощность экспозиционной дозы.

P=dD/dt:

P - мощность экспозиционной дозы, Кл/кг

t - продолжительность действия излучения, с

В практике для оценки экспозиционной дозы и её мощности часто используются внесистемные единицы, ренттен (Р) и ренттен в единицу времени (Р/ч). Для оценки естественного радиационного фона используют микро Ренттен в час (мкР/ч).

По величине мощности экспозиционной дозы можно оценить радиационную обстановку на местности, в помещении а также загрязнённость радионуклидами материалов, продуктов питания, воды и тд.

Для перевода размерности в систему СИ используют зависимость:

1Р=2,58*10^-4 Кл/кт

Поглощённая доза

Действие ионизирующего излучения на человека можно оценить величиной поглощенной дозы.

D=dE/dmч, где:

D - поглощённая телом человека доза ионизирующего излучения, Дж/кг (Грей)

E - энергия ионизирующего излучения, поглощенная телом человека, Дж

m - масса телом человека, кг

С точки зрения последствий для человека имеет значение время, за которое получена доза излучения. Поэтому необходимо знать мощность дозы излучения.

P=Dпогл/t, где:

P - мощность поглощенной дозы, ДЖ/кг*с

t - продолжительность действия излучения, с

  1 рад = 0,01 Дж/кг (Грей)

       Поглощенная доза не учитывает особенности действия на человека различных видов ионизирующего излучения, поэтому может служить для ориентировочной оценки риска для жизни и здоровья.

 3.3. Эквивалентная доза

       Эквивалентная доза учитывает не только количество поглощенной энергии, но и вид излучения, а именно его ионизирующую способность.        

       D _экв = D _погл ·к;

где

       D _экв - эквивалентная доза, Дж/кг (Зиверт);

       D _погл – поглощенная доза, Дж/кг (Грей);

       к – коэффициент качества.

      В практике может использоваться внесистемная единица эквивалентной дозы – биологический эквивалент рада (бэр). Для перевода размерности в систему СИ используют формулу:                                 

       1бэр=0,01 Зиверт (Зв)

      Ионизирующая способность различных видов излучений оценивается коэффициентом качества, приведённым в табл.1.                                                                                                           

      Из табл. 1 следует, что с точки зрения ионизирующей способности наибольшую опасность представляют альфа частицы, а наименьшую – гамма излучение.

       Однако наибольшей проникающей способностью обладает гамма излучение, а наименьшей альфа частицы.

                                                                                                                                                    Таблица 1.

Коэффициенты качества излучений.

№	Вид излучения	Коэффициент качества
1	Гамма излучение, рентгеновские лучи, бета частицы.	1
2	Нейтроны	10
3	Альфа частицы	20

 

        Мощность эквивалентной дозы имеет размерность во внесистемных единицах бэр/ч. Для перевода в систему СИ используют формулу:                                         

       1 бэр/ч = 0,01 Зв/ч      

       Для источников гамма излучения и бета частиц имеющих к = 1, справедливы зависимости:         

       1 Р» 1 рад» 1 бэр» 0,01 Зв,

 или для мощности дозы:

       1 Р/ч» 1 рад/ч» 1 бэр/ч» 0,01 Зв/ч     

Естественный фон

       Естественный фон определяется совместным действием нескольких источников.

       Ко смические лучи приходят из глубин Вселенной, часть их рождается на Солнце во время солнечных вспышек. На уровне моря средняя мощность экспозиционной дозы составляет 30мР за 1 год (3,4мкР/ч). В горах на высоте нескольких километров эта величина возрастает примерно в 20раз.

       Излучение от Земли зависит от наличия в грунте, воде, горных породах, строительных материалах радиоактивных изотопов. Основные из них – радон 222, калий 40, рубидий 87, торий 232, уран 238 и другие.

       В большинстве районов проживания человека средняя мощность экспозиционной дозы от Земли составляет 43 мР за год (4.31 мкР/ч). Есть места, где уровень земной радиации возрастает в 800 раз выше среднего.

