155

Таблица 3.21 Некоторые марки защитных очков, щитков и насадок, рекомендуемых для защиты глаз и кожи лица.

1	Марки очков	Марка	Диапазон	защиты,	Оптическая
.		светофильтров	мкм		плотность
	ЗН22-72-СЗС22	СЗС22	0,63-0,68; 0,68-1,2-		3;6;3
	ЗНД4-72-СЗС22-	СЗС22	1,4		3;6;3
	СС23-1	ОС23-1	0,63-0,68; 0,68-1,2-		6
	ЗН62-Л17	Л17	1,4		4
	ЗН62-ОЖ	ОЖ	0,4-0,53		3
			0,6-1,1
			0,2-0,51
2	Марка щитка	Марка	Диапазон	защиты,	Оптическая
.		светофильтра	мкм		плотность
	НФП2	Л17	10,6		2
3	Марка насадки	Длина волны, мкм (	тип лазера)		Максимальная
.					мощность, Вт
	ЗН-0,441	441 (гелий-кадмиевый)			3-4
	ЗН-0,488	488 (аргоновый)			3-4
	ЗН-0,51(0,58)	0,51 и 0,58 (на парах меди)			3-4

3.6Защита от ионизирующих излучений

3.6.1Естественные и искусственные источники ионизирующих

излучений

Ионизирующими излучениями называются излучения, которые способны прямо или косвенно ионизировать среду (вещество), то есть создавать в ней заряженные атомы и молекулы – ионы разного знака.

Различают корпускулярное и фотонное ионизирующее излучение. Корпускулярное ионизирующее излучение представляет собой поток

элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля. Такие частицы образуются при радиоактивном распаде, делении ядер в атомном реакторе, ядерных превращениях, а также при работе ускорителей электронов и других элементарных частиц. К корпускулярному излучению относятся α - и β - частицы, нейтроны (n), протоны (p) и др.

Фотонное излучение – это поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300 км/с. К нему

156

относятся γ-излучение, характеристическое и тормозное рентгеновское излучение. Они различаются условиями образования, длиной волны и энергией.

Естественными природными источниками ионизирующих излучений являются высокоэнергетические космические частицы, солнечная радиация, которые при взаимодействии с атмосферой Земли, теряя свою энергию, порождают радиоактивные изотопы и большое количество вторичных излучений.

Кроме того, в земной коре рассеяны такие долгоживущие радиоизотопы как калий-40, уран-238, торий-232 и др., являющиеся источниками α- и β- частиц, γ-квантов и др.

Распад урана и тория сопровождается образованием радиоактивного газа радона, который из горных пород постоянно поступает в атмосферу и гидросферу распространяясь повсеместно. При распаде радон образует дочерние изотопы свинца, висмута и полония. Цепочка распада радона завершается стабильным изотопом свинца-206. дочерние продукты распада радона, попадая в дыхательные пути и легкие, распадаются, выделяя α- частицы.

Естественные радиоизотопы встречаются в любой почве, однако их концентрация больше всего в гранитах, монацитах и глиноземах.

Итак, космические излучения и изотопы земной коры создают естественный радиационный фон Земли, обладающий ионизирующим свойством и является специфическим для каждой местности (к примеру, в монацитных почвах штата Рио-де-Жанейро в Бразилии, содержащей торий, радиационный фон достигает 10 мЗв/г, а в штате Керано в Индии – до 28 мЗв/г).

К искусственным (техническим) источникам относятся устройства как специально созданные для использования излучения, так и в виде побочного продукта деятельности. Наибольший вклад в формирование радиационного фона Земли вносят радиоактивные выпадения от взрывов атомных и термоядерных устройств, выбросы атомных электростанций и предприятий по переработке ядерного топлива, выбросы золы тепловых электростанций, содержащей естественный радиоактивный торий и радий. К техническим источникам относятся также ускорители элементарных частиц, мощные облучательные установки, аппараты для лучевой терапии, радиоизитопные термоэлектрические генераторы, различные измерительные приборы (толщиномеры, плотномеры, влагомеры, высотомеры, сигнализаторы уровня жидкости и др.), нейтрализаторы статического электричества, электрокардиостимуляторы, пожарные извещатели и др.

