- •В.О. Кіцно, с.В. Поліщук, і.М. Гудков основи радіобіології та радіоекології
- •1. Теми самостійних занять 10
- •Тема 1. Норми радіаційної безпеки 10
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу 10
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту 26
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології 40
- •Тема 4. Фізичні основи радіобіології 46
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень 82
- •Тема 6. Радіоекологія 121
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •1. Теми самостійних занять Тема 1. Норми радіаційної безпеки
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу
- •1.2. Основні положення “Норм радіаційної безпеки України” (нрбу-97)
- •1.3. Основні регламентні величини
- •1.3.1. Радіаційно-гігієнічні регламенти першої групи – контроль за практичною діяльністю
- •1.3.2. Радіаційно-гігієнічні регламенти другої групи - медичне опромінення населення
- •1.3.3. Радіаційно-гігієнічні регламенти третьої групи - втручання в умовах радіаційної аварії
- •1.3.4. Радіаційно-гігієнічні регламенти четвертої групи – зменшення доз хронічного опромінення населення
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту
- •2.1. Загальні положення “Основних санітарних правил протирадіаційного захисту України” (оспу-2001)
- •2.2.Типи джерел випромінення
- •2.3. Групи радіотоксичності
- •2.4. Основні принципи захисту від закритих джерел іонізуючих випромінень
- •2.5. Вимоги до влаштування, обладнання та організації праці у радіологічній лабораторії при роботі з відкритими джерелами іонізуючих випромінень
- •2.5.1. Влаштування лабораторій
- •2.5.2. Поводження з радіоактивними відходами
- •2.5.3. Дезактивація робочих приміщень та устаткування лабораторії
- •2.5.4. Засоби індивідуального захисту та особистої гігієни при роботі з радіоактивними речовинами
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •3.1. Визначення наук
- •3.2. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •Тема 4. Фізичні основи радіобілогії
- •4.1. Типи ядерних перетворень. Радіоактивність, одиниці її вимірювання
- •4.3. Види доз іонізуючих випромінень, одиниці їх вимірювання, порядок розрахунку і застосування
- •4.4. Основні методи виявлення іонізуючих випромінень
- •4.5. Методи радіометрії
- •4) Визначення сумарної β-активності по зольному залишку.
- •4.6. Призначення, класифікація, принцип будови дозиметричних приладів
- •Блок підсилення та перетворення
- •Блок живлення
- •4.7. Прилади індивідуального дозиметричного контролю
- •4.7.2. Прилади, що працюють на базі сцинтиляційного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.3. Прилади, що працюють на базі фотографічного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.4. Прилади, що працюють на основі люмінесцентного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.8. Прилади загального дозиметричного контролю
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень
- •5.1. Загальні уявлення про природу дії іонізуючих випромінень на живий організм
- •5.2. Радіобіологічні ефекти
- •5.2.1. Радіаційна стимуляція
- •5.2.2. Морфологічні зміни
- •5.2.3. Променева хвороба
- •5.2.4. Прискорення старіння і скорочення тривалості життя
- •5.2.5. Загибель
- •5.2.6. Генетичні зміни
- •5.2.7. Близькі і віддалені наслідки радіаційного ураження
- •5.3. Радіочутливість організмів
- •5.3.1. Радіочутливість рослин
- •5.3.2. Радіочутливість тварин
- •5.3.3. Радіочутливість риб
- •5.3.4. Радіочутливість амфібій і рептилій
- •5.3.5. Радіочутливість бактерій і вірусів
- •5.3.6. Радіочутливість рослинних угруповань
- •5.3.7. Особливості дії малих доз іонізуючих випромінень на живі організми
- •5.3.8. Критичні органи
- •5.4. Модифікація радіаційного ураження організму
- •5.4.1. Протипроменевий біологічний захист
- •5.4.2. Радіосенсибілізація
- •5.4.3. Післярадіаційне відновлення організму
- •Тема 6. Радіоекологія
- •6.1. Джерела радіоактивного забруднення об’єктів навколишнього середовища
- •6.1.1. Природні джерела
- •6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів
- •6.2. Міграція радіонуклідів у навколишньому середовищі
- •6.3. Особливості надходження радіонуклідів у водні екосистеми
- •6.4. Розподіл радіонуклідів у морській екосистемі
- •Радіонукліди
- •6.5. Міграція радіонуклідів у прісноводних екосистемах
- •6.6. Загальні властивості прісноводних екосистем
- •6.7. Розподіл радіонуклідів серед компонентів прісноводних водоймищ
- •6.8. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та
- •6.8.1. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •6.8.2. Надходження радіонуклідів у рослини з ґрунту
