Методи вимірювання та виявлення радіоактивного випромінювання на прикладі закритих приміщень

Міністерство  освіти  науки молоді та спорту України

Харківський національний університет імені. В.Н. Каразіна

(ХНУ ім. В.Н. Каразіна)

Екологічний факультет

Кафедра екологічної безпеки та екологічної  освіти 
 
 

МЕТОДИ  ВИМІРЮВАННЯ ТА ВИЯВЛЕННЯ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ПРИКЛАДІ ЗАКРИТИХ ПРИМІЩЕНЬ 

(Курсова  робота) 
 
 
 
 
 
 

Виконала: студ.гр.ДЕ-21                                                             А.Єременко

Перевірив:к.т.н, доц.                                                                   К.Кучеров 
 
 
 
 
 
 

Харків  – 2010 

РЕФЕРАТ 
 

            Курсова робота на тему «методи вимірювання та виявлення радіоактивного випромінювання на прикладі закритих приміщень» містить 30 аркушів, 4 розділи,7 таблиць й 10 використаних джерел.

       Зростання антропогенного впливу на екосистеми призвело до забруднення навколишнього середовища радіоактивними елементами (радіонуклідами). Розпад радіонуклідів (насамперед ³H, ²⁴Na, ¹³¹I , ¹³⁷Cs, ¹⁴⁴ Ce, ²¹⁰ Po та інших), що знаходяться у навколишньому природному середовищі сприяє надходженню їх в організм, негативно впливає на фізіологічні функції органів та тканин. Тому вивчення радіоактивного випромінювання є актуальною темою на цей час.

       Об’єктом  роботи є людський організм.

Предметом роботи є негативний вплив радіоактивного випромінювання на організм людини.

Метою  роботи є дослідження радіоактивного випромінювання та його впливу на здоров’я людини.

Метод дослідження – обробка літературних джерел.

Задачі  що треба вирішити в роботі:

• дія радіоактивного випромінювання на навколишнє середовище
• дія радіоактивного випромінювання на організм людини
• наслідки впливу радіоактивного випромінювання.

       Ключеві слова: РАДІОАКТИВНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ, ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ, РАДІАЦІЙНИЙ ФОН, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ, НЕГАТИВНИЙ ВПЛИВ. 
 
 
 
 

ЗМІСТ 

ВСТУП……..…………………………………………………………………........4

РОЗДІЛ 1.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ……………………………………………………………6

          1.1 Характеристика радіоактивного випромінювання……..……….6

          1.2 Фізичні властивості радіоактивного випромінювання………....8

РОЗДІЛ  2.ФОРМУВАННЯ РАДІАЦІЙНОГО ФОНУ………………...………10

          2.1 Космічне випромінювання……………………………………...10

          2.2 Випромінювання від розсіяних природних радіонуклідів.       

          Радон……………………………………………………………….…12

          2.3 Випромінювання від штучних(техногенних) радіонуклідів.…12

РОЗДІЛ 3.МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ТА ВИЯВЛЕННЯ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ…………………………...….…20

          3.1 Прилади радіаційного моніторингу………...…………………..21

          3.2 Вимірювачі радіоактивності (радіометри)…….……...………..21

          3.3 Гамма-спектрометри in-situ……………………………………..23

                 3.4 Ідивідуальні дозиметри………………………………………...24

                 3.5b-лічильники……………………………………………………..25

                 3.6 Відбір проб………………………………………………………25

РОЗДІЛ 4. ВПЛИВ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ ТА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ……….………26

          4.1Взаємодія з рідиною різних видів випромінювання…………...26

          4.2Вплив радіоактивного  випромінювання на організм людини...28

ВИСНОВКИ…………...…………………………………………………………30

СПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………….31 
 
 

ВСТУП 
 

          Тема впливу радіоактивного випромінювання на живі організми є дуже актуальною, оскільки радіоактивне випромінювання є одним з основних фізичних забруднювачів навколишнього середовища. Життя на Землі виникло і розвивається в умовах постійного опромінення, але з тією різницею, що на сучасному етапі розвитку людства додалися штучні (техногенні) джерела радіації.

          В процесі еволюційного розвитку  живі організми пристосувались  до постійного впливу радіоактивного  випромінювання, оскільки в навколишньому  середовищі його було мало. Коли ж люди почали забруднювати навколишнє середовище радіонуклідами, які потрапляють у середовище через  ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв’язку високої напруги тощо, це призвело до надмірного накопичення радіоактивних речовин.

          Метою даної роботи є зібрати  інформацію з літературних джерелах  про надходження радіоактивного  випромінювання в навколишнє середовище, шляхи потрапляння його туди, вплив радіоактивного випромінювання на біохімічні та фізіологічні процеси в організмі людини, зміну стану здоров’я.

Об’єктом  роботи є людський організм. Предмет  роботи – це  негативний вплив  радіоактивного випромінювання на організм людини.

      Метод дослідження – обробка літературних джерел.

      Важливість  теми полягає в тому, що на сьогоднішній день відбувається постійне забруднення  навколишнього середовища радіонуклідами, але властивість організму людини протистояти радіації має свої межі. Тому потрібно вивчати дію радіоактивного випромінювання та принцип його розповсюдження. 

РОЗДІЛ 1

ЗАГАЛЬНА  ХАРАКТЕРИСТИКА РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

1. Характеристика радіоактивного випромінювання

 

           Радіоактивне випромінювання - це потік елементарних часток різних енергій, які при проходженні через речовину іонізують його.

