Виды ионизирующих излучений, их основные характеристики (ионизирующая способность, проникающая способность, защитные материалы).

Характеристика видов ионизирующих излучений:

1. Корпускулярные излучения:

- альфа-излучение - поток альфа-частиц (+ заряженные ядра гелия) - в основном из естественных изотопов. Основная опасность - при внутреннем попадании в организм;

- бетта-излучение - поток бетта-частиц (электроны или позитроны).

- нейтронное излучение - поток нейтронов.

2. Электромагнитные ионизирующие излучения:

Рентгеновское и гамма-излучение. Гамма-излучение более жесткое.

       Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие котopoгo с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фо­тоны. Энергию частиц ионизирующего излучения измеряют во внe­системных единицах ­ электрон­вольтах.

       Различают корпускулярное и фотонное ионизирующее излучение. Корпускулярное ионизирующее излучение- поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, образующихся при радиоак­тивном распаде, ядерных превращениях либо генерируемых на ускорителях. К нему относятся: α,β-частицы, нейтроны, протоны и др.

       ­ α- излучение -­ это поток частиц, являющихся ядрами атома гелия и обладающих двумя единицами заряда.

­       β излучение это поток электронов или позитронов. При распа­де ядер β­активноrо радионуклида, в отличие от α-распада, различ­ные ядра данного радионуклида испускают β-частицы различной энергии, поэтому энергетический спектр β- частиц непрерывен.      Нейтронное излучение. Нейтроны-­ нейтральные элементарные частицы, не имеют электрического заряда, при прохождении через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. В результате этих процессов образуются либо заряженные час­тицы (ядра отдачи, протоны, дейтроны), либо γ-­излучение, вызываю­щие ионизацию.

       По характеру взаимодействия со средой, зависяще­му от уровня энергии нейтронов, они условно разделены на 4 группы: тепловые нейтроны ­ 0,0-0,5 кэВ; промежуточные нейтроны ­ 0,5-200 кэВ; быстрые нейтроны ­ 200 кэВ-20 МэВ; релятивистские нейтроны ­ свыше 20 МэВ.

       Фотонное излучение- поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300 000 км/с. К нему относятся γ-излучение, характеристическое, тормозное и peнт­гeновскoe излучения. Обладая одной и той же природой, эти виды электромагнитных излучений различаются условиями образования, а также свойства­ми ­ длиной волны и энергией.

       γ- излучение испускается при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникаю­щей способностям.

       Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, то есть числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различ­ных видов обладают различной ионизирующей способностью.

       Проникающая способность излучений определяется величиной пробега.

       ­ α-­частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и наименьшей проникающей способностью. Длина пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой биологической ткани ­ несколько десятков микрон.

       β- ­излучение имеет существенно меньшую ионизирующую способ­ность и большую проникающую способность.

       Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей прони­кающей способностью обладают фотонные излучения.

       Различают природные и технические источники ионизирующего излучения. К природным относятся космические, земные источники, создающие природное облучение (eстественный фон). К техническим относятся источники, специально соз­данные для полезного применения излучения или являющиеся по­бочным продуктом деятельности. 

        Уровень нестабильности радионуклидов неодинаков: одни распадаются очень быстро, другие ­ очень медленно. Время, в течение котopoгo распадается половина всех радионyкли­дов данногo типа, называется периодом полураспада.

       Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей источник бета-излучения, и др. Рентгеновские лучи представляют собой один из видов электромагнитного излучения. Энергия его обычно не превышает 1 МэВ. Рентгеновское излучение, как и гамма-излучение, обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.

Понятие об открытых и закрытых источниках радиации, примеры.

В гигиене все источники делятся на ЗАКРЫТЫЕ и ОТКРЫТЫЕ:

- ЗАКРЫТЫЙ источник - в окружающую среду поступает только ионизирующее излучение (пример - рентгеновская трубка);

- ОТКРЫТЫЙ источник - в окружающую среду может поступать как излучение, так и частицы (пример - радиоактивные изотопы).

Различают естественные и созданные человеком источники излу­чения. Основную часть облучения население Земли получает от eстест­венных источников.

       Значения индивидуальных доз, получаемых людьми от искусствен­ных источников, сильно различаются.

       Основные принципы радиационной безопасности заключаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно контролируются дозы облучения, полученные персоналом при работе с источниками ионизирующих излучений, работа проводится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются различные средства коллективной и индивидуальной защиты.

