- •Введение в теорию переноса и физику защиты от ионизирующих излучений
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Виды ионизирующих излучений
- •2.1.2. Токовые характеристики полей излучений.
- •3.1.2. Ионизация и возбуждение.
- •Глава 3. Взаимодействие излучений с веществом
- •§ 3.1. Типы взаимодействий излучений с веществом.
- •3.1.1. Поглощение.
- •3.1.3. Рассеяние.
- •3.1.4. Ядерные реакции.
- •§ 3.2. Эффективные поперечные сечения взаимодействия.
- •3.2.1.Микроскопические и макроскопические эффективные поперечные сечения взаимодействия.
- •3.2.2. Дифференциальные и интегральные эффективные поперечные сечения взаимодействия
- •§ 3.3. Взаимодействия фотонов с веществом.
- •5. Образование фотонейтронов.
- •3.3.1. Фотоэлектрическое поглощение.
- •3.3.2. Комптоновское рассеяние.
- •3.3.3.Процесс образования электрон-позитронных пар.
- •3.3.4. Характеристическое излучение.
- •3.3.5. Когерентное рассеяние.
- •3.3.6.Аннигиляционное излучение.
- •3.3.7. Тормозное излучение.
- •3.3.8. Образование фотонейтронов.
- •3.3.9. Макроскопичекие эффективные поперечные сечения взаимодействия фотонов с веществом.
- •§ 3.4. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •3.4.1. Качественная картина взаимодействия нейтронов.
- •3.4.2. Формула Брейта-Вигнера
- •3.4.3. Радиационный захват.
- •3.4.4. Упругое рассеяние.
- •3.4.5. Неупругое рассеяние.
- •3.4.6. Кинематика рассеяния нейтронов
- •3.4.7. Специфика рассеяния тепловых нейтронов
- •3.4.8. Дифференциальные микроскопические поперечные сечения рассеяния
- •3.4.9. Ядерные реакции.
- •3.4.10. Полные эффективные микроскопические поперечные сечения взаимодействия нейтронов с веществом.
- •§ 3.5. Взаимодействия заряженных частиц с веществом.
- •3.5.1.Взаимодействия тяжелых заряженных частиц с веществом.
- •3.5.2. Взаимодействия электронов с веществом.
- •Глава 4. Дозовые характеристики полей излучений.
- •§ 4.1. Основные базисные дозовые характеристики полей излучений
- •4.1.1 Поглощенная доза
- •4.1.2.Керма.
- •4.1.3. Эквивалентная доза.
- •4.1.4. Эффективная доза.
- •4.1.5. Ожидаемая эффективная (эквивалентная) доза.
- •4.1.6. Доза эффективная (эквивалентная) годовая
- •4.1.7. Коллективная эффективная доза
- •4.1.8.Предотвращаемая эффективная доза
- •§ 4.2. Фантомные дозовые характеристики полей излучений
- •4.2.1. Показатель эквивалентной дозы.
- •4.2.2. Амбиентная эквивалентная доза.
- •§ 4.3. Связь между дифференциальными и дозовыми характеристиками полей излучений при внешнем облучении.
- •4.3.1. Фотонное излучение.
- •4.3.2.Заряженные частицы.
- •4.3.3.Нейтроны.
- •§ 4.4. Удельные дозиметрические характеристики полей излучений при внешнем облучении.
- •§ 4.5. Связь между концентрациями радионуклидов в окружающей среде и дозовыми характеристиками полей излучений при внутреннем облучении.
- •4.5.1. Однокамерная модель оценки дозы.
- •4.5.2. Многокамерные модели оценки дозы.
- •4.5.3. Модель «удельной активности».
- •§ 4.6. Связь между концентрациями радионуклидов в окружающей среде и дозовыми характеристиками полей фотонов при внешнем облучении.
- •Глава 5. Характеристики источников ионизирующих излучений
- •§ 5.1. Радионуклиды, как источники излучений
- •5.1.1. Активность и постоянная распада радионуклида
- •5.1.2. Схемы радиоактивных превращений
- •§ 5.2. Радионуклиды, как источники отдельных видов излучений.
- •5.2.1. Источники α-частиц.
- •5.2.2. Источники β-частиц и электронов.
- •Электронный (β-- распад):
- •5.2.3. Источники γ-излучения.
- •5.2.4. Источники нейтронов.
- •Основные характеристики (α,n)-источников нейтронов.
- •239Pu - α –Be (справа) источниками нейтронов.
- •Характеристики (γ,n)-источников нейтронов.
- •§ 5.3. Дозовые характеристики радионуклидов, как источников γ- излучения.
- •5.3.1. Керма – постоянные радионуклидов.
- •5.3.2. Керма – эквивалент радионуклидов.
- •§ 5.4. Установки для получения излучений.
- •5.4.1.Источники заряженных частиц.
- •5.4.2. Источники фотонного излучения.
- •5.4.3. Источники нейтронного излучения.
- •Значения констант формулы 5.28.
- •Доля запаздывающих нейтронов деления на 1 деление
- •Глава 6. Основные принципы нормирования и нормы радиационной безопасности.
- •§ 6.1. Биологические эффекты радиационного воздействия.
- •6.1.1. Детерминированные соматические поражения.
- •6.1.2. Стохастические соматические и генетические поражения.
- •6.1.3. Действие радиации на окружающую среду.
- •§ 6.2. Уровни фонового облучения человека.
- •6.2.1. Уровни естественного радиационного фона.
- •Концентрация естественных радионуклидов в почвах и создаваемые ими мощности поглощенной дозы на поверхности .