- •6.8.3. Надходження радіонуклідів у організм сільськогосподарських тварин
- •6.9. Накопичення радіонуклідів гідробіонтами
- •6.10. Прогнозування надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та організм тварин
- •6.11. Особливості ураження організму інкорпорованими радіоактивними речовинами
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.1. Основні принципи організації ведення сільського господарства на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.2. Зниження надходження радіонуклідів у продукцію сільського господарства
- •7.2.1. Засоби зниження надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •7.2.2. Засоби зниження надходження радіонуклідів в організм сільськогосподарських тварин
- •7.3. Ведення особистого підсобного господарства в районах радіоактивного забруднення
- •7.4. Очищення продукції сільського господарства від радіонуклідів технологічною переробкою
- •7.4.1. Очищення продукції рослинництва
- •7.4.2. Очищення продукції тваринництва
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •8.1. Радіаційна техніка в сільському господарстві
- •8.2. Радіаційно-біологічні технології в рослинництві
- •8.2.1. Передпосівне опромінення насіння сільськогосподарських культур для прискорення проростання, розвитку та підвищення продуктивності рослин
- •8.2.2. Передсадивне опромінення органів вегетативного розмноження та розсади дня прискорення розвитку і підвищення продуктивності рослин
- •8.2.3. Опромінення насіння і рослин з метою одержання нових сортів
- •8.2.4. Радіаційна біотехнологія подолання несумісності тканин і стимуляція зрощення при вегетативних щепленнях рослин
- •8.2.5. Радіаційна біотехнологія запобігання проростанню бульб, коренеплодів і цибулин при зберіганні
- •8.2.6. Використання іонізуючих випромінень для подовження строків зберігання ягід, фруктів та овочів
- •8.2.7. Радіаційна консервація продукції рослинництва і плодівництва
- •8.2.8. Радіаційні способи боротьби з комахами - шкідниками сільськогосподарських рослин
- •8.3. Радіаційно-біологічні технології в тваринництві
- •8.3.1. Радіаційне консервування кормів і поліпшення їх якості
- •8.3.2. Радіаційна біотехнологія подовження строків зберігання м'яса і м'ясних продуктів
- •8.3.3. Радіаційне знезараження деяких видів продукції тваринництва
- •8.3.4. Радіаційне знезараження стічних вод тваринницьких комплексів
- •8.3.5. Метод ізотопних індикаторів у дослідженнях в галузі сільськогосподарської біології. Радіоавтографія. Особливості використання стабільних ізотопів
- •Тема 9. Відбір і підготовка проб води, ґрунту, рослин, продуктів харчування рослинного і тваринного походження для радіометрії
- •9.1. Відбір проб води і інших рідин
- •9.2. Відбір проб грунту
- •9.3. Відбір проб рослин
- •9.4. Відбір проб зерна
- •9.5. Відбір проб коренебульбоплодів
- •9.6. Відбір проб трави і зеленої маси сільськогосподарських культур
- •9.7. Відбір проб грубих кормів (сіно, солома)
- •9.8. Відбір проб молока і молочних продуктів
- •9.9. Відбір проб м'яса і субпродуктів
- •9.10. Відбір проб риби
- •9.11. Відбір проб яєць
- •9.12. Відбір проб натурального меду
- •9.13. Підготовка проб до радіометрії
- •2. Лабораторні роботи
- •4. Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:
- •5. Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводом-
- •6. Кодовий перемикач “фон” необхідно перевести в нульову позицію.
- •2. Визначаємо вміст 137Cs на 1 м2, якщо товщина забрудненого шару
- •3. Ситуаційні задачі з прогнозування забруднення продукції рослинництва, тваринництва та лісокористування
- •3.1. Прогнозування забруднення продукції рослинництва
- •2. Знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену
- •5. Визначаємо забруднення зерна вівса, для чого отримане забруднення території
- •14. Визначаємо необхідну кількість внесення калійних добрив по діючій речовині:
- •3.2. Прогнозування вмісту радіонуклідів в продукції тваринництва
- •3.3. Прогнозування можливого радіонуклідного забруднення продукції лісового господарства
- •3.4. Розрахунок і оцінка еквівалентної дози опромінення внаслідок надходження радіонуклідів в організм
- •5. Орієнтовні контрольні запитання з підготовки до вирішення тестових завдань
- •Рекомендована література
Блок підсилення та перетворення
Реєструючий пристрій
Блок живлення
Рис. 2. Принцип будови дозиметричних приладів
Прилади класифікуються також за методами виявлення іонізуючих випромінень, в залежності від типу детектора – іонізаційні, сцинтиляційні, люмінесцентні, фотографічні, хімічні, калориметричні, нейтронно- активаційні та біологічні.
