Ионизирующие излучения

Источники и область применения ионизирующих излучений

Развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИ) в различных областях науки и техники создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами.

Основными нормативными документами, регулирующими радиационную безопасность, являются:

· ГН 2.6.1.054-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99);

· ОСП-72/87. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений;

· федеральный закон “О радиационной безопасности населения” (№ 3-ФЗ от 9 января 1996 года).

Радиация (от латинского слова radiatio - излучение) характеризуется лучистой энергией. Ионизирующим излучением называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях, т.е. в результате радиоактивного распада. Чаще всего встречаются такие разновидности ионизирующих излучений, как рентгеновское и гамма-излучение, потоки альфа-частиц, электронов, нейтронов и протонов. Ионизирующее излучение прямо или косвенно вызывает ионизацию среды, т.е. образование заряженных атомов или молекул - ионов.

Альфа-частицы имеют незначительный пробег (данные пробега альфа-частиц приведены в зависимости от энергии.):

· в воздухе - до 11 см;

· в биологических тканях - 30-130 мкм;

· в алюминии - 16-69 мкм.

Бета-частицы обладают большей проникающей и меньшей ионизирующей способностью, чем альфа-частицы.

Пробег бета-частиц составляет:

· в воздухе несколько метров;

· в биологических тканях – несколько сантиметров;

· в алюминии – несколько миллиметров.

Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность.

Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные вещества, различного рода ядерно-технические установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.

Специалисты и другие работники могут сталкиваться с ионизирующими излучениями при выполнении работ на ускорителях заряженных частиц (синхрофазотронах), а также на атомных электростанциях, урановых рудниках и др.

Некоторые характеристики основных радиоактивных элементов представлены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристики основных радиоактивных элементов

Название элемента	Характеристика элемента и меры предосторожности	Период полураспада
1	2	3
Радон-222	Газ, испускающий альфа-частицы. Постоянно образуется в горных породах. Газ опасен при накоплении в шахтах, подвалах, на 1 этаже. Необходима вентиляция (проветривание).	3,8 суток
Ксенон-133	Газообразные изотопы. Постоянно образуются и распадаются в процессе работы атомного реактора. В качестве защиты используют изоляцию.	5 суток
Йод- 131	Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Образуется при работе атомного реактора. Накапливается в щитовидной железе человека. В качестве защиты от внутреннего облучения применяют “йодную диету”, т.е. вводят в рацион человека стабильный йод.	8 суток
Криптон-85	Тяжёлый газ, испускающий бета-частицы и гамма излучение. Входит в состав отработанного топливного элемента реактора. Выделяется при их хранении. Защита в использовании изолированных помещений.	10 лет
Стронций-90	Металл, испускающий бета-частицы. Основной продукт деления в радиоактивных отходах. Накапливается в костных тканях человека. Защита, прежде всего, в контроле пищи и т.п.	29 лет
Цезий- 137	Металл, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Накапливается в клетках мышечной ткани. Защита, прежде всего, в контроле пищи и т.п.	30 лет
Радий- 226	Металл, испускающий гамм-аизлучение, альфа и бета-частицы. Защита укрытия и убежища.	1600 лет
Углерод-14	Испускает бета-частицы. Естественный природный изотоп углерода. Используется при определении возраста археологического материала.	5500 лет
Плутоний-239	Испускает альфа-частицы. Содержится в радиоактивных отходах. Защита качественное захоронение радиоактивных отходов.	24000 лет
Калий- 40	Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Содержится и замещается (выводится) во всех растениях и животных.	1,3 млрд. лет

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, в выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.

Гамма-излучение относится к электромагнитному излучению и представляет собой поток квантов энергии, распространяющихся со скоростью света. Они обладают более короткими длинами волн, чем рентгеновское излучение. Гамма-излучение свободно проходит через тело человека и другие материалы без заметного ослабления и может создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые проходит. Интенсивность облучения гамма-лучами снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного источника.

Нейтронное излучение - это поток нейтральных частиц. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. В зависимости от кинетической энергии нейтроны условно делятся на: быстрые; сверхбыстрые; промежуточные; медленные и тепловые. Нейтронное излучение возникает при работе ускорителей заряженных частиц и реакторов, образующих мощные потоки быстрых и тепловых нейтронов. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.

Единицы измерения радиоактивности и доз облучения

Вещества, способные создавать ионизирующие излучения, различаются активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с). Эта единица получила название беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 * 1010 актов распада в одну секунду, т.е.