РБ_контрольная

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ВЫСШЕЕ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧИЛИЩЕ

КАФЕДРА ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН

Р А Д И А Ц И О Н Н А Я Б Е З О П А С Н О С Т Ь

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДЛЯ СЛУШАТЕЛЕЙ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

МИНСК 1997

УДК 530 (075.8)

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом учи-

лища.

Составитель: А.В.Ильюшонок.

Рецензент: доцент Междунаро-дного

института по радиоэкологии им. А.Д.Сахарова, к.т.н. В.В.Оболонкин.

По тематическому плану внутриучилищных изданий учебно-методической литерату- ры на 1997 год. Поз. ____

Для слушателей факультета заочного обучения.

©Высшее пожарно-техническое училище МВД Беларуси, 1997 г.

©Составление: Ильюшонок А.В., 1997 г.

-3-

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для оказания помощи слу- шателям заочного отделения ВПТУ в изучении курса “Радиационная безопасность”.

Пособие содержит программу курса, список рекомендуемой литературы, учебные ма- териалы и контрольные задания. В учебных материалах даны краткие теоретические сведе- ния и основные формулы и приведены примеры решения задач. Кроме того, в пособии даны

общие указания по выполнению контрольной работы и приведены некоторые справочные сведения.

-4-

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА “РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ” ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ В.02.15 “ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА И БЕЗОПАСНОСТЬ”

Введение

Радиационно-экологическая обстановка в Республике Беларусь после аварии на Чер- нобыльской АЭС. Задачи ликвидации последствий аварии. Важность обеспечения грамотно-

сти населения в вопросах радиационной безопасности для уменьшения влияния последствий аварии.

Радиационные превращения ядер

Состав и размеры ядра. Характеристики ядер. Изотопы и изобары. Свойства ядерных сил. Энергия связи. Радиоактивность. Виды радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада. Основные закономерности альфа- и бета-распадов, гамма-излучения ядер. Радиоактивные ряды. Трансурановые элементы.

Прохождение ядерных излучений через вещество

Физические основы действия радиоактивного излучения на вещество: передача энер- гии, ионизация. Пробег ядерного излучения в веществе. Взаимодействие альфа- частиц с веществом. Взаимодействие бета-частиц с веществом. Прохождение гамма-квантов через вещество. Прохождение нейтронов через вещество.

Регистрация заряженных частиц и гамма-квантов.

Единицы измерения ионизирующих излучений и радиоактивности

Активность вещества и единицы ее измерения. Удельная массовая, поверхностная и объемная активность.

Дозиметрические величины и их единицы: экспозиционная, поглощенная, эквива- лентная и эффективная эквивалентная дозы облучения; индивидуальная и коллективная дозы облучения; ожидаемые дозы облучения.

Приборы радиометрического и дозиметрического контроля.

-5-

Естественные и искусственные источники радиации

Естественные источники радиации земного происхождения. Космическое облучение. Естественное внешнее и внутреннее облучение.

Искусственные источники радиации: медицина, ядерные взрывы, атомная энергетика, другие источники.

Уровни облучения населения за счет различных источников ионизирующих излуче-

ний.

Биологическое действие радиоактивных излучений

Действие ионизирующих излучений на клетку. Радиочувствительность тканей, орга- нов, организма.

Действие больших доз радиации. Лучевая болезнь.

Действие малых доз радиации. Отдаленные последствия облучения. Концепция бес- пороговой зависимости дозо-эффекта.

Радиобиологическое действие инкорпорированных радионуклидов. Период полувы- ведения.

Гигиенические аспекты радиационной безопасности населения

Нормативные и регламентирующие документы об обеспечении радиационной безо- пасности населения.

Противолучевые защитные мероприятия.

Ядерная энергетика

Деление атомных ядер. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Типовые ядерные энергетические установки СНГ: ВВЭР, РБМК.

Авария на Чернобыльской АЭС

Причины аварии на ЧАЭС. Непосредственные последствия аварии. Анализ выброса по составу и периоду полураспада изотопов.

Экологические и медицинские последствия аварии на ЧАЭС

Картина радиоизотопных загрязнений в Республике Беларусь. Государственная про- грамма по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Медицинские аспекты последствий аварии на ЧАЭС. Республиканские контрольные уровни содержания цезия и стронция в про- дуктах. Бытовая радиационная гигиена.

-6-

ЛИТЕРАТУРА

1.Савельев И.В. Курс общей физики. т.3. - М.: Наука, 1982. С. 230-263.

2.Норкевич И.И., Волмянский Э.И., Лобко С.И. Физика для ВТУЗов. Электричество и магнетизм. Оптика. Строение вещества.- Минск: Вышэйшая школа. 1994. С. 482-523.

3.Будаков В.А., Киршин В.А., Аношенко А.Е. Радиобиологический справочник. - Минск: Ураджай, 1992.

4.Дарашкевiч М.П., Гапановiч Л.Б. Асновы радыяцыйнай бяспекi.- Мiнск: Вышэйшая школа, 1995.

5.Ильюшонок А.В., Костко М.Я. Радиационная безопасность. Методическое пособие

по лабораторному практикуму одноименного курса. - Минск: ВПТУ МВД РБ, 1995.

6.Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87 и основные санитарные правила ОСП 72/87. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

7.Люцко А.М., Ролевич И.В., Тернов В.И. Выжить после Чернобыля. - Минск: Вы- шэйшая школа, 1990.

8.Савенко В.С., Тетер Х. Радиация: Физический и психологический аспекты. - Минск. ДизайнПРО, 1996.

