Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4.3 BOOK.pdf
Скачиваний:
117
Добавлен:
19.01.2019
Размер:
3.35 Mб
Скачать

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Ю. М. Жученко

Радиационные методы измерений в биогеохимических

объектах

Учебное пособие

для студентов 5 курса специальности 1-31 01 01 02 «Биология

(научно-педагогическая деятельность)»

Гомель 2008

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение...................................................................................................................

5

1

Краткие сведения из атомной и ядерной физики .....................................

6

1.1

Строение атома ...............................................................................................

6

1.2

Атомное ядро, изотопы ..................................................................................

9

1.3

Радиоактивность и радиоактивный распад..................................................

11

1.4Единицы измерения активности и величин, характеризующих поля

ионизирующего излучения ....................................................................................

17

2

Доза излучения. Единицы дозы излучения .............................................

20

2.1

Поглощенная доза.........................................................................................

20

2.2

Эквивалентная доза ......................................................................................

21

2.3

Эффективная эквивалентная доза облучения..............................................

23

2.4

Коллективная эквивалентная доза облучения .............................................

24

2.5

Экспозиционная доза фотонного излучения ...............................................

25

2.6

Гамма – постоянная радионуклида. .............................................................

27

3

Основные делящиеся и радиоактивные материалы и их свойства .....

29

3.1

Цезий .............................................................................................................

31

3.2

Йод.................................................................................................................

32

3.3

Стронций-90 ..................................................................................................

33

3.4

Трансплутониевые радионуклиды ...............................................................

34

4

Радиоактивные материалы и окружающая среда..................................

36

4.1

Естественная радиация .................................................................................

36

4.2

Изменение естественного радиоактивного фона ........................................

40

4.3

Испытания ядерного оружия........................................................................

42

4.4

Промышленные процессы и естественные радионуклиды ........................

43

4.5

Радиация и атомная энергетика ...................................................................

45

5

Обстановка после Чернобыльской аварии..............................................

48

5.1

Авария и аварийные меры на площадке ......................................................

48

5.2

Последствия аварии на ЧАЭС ......................................................................

53

6

Выброс радиоактивных веществ в окружающую среду и пути

 

облучения организма человека ..........................................................................

60

6.1

Рассеяние и осаждение радиоактивных веществ ........................................

61

6.2

Пути внешнего облучения ............................................................................

62

6.3

Внутреннее облучение. Пути поступления радионуклидов .......................

63

6.4Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений и

содержания радионуклидов в продуктах питания ................................................

69

6.5

Допустимые уровни загрязнения 137Cs и 90Sr продуктов питания..............

72

7

Взаимодействие заряженного излучения с веществом ..........................

78

7.1

Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом ......................

78

7.2

Взаимодействие β-частиц с веществом .......................................................

84

8

Взаимодействие рентгеновского и γ-излучений с веществом ...............

93

 

2

 

8.1

Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение ......................

 

94

8.2

Ослабление излучения в веществе...............................................................

 

 

 

94

8.3

Фотоэффект...................................................................................................

 

 

 

 

 

99

8.4

Комптон-эффект .........................................................................................

 

 

 

 

 

101

8.5

Эффект образования пар

............................................................................

 

 

 

103

9

Ионизационный метод регистрации излучения....................................

 

 

105

9.1

Принципы регистрации излучения ............................................................

 

 

 

105

9.2

Физические основы газовой ..............................................проводимости

 

 

108

9.3

Вольт–амперная характеристика ...................................газового разряда

 

 

111

9.4

Ионизационные камеры. ...Принципы работы и общие характеристики

115

9.5

Пропорциональный счетчик.......................................................................

 

 

 

124

9.6

Счетчик Гейгера–Мюллера........................................................................

 

 

 

130

10

Сцинтилляционные детекторы ...............................................................

 

 

 

140

10.1

Принцип действия и структурная схема сцинтилляционного

 

детектора...............................................................................................................

 

 

 

 

 

140

10.2

Фосфоры......................................................................................................