4.7. Прилади індивідуального дозиметричного контролю
4.7.1. Прилади, що працюють на базі іонізаційного методу виявлення іонізуючих випромінень (рис. 3)
Дозиметр кишеньковий прямопоказуючий ДК-0,2 призначений для контролю за експозиційною дозою жорсткого рентгенівського випромінення та -випромінення з енергією 0,2-2,0 МеВ в діапазоні 0,01-0,20 Р. Потужність експозиційної дози не повинна перевищувати 6 Р/год. В комплект приладу входять десять вимірювальних камер ДК-0,2 і зарядний пристрій ЗД-6, призначений для зарядки дозиметрів. Саморозрядка дозиметра не перевищує
10% значення шкали за добу. Похибка виміру 7±10%.
Вимірювальна камера складається з трьох частин: інтегруючої іонізаційної камери з повітряноеквівалентними стінками, електроскопу та
мікроскопу. Конденсатор, утворений внутрішніми стінками камери і
центральним електродом, заряджується до визначеного потенціалу. При дії випромінення повітря в робочому об’ємі дозиметра іонізується, і потенціал
камери зменшується пропорційно дозі опромінення. Його вимірюють за допомогою вмонтованого в дозиметр мініатюрного електроскопу. Відхилення рухомої системи електроскопу (платинована кварцева нитка
діаметром 5 мкм) визначається по шкалі мікроскопа, що відградуйована в мілірентгенах.
Конструктивно дозиметр виконано у вигляді авторучки з утримувачем для закріплення на одязі. Циліндричний корпус із дюралюмінію виконує функцію зовнішнього електрода іонізаційної камери. Об’єм камери - 1,8 см3. Зарядний пристрій має корпус та зарядне гніздо для дозиметра, потенціометр для встановлення необхідної напруги на конденсаторі у діапазоні 180-250 В.
Принцип роботи зарядного пристрою ЗД-6 базується на п’єзоелектричному ефекті. Під впливом тиску дозиметра на п’єзоелементи перетворювача механічної енергії в електричну відбувається деформація та утворення на їх протилежних сторонах різниці потенціалів. Позитивний заряд подається на стержень зарядного пристрою, негативний - на корпус. Для зменшення вихідної напруги зарядного пристрою використовується розрядник.
Зарядний пристрій ЗД-6 призначений також для зарядки інших прямопоказуючих дозиметрів: ДКП-50, ІД-1, ІД-0,2.
Індивідуальні дозиметри ДКП-50А, що входять до комплекту ДП-22- В і ДП-24 - це кишенькові конденсаторні камери, які призначені для вимірювання індивідуальних доз фотонного випромінення в аварійних
умовах в діапазоні 2-50 Р при потужності дози 0,5-200 Р/год (енергія фотонів становить 0,2-2,0 МеВ. Саморозряд дозиметра не вище 4 Р за добу. Похибка виміру 7±15%. Комплектація, конструкція і принцип дії цих приладів аналогічні дозиметру ДК-0,2.
Індивідуальний дозиметр КІД-2 призначений для індивідуального
дозиметричного контролю при роботі з рентгенівським і -випроміненням з енергією 0,02-2,0 МеВ в діапазоні 0,005-1,0 Р. Цей діапазон вимірювань розбито на два піддіапазони: 0,005-0,05 Р при потужності експозиційної дози, яка не перевищує 6 Р за годину і 0,05-1,0 Р при потужності експозиційної дози до 120 Р за годину. Саморозряд конденсаторних камер дозиметра не
перевищує 0,002 Р за добу. Похибка вимірювання в діапазоні енергії 150 кеВ
- 2,0 МеВ становить 7±10%, в діапазоні енергій 10-150 кеВ - 7±60%.
В комплект даного приладу входять зарядно-вимірювальний пристрій і дозиметри. Дозиметр складається з двох іонізаційних камер, розрахованих на максимальні експозиційні дози 0,05–1 Р. Кожна камера - це електрична ємкість, утворена центральним електродом і корпусом. Зарядно- вимірювальний пристрій служить для зарядки конденсаторних камер та
визначення дози. Живлення зарядно-вимірювального пристрою здійснюється від мережі змінного струму.
