Г л а в а 8. Лазерная техниi<а в инженернон экологии

305

•определение малых вариаций углекислого газа в атмосфере и

связи этих вариаций с тер~шческим режимом атмосферы;

•определение газового сосl'ава тропосферы и стратосферы для

выяснения дислокации газовых антропогенных примесей в атмосфе­

ре Земли.

Стандартные параметры атмосферы измеряются традиционными

средствами.

Одновременно на фоновых станциях с помощью лазерных мето­

дов можно наблю4ать поступление метеорной материи в атмосферу

Земли, а также регистрировать высоту, мощность и протяженность серебристых облаков, а с помощью методов резонансного рас­ сеяния - контролировать температуру мезосферы на высотах

80 ... 100 км. Эти измерения не являются приоритетными для гло­ бального мониторинга. Они могут использоваться другими служба­ ми в системе наблюдений состояния окружающей среды.

Измерения аэрозольного и газового состава атмосферы над

Мировым океаном необходимы для установления его влияния на

специфику распределения аэрозолей и газовых примесей в атмосфе­

ре, а также на взаимодействие газовых компонентов с морской по­ верхностью. К специальным наблюдениям относятся измерения гра­

ниц (а возможно, толщины и сорта) нефтяной пленки, определение

содержания и вида планктона и др.

с;амолетные измерения следует проводить в соответствии с

программами городских фоновых измерений. Наблюдения за газо­

вым составом верхней тропосферы и стратосферы особенно важны в тех случаях, когда проведение измерений с поверхности земли не

могут быть осуществлены. Не следует забывать о необходимости

контроля выбросов сверхзвуковых самолетов, а также изменений

концентрации 0 3, оксидов азота, фреонов. К числу специальных

самолетных измерений относится определение характеристик под­ стилаl<?щих поверхностей с целью изучения влияния эффективного альбедо на радиационный режим атмосферы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Санитарные нормы и правила устройства и ЭI<сплуатации лазеров

N2 5804-91. М.· МИОТ, 1993.

2.ГОСТ 12 1.040-83. ССБТ Лазерная безопасность. Общие положения.

3.ГОСТ 12.1 031-81. ССБТ. Лазеры. Методы дозиметричесi<оrо I<онтроля

4.Карташева Н.Н. Охрана труда при эi<сплуатации лазерных установоi<.

М.: МЭИ, 1988.

306 Час т ь i. Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

5. Карташева Н.Н. Методика анализа степени опасности лазерных уста­ новок. Методические указания no дипломному проектированию no курсу «Ох­ рана труда•>. М.: МЭИ. 1990.

6. Лазерное зондирование индустриальных аэрозолей 1 В.Е. Зуев,

Б.В. Кауль, И.В. Самохвалов и др. Новосибирск: Наука, 1986.

7.Зуев В.Е., Белан Б.Д., Задде ГО. Оптическая погода. Новосибирск: Наука, 1990.

8.Лазерный контроль атмосферы 1 Под ред. Э.Д. Хинкли. М.: Мир, 1979.

9.Захаров В.М., Костко О.К. Метеорологическая лазерная локаuия. Л.: Гидрометеоиздат. 1977.

10.Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. М: Мир, 1986.

.11. Реджи Дж. Промышленные nрименения лазеров. М.: Мир, 1981.

12.Межерис Р. Лазерное диетаниионное зондирование. М.: Мир, 1987.

13.Креков ГМ., Рахимов Р.Ф. Оnтико-локаuионная модель континенталь­ ного аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982.

14.Зуев В.Е. Расnространение лазерного из.Тiучения в атмосфере. М.: Ра­ диосвязь, 1981

15.Зуе'в В.Е., Кабанов МВ. Оптика атмосферного аэрозоля. Л.: Гидроме­ теоиздат, 1987.

Гл а в а 9. ОСНОВЫ РАДИАЦИОННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

9 .1. Общие сведения об ионизирующих излучениях

Радиационная опасность обусловлена воздействием на окружаю­ щую среду ионизирующих излучений, которые составляют часть об­

щего понятия радиация (лат. radiatio - излучение), включающего

в себя также радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое и ин­

фракрасное излучения \4\.

Ионизирующим называется излучение, взаимодействие которо­

го со средой приводит к образованию ионов разных знаков. (Воз­ можно использование термина <<ионизирующая радиация>>.)

К ионизирующим излучениям относятся:

• альфа (а)-, бета (~)- и гамма (~)-излучения, обусловленные

естественной и искусственной радиоактивностью химических эле­

ментов;

• рентгеновские (Х) излучения, создающиеся в рентгеновских

аппаратах, а также образующиеся при радиоактивном распаде ядер

некоторых элементов;

Г л а в а 9. Основы радиационной безопасности

307

• потоки нейтронов (п) и гамма-квантов, возникающие при ядер-

ных реакциях деления и синтеза;

•

•

излучения, генерируемые на ускорителях;

излучения, приходящие из космоса и др.