 

 

 

 

 

142

10.3

Фотоэлектронный умножитель ......................................................(ФЭУ)

 

 

 

148

11

Полупроводниковые детекторы ..............................................................

 

 

 

153

11.1

Зонная теория проводимости .....................................................................

 

 

 

153

11.2

Примесные полупроводники ......................................................................

 

 

 

155

11.3

Поверхностно–барьерные .........................................................детекторы

 

 

 

160

11.4

Диффузионно-дрейфовые ........................................................детекторы

 

 

 

160

12

Спектрометрия излучений.......................................................................

 

 

 

163

12.1

Основные виды спектрометров ...............................и их характеристики

 

 

163

12.2

Энергетические спектрометры...................................................................

 

 

 

168

12.3

Методы построения спектрометров...........................................................

 

 

 

170

12.4

Спектрометры

с

линейным

энергетическо–амплитудным

 

преобразованием ..................................................................................................

 

 

 

 

 

170

13

Методы дозиметрии ..................................................................................

 

 

 

 

174

13.1

Термолюминесцентные дозиметры ...........................................................

 

 

 

174

13.2

Фотографический метод ........................................................дозиметрии

 

 

 

181

14

Методы отбора и подготовки проб для радиометрических

 

измерений ............................................................................................................

 

 

 

 

 

188

14.1

Цели и задачи агрохимического и радиологического обследования

 

почв

..................................................................................................................

 

 

 

 

 

189

14.2

Полевое агрохимическое ...........и радиологическое обследование почв

 

190

14.3

Общие правила отбора смешанных почвенных образцов при

 

агрохимическом и радиологическом ...........................................обследовании

 

 

192

14.4

Формирование

объединенных

почвенных

образцов

при

 

агрохимическом и радиологическом ...........................................обследовании

 

 

194

14.5

Особенности отбора проб на угодьях, на которых после выпадения

 

радионуклидов не проводилась ..............................................обработка почвы

 

 

195

 

 

 

3

 

 

 

 

14.6

Виды анализов и формирование объединенных почвенных образцов

 

для агрохимических анализов .............................................................................

197

14.7

Особенности обследования почв на содержание тяжелых металлов ......

198

15 Математическая обработка результатов измерений ...........................

201

15.1

Методы и средства измерения ...................................................................

201

15.2

Погрешность измерения действительных величин...................................

203

15.3

Статистическая точность измерения .........................................................

206

Список литературы ............................................................................................

210

4

Введение

Противорадиационная защита человека и природной среды требует особой заботы и внимания в связи с широким и крупномасштабным использованием атомной энергии. Поэтому важное значение приобретают количественные характеристики поля ионизирующего излучения, формируемого различными источниками, а так же физические величины, определяющие характеристики источников излучения и последствия воздействия ионизирующего излучения на объекты живой и неживой природы, методы и средства их измерения.

Применяемая человеком атомная энергия, принося несомненную пользу, таит в себе, к сожалению, потенциальную опасность, реализуемую в аварийных ситуациях, источником возникновения которых оказываются либо недостаточная квалификация ответственных лиц, либо преступная небрежность и халатность. Анализ радиационных инцидентов, случившихся в разных странах, показывает, что большая часть из них обусловлена именно этими причинами. Это подтверждают и наиболее крупные аварии, такие, как авария на американской АЭС в 1979 г., авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г., инциденты на границе при попытке перевозки радиоактивных материалов.

В этой связи острым является вопрос об уровне профессиональной культуры, необходимым элементом которой должно быть понимание природы опасных факторов, сопутствующих развитию новых технологий, и тех реальных последствий, которые они могут вызвать. Пути повышения профессиональной культуры разнообразны, но все они связаны с подготовкой и повышением квалификации кадров в области радиационного контроля, важнейшей составляющей которого является радиометрия, спектрометрия и дозиметрия ионизирующих излучений.

5

Соседние файлы в предмете Инженерные конструкции