           З усіх можливих іонізуючих випромінювань поширеними і такими, що дають основний вклад в опромінення людини являються три типи випромінювання :

- альфа-випромінювання (потік альфа-часток (ядер гелію)),

- бета-випромінювання (потік бета-часток (електронів)),

- гамма-випромінювання (потік гамма-квантів(фотонів)).

           Альфа- і бета-частки мають слабку проникаючу здатність і практично не представляють небезпеку для організму людини до тих пір, поки не потраплять всередину організму через відкриту рану, з їжею або вдиханням повітря; тоді вони стають надзвичайно небезпечними.

           Навпаки, проникаюча здатність гамма-випромінювання дуже велика; його може затримати товста свинцева або бетонна плита.

           Таким чином, людина піддається зовнішньому опроміненню в основному від гамма-випромінювання і внутрішньому від альфа- і бета-випромінювання [1].

           Радіоактивність - це здатність деяких природних елементів (радію, урану, торія та ін.), а також штучних радіоактивних ізотопів мимоволі розпадатися, випускаючи при цьому невидимі випромінювання, що не відчуваються людиною. Такі елементи називаються радіоактивними. Мимовільне перетворення (розпад) призводить до зміни їх атомного номера або масового числа. У першому випадку відбувається перетворення одного хімічного елементу на інший, а в другому - перетворення ізотопів цього хімічного елементу [2].

           1.2 Фізичні властивості радіоактивного випромінювання 

           Якщо подивитися на таблицю Менделєєва, то можна відмітити, що у більшості хімічних елементів є радіоактивні і нерадіоактивні (стабільні) ізотопи. Речовину, яка має у своєму складі радіоактивні нукліди (радіонукліди), називають радіоактивною. Як вже відзначалося вище, в результаті радіоактивних перетворень виникають ядерні (іонізуючі) випромінювання.

           Радіоактивні речовини розпадаються з певною швидкістю, вимірюваною періодом напіврозпаду, т. е. часом, впродовж якого розпадається половина усіх атомів. Радіоактивний розпад не може бути зупинений або прискорений яким-небудь чином. Ця природна властивість радіоактивних речовин непідвладна людині.

           Окрім швидкості радіоактивного розпаду, до основних характеристик радіоактивності також відносяться: активність (кількість радіоактивної речовини), доза випромінювання, рівень радіації (потужність дози випромінювання), міра забруднення радіоактивними речовинами [1].

           У будь-якій радіоактивній речовині відбувається поступовий розпад усіх ядер його атомів. Чим більше період напіврозпаду, тобто чим менше швидкість розпаду, тим довше "живе" цей радіоактивний ізотоп, утворюючи радіоактивні випромінювання. Для різних ізотопів період напіврозпаду коливається в широких межах. Так, наприклад, період напіврозпаду йоду-131 складає 8,04 діб; стронцію-90 - 29,12 року; плутонію-239 - 24 065 років; урану-235 - 703,8 млн років, а торія-232 - більше 14 млрд років. Останні три входили до складу ядерного палива IV блоку Чорнобильської атомної електростанції (ЧАЕС). Період напіврозпаду характеризує швидкість розпаду радіоактивної речовини, але не визначає його кількості – активності [3].

           Виміряти кількість радіоактивної речовини по його масі важко, оскільки радіоактивні ізотопи знаходяться зазвичай в суміші з іншими речовинами. Крім того, різні ізотопи при одній і тій же масі мають різну радіоактивність, тобто розпад їх відбувається з різною швидкістю. Тому кількість радіоактивної речовини прийнято оцінювати його активністю, під якою розуміють кількість радіоактивних розпадів ядер атомів за одиницю часу (розпад в секунду).

           За одиницю активності прийняте кюрі, названа по прізвищу Марії Кюрі - польської вченої, що відкрила штучну радіоактивність.

Кюрі - це така кількість радіоактивної речовини, в якій відбувається 37 млрд розпадів ядер атомів за секунду : 1 кюрі (Ки) = 3,7 - 1010 расп./с.

Похідними цієї одиниці активності є: мілікюрі - тисячна доля кюрі, і мікрокюрі - мільйонна доля кюрі. [1]

           Активність радіоактивної речовини безпосередньо не характеризує іонізуючого дії випромінювання: при одній і тій же активності іонізуюча дія залежить від виду і енергії випромінювання, фізичних властивостей опромінюваного середовища і інших чинників. Іонізуюча дія випромінювань, а отже, і їх вражаюча дія на організм характеризується дозою випромінювання (опромінення).

           Дозою опромінення називається енергія випромінювання, поглинена в одиниці об'єму або маси речовини за весь час дії випромінювання. Енергія випромінювання, поглинена речовиною, витрачається на його іонізацію. Отже, доза опромінення, характеризує міру іонізації речовини : чим більше доза, тим більше міра цієї іонізації. Тому саме доза випромінювання (чи опромінення) є мірою вражаючої дії радіоактивних випромінювань на організм людини, тварини або рослини. Одна і та ж доза може накопичуватися за різний час, причому біологічний ефект опромінення залежить не лише від величини дози, але і від часу її накопичення. Чим швидше отримана ця доза, тим більше її вражаюча дія, і навпаки.