Различают корпускулярное и фотонное ионизирующие излуче­

ния. Корпускулярное ионизирующее излучение представляет собой

поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля (а- и

13-частиц, нейтронов, протонов, электронов и др.). Корпускулярное излучение, состоящее из потока заряженных частиц (а- и 13-частиц,

протонов, электронов), кинетическая энергия которых достаточна

для ионизации атомов при столкновении, называется непосредст­

венно ионизирующим излучением.

Фотонное ионизирующее излучение является электромагнит­

ным излучением. К нему относятся: гамма-излучение, возникающее

при изменении энергетического состояния атомных ядер или при

аннигиляции частиц; тормозное излучение, возникающее при умень­

шении кинетической энергии заряженных частиц; характеристичес­

кое излучение, возникающее при изменении энергетического состо­

яния электронов атома; рентгеновское излучение, состоящее из тор­

мозного и (или) характеристического излучений. Фотоны (кванты

электромагнитного излучения) имеют массу покоя, равную 1-lулю.

Фотонное излучение, а также нейтроны и другие незаряжеr,шые

частицы непосредственно ионизацию не производят, но в процессе

взаимодействия со средой они высвобождают заряженные •частицы

(электроны, протоны и т.д.), способные ионизировать атомы и мо­

лекулы среды, через которую они проходят. Таким образом, иони­

зирующее излучение, состоящее из незаряженных частиц (напри­

мер, нейтронов) или фотонов, которые в свою очередь могут созда­

вать непосредственно ионизирующее излучение и (или) вызывать

ядерные превращения, называется косвенным ионизирующим излу­

чением.

Частицы корпускулярного ионизирующего излучения и фотоны принято называть ионизирующими частицами. Различают моноэнер­ гетическое и немоноэнергетическое ионизирующие излучения. Под

моноэнергетическим понимается излучение, состоящее из фотонов

одинаковой энергии или частиц одного вида (например, электронов)

с одинаковой кинетической энергией. Немоноэнергетическое излу­

чение имеет фотоны разной энергии или частицы одного вида (на­

пример, бета-частицы) с разной кинетической энергией.

308 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

9.2. Строение и свойства атомов

НИже рассматриваются ионизирующие излучения, обусловлен­

ные в основном радиоактивностью химических элементов [6, 10].

Как известно, наименьшей частицей вещества, обладающей всеми

химическими свойствами данного химического элемента, является

атом. По современным Представлениям атомы всех химических эле­

ментов имеют одинаковую структуру. Они состоят из положительно

заряженного ядра, где сосредоточена практически вся масса атома

(99,9%), и отрицательно заряженных электронов, врашающихся во­

круг ядра по круговым орбитам. Располагаясь в зависимости от энер­

гетического состояния на различных расстояниях от ядра, электро­

ны образуют электронные слои, а внутри слоя они распределяются

по электронным оболочкам. Линейные размеры атомов составляют

примерно 10-IO м, а атомные ядра меньше атомов на 4-5 порядков. Размеры электронов до сих пор неизвестны. Массы атомов имеют значения в пределах от 2 · 10-27 до 5. 1o-zs кг. Масса электрона

равна 9,1. 10-з1 кг.

Ядро атома состоит из нуклонов - положительно заряженных

протонов и электрически нейтральных нейтронов, по массе они при­ мерно равны, и масса каждого из них в 1840 раз больше массы элек­

трона. Протон обладает элементарным электрическим зарядом е= 1,6 · 10-19 Кл. Заряд электрона равен -е.

Ато~у~ химического элемента характеризуется атомной массой М

(массовым числом) и атомным номером Z (зарядом ядра) химичес­

кого элемента в Периодической системе элементов Д.И. Менделее­

ва. Общий символ для обозначения ядра ~Х, где Х - символ хи­

мического элемента. Атомный номер Z равен количеству протонов в ядре, при этом количество нейтронов в ядре N =М- Z. Атомный

номер Z при символе химического элемента может и не указываться. Например, запись §~8 U равнозначна записи 238U. Кроме того, воз­

можно и такое обозначение: уран-238.

Ядра с одинаковыми числами Z, но разными М и N называют

изотопами. Изотопы, обладающие радиоактивностью, называются радиоизотопами. Например: йод-125, йод-129, йод-131 и т.п. Атомы

с изотопными ядрами имеют одинаковые химические свойства. Тер­

мин <<Изотопы•> следует применять только в тех случаях, когда речь

идет об атомах (ядрах) одного и того же элемента.

Ядра атомов (по другим определениям - атомы) разных хими­

ческих элементов имеют общее названиенуклиды. Нуклиды,. об­

ладающие радиоактивностью, называются радионуклидами. Напри-