Тема 10. Прилади радіаційної, хімічної розвідки, контролю радіоактивного забруднення і опромінення та хімічного зараження продуктів і води Питання, які розглядаються

1. Випромінювання, його типи та одиниці вимірювання.

2. Біологічна дія іонізуючого випромінювання на організм людини.

3. Прилади вимірювання іонізуючих випромінювань.

4. Прилади хімічної розвідки.

1. Випромінювання, його типи та одиниці вимірювання.

Іонізуючим випромінюванням (радіацією) називається будь-яке випромінювання, яке прямо або опосередковано викликає іонізацію навколишнього середовища (утворення позитивно та негативно заряджених іонів). При ядерному вибуху, крім ударної хвилі, світлового випромінювання та проникаючої радіації, утворюється велика кількість радіоактивних речовин (РР), тобто речовин, ядра атомів яких можуть самовільно розпадатися і перетворюватися на ядра атомів інших елементів, випускаючи при цьому невидиме випромінювання.

Джерелом іонізуючого випромінювання є природні та штучні радіоактивні речовини та елементи (уран, радій, цезій, стронцій та ін.). Джерела іонізуючого випромінювання широко використовуються в атомній енергетиці, медицині (для діагностики та лікування) та в різних галузях промисловості (для дефектоскопії металів, контролю якості зварних з'єднань, визначення рівня агресивних середовищ у замкнутих об'ємах, боротьби з розрядами статичної електрики і т. ін.).

До іонізуючих випромінювань відносяться корпускулярні випромінювання (альфа, бета-частинки, нейтрони) та електромагнітні випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання), які при взаємодії з речовинами можуть утворювати в них іони.

Альфа (α)-випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з α-частинок (ядер гелію), які утворюються при ядерних перетвореннях і рухаються зі швидкістю близько до 20 000 км/с. Вони затримуються аркушем паперу, практично нездатні проникати крізь шкіряний покрив. Тому цічастинки не несуть серйозної небезпеки доти, доки вони не потраплять всередину організму через відкриту рану або через кишково-шлунковий тракт разом із їжею. Цей вид випромінювання спостерігається переважно у природних радіоактивних елементах (радій, торій, уран та ін.). У зв’язку з великими розмірами, вони мають низьку проникаючу здатність. Довжина їх пробігу невелика - у повітрі 2,5 - 9 см, в біологічних тканинах декілька десятків мікрометрів. Ці частинки мають високу іонізуючу та низьку проникну здатність.

Бета-випромінювання - це потік електронів або позитронів, які виникають при радіоактивному розпаді. Максимальний пробіг у повітрі становить біля 1700 см, у тканинах - 2,5 мм і до 1 м у металах. Проникна здатність (2,5 см у живих тканинах і у повітрі - до 18 м) бета-частинок вища, а іонізуюча - нижча, ніж у альфа-частинок.

Нейтрони, які виникають при розпаді радіоактивних елементів і утворюються тільки в зоні ядерного вибуху, викликають іонізацію речовини та вторинне випромінювання, яке складається із заряджених частинок і гамма-квантів. Проникна здатність залежить від енергії та від складу речовин, що взаємодіють.

Гама-випромінювання — високочастотне електромагнітне випромінювання, яке вільно проходить через тіло людини та інші середовища без помітного послаблення енергії зі швидкістю світла. Проникаюча здатність гама-випромінювання дуже висока, а іонізуюча - низька і знаходиться у прямій залежності від енергії.

Рентгенівське випромінювання - виникає в результаті зміни стану енергії електронів, що знаходяться на внутрішніх оболонках атомів і має дуже коротку довжину хвилі (0,006-2 нм). Важливою властивістю його при взаємодії з речовиною є проникаюча здатність при незначній іонізації середовища.

Найбільшу проникну здатність мають гамма - та рентгенівське випромінювання. Альфа- та бета-частинки, а також інші, що належать до корпускулярного іонізуючого випромінювання, швидко втрачають свою енергію на іонізацію, тому в них порівняно низька проникна здатність.

Ступінь біологічного впливу іонізуючих променів залежить від поглинання живою тканиною енергії від іонізації молекул, що виникає при цьому. Дія іонізуючого випромінювання оцінюється дозою випромінювання.

Розрізняють експозиційну, поглинуту та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу здатність випромінювання в повітрі. За одиницю дози в системі СІ прийнято Кл/кг (кулон/кг) - це така доза випромінювання, при якій в 1 кг сухого повітря виникають іони, які несуть заряд в 1 кулон електрики кожного знаку. Для характеристики цієї дози використовують позасистемну одиницю - рентген (Р). Рентген - це така доза гама-випромінювання, під впливом якої в 1 см³ повітря виникає 2,08 млрд. пар іонів.

Поглинута доза характеризує енергію іонізуючої речовини, яка поглинута одиницею маси опроміненого середовища. Величина дози, що одержана людиною, залежить від виду випромінювання енергії його часток, щільності потоку та тривалості впливу випромінювання. Одиниця випромінювання поглинутої дози - грей (Гр) у системі СІ; позасистемна одиниця - рад.

Еквівалентна доза визначає біологічний вплив різних іонізуючих випромінювань на організм людини і є мірою для оцінки небезпеки шкоди здоров’ю людини. Еквівалентна доза в системі СІ вимірюється в зівертах (Зв), а в позасистемній - у берах (бер).