- •Среднемировые данные по рациону питания и скорости дыхания
- •Среднегодовые эффективные дозы радиации от различных источников естественного фона, мкЗв/год
- •6.2.2. Технологически повышенный естественный радиационный фон.
- •Концентрации естественных радионуклидов в различных строительных материалах, Бк/г и мощность поглощенной дозы в воздухе, нГр/ч х10
- •6.2.3. Искусственный радиационный фон.
- •Типичные значения эффективных доз пациентов при различных процедурах, мЗв
- •6.2.3. Дозовые нагрузки от всех источников радиационного фона.
- •§ 6.3. Принципы нормирования дозовых пределов.
- •6.3.1.Основные принципы нормирования радиационного фактора воздействия.
- •6.3.2.Концепция приемлемого риска.
- •1) Концепция нулевого риска;
- •2) Беспороговая концепция;
- •3) Концепция приемлемого риска.
- •Классификация источников риска
- •6.3.3. Экономические подходы к нормированию
- •§ 6.4 . Нормы радиационной безопасности. Основные дозовые пределы.
- •6.4.1. Пределы доз.
- •Коэффициенты риска для разных категорий облучаемых лиц, х10-5 (чел-мЗв)
- •6.4.2.Требования по ограничению облучения в условиях радиационной аварии
- •Критерии для принятия неотложных решений в начальном периоде радиационной аварии
- •6.4.3. Принципы расчетов предельно допустимых уровней и потоков ионизирующих излучений.
- •Параметры, используемые в нрб-99/2009 для оценки доз излучения.
- •Среднегодовые допустимые плотности потоков излучений для лиц из персонала при облучении, см-2 с-1
- •Значенияудельных дозовых коэффициентов, предела годового поступления с воздухом и допустимой среднегодовой объемной активности в воздухе отдельных радионуклидов для персонала.
- •6.4.4. Комбинированное воздействие излучений.
- •Рекомендуемая литература
- •Используемые константы и обозначения.
6.1.3. Действие радиации на окружающую среду.
Очевидно, что механизмы развития реакции живой материи на воздействие радиации будут в значительной степени схожи для всех биологических структур, однако факт различной радиорезистентности организмов разного биологического спектра (от вирусов до млекопитающих) при больших дозах радиации говорит о специфике проявления радиационного воздействия на разных уровнях организации живой материи.
Обнаруживаемые радиационные нарушения в жизнедеятельности популяций других организмов наблюдаются при дозах, значительно превышающих фоновые значения и дозы, при которых исследовалось действие радиации на организм человека. Действие малых доз на уровне популяций растительных и животных организмов практически не исследовано.
Результаты экспериментальных облучений на уровне летальных доз показывают, что наиболее чувствительны к действию радиации млекопитающие, за ними следуют птицы, рыбы, пресмыкающиеся и насекомые (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Радиационная чувствительность организмов различных таксономических групп
Менее всего чувствительны к высоким дозам радиации мхи, лишайники, водоросли и микроорганизмы. Степень ущерба луговым почвам (почвенным биоценозам) при краткосрочном облучении оценивается как незначительная при поглощенных дозах 80…100 Гр, промежуточная — при 100…1000 Гр и тяжелая — при более 1000 Гр. При хроническом облучении последствия обнаруживаются у наиболее чувствительных к радиации видов растений при мощности поглощенной дозы от 1 до 3 мГр/час.
В отношении млекопитающих существует мало признаков, что мощность поглощенной дозы 400 мкГр/час на отдельную особь способна серьезно повлиять на показатель смертности в популяции. При мощности дозы на порядок меньше тот же вывод можно сделать в отношении последствий для репродуктивности.
Основной вывод относительно воздействия радиации на водные организмы состоит в том, что максимальная мощность поглощенной дозы в 400 мкГр/час для небольшой части особей — а, следовательно, и более низкие средние дозы для остальных организмов — не будут иметь вредных последствий на уровне популяции.
Особо хотелось бы подчеркнуть, что при оценке последствий радиационного воздействия на человека и другие биологические объекты за основу берутся различные критерии: для человеческой популяции рассматриваются последствия для каждого индивидуума; для других популяций организмов на первое место ставится не особь, а популяция, важны результаты последствий для популяции в целом, хотя может быть отдельные особи и погибнут или получат значительные радиационные поражения; на уровне экосистемы на первый план выдвигаются процессы межвидовых взаимоотношений и возможности функционирования ее, как единого целого.
Все приведенные цифры доз, при которых наблюдаются проявления действия радиации на биосистемы, в десятки и сотни тысяч раз превышают естественное фоновое облучение и вряд ли могут реализоваться на экосистемном уровне.
Контрольные вопросы к § 6.1
Что такое детерминированные соматические поражения?
Как ведет себя вероятность появления детерминированных поражений от дозы радиации?
Назовите примерную величину разовой дозы облучения, которая приводит к смертельному исходу.
Чему примерно равен дозовый порог детерминированных поражений?
В чем различие между детерминированными и стохастическими поражениями?
Что можно рассматривать в качестве показателя вредного воздействия радиации на организм человека?
При каких дозовых нагрузках явно наблюдаются стохастические соматические поражения?
Какой принимается зависимость риска стохастических соматических поражений от величины дозы при малых дозах радиации?
Чему равна в среднем продолжительность латентного периода радиационно индуцированных раковых заболеваний?
Есть ли достоверные данные о наличии стохастических генетических поражений при малых дозах радиации?
Как зависит радиационная чувствительность организмов от их уровня организации?