       Большая часть (~70 %) излучения от Земли определяется газом – радоном 220 и 222.

       Излучение от тела человека зависит от количества радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой, воздухом (калий – 40, углерод – 14, радон – 220 и др.). Средняя мощность экспозиционной дозы составляет 30 мР за год (5 мкР/ч).

Вариант 6

       8. ЗАМЕРЫ РАДИАЦИОННОГО ФОНА, ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ЧЕЛОВЕКА.

Протокол замеров ионизирующего излучения.

№	Место замера	Мощность экспозиционной дозы по         показаниям индикатора, мкР/ч	Примерная мощность эквивалентной дозы, мкЗв/ч
1	Вне помещения	12	0,12
2	В помещении	28	0,28

 

а) D _пв = Р₁ *τ ₁+P₂* τ ₂ = 0,00012*4380+0,00028*4380= 1,752

где:

       D _пв - эквивалентная доза, полученная в помещении и вне помещения        за 2012 год, мЗв;

       Р₁, P₂ - мощности эквивалентных вне помещения и в помещении, мЗв/ч;

       τ ₁,τ ₂ - продолжительность действия доз, ч (365х24/2).

                                                                                                                       Таблица 4.

№ варианта	Эквивалентная доза, полученная человеком      за 2008-2011 гг, мЗв	Данные за весь 2012 год
		эквивалентная доза, полученная человеком  в помещении и вне помещения за 2012 г, Dпв, мЗв	количество медицинских обследований за 2012год		полеты на самолете             в 2012году
			флюорография грудной клетки	снимок зуба	время   полета, ч	высота полета, тыс. м
6	4,6	1,752	3	1	6	8

 

б). Вычисление дозы, полученной при медицинских обследованиях            за 2012 год:

       D _м = D _ф * n ₁ + D _з * n ₂ = 0,031*3+0,04*1=0,133

где

       D _м- суммарная эквивалентная доза при медицинских обследованиях за2012год, мЗв;

       D _ф, D _з- дозы, полученные при флюорографии и при снимках зубов, мЗв             (численные значения выпишите из подраздела 7.2);

       n ₁, n ₂ - число обследований, соответственно грудной клетки и зубов, в течении 2012 г.

в). Вычислениедозы, полученной при полетах на самолете за 2012 г:

       D _с = Р_с*τ_с = 0,0022*6=0,0132

где  

       D _с - суммарная эквивалентная доза, полученная при полете на самолете за 2012 г., мЗв;

       Р _с - мощность эквивалентной дозы при полетах на самолете, мЗв/ч;

       τ_с – продолжительность полета, ч.

г).  Вычисление суммарной дозы за 2012 год.

       D ₂₀₁₂ = D _пв + D _м + D _с = 1,752+0,133+0,0132=0,8903

где

         D ₂₀₁₂ - суммарная эквивалентная доза ионизирующего излучения, полученная человеком за 2012 год, мЗв.

       д). Вычисление средней годовой эквивалентной дозы полученной человеком за последовательные 5 лет.

       D _сред.5 = (D _2008-2011 + D ₂₀₁₂)/5 = (4,6+0,8903)/5= 1, 09806

Вывод: Согласно Варианту 6 средняя годовая эквивалентная доза, полученная человеком за последовательные 5 лет, равна 1, 09806 мЗв. Для персонала такая доза составляет 20мЗв, а для населения 1мЗв. Это означает, что НРБ-99 соблюдается для персонала, но не соблюдается для населения.

За 2012 год эквивалентная доза, полученная человеком, составила 0,8903 мЗв, что не превышает допустимых пределов.

 

      

 

Цель работы

В течении всей жизни человек подвергается воздействию ионизирующего излучения, что может приводить к негативным последствиям.

Цель работы - научиться оценивать риск для жизни и здоровья на воздействии различных доз ионизирующего излучения, что включает в себя сопоставление полученной человеком эквивалентной дозы с предельно допустимой дозой для населения.

Основные источники ионизирующего излучения