Комплект індивідуального дозиметричного контролю КІД-1,
призначений для вимірювання експозиційних доз жорсткого рентгенівського
та -випромінення в діапазонах 0,02-0,2 Р і 0,2-2,0 Р. Він являє собою модифікацію комплекту КІД-2. Конструктивно зарядно-вимірювальний пульт приладу КІД-1 виконаний у вигляді настільного приладу з похилою передньою панеллю та з’ємною кришкою. На панелі знаходяться: вимірювальний прилад з регулятором установки нуля шкали, гнізда "Заряд" і "Вимір", регулятор установки зарядної напруги, тумблер вмикання та дві сигнальні лампи, що вказують робочі піддіапазони 0,2 і 2,0 Р. принцип дії дозиметра КІД-1 та порядок роботи з ним аналогічний дозиметру КІД-2.
Загальним недоліком іонізаційних конденсаторних камер дозиметрів
ДК-0,2, ДКП-5А, КІД-1, КІД-2 та їх аналогів є саморозряд. Тому дозиметри використовують протягом одного робочого дня. Саморозряд дозиметра
контролюють по контрольному дозиметру, який знаходиться протягом
робочого дня у свинцевому контейнері.
3
1 4
2
5 6
Рис. 3. Загальний вигляд приладів індивідуального дозиметричног контролю:
1 – зарядний пристрій ЗД-6; 2 – комплект індивідуальних дозиметрів ДК-02;
3 – дозиметр КІД-1; 4 – дозиметр ДК-02; 5 – дозиметр ДКП-50А; 6 –
дозиметр ІД- 1
Індивідуальний дозиметр ДКС-04 "Стриж" (рис. 4) використовується для виявлення, оцінки та вимірювання за допомогою звукової та світлової сигналізацій щільності потоку теплових нейтронів, рентгенівського та жорсткого -випромінень. Дозиметр подає звуковий та світловий сигнали при наявності потоку теплових нейтронів, жорсткого -
випромінення з енергією більше 0,5 МеВ, а також рентгенівського та - випромінення. Цей прилад вимірює потужність експозиційної дози і експозиційну дозу рентгенівського та -випромінень в діапазоні енергій фотонів 0,05-3,0 МеВ. Діапазон потужності експозиційної дози - 0,1-999,9
мР/год (7,16 · 10-12 - 7,16 · 10-8 А/кг); діапазон вимірювань експозиційної дози
1-4096 мР (2,58 · 10-7 - 1,03 · 10-3 Кл/кг).
Рис. 4. Індивідуальний дозиметр
ДКС-04 «Стриж».
Детектором -випромінення є малогабаритний газорозрядний лічильник типу СБМ-21 з додатковим циліндричним кадмієвим фільтром. Використання кадмію збільшує чутливість детектора на теплові нейтрони у 4 рази внаслідок реєстрації захоплюючого нейтронного випромінення.
В результаті впливу іонізуючого випромінення на виході детектору виникають імпульси, котрі за допомогою електричної схеми перетворюються у звукову та світлову сигналізації, а також
цифрову інформацію про значення експозиційної дози та її потужності.
Сигналізація працює в режимах "Межа" експозиційної дози та
"Пошук". В другому режимі сигналізація спрацьовує
від кожного імпульсу, зареєстрованого лічильником. В першому режимі сигналізація включається при перевищенні значень дози 1 мР (2,6 · 10-7
Кл/кг). Живлення дозиметра здійснюється від мережі змінного струму та акумуляторів типу Д-01.
Конструктивно дозиметр виконано у вигляді портативного
кишенькового приладу. Корпус зроблено із міцного протиударного полістеролу у вигляді прямокутної коробки, що складається з двох з’єднаних між собою половинок.
Дозиметр індивідуальний ДКГ-21 призначений для вимірювання
індивідуальної еквівалентної дози та потужності еквівалентної дози - випромінення. Особливістю даного дозиметра є можливість запам’ятовування в енергонезалежній пам’яті історії накопичення дози та передачі даної інформації в ком’пютер через інфрачервоний порт; світлова та звукова індикація перевищення запрограмованих порогових рівнів дози; автоматичне вимкнення за умови рівня гамма-фону нижче встановленого порогу за миттєвим вімкненням при його зростанні.
Рис. 5. Дозиметр гамма-випромінення індивідуальний ДКГ-21.
Діапазон вимірювання потужності еквівалентної дози (мкЗв/год) 0,1-
1000000; еквівалентної дози (мЗв) 0,001-9999, при відносній похибці вимірювання ±15%.
Енергетичний діапазон реєстрованого -випромінення становить від
0,05 до 6,0 МеВ.
Дискретність запам’ятовування в енергонезалежній пам’яті історії накопичення дози від 5 до 30 хв.