5. Ионизирующее излучение

5. 1. Виды и свойства ионизирующего излучения

Ионизирующим называют излучение, прямо или косвенно вызывающее ионизацию среды.

Разновидности атомов одного химического элемента, обладающие разными массовыми числами, но имеющие одинаковый заряд атомных ядер называются изотопами. Они могут быть устойчивыми и неустойчивыми (радионуклиды). Радионуклиды могут быть долгоживущими с периодом полураспада Т>0,1г, и корткоживущими.

Единица энергии радиоактивного излучения называется электрон-Вольт (эВ).

Все виды ионизирующих излучений характеризуются проникающей ионизирующей способностью.

α-излучение – характеризуется повышенной ионизирующей способностью. Удельная ионизация до 50 тыс. пар ионов на 1 см пути пробега в воздухе. Проникающая способность очень маленькая. В воздухе до 10 см, в биотканях - несколько мкм. Энергия ≤8 МэВ.

β-излучение – ионизирующая способность до 100 пар ионов на 1 см пробега. Проникающая способность выше, чем у α-излучения. В воздухе до 18 м, в биотканях – 2,5 см. Энергия ≤ 3 МэВ.

γ-излучение – обладает малой способностью ионизации и очень высокой проникающей способностью. В воздухе до 3 км. Энергия ≤ 3 МэВ.

Рентгеновское излучение – электромагнитные колебания высокой частоты. Энергия до 1 МэВ, проникающая и ионизационная способность как у γ-излучения.

Нейтронное излучение – обладает высокой ионизирующей способностью – несколько тыс. пар ионов на 1см, очень высокая проникающая способность – до 3 км. Энергия ≤500МэВ.

5.2. Физические характеристики ионизирующего излучения

Активность радионуклида – мера опасности источника.

А=N/t , Бк ( беккерель·сек^-1), [Ки·мин^-1] (кюри)

N – число распадов, t – время.

В квадратных скобках приводятся внесистемные единицы измерения.

Экспозиционная доза : χ=Q/m , Кл/кг [P] (рентген)

Q – полный заряд ионов одного знака, m – масса воздуха.

Это количественная оценка для ориентировочного определения воздействия радиации на человека по эффекту ионизации воздуха.

25 Р – опасная доза, появление первых симптомов.

100 Р – критическая (тошнота, быстрая утомляемость)

400 Р – средняя летальная доза (погибают 50% облученных)

700 Р – летальная доза

Рентген зубов – 3-5 Р, флюорография – 0,5 Р, рентген ЖКТ – 80 Р.

Поглощенная доза: Д_погл=Е/m, Гр (грей), [рад]

Е – энергия, Дж, m – масса вещества, кг.

Доза эквивалентная: Д_экв=Д_погл*к, Зв (зиверт), [бэр – биологический эквивалент рада]

к – коэффициент качества (для α-излучения 20; для рентгеновского излучения, β-излучения и γ-излучения 1; для нейтронного 3-20)

1 бэр=1рад≈1р при к=1

1Гр=0,1р при к=1

Доза эффективная: Д_эф=ΣД_эквi*W_i, Зв

W_i – коэффициент учитывающий радиочувствительность органа.

Мощность дозы – это ее величина, отнесенная к единице времени.

5.3. Воздействие на организм человека, нормирование

Вызывает ионизацию живой ткани появление свободных радикалов, что ведет к образованию соединений, не свойственных живой ткани. В результате нарушается обмен веществ, снижается иммунитет, возникает лучевая болезнь. Нормирование воздействий ионизирующих излучений производится по нормам радиационной безопасности НРБ – 99, санитарные правила – СП 2.6.1.758 – 99. В соответствии с этими документами все люди делятся на 3 категории:

А – персонал, т.е. лица, непосредственно работающие с источниками;

Б – ограниченная часть населения, которая может подвергаться воздействию по условию размещения рабочих мест или проживания4

В – остальное население.

Для каждой из трех групп устанавливается предельно-допустимая доза. Для А - Д_эф≤20мЗв/год за любые последовательные 5 лет, но не более 50мЗв за год.

Для Б – не более ¼ от значений А.

Для В – 1мЗв/год за любые 5лет, но не более 5мЗв/год.

Нормируется так же эквивалентная доза мЗв/год для каждой группы органов с учетом их радиочувствительности.