- •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
4. Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:
N пр ,с–1.
Aпр
N пр N ф
S p
де N пр
– середня швидкість обрахунку, обумовлена випромінюванням проби
і фону, імп/с;
N ф – середня швидкість обрахунку фону, імп/с;
S p– коефіцієнт чутливості приладу, визначений при його атестації або
повірці.
Лабораторна робота 9. Експресне визначення за γ-випроміненням радіонуклідів цезію у воді, ґрунті, продуктах харчування та сільськогосподарській продукції на радіометрі РУБ-01-П6
Порядок роботи
1. Ввімкнути радіометр в електричну мережу та витримати його ввімкнутим протягом 15 хв.
2. Встановити коефіцієнт нормування Кнорм. 1, для чого на кодовому перемикачі встановити комбінацію цифр 1, 00000.
3. Натиснути кнопку “РЕЖИМ”, при цьому послідовно повинні висвітлюватись світловоди “ОСН”, “К”, “УИ”. В момент висвітлення світловоду “УИ” відпустити кнопку. При цьому з періодичністю 13 с буде вмикатися короткий звуковий сигнал, вимикатися і через 0,2 с знову висвітлюватись світловод , а на цифровому табло висвітлюватиметься число (4,85 + 0,05) с-1, яке вказує на нормальну роботу вимірювального пристрою.
4. Кнопкою % , встановити статистичну похибку одиничного виміру, що дорівнює 6%.
5. Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводом-
виготовлювачем для даного періоду часу, який складає для сосуду
Марінеллі 28, а для чашки Дента – 22.
6. Кодовий перемикач “фон” необхідно перевести в нульову позицію.
Комбінація цифр на кодовому перемикачі буде 2,81000 або 2,21000.
7. Виміряти інтенсивність підрахунку імпульсів струму від фону, Nф. При вимірюванні фону в свинцевий будиночок поставити порожню чисту вимірювальну кювету та встановити режим роботи “ОСН”. Визначити середнє значення фону Nф за результатами 5 вимірювань, які висвітлюються на табло автоматично після звукового сигналу. При реєстрації показників звернути увагу на значення показника ступеню n в останньому розряді світлового табло. Піднести число до вказаного на табло ступеню.
8. Наповнити вимірювальну кювету пробою, що досліджується, визначити масу проби в кг (m, кг) та помістити її в свинцевий будиночок. Кнопкою “РЕЖИМ” показники на табло вивести на нулі та знову встановити режим роботи “ОСН”. Провести вимірювання інтенсивності рахунку імпульсів струму, що зумовлена даною пробою та фоном, Nп + ф. Визначити середнє значення Nп + ф за результатами 5 вимірювань.
9. Обчислити значення визначеної питомої активності, Бк/кг за формулою:
Задача.
А Nп ф Nф п m кг
Визначити вміст 137Cs в білих грибах та придатність їх до вживання згідно ДР-97 урожаю 1991 р., місце збору – с. Христинівка Народицького
району Житомирської області. Маса зразка 15 г.
Порядок роботи
1. Вимірюємо γ-фон та активність проби з фоном.
Nф Nпр+ф
1 – 1 -
2 – 2 -
3 – 3 -
4 – 4 -
5 – 5 -
Nф середнє – Nф середнє –
2. Активність вимірюваного зразку розраховуємо за формулою:
А N пр ф Nф п М кг
Визначаємо придатність виміряного продукту до вживання згідно ДР-2006 (табл. 5). Для чого отриманий результат ділимо на значення допустимого рівня для даного продукту. Якщо отриманий результат нижче за значення допустимого рівня, то ділення виконуємо навпаки.
Лабораторна робота 10. Визначення вмісту 137Cs в організмі людини радіометром РУБ-01-П-6
Порядок роботи
1. Ввімкнути радіометр в електричну мережу та витримати його ввімкнутим протягом 15 хв.
2. Встановити коефіцієнт нормування 1, для чого на кодовому перемикачі
встановити комбінацію цифр 1, 00000.
3. Натиснути кнопку “РЕЖИМ”, при цьому послідовно повинні висвітлюватись світловоди “ОСН”, “К”, “УИ”. В момент висвітлення світловоду “УИ” відпустити кнопку. При цьому з періодичністю 13 с
буде вмикатися короткий звуковий сигнал, вимикатися і через 0,2 с знову висвітлюватись світловод , а на цифровому табло висвітлюватиметься число (4,85 + 0,05) с-1, яке вказує на нормальну роботу вимірювального пристрою.
4. Кнопкою % , встановити статистичну похибку одиничного виміру, що дорівнює 6%.
5. Розмістити детектор на місці, де буде проводитись вимірювання імпульсів від людини.
Порядок проведення вимірювання та розрахунків
1. Проводимо 10 замірів фону Nф та визначаємо середнє арифметичне. Якщо на табло висвітлюється цифра 0,65 в ступені 2 читається як 65, а якщо
4,95 в ступені 1 – читається як 49,5.
