Контроль радiоактивного забруднення навколишнього середовища i води за допомогою приладу "Припять"

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1 

КОНТРОЛЬ  РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО  СЕРЕДОВИЩА І ВОДИ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРИЛАДУ «ПРИП’ЯТЬ» 

ЗАГАЛЬНІ  ВІДОМОСТІ 

     На  побутовому рівні цілком достатнім  є спрощений радіаційний контроль за допомогою побутових дозиметричних  приладів.

     Людський  організм безупинно знаходиться під впливом різного роду випромінювань (світлового, теплового, електромагнітного і т.д.) - нешкідливих для життєдіяльності; разом з тим він підпадає під вплив іншої категорії випромінювань - іонізуючих (радіоактивних), що представляють серйозну небезпеку для життя й здоров'я.

     Іонізуючий  ефект викликає зміну фізико-хімічних властивостей будь-яких речовин, у тому числі й біологічній тканині.

     Джерелами іонізуючого випромінювання є: радіоактивний  розпад нестійких ізотопів хімічних елементів (радіонуклідів), космічне випромінювання та деяке технологічне устаткування.

     Ослаблення  радіоактивного випромінювання із часом  залежить від періоду напіврозпаду радіонукліда, тобто часу розпаду  половини ядер атомів даної речовини.

     Період напіврозпаду коливається в дуже широких межах від часток секунди до млрд. років (йод-131 - 8 діб, стронцій-90 - 28 років, цезій-137 - 30 років, вуглець-14 - 5600 років, уран-235 - 704 млн. років, торій-232 - 14 млрд. років).

     Випромінювання  має хвильову та корпускулярну природу. Реальну загрозу, у більшості випадків для людини може створювати альфа- і бета- випромінювання (корпускулярне) і гама - випромінювання (електромагнітне).

     Альфа-частинки мають високу іонізуючу, але дуже малу проникаючу здатністю. У бета-частинок іонізуючий ефект нижче, ніж в альфа-частинках, але проникаюча здібність вище. Найвища проникаюча здатність - у гамма-випромінювання, але іонізуючий ефект значно нижче, ніж в елементарних часток.

     Радіація, як шкідливий, небезпечний і вражаючий фактор, проявляє себе через зовнішнє і внутрішнє опромінення організму. При зовнішньому опроміненні головним вражаючим фактором є гамма-випромінювання, але його дію на організм можна значно послабити, укрившись у будинках або захисних спорудженнях. Від альфа-частинок при зовнішнім опроміненні повністю захищає шкірний покрив. Бета-частинки, хоча й проникають у тіло на невелику глибину (до 10 мм), але не досягають радіочутливих органів.

     Внутрішнє опромінення організму визначається радіонуклідами, які з повітрям, їжею та водою попадають усередину організму й опромінюють внутрішні органи. Внутрішнє опромінення більш небезпечно, тому що організм піддається впливу всіх видів випромінювань. Джерела внутрішнього опромінення вкрай важко виводяться з організму, тому першочергову увагу потрібно приділяти попередженню радіоактивного зараження (використанню засобів індивідуального захисту, йодній профілактиці, обережному харчуванню і споживанню води).

     Ступінь радіоактивного забруднення місцевості при викидах радіонуклідів прийнято характеризувати рівнем радіації, тобто потужністю експозиційної дози  гамма-випромінювання (гамма-фон) на висоті 1 м. Найбільше часто вживані на практиці одиниці виміру рівня радіації - Р/год (рентген у годину) і мР/год. Рівень природного радіаційного фону прийнято вимірювати в мкР/год.

     Необхідно розрізняти первинне та вторинне радіоактивне забруднення.

