Виды ионизирующих излучений и их свойства

Наиболее разнообразны по видам ионизирующих излучений так называемые радиоактивные излучения, образующиеся в результате самопроизвольного радиоактивного распада атомных ядер элементов с изменением физических и химических свойств последних. Элементы, обладающие способностью радиоактивного распада, называются радиоактивными; они могут быть естественными, такие, как уран, радий, торий и др. (всего около 50 элементов), и искусственными, для которых радиоактивные свойства получены искусственным путем (более 700 элементов).

При радиоактивном распаде имеют место три основных вида ионизирующих излучений: альфа, бета и гамма.

Альфа-частица — это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются. позитроны. Они отличаются от электронов лишь положительным зарядом, поэтому при воздействии на поток лучей магнитным полем они отклоняются в противоположную сторону.

Гамма-излучение, или кванты энергии (фотоны), представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эги лучи (свинец, бетон, вода). Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.

Рентгеновское излучение образуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок (бетатронов и т. п.). По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи. Ионизация вследствие воздействия рентгеновских лучей происходит в большей степени за счет выбиваемых ими электронов и лишь незначительно за счет непосредственной траты собственной энергии. Эти лучи (особенно жесткие) также обладают значительной проникающей способностью.

 

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов (n) являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходят за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так — называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, ядерных реакторов и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

 

Все виды ионизирующих излучений отличаются друг от друга различными зарядами, массой и энергией. Различия имеются и внутри каждого вида ионизирующих излучений, обусловливая большую или меньшую проникающую и ионизирующую способность и другие их особенности. Интенсивность всех видов радиоактивного облучения, как и при других видах лучистой энергии, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника излучения, то есть при увеличении расстояния вдвое или втрое интенсивность облучения уменьшается соответственно в 4 и 9 раз.

 

Радиоактивные элементы могут присутствовать в виде твердых тел, жидкостей и газов, поэтому, помимо своего специфического свойства излучения, они обладают соответствующими свойствами этих трех состояний; они могут образовывать аэрозоли, пары, распространяться в воздушной среде, загрязнять окружающие поверхности, включая оборудование, спецодежду, кожный покров рабочих и т. д., проникать в пищеварительный тракт и органы дыхания.

 

 

Доза излучения

 

До́за излуче́ния — в физике и радиобиологии — величина, используемая для оценки воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, ткани и живые организмы.

 

Экспозиционная доза

 

Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды — это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в качестве количественной меры поля излучения использовалась степень ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению, получила название экспозиционная доза.

 

Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза — это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме. В системе СИ единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген (Р). 1 Кл/кг = 3880 Р

 

Поглощенная доза

 

При расширении круга известных видов ионизирующего излучения и сфер его приложения, оказалось, что мера воздействия ионизирующего излучения на вещество не поддается простому определению из-за сложности и многообразности протекающих при этом процессов. Важным из них, дающим начало физико-химическим изменениям в облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза. Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы любого облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу вещества.

 

За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грэй (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр=100 рад.

 

Эквивалентная доза

 

Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало, что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.

 

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада - Энциклопедический словарь). 1 Зв = 100 бэр.

 

Эффективная доза

 

Эффективная доза (E) — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.

 

Эффективная и эквивалентная дозы - это нормируемые величины, т.е.величины, являющиеся мерой ущерба (вреда) от воздействия ионизирующего излучения на человека и его потомков. К сожалению, они не могут быть непосредственно измерены. Поэтому в практику введены операционные дозиметрические велины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым. Основной операционной величиной является амбиентный эквивалент дозы (синонимы - эквивалент амбиентной дозы, амбиентная доза).

 

Групповые дозы

 

Подсчитав индивидуальные эффективные дозы, полученные отдельными людьми, можно прийти к коллективной дозе — сумме индивидуальных эффективных доз в данной группе людей за данный промежуток времени. Коллективную дозу можно подсчитать для населения отдельной деревни, города, административно-территориальной единицы, государства и т. д. Её получают путем умножения средней эффективной дозы на общее количество людей, которые находились под воздействием излучения. Единицей измерения коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв.), внесистемная единица — человеко-бэр (чел.-бэр).

 

Кроме того, выделяют следующие дозы:

 

Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.

 

пороговая — доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.

 

предельно допустимые дозы (ПДД) — наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)

 

предотвращаемая — прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.

 

удваивающая — доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв), а для хронического облучения — около 4 Зв.

64. БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ. ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ В ДТП

Безопа́сность доро́жного движе́ния — комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности всех участников дорожного движения.

По российскому законодательству безопасность дорожного движения — состояние данного процесса, отражающее степень защищенности его участников от дорожно-транспортных происшествий и их последствий.[1]

Дорожно-транспортное происшествие (ДТП) — событие, возникшее в процессе движения по дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или ранены люди, повреждены транспортные средства, сооружения, грузы, либо причинен иной материальный ущерб (говорят также о безрельсовом транспорте). То есть исключаются например, дорожные происшествия с участием только пешеходов (упал на дороге, сбит толпой и т. п.)[2].