Таким образом, человек и биосфера Земли в целом, постоянно подвергаются воздействию сравнительно небольшого естественного радиационного фона. Однако бурное развитие ядерной энергетики и широкое использование источников излучения практически во всех сферах человеческой деятельности создали потенциальную угрозу загрязнения биосферы радиоактивными веществами и радиационной опасности для населения Земли. Поэтому проблема защиты от ионизирующих излучений (радиационной

157

безопасности) приобрела в настоящее время международное значение.

3.6.2 Возникновение ядерных ионизирующих излучений

Общеизвестно, что любое вещество или химический элемент состоит из молекул и атомов. Согласно планетарной модели атома английского физика Э. Резерфорда (1911 г.) ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Протоны и нейтроны имеют общее название «нуклон». Вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Электрический заряд ядра равен суммарному заряду электронов, поэтому атом в целом электрически нейтрален.

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них может быть равным.

Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и того же химического элемента и называются изотопами. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывается число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа.

Полное число протонов и нейтронов (нуклонов) называется массовым числом и является мерой стабильности ядра. Чем ближе расположен элемент к концу таблицы Менделеева, тем больше массовое число, тем больше нейтронов в ядре и тем менее устойчивы эти ядра.

Ядра всех протонов образуют группу нуклидов, некоторые из которых являются стабильными, то есть при отсутствии внешнего воздействия не претерпевают никаких превращений, а большинство нестабильны, то есть постоянно превращаются в другие нуклиды за счет превращения нейтронов в протоны. Этот процесс называется радиоактивным распадом, а такой нуклид – радионуклидом.

Электроны ядра располагаются на орбитах в строгой последовательности: на ближайшей к ядру орбите может находиться не более 2 электронов, на следующей не более 8, на третьей – 18, далее – 32.

Переход атома из одного состояния в другое сопровождается скачкообразным изменением и его энергии. При этом происходит либо излучение, либо поглощение строго фиксированной порции энергии, называемой квантом.

Распад радиоактивных атомов сопровождается выходом (испусканием) α− −, β+ −, β− −частиц, конверсионных электронов, γ-квантов, иногда рентгеновского излучения. Число ядерных превращений не всегда совпадает с числом испущенных частиц и еще реже – с числом испускаемых γ-квантов. Чтобы определить число частиц или γ-квантов, испускаемых на распад ядра, необходимо знать схему распада данного радионуклида.

Скорость распада различных радионуклидов неодинакова: одни распадаются очень быстро, другие – очень медленно. Время, в течение которого распадается половина всех атомов радиоактивного препарата

158

называется периодом полураспада Т12 (к примеру, период полураспада урана-

238 равен 4,47 млрд. лет, а йода-131 – всего 8 суток).

Каждый радионуклид испускает строго определенное излучение с характерной энергией. По этим излучениям определяют радионуклид. Например, цезий-137 при распаде излучает бета-частицы и гамма-квант, превращаясь в стабильный протон барий (рис. 3.16). Стронций-90 испускает бета-частицу и образует иттрий-90, который в свою очередь распадается с испусканием также бета-частицы. Плутоний-239 излучает тяжелые альфачастицы с очень большой энергией. Число распадов не всегда соответствует количеству испущенных частиц, так как при каждом превращении их может выделяться несколько.

Число распадающихся ядер (ядерных превращений) dN в определенном количестве вещества в течение определенного интервала времени dt

называется радиоактивностью ( A ), то есть

A = dN

dt

.

661 кэВ

546 кэВ

2270 кэВ

514 кэВ

γ-квант

β-част.

β-част.

β-част.

29,12 лет

64 ч.

30 лет

Стронций-90

Иттрий-90

Цирконий-90

Цезий-137

Иттрий-90

Рис. 3.12. Распад некоторых радионуклидов Чернобыльского выброса

Единицей активности нуклида в источнике является одно ядерное превращение или один распад в секунду (расп./с). В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). 1Бк = 1 расп./с.

Внесистемная единица активности кюри (Ku) определяется как активность такого числа радионуклида, в котором происходит 3,7 1010 актов

распада в секунду.

Различают радиоактивность источника (в источнике) , как меру количества радиоактивного вещества, выраженную числом радиоактивных превращений в секунду (Бк), удельную активность, как концентрацию активности в массе радиоактивного вещества (Бк/кг), объемную активность, как концентрацию активности в объеме радиоактивного вещества (Бк/м3), а также плотность загрязнения, как концентрацию активности на поверхности территории (Бк/м2).

Экспериментально установлено, что число радиоактивных атомов данного радионуклида уменьшается со временем по экспоненциальному