2. Проводимо 5 замірів показників приладу від людини Nл та визначаємо середнє арифметичне.
Зразок: Фактичні дані вимірювань:
Nф 1 – 65 |
Nл 1 – 51 |
Nф 1 - |
Nл 1 - |
2 – 67 |
2 – 53 |
2 - |
2 - |
3 – 66 |
3 – 52 |
3 - |
3 - |
4 – 69 |
4 – 53 |
4 - |
4 - |
5 – 67 |
5 – 51 |
5 - |
5 - |
6 – 65 |
|
6 - |
|
7 – 66 |
|
7 - |
|
8 – 67 |
|
8 - |
|
9 – 67 |
|
9 - |
|
10 – 65 |
|
10 - |
|
Nф середнє – 66,4 |
Nл середнє – 52 |
Nф середнє - |
Nл середнє - |
3.Величина інкорпорованої активності визначається за формулою: А = (Nлюд – Nф · Кекр) · Кгр = нКі/організм
Кекр та Кгр - знаходимо в таблиці 38.
Зразок: А = (52 – 66,4 · 0,75) · 13,4 = (52 – 49,8) · 13,4 = 29,48 = 29,5 нКі/організм
Фактично: А =
38. Значення перерахункових коефіцієнтів в залежності від маси обстежуваного
Маса тіла, кг |
Коефіцієнт екранування від одиниці маси, Кекр |
Коефіцієнт градуювання, нКі/о, Кгр |
10 |
0.90 |
4.3 |
15 |
0.87 |
5.2 |
20 |
0.83 |
6.5 |
25 |
0.82 |
7.5 |
30 |
0.80 |
8.4 |
35 |
0.78 |
9.2 |
40 |
0.77 |
10.0 |
45 |
0.77 |
10.7 |
50 |
0.76 |
11.4 |
55 |
0.76 |
12.1 |
60 |
0.75 |
12.8 |
65 |
0.75 |
13.4 |
70 |
0.74 |
14.0 |
75 |
0.74 |
14.7 |
80 |
0.74 |
15.2 |
85 |
0.74 |
15.8 |
90 |
0.73 |
16.4 |
95 |
0.73 |
16.9 |
100 |
0.73 |
17.5 |
4. Переводимо цей показник в одиницю системи СІ Бекерель. Для чого отриманий результат множимо на 37 (1 нКі = 37 Бк):
Зразок: 29,5 · 37 = 1091,5 Бк/організм
Фактично:
5. Для визначення добового надходження на плато отриманий показник ділиться на 80, тому що при довготривалому надходженні радіонукліду 137Cs через 3 ефективних періоди піввиведення його з організму (в середньому 300 діб) в організмі встановлюється рівновага між надходженням з раціоном та вмістом його в організмі. За цей період кратність накопичення становить 80, тобто в організмі накопичується 137Cs у 80 разів більше, ніж надходить з раціоном.
Зразок: 1091,5 : 80 = 13,7 Бк/добу
Фактично:
Згідно „Норм радіаційної безпеки” (НРБ) допустиме надходження 137Cs
в добовому раціоні становить 137 Бк.
6. Для визначення дози внутрішнього опромінення за рік 137Cs
використовуємо дані “Довідника з радіаційної безпеки” (М.Ф. Козлов, 1987),
де вказано, що при надходженні з раціоном 37000 Бк 137Cs еквівалентна доза за рік становить 21 сЗв. Складаємо пропорцію.:
Зразок: 37000 Бк - 21 сЗв
13,7 Бк - х
Х = (13,7 · 21) : 37000 = 0,008 сЗв
Фактично: 37000 Бк - 21 сЗв
- х
Х =
Згідно НРБУ-97 допустимий ліміт дози для осіб категорії В становить
1 мЗв, або 0,1 сЗв.
Лабораторна робота 11. Визначення забруднення території 137Cs за допомогою радіометра РУБ-01-П6
Порядок роботи
Підготовку радіометра до роботи проводимо аналогічно лабораторній роботі 10.
1. Висушений грунт розтерти, просіяти через сито та заповнити ним сосуд
Марінеллі.
2. Визначити масу зразка ґрунту шляхом зважування на аналітичних терезах.
3. Визначити об’ємну масу 1 см3 ґрунту.
4. Виміряти показники фону та проби з фоном аналогічно лабораторній роботі 10.
5. Розрахунки забруднення грунту провести за формулою аналогічно лабораторній роботі 10.
Зразок. Маса грунту 1305 г. Nф – 75 імп. Nпр+ф – 1155 імп.
1. Визначаємо питому масу 1 см3 грунту, для чого отриману масу ділимо на об’єм (1 л = 1000 см3): 1305 г : 1000 см3 = 1,305 г/см3 = 1,3 г/см3