       Для определения индивидуальных доз облучения персонала необходимо систематически проводить радиационный (дозиметрический) контроль, объем которого зависит от характера работы с радиоактивными веществами. Каждому оператору, имеющему контакт с источниками ионизирующих излучений, выдается индивидуальный дозиметр для контроля полученной дозы гамма-излучений.

        В помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, необходимо обеспечить и общий контроль за интенсивностью различных видов излучений. Эти помещения должны быть изолированы от прочих помещений, оснащены системой приточно-вытяжной вентиляции с кратностью воздухообмена не менее пяти. Окраска стен, потолка и дверей в этих помещениях, а также устройство пола выполняются таким образом, чтобы исключить накопление радиоактивной пыли и избежать поглощения радиоактивных аэрозолей, паров и жидкостей отделочными материалами (окраска стен, дверей и в некоторых случаях потолков должна производиться масляными красками, полы покрываются материалами, не впитывающими жидкости,– линолеумом, полихлорвиниловым пластикатом и др.).

       Все строительные конструкции в помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, не должны иметь трещин; углы закругляют для того, чтобы не допустить скопления в них радиоактивной пыли и облегчить уборку. Не менее одного раза в месяц проводят генеральную уборку помещений с обязательным мытьем горячей мыльной водой стен, окон, дверей, мебели и оборудования. Текущая влажная уборка помещений проводится ежедневно.

       Для уменьшения облучения персонала все работы с этими источниками проводят с использованием длинных захватов или держателей. Защита временем заключается в том, что работу с радиоактивными источниками проводят за такой период времени, чтобы доза облучения, полученная персоналом, не превышала предельно допустимого уровня.

       Коллективные средства защиты от ионизирующих излучений регламентируются ГОСТом 12.4.120-83 «Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие требования». Основными средствами защиты являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры для транспортирования и хранения источников ионизирующих излучений, а также для сбора и транспортировки радиоактивных отходов, защитные сейфы и боксы и др.

       Стационарные и передвижные защитные экраны предназначены для снижения уровня излучения на рабочем месте до допустимой величины. Если работу с источниками ионизирующих излучений проводят в специальном помещении– рабочей камере, то экранами служат ее стены, пол и потолок, изготовленные из защитных материалов. Такие экраны носят название стационарных. Для устройства передвижных экранов используют различные щиты, поглощающие или ослабляющие излучение.

       Экраны изготавливают из различных материалов. Их толщина зависит от вида ионизирующего излучения, свойств защитного материала и необходимой кратности ослабления излучения, которая показывает, во сколько раз необходимо понизить энергетические показатели излучения (мощность экспозиционной дозы, поглощенную дозу, плотность потока частиц и др.), чтобы получить допустимые значения перечисленных характеристик.

       Для сооружения стационарных средств защиты стен, перекрытий, потолков и т.д. используют кирпич, бетон, баритобетон и баритовую штукатурку (в их состав входит сульфат бария– BaSO₄). Эти материалы надежно защищают персонал от воздействия гамма- и рентгеновского излучения.

       Для создания передвижных экранов используют различные материалы. Защита от альфа-излучения достигается применением экранов из обычного или органического стекла толщиной несколько миллиметров. Достаточной защитой от этого вида излучения является слой воздуха в несколько сантиметров.

        Для защиты от бета-излучения экраны изготавливают из алюминия или пластмассы (органическое стекло).

        От гамма- и рентгеновского излучения эффективно защищают свинец, сталь, вольфрамовые сплавы. Смотровые системы изготавливают из специальных прозрачных материалов, например, свинцового стекла.

        От нейтронного излучения защищают материалы, содержащие в составе водород (вода, парафин), а также бериллий, графит, соединения бора и т.д. Бетон также можно использовать для защиты от нейтронов.

       Защитные сейфы применяются для хранения источников гамма-излучения. Они изготавливаются из свинца и стали.

       Для работы с радиоактивными веществами, обладающими, альфа- и бета-активностью, используют защитные перчаточные боксы.

       Защитные контейнеры и сборники для радиоактивных отходов изготавливаются из тех же материалов, что и экраны – органического стекла, стали, свинца и др.

       При проведении работ с источниками ионизирующих излучений опасная зона должна быть ограничена предупреждающими надписями.