     Первинне  радіоактивне забруднення відбувається при первісному випаданні радіонуклідів з радіоактивної хмари. Вони являють собою пилоподібні частки з розмірами 1...100 мкм і поводяться подібно звичайному пилу, тобто мають високі адгезіонні властивості. У пористі та сипучі продукти радіонукліди можуть проникати на деяку глибину. Розчинні радіонукліди усмоктуються в листя й траву, розчиняються в дощовій волозі та ґрунтових водах, мігрують у ґрунтовому шарі й частково засвоюються коріннями рослин, утворюючи харчовий ланцюжок, по якому попадають в організм людини. Осідаючи на поверхню водойм і рік, радіонукліди забруднюють спочатку їхню поверхня, потім у повному обсязі (осідання і розчинення деяких радіонуклідів), а потім нерозчинні радіонукліди осідають на дно та фіксуються у донних відкладеннях.

     Вторинне  радіоактивне забруднення визначається наступними міграційними процесами, тобто переносом радіонуклідів із частками ґрунту внаслідок пилоутворення дією вітру, а також поверхневими і ґрунтовими водами.

     Кількість радіонуклідів у речовині прийнято характеризувати їхньою  активністю, що визначається числом розпадів ядер в одиницю часу. Одиницею виміру активності є Бк (беккерель) = 1 розпад/с. На практиці також широко використається позасистемна одиниця Ки (кюрі) = 3,7 10¹⁰ Бк.

     Через активність прийнято характеризувати  ступінь забруднення радіонуклідами продуктів харчування, води та будь-яких інших матеріалів в одиницях  Бк/кг, Бк/л (або  Ки/кг, Ки/л). 

ОПИС  ПРИЛАДУ «ПРИП'ЯТЬ» 

     Прилад  Прип'ять є побутовим радіометром-рентгенметром  кишенькового типу, призначеним для  виміру потужності експозиційної (еквівалентної) дози гамма-фону, і питомої (об'ємної) активності рідких і сипучих матеріалів.

     Прилад  харчується від хімічного елемента Корунд (9В), а також від зовнішнього джерела живлення від 4 до 12 В. Прилад має цифрову і звукову індикацію. Загальний вид приладу і розташування органів керування показані на рис. 1.

     

 

     Рисунок 1 - Загальний вид приладу.

     1. Кришка відсіку живлення; 2. Кришка  лічильника Гейгера; 3. Перемикач   «ПРЕДЕЛ» ; 4. Замок кришки (2); 5. Перемикач  «ВРЕМЯ»; 6. Кнопка контролю напруги  джерела живленя; 7. Вимикач звукової  індикації; 8. Вимикач  «ПИТАНИЕ»; 9. Рознімання зовнішнього джерела живлення. 

     Межі  виміру:

     - потужності експозиційної дози від 0,01 до 19,99 мР/год;

     - потужності еквівалентної дози від 0,1 до199,9 мкЗв/год;

     - питомої (об'ємної) активності від 3,7 10⁵ до 3,7 10³ Бк/кг (Бк/л);

     - бета-випромінюючих радіонуклідів (10^-5 - 10^-7 Ки/кг (Ки/л) по цезію-137);

     - відносна погрішність виміру ± 25%.

     У комплект приладу входить кювета для розміщення проб рідких і сипучих продуктів. Лічильники Гейгера в приладі закриваються знімною кришкою, що є фільтром бета-частинок при вимірі потужності  експозиційної (еквівалентної) дози. При вимірах по бета-випромінюванню кришка знімається. 

РОБОТА  ІЗ ПРИЛАДОМ «ПРИП'ЯТЬ» 

     Робота  із приладом  Прип'ять  складається  з підготовки до роботи, перевірки  працездатності та проведення вимірів потужності експозиційної (еквівалентної) дози фона і питомої (об'ємної) активності рідких і сипучих матеріалів по бета-випромінюванню. 

     1. Підготовка приладу до роботи

     1) Підключити джерело харчування (елемент  типу  Корунд  або зовнішнє джерело постійного струму напругою 4...12 в).

     2) Перевести перемикач  ПИТАНИЕ в положення   ВКЛ .

