Рубрики
Календарь
Октябрь 2014
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Мар    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
Реклама

postheadericon Ядерная реакция

В результате этой ядерной реакции ядра бериллия испускают быстрые нейтроны с эффективной энергией в 5 MeV и превращаются в ядра углерода.
Каким образом нужно защищаться от нейтронов? Непосредственные эксперименты показывают, что нейтроны в противоположность гамма-квантам легко проникают через тяжелые вещества и сильно поглощаются легкими веществами. Это происходит от того, что нейтроны теряют свою энергию при соударениях с ядрами вещества. При этом потеря энергии получается тем больше, чем легче ядро. Наибольшую энергию теряют нейтроны при соударении с ядрами водорода. В среднем эта потеря энергии составляет 50%. Вследствие этого, для замедления нейтронов требуется меньшее число соударений с легкими ядрами, чем с тяжелыми. Из написанного ясно, что самым эффективным поглотителем нейтронов является вещество, которое содержит в большом количестве атомы водорода. Такими веществами являются вода и парафин. Парафин состоит из атомов водорода и углерода и поэтому является лучшим поглотителем для нейтронов. Слой парафина в 2530 см ослабляет поток быстрых нейтронов с энергией 12 MeV в несколько сот раз.
Предельно-допустимым потоком нейтронов является поток в 50 быстрых нейтронов, падающих в 1 сек. на 1 см2 поверхности.

postheadericon Защита от гамма-излучения

Самым проникающим является гамма-излучение. Если альфа- частицы полностью поглощаются обычной писчей бумагой, а бета- излучение поглощается металлическими пластинками в несколько миллиметров, то гамма-излучение проходит через сантиметры свинца и полностью поглощено быть не может. С увеличением толщины поглотителя интенсивность пучка гамма-лучей будет убывать, но всегда какая-то доля их будет проходить даже через самые большие толщины поглотителя. Закон поглощения гамма-излучения, то есть зависимость интенсивности проходящего через поглотитель гамма- излучения от толщины поглотителя, является аналогичным закону распада радиоактивных веществ. Напомним, что интенсивностью гамма-излучения называется энергия, которая проходит через 1 см2 поверхности за 1 секунду. Интенсивность излучения все время падает с увеличением толщины поглотителя, но нигде не обращается в нуль. Убывание интенсивности происходит по тому же закону, по которому снижается с течением времеии активность изотопов. Закон радиоактивного распада характеризуется тем, что за определенное время активность данного изотопа всегда убывает на одну и ту же долю независимо от величины активности. Точно так же закон поглощения гамма-излучения характеризуется тем свойством, что определенная толщина данного поглотителя уменьшает интенсивность гамма-лучей определенной энергии на одну и ту же долю независимо от интенсивности излучент,я. Время, в течение которого активность убывает в два раза, называется периодом полураспада. Аналогично этому толщина фильтра, ослабляющая гамма-излучение в два раза, называется слоем полуослабления. Слой полуослабления зависит как от энергии гамма-лучей, так и от материала поглотителя. Очевидно, при любой интенсивности гамма-излучения определенной энергии поглотитель с толщиной, равной слою полуослабления, будет снижать интенсивность в два раза. Если поставить экран, равный двум слоям полуослабления, то интенсивность прошедшего пучка гамма-лучей будет в 2 X 2, т. е. в 4 раза меньше первоначаль-ной. Очевидно, 3 слоя полуослабления будут снижать интенсивность в 2 X 2 X 2, т. е. в 8 раз и т. д. В табл. 4 даны цифры, которые показывают, во сколько раз ослабится интенсивность гамма-излучения при прохождении целого числа слоев полуослабления.

postheadericon ПОГЛОЩЕНИЕ АЛЬФА, БЕТА И ГАММА ИЗЛУЧЕНИЙ РАЗЛИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Для того, чтобы было ясно, какие защитные мероприятия следует применять и как ими пользоваться, необходимо рассмотреть вопрос о том, каким образом различные вещества поглощают тот или иной вид излучения.
Защита от альфа-излучения
Альфа-излучение является наименее проникающим. Это объясняется тем, что альфа-частицы создают в веществе на единице пути очень большое число пар ионов и вследствие этого быстро расходуют свою энергию. Пробеги альфа-частиц в воздухе составляют всего 37 см. Более плотные вещества сильнее поглощают альфа-частицы, вследствие чего пробеги альфа-частиц уменьшаются. Пробеги альфа- частиц в воде и ткани равны 0,0020,06 мм. Несмотря на такую малую проникающую способность альфа-частиц, непосредственное соприкосновение с препаратами может вызвать эритему и ожоги. Поэтому с вредностью от альфа-излучения необходимо считаться. Защ)па от внешнего альфа-излучения чрезвычайно легкая. Писчая бумага, перчатки, любая легкая одежда полностью предохраняют кожу от воздействия альфа-излучения, потому что любой материал с толщиной в несколько сотых миллиметра целиком поглощает альфа-частицы.
Защита от бета-излучения
1>еш частицы, так же как и альфа-частицы, растрачивают свою энергию на ионизацию вещества. Вследствие того, что бета-частицы образуют в веществе ионы, расположенные на большом расстоянии друг от друга, пробеги бета-частиц значительно превышают пробеги альфа-частиц. Если пробеги альфа-частиц в воздухе измеряются сантиметрами, то пробеги бета-частиц могут достигать 1015 м. В более плотных веществах, где молекулы и атомы расположены плотнее, пробеги бета-частиц будут меньше. Чем плотнее вещество, тем меньше будут пробеги бета-частиц. Так, пробеги бета-частиц 32
фосфора Р 15 с энергией 1,7 MeV в воздухе равны 2 м, в воде 7 мм,
а в алюминии 3 мм. Пробеги бета-частиц зависят от их энергии и возрастают с ее увеличением. Пробеги бета-частиц различных энергий в- алюминии представлены в табл. 3.
Пробеги бета-частиц различных энергий в алюминии
Чтобы полностью поглотить бета-излучение, достаточно алюминиевого экрана толщиною в 5 мм. Если вместо алюминиевого экрана пользоваться экранами из меди, железа или свинца, то толщину их можно брать соответственно меньше. Так, для полного поглощения бета-излучения достаточно применять свинцовые экраны толщиною 11,5 мм или железные и медные экраны толщиною 2 мм.
Растворы, содержащие бета-активные вещества, в значительной степени поглощают свое собственное бета-излучение. Достаточно толстые стеклянные стенки колбы или трубки также сильно ослабляют потоки бета-частиц. Обычная одежда человека в значительной степени экранирует от воздействия бета-излучения.