-7-

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Во время изучения курса "Радиационная безопасность" слушатель-заочник обязан представить в Училище контрольную работу в сроки, определенные графиком.

2.Номера задач, которые слушатель должен включить в контрольную работу, опре- деляются по таблице вариантов. Вариант слушателя - последняя цифра номера его зачетной книжки.

Таблица вариантов

Вариант	Номера задач
0	1	11	21	31	41	51	52	53
1	2	12	22	32	42	51	52	53
2	3	13	23	33	43	51	52	53
3	4	14	24	34	44	51	52	53
4	5	15	25	35	45	51	52	53
5	6	16	26	36	46	51	52	53
6	7	17	27	37	47	51	52	53
7	8	18	28	38	48	51	52	53
8	9	19	29	39	49	51	52	53
9	10	20	30	40	50	51	52	53

3.Контрольная работа выполняется в отдельной тетради. Условия задач в работе не- обходимо переписывать полностью, без сокращений. Для замечаний преподавателя на стра- ницах тетради надо оставить поля.

4.Решение задач следует сопровождать подробными исчерпывающими пояснениями.

5.В конце контрольной работы указать, какой литературой пользовался слушатель при изучении курса (название, автор, место и год издания).

–8 –

6.Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, слушатель обязан пред- ставить ее на повторную рецензию, включив в повторную работу те задачи, решения кото- рых оказались неверными. Повторную работу необходимо представлять вместе с незачтен- ной.

- 9 -

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Радиоактивные превращения ядер

Aтомные ядра (нуклиды) состоят из элементарных частиц двух видов - протонов и нейтронов. Эти частицы объединяют общим названием нуклоны. Число протонов в ядре на-

зывается атомным номером и обозначается буквой Z. Общее число нуклонов в ядре называ-

ется массовым числом и обозначается буквой A. Для характеристики данного нуклида используют символ его химического элемента X и указывают A и Z: AZ X ( 3890 Sr , 13755 Cs).

Радиоактивность - процесс самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие, сопровождающийся испусканием одной или нескольких частиц. Атомы, подвержен- ные таким превращениям, называют радиоактивными или радионуклидами. Основные виды радиоактивного распада - альфа (a), бета (b) и спонтанное деление ядер.

Альфа-распад заключается в самопроизвольном испускании ядром a-частицы (ядра гелия 42 He ). Схема a-распада:

AZ X ¾® AZ--24 Y + 42 He .

Бета-распадом называется процесс самопроизвольного превращения радиоактивного ядра в изобарное с испусканием электрона или позитрона. Известны три вида бета распада:

электронный (b−-распад), позитронный (b+ -распад) распады и электронный захват (k-

захват). Схемы b-распадов:

b

−

:

A

A

-

~

Z X ¾® Z+1Y + e

+ νe .

b+

:

A X ¾®

A Y + e+

+ ν

e

.

Z

Z-1

k-захват: e-

+

A X ¾®

A Y + ν

e

.

Z

Z-1

Здесь e

-

, e

+

- символы электрона и позитрона, νe

~

- символы нейтрино и антинейтрино.

, νe

Закон радиоактивного распада

N = N0e−λ t

или dN = −λ N dt ,

где N 0 - число ядер в начальный момент времени (t=0), N - число ядер, оставшихся к мо-

менту времени t, dN - число ядер, распавшихся за малый интервал времени dt , l- постоян-

ная радиоактивного распада (вероятность распада ядра в единицу времени).

Число ядер, распавшихся за время t,

DN = N0 - N = N0(1- e−λ t ) .

-10-

Связь между периодом полураспада T1/2 и постоянной распада

T =	ln2	≈	0,693	.
1/2	λ		λ

Связь между постоянной распада и средним временем жизни ядра τ

λ= 1/ τ .

2.Прохождение ядерных излучений через вещество

Проходя через вещество, радиоактивные излучения взаимодействуют с атомами ве- щества. Механизм взаимодействия каждого вида ядерного излучения различен, но в конеч- ном итоге, прохождение всех видов радиоактивных излучений через вещество приводит к ионизации атомов среды. В связи с этим радиоактивные излучения называют ионизирую- щими. Различают непосредственно ионизирующее и косвенно ионизирующее излучения. Непосредственно ионизирующее излучение - это излучение, состоящее из заряженных час-

тиц, имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации. Т.е. α- и β-излучения

относятся к непосредственно ионизирующему излучению. Косвенно ионизирующее излуче-

ние - это излучение, состоящее из незаряженных частиц (γ-излучение), которые в резуль-

тате взаимодействия с веществом могут создавать непосредственно-ионизирующее излучение.

Наибольшей проникающей способностью обладает γ-излучение, наименьшей - α-

излучение. В биологической ткани проникающая способность α-частиц с энергией 1 МэВ имеет порядок величины 10-5 м, β-частиц - 10-2 м, а γ-квантов - десятки метров.

Закон ослабления узкого моноэнергетического пучка γ-квантов при прохождении че-

рез вещество

n = n0 e−μ x ,

где n - поток γ-квантов в веществе на глубине x, n0- поток γ-квантов, падающих на вещест-

во, μ - линейный коэффициент ослабления.

Слоем половинного ослабления называется слой вещества, толщина X1/2 которого такая, что поток проходящих через него γ-квантов уменьшается в два раза. Связь между

толщиной слоя половинного ослабления и линейным коэффициентом ослабления

X1/2	=	ln2	≈	0,693	.
		μ
				μ