     3) Нажати кнопку "КП". На цифровому  індикаторі повинне з'явитися  число, що показує напругу джерела  живлення. Напруга повинна бути в межах 9 1 В (не менш 6В). 

     2. Вимір потужності дози гамма-фона

     1) Перевести перемикач  ПИТАНИЕ в положення   ВКЛ .

     2) Перемикач  Режим  поставити  в положення    (гама).

     3) Перемикач «Н – Х» поставити в положення, що відповідає виду дози: еквівалентної Н (мкЗв/год) або експозиційної  Х  (мР/год).

     Потужність  експозиційної дози   Н   у положенні  1  перемикача  ПРЕДЕЛ виміряється в діапазоні 0,01 - 2 мР/год з індикацією коми після першої цифри, а в положенні 2  виміряється в діапазоні 2,0 - 19,99 мР/год з індикацією коми після другої цифри.

     Потужність  еквівалентної дози Н у положенні 1 перемикача ПРЕДЕЛ виміряється в діапазоні 0,1 - 19,99 мкЗв/год з індикацією коми після другої цифри, а в положенні 2 виміряється в діапазоні 20,0 - 199,9 мкЗв/год з індикацією коми після третьої цифри.

     4) Перемикач ВРЕМЯ поставити в положення 20 с.  Протягом  цього часу провести не менш трьох вимірів і обчислити середнє значення.

     5) Якщо спостерігається значний  розкид показань, збільшити час  виміру в 10 разів перекладом  перемикача  ВРЕМЯ  у положення  (х 10). 

     3. Вимір питомої (об'ємної) активності проб продуктів і води

     При вимірі питомої активності гамма-тло  не повинен перевищувати 0,025 мР/год.

     1) Пробу продукту або води помістити  в кювету таким чином, щоб  рівень проби перебував на 5 мм  нижче краю кювети.

     2) Установити прилад на кювету.

     3) Перемикач   ПИТАНИЕ поставити в положення   ВКЛ .

     4) Перемикач   Режим   поставити   в положення β.

     5) Перемикач φ - А_м  поставити в положення   А_м (питома активність).

     6) Перемикач  ВРЕМЯ поставити в положення  10 мин.

     7) Провести вимір двічі: при наявності  кришки (для визначення гамма-фону) і при знятій кришці (гамма-фон + бета-випромінювання).

     Питома  активність у  положенні  1  перемикача  ПРЕДЕЛ  виміряється в діапазоні 1∙10^-7 - 1,999∙10^-6 Ки/кг, а індиціюється у вигляді 100∙10^-9 - 1999∙10^-9, а в положенні 2  виміряється в діапазоні 2∙10 ^-6 - 19,99∙10 ^-6 Ки/кг  із індикацією коми після другої цифри.

     Остаточним  результатом виміру вважається різниця  значень другого й першого  вимірів. Провести не менш трьох таких вимірів і обчислити середнє значення А_м.

     Ретельно  помити кювету. 

КОНТРОЛЬНІ  ПИТАННЯ 

     1. За допомогою чого здійснюється  радіаційний контроль на побутовому  рівні?

     2. Як діє іонізуючий ефект випромінювання  на організм людини?

     3. Визначте джерела іонізуючого випромінювання.

     4. Випромінювання, якого типу становлять небезпеку для людини?

     5. Чим характеризується швидкість радіоактивного розпаду?

     6. В яких межах може знаходитися  період напіврозпаду радіоізотопів?

     7. Поясніть радіацію - як фізичне явище.

     8. Якими складовими представлено іонізуюче випромінювання?

     9. Дати поняття зовнішньому і внутрішньому опроміненню.

     10. Що таке первинне і вторинне радіоактивне випромінювання?

     11. Пояснить загальний порядок контролю забруднення продуктів харчування і води.

     12.. Які прилади використається для радіаційного контролю забруднення продуктів харчування і води?

     13. У яких одиницях виміру виражається забруднення радіонуклідами продуктів харчування і води?

     14. Поясните призначення приладу "Прип'ять".