postheadericon Место для того изотопа

На основании изложенных расчетов установлены следующие предельно-допустимые концентрации в воде и воздухе. Эти копнет рации, выраженные в кюри/литр представлены в таблице:
Как видно из таблицы, предельно-допустимые концентрации для альфа-активпых веществ меньше, чем для бета-активных. Это связано с тем, что альфа-излучение обладает меньшей биологической эффективностью, а также с тем, что альфа-активные вещества являются долгоживущими и медленно выводятся из организма. Пре- дельпо-допустимые концентрации в воздухе больше, чем в воде. Это связано с тем, что объем поглощаемого человеком воздуха за 1 сутки во много раз превосходит соответствующий объем воды. Самыми малыми предельно-допустимыми концентрациями являются концентрации активных аэрозолей в воздухе. Это объясняется тем, что коэфициент резорбции для аэрозолей значительно больше коэфи- циента резорбции для газов, так как газы в значительной степени выдыхаются из легких, а аэрозоли адсорбируются легкими на ПО 70%. Для различных изотопов предельно-допустимые дозы являются различными. Очевидно, минимальная доза имеет место для того изотопа, который испускает альфа-частицы с наибольшей энергией, медленно распадается, наиболее избирательно накапливается и медленно выводится из организма. И, наоборот, предельно-допустимая доза будет наибольшей для такого изотопа, который испускает наиболее мягкие бета-частицы, равномерно распределяется в организме, быстро распадается и быстро выводится из организма.
Нормы для загрязненности поверхностей альфа-бета и гамма- активными веществами не могут быть достаточно точно рассчитаны, так как в зависимости от многих факторов, не поддающихся учету, в организм может попасть различная доля активности с загрязненных поверхностей. Однако для загрязненных поверхностей также установлены предельно-допустимые нормы. Эти нормы в несколько раз меньше соответствующих норм для внешнего облучения, так как при этом учитывается возможность попадания активных веществ внутрь организма. Вследствие того, что вероятность попадания ак-тивных веществ с рук внутрь организма больше, чем с других поверхностей, предельно-допустимая норма для загрязненности всех поверхностей установлена в 5 раз большая, чем норма загрязнения для рук. Так как площадь руки приблизительно равна 150 см2, то нормы загрязненности для рук и других поверхностей даны в числе частиц, вылетающих за 1 мин. со 150 см2 загрязненной поверхности.

postheadericon Концентрация активного вещества

Если вводимое в организм вещество не полностью им усваивается, то при расчете необходимо учитывать это обстоятельство. Для этого нужно знать так называемый коэфициент резорбции, который показывает, какая доля вводимого вещества усваивается организмом. Очевидно, чем меньше коэфициент резорбции, тем большая активность вещества может быть введена в организм. Таким образом, предельно-допустимая активность, содержащаяся в организме, определяется как физическими факторами, пробегом и энергией испускаемых веществом частиц, так и биологическими факторами: распределением данного вещества в организме, коэфициентом биологической эффективности и коэфициентом резорбции.
При ежедневном поступлении в организм активного вещества происходит постепенное накапливание его в организме. Увеличение содержания активного вещества происходит до тех пор, пока ежедневно вводимая активность не будет равна суточному уменьшению ее вследствие распада и выведения данного вещества из организма. Чтобы рассчитать предельно-допустимую активность, которую можно ежедневно вводить внутрь организма, необходимо учесть дополнительно два фактора: период полураспада и скорость выведения пешее та из организма. Очевидно, чем медленнее распадается активное вещество и чем медленнее оно выводится из организма, тем меньше должна быть предельно-допустимая активность, которую можно ежедневно вводить внутрь организма.
По известной предельно-допустимой активности, ежедневно вводимой в организм, легко рассчитать предельно-допустимую концентрацию активных веществ, содержащихся в воде и воздухе. Очевидно, предельно-допустимая концентрация активного вещества и подо или воздухе есть такая концентрация, при которой ежедневно вводится внутрь организма предельно-допустимая активность; для расчета предельно-допустимой концентрации активного вещества в воде и воздухе необходимо только знать, какое количество поды и воздуха потребляет человек за 1 сутки.