14. Воздействие радона и прочих радионуклидов на живых и растений.
При воздействии
ионизирующего излучения на организм
человека в тканях происходят сложные
физические, химические и биологические
процессы. В результате ионизации живой
ткани происходит разрыв молекулярных
связей и изменение химической структуры
различных соединений, что, в свою очередь,
приводит к гибели клеток. Повреждение
клеточных структур формируется в
результате атомов, молекул и макромолекул
с образованием радикалов.
играет заметную роль в облучении
человека. Его период полураспада равен
равен
лет. В природном калии содержится 0,01 %
радиоактивного вещества и это соотношение
постоянно везде, где бы он не встречался.
Смесь изотопов калия входит в состав
мышечной ткани. Удельная акт. в овощах
и фруктах составл. 80-150 Бк/кг. Радон явл.
продуктом распада урана (
)
и тория (
).
Радон проникает в воздух при высвобождении
из земной коры повсеместно. Другим
источником поступления радона явл.
вода и природный газ. Период полураспада
3,8 сут, в 7 раз тяжелее воздуха поэтому
он накапливается в подвалах и первых
этажах здания. Радон представляет
опасность для человека только при
внутреннем облучении, попадая в организм
через дыхательные пути и поражая легочную
ткань.
15. Методы регистрации ионизирующего излучения.
Дозиметрия ионизирующих излучений занимается измерением и изучением полей ионизирующих излучений, изучением эффектов их взаимодействия м веществом, а также создаваемых в результате этого дозных полей в веществе.
Различают следующие методы обнаружения излучений:
- сцинтилляционный
- химический
- фотографический
- метод, основанный на проводимости кристаллов
- тепловой или калориметрический
- ионизационный.
Сцинтилляционный метод использует явление сцинтилляций – это кратковременные световые вспышки, возникающие при воздействии ионизирующих излучений на некоторые вещества, называемые люминофорами. Химический метод используются вещества, при воздействии на которых ионизирующих излучений происходит возбуждение атомов и молекул, при этом эти вещества диссоциируют, образуя свободные радикалы. Фотографический метод. Используют фотопластинки, фотобумагу, на которой находится фотослой из галогенидов серебра. Метод, основанный на проводимости кристаллов. В этом методе используют кристаллы, в которых содержится большое количество валентных электронов. Калориметрический метод. В этом методе энергия ионизирующего излучения, поглощаемая веществом, превращается в тепло. Ионизационный метод. В этом методе в качестве ионизирующей среды используются газы, в которых образуются ионы, которые обладают высокой подвижностью.
16. Детекторы ионизирующих излучений - это приборы для обнаружения и измерения интенсивности ионизирующих излучений. В качестве детекторов ионизирующих излучений применяются газоразрядные счетчики, ионизационные камеры, сцинтилляционные счетчики, толстослойные фотопластинки и фотопленки.
Газоразрядный сч.(г. сч.).—устройство, состоящее из замкнутого резервуара из двух электродов, между которыми находится газовая среда, где создается электрическое поле. В счетчике используется режим ударной ионизации. Величина рабочего напряжения зависит от конструкции счетчика и состава заполняющей его газовой смеси. Г. сч. выполняется в виде тонкого металлического цилиндра, служащего его внешним отрицательным электродом. С торцов цилиндр закрыт изоляторами, между которыми натянута тонкая металлическая нить, совмещающаяся с положительным электродом. Оба электрода соединяются с контактами. Рабочий объем счетчика заполняется газами, атомы которых обладают незначительной способностью к захвату электронов, инертными газами с полностью заполненными внешними электронными орбитами атомов – аргон, неон, гелий.
В г. сч. используется принцип усиления газового разряда. В цепи счётчика электрического тока нет. При воздействии ионизирующего излучения в рабочем объёме счётчика образуются заряженные частицы, одна частица ионизирующего излучения, попавшая в объём газоразрядного сч., вызывает образование лавины свободных электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности излучения.
Сцинтилляционный счетчик(сц. сч.)
Сцинтилляционные методы регистрации радиоактивных излучений основаны на измерении интенсивности излучения люминесцентных веществ с использованием фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).
Сцинтилляционный детектор (счетчик) – устройство, включающее в себя люминесцирующий кристалл, в котором энергия ионизирующих излучений превращается в световую энергию сцинтилляций, и фотоэлектронный умножитель. ФЭУ позволяет преобразовывать слабые световые вспышки люминесцентных веществ (люминофоров) в достаточно большие электрические импульсы. По числу зарегистрированных вспышек можно судить о мощности источника излучения.
Процессы, происходящие в сц. сч.:
1) поглощение радиоактивного излучения люминофором;
2) возбуждение атомов и молекул люминофора поглощенной энергией и затем изучение фотонов;
3) бомбардировка фотонами катода фотоумножителя;
4) поглощение фотонов на катоде ФЭУ и выход фотоэлектронов;
5) электронное умножение (вторичная эмиссия электронов эмиттерами).
ФЭУ состоит из катода К, анода А, динодов Э (эмиттеров), на которых происходит вторичная эмиссия электронов Сц. сч. (сцинтиллятор и ФЭУ) заключен в светонепроницаемый кожух, чтобы исключить попадание постороннего света на фотокатод и диноды (эмиттеры) ФЭУ. Вся система ФЭУ размещена в стеклянном баллоне с высоким вакуумом, необходимым для сохранения поверхностей фотослоя и динодов, а также свободного движения электронов.
В сц. сч. ФЭУ работает в импульсном режиме. Световые импульсы, возникающие в сцинтилляторе под действием ионизирующих излучений, из фотокатода за счет фотоэффекта выбивают электроны, которые собираются электрическим полем и направляются на первый эмиттер Э1 (динод), ускоряясь до энергии, достаточной для выбивания вторичных электронов из следующего эмиттера. Умножение числа электронов происходит при попадании потока первичных электронов на эмиттер. Выбитые электроны фокусируются на последующий динод, из которого они вновь выбивают примерно удвоенное количество электронов, и т.д. Таким образом, лавина электронов возрастает от катода к аноду, происходит преобразование очень слабых вспышек, возникающих в сцинтилляторе, в регистрируемые электрические импульсы. Общий коэффициент усиления ФЭУ составляет 105–106 раз.
Ионизационная камера (и. к.)—уст-во, состоящее из двух электродов, между кот. находится газовая среда - воздух.
Корпус и. к. изготавливается из воздухо-эквивалентного материала, бакелита. Толщина стенок камеры должна быть не меньше, чем длина пробега вторичных электронов, обладающих наибольшей энергией, благодаря чему в камере создается электронное равновесие, присущее данному материалу. Если на камеру действуют ионизирующие излучения, то в ней образуются свободные электрические заряды и газовая среда в рабочем объеме становится проводящей. С подключением к электродам камеры источника питания в ней создается электрическое поле. При отсутствии ионизирующих излучений ток в цепи возникать не будет, т.к. в ней нет свободных электрических зарядов и сопротивление ее бесконечно велико.
Когда под воздействием излучений в газовом объеме камеры возникают свободные положительные ионы и электроны, ее сопротивление уменьшается и даже при небольшом напряжении на электродах ионы приобретают направленное движение. Положительные ионы притягиваются к отрицательному электроду, отрицательные электроны - к положительному электроду камеры В цепи возникает ток, называемый ионизационным