Дорожные происшествия являются самой опасной угрозой здоровью людей во всём мире. Ущерб от дорожно-транспортных происшествий превышает ущерб от всех иных транспортных происшествий (самолетов, кораблей, поездов, и т. п.) вместе взятых. Дорожно-транспортные происшествия являются одной из важнейших мировых угроз здоровью и жизни людей. Проблема усугубляется и тем, что пострадавшие в авариях — как правило, молодые и здоровые (до аварии) люди. По данным ВОЗ, в мире ежегодно в дорожных авариях погибают 1,2 млн человек и около 50 млн получают травмы.[3] Более 27000 погибает на российских дорогах[4]., и более 40000 на дорогах США[5], в пересчёте на количество автомобилей эти цифры означают в год 70 погибших в ДТП на территории России или 15 погибших в США на каждые 100 000 автомобилей [6]. По статистическим оценкам, с начала XX века на дорогах США погибли в ДТП более трех миллионов человек, что превышает все потери США (650 000) во всех военных конфликтах (с 1774 года).

При изучении дорожной безопасности, выявляют факторы, влияющие на частоту и тяжесть ДТП. Не каждое ДТП является «неизбежной случайностью» — так, например, по статистике, около 5 % летальных ДТП являются выявленными самоубийствами, а некоторое (меньшее) количество ДТП являются убийствами. Также, выявлено множество других факторов, влияющих на вероятность ДТП, ответственность за которые несут участники дорожного движения, поэтому в настоящее время практически не используется распространенная ранее формулировка «несчастный случай на дороге», «снимающая» ответственность с участников ДТП.

Разновидности ущерба

Травмы

Очень сложно установить, сколько людей получили травмы в результате ДТП. Выше показано, сколько сложностей может быть с определением смертности от ДТП, а определить и измерить количество и степень травм еще сложнее.

Травмы, не требующие госпитализации, часто не учитываются вовсе, а проведенное в Нидерландах сравнение числа госпитализированных пострадавших по данным полиции и общенациональной регистрации сектора здравоохранения[7], показало, что полицией учитываются только порядка 40 % пострадавших.

Повреждение собственности [править]

Учет повреждений собственности еще более неоднозначен, чем в случае травм. Во многих случаях, учитываются только случаи, ущерб от которых превышает некоторую (произвольно установленную) величину, и таким образом, число зарегистрированных случаев ущерба может изменяться во времени из-за экономических причин (например, инфляции, возрастании стоимости ремонта и т. п.). Учет ДТП не приведших к травмам затруднен также тем, что очень часто водители о таких случаях не сообщают, и не вызывают полицию на место происшествия. Обычно, этот показатель измеряется в денежном выражении, и получается различными оценками, построенными на базе отчетов страховых компаний.

Меры обеспечения безопасности [править]

Различают активные меры, которые должны предотвратить аварии и пассивные меры, направленные на уменьшение последствий аварий.

К активным мерам относят:

Разумное проектирование и расположение объектов дорожной сети.

Изучение влияния конструкции дороги на вероятность аварии.

Совершенствование организации движения.

Правила дорожного движения.

Контроль за соблюдением правил дорожного движения.

Обязательное прохождение государственного техосмотра.

К пассивным мерам относят:

Совершенствование технических средств транспортных средств и средств индивидуальной защиты:

обустройство автомобиля наибóльшим количеством подушек безопасности, использование ремней безопасности, подголовников и детских кресел; повышение жесткости кузова, а также применение усиливающих элементов в передней, задней и боковых частях кузова.

Использование приспособлений для защиты пешеходов.

Влияние конструкции дороги на вероятность аварии и тяжесть последствий [править]

На простейшей дороге с одной полосой движения в каждую сторону велика вероятность самых тяжелых аварий вследствие лобовых столкновений при обгоне или выезда на встречную полосу по причине неисправности автомобиля или потери контроля со стороны водителя из-за нездоровья или засыпания. Однако следует заметить, что интенсивность дорожного движения на таких дорогах, как правило, не велика.

При наличии разделительной полосы достаточной ширины или разделительного (барьерного) ограждения лобовое столкновение исключается. Однако в случае с разделительным ограждением появляется вероятность столкновения автомобиля с этим ограждением, что в некоторых случаях приводит к не менее тяжелым последствиям.

Конструкция дороги, исключающая появление людей или животных на проезжей части, резко снижает вероятность столкновений с ними. В первую очередь это касается автомобильных дорог I технической категории (автомагистралей), на которых исключены пешеходные переходы в одном уровне с проезжей частью.

Выделение дополнительных полос для остановки и стоянки автотранспорта, а также для подготовки к поворотам налево или направо снижает вероятность наезда на неподвижные или движущиеся с малой скоростью автомобили.

Оборудование перекрестков светофорами снижает вероятность столкновения автомобилей пересекающихся направлений и упрощает переход проезжей части пешеходами.

Геометрия дороги также влияет на безопасность дорожного движения [8]. Протяженные прямые участки загородных дорог из-за монотонности утомляют водителя или же водитель теряет ощущение скорости. Это приводит к нарушению скоростного режима и усиливает тяжесть последствий аварий [9].