3.1.Радиоактивная безопасность

Закон радиоактивного распада. Одним из основных поражающих факторов ядерного взрыва является радиоактивное заражение. Оно возникает как результат выпадения радиоактивных веществ из облака взрыва или образования их в следствии распада возникающих при взрыве радиоактивных элементов.

Особенности радиоактивного заражения:

• Большая площадь поражения (десятки тысяч квадратных километров)

• Продолжительность сохраняющегося поражающего действия

• Необходимость применения специальной аппаратуры для обнаружения радиации

• Динамичный характер действия из-за постоянного распада радиоактивных веществ

За единицу дозы гамма излучения принят рентген. Рентген – это такая доза гамма излучения, при которой в 1 см³ воздуха (при t=0⁰C и давлении 760 мм ртутного столба) образуется 2,08х10^-6 пар ионов.( 1Р= 2,08х10^-4 Кл/кг).

Уровень радиации представляет собой мощность дозы гамма-излучения, накапливаемой в единицу времени. Он измеряется в рентгенах в час (Р/ч).

Скорость распада зависит от количества распадающегося вещества. Вероятность распада ядра радиоактивного вещества за 1с называется постоянной распада λ.

Число ядер, распадающихся за интервал времени определяется уравнением:

(3.1)

такая характеристика ядра радиоактивного вещества, как активность, определяется соотношением:

(3.2)

Единицы активности:

• в системе СИ-Беккерель(1Бк = 1 распад /с),

• Специальная единица-Кюри (1Ки = 3,710¹⁰распад/сек)

На основе выражения дифференциального закона распада можно представить интегральный вид закона:

(3.3)

Где N(t)- число не распавшихся ядер по истечении времени t

N0 - число не распавшихся ядер в начальный момент времени t=0

Существенной характеристикой скорости распада может служить период полураспада, т.е. время, необходимое для уменьшения в два раза активности радионуклида.

Уровень радиации зависит от плотности гамма- квантов и энергии. Гамма – активность радиоактивных веществ подчиняется закону радиоактивного распада:

(3.4)

где P(t) – уровень радиации в рассматриваемый момент времени, отсчитанного с момента взрыва

P₀ - уровень радиации в момент времени t⁰

Интенсивность гамма– излучения меняется при прохождении через слой исследуемого вещества толщиной dx. Падение интенсивности представлено в дифференциальном виде:

(5)

где I – интенсивность на толщине х

μ - линейный коэффициент ослабления.(1/см).

Линейный коэффициент является количественной характеристикой взаимодействия гамма- квантов с веществом. Он определяется эффектом поглощения (фотоэффект) и рассеяния. Величина коэффициента зависит от атомного номера и энергии кванта.

Т а б л и ц а 3.1

Линейный коэффициент ослабления для воды.

Е,Мэв	0.5	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	8.0	10.0
μ,1/см	9.66	7.06	4.93	3.96	3.39	3.01	2.75	2.40	2.19

Примечание.1эВ=1,6∙10^-6 Дж

В зависимости от плотности вещества μ меняется по закону:

(3.6)

где p – плотность вещества (г/см³)

В интегральном виде: (3.7)

где I₀- интенсивность узкого пучка, падающего на слой (х=0).

Используя эту зависимость, из условия можно определить толщину

слоя половинного ослабления:

(3.8)

Толщина слоя половинного ослабления любого материала обратно пропорциональна плотности этого материала, т.е. D(H₂O) :D (х) =p (материала) : p(H₂O);

Если защитное сооружение имеет несколько защитных слоев из различных материалов, то общая степень ослабления интенсивности гамма излучения μ(общ)= μ(1) μ(2) …μ(n).

Т а